彈性?xún)?chǔ)能壓電形變能量交換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)，特別是一種彈性?xún)?chǔ)能壓電形變能量交換裝置，該裝置通過(guò)彈性形變儲(chǔ)能和機(jī)電轉(zhuǎn)換將鐵路列車(chē)質(zhì)量的震動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，為設(shè)置在鐵路線路上的安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備提供電能。
【背景技術(shù)】
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[0002]地鐵是交通運(yùn)輸中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行的必要基礎(chǔ)，隨著京津、京滬、武廣、滬杭、滬寧等高速鐵路建設(shè)開(kāi)通，我國(guó)已經(jīng)跨入了高鐵時(shí)代，在高速鐵路建設(shè)不斷向前推進(jìn)時(shí)，保障鐵路運(yùn)營(yíng)的安全也受到極高的關(guān)注，采取有效的遠(yuǎn)距離、大范圍、無(wú)障礙、不間斷、多功能晝夜監(jiān)控成為鐵路管理部門(mén)需要實(shí)施的一個(gè)問(wèn)題，
[0003]鐵路運(yùn)營(yíng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)可分為機(jī)車(chē)運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控和鐵路線路狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控，鐵路線路狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控可以為鐵路運(yùn)營(yíng)提供鐵路路況、突發(fā)事故、山體滑坡、橋區(qū)安全、隧道安全、機(jī)車(chē)安全等遠(yuǎn)程監(jiān)控信息，為了確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全，線路狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備必須24小時(shí)全天候晝夜運(yùn)行，
[0004]然而，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備大多設(shè)在的偏遠(yuǎn)山區(qū)，即遠(yuǎn)離城市也遠(yuǎn)離國(guó)家電網(wǎng)，不能利用國(guó)家電網(wǎng)提供能量，同時(shí)利用儲(chǔ)電設(shè)備提供能量又需要人力經(jīng)常觀察和定期更換儲(chǔ)電設(shè)備，不能及時(shí)的觀察和更換儲(chǔ)電設(shè)備，也會(huì)使遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備無(wú)法正常工作，為鐵路運(yùn)營(yíng)帶來(lái)安全隱患，
[0005]因此，為遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的正常運(yùn)行提供不間斷的充足的能量，是保障鐵路線路狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控急需解決的一個(gè)問(wèn)題，列車(chē)行駛中幾百?lài)嵸|(zhì)量震動(dòng)動(dòng)能是十分巨大的，將這部分能量提取出來(lái)，就可以不間斷的為遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的正常運(yùn)行提供能量，
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0006]為了將列車(chē)行駛中大質(zhì)量的震動(dòng)動(dòng)能提取出來(lái)，將質(zhì)量的震動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)換電能，為線路狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備提供能量，本實(shí)用新型提出了一種彈性?xún)?chǔ)能壓電形變能量交換裝置，它可將列車(chē)運(yùn)行中的震動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:由一個(gè)大箱體、一個(gè)行程變換機(jī)構(gòu)、一個(gè)彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)和一個(gè)機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成的質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，行程變換機(jī)構(gòu)設(shè)置在大箱體的上端，彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)和機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)置在大箱體內(nèi)，
[0008]行程變換機(jī)構(gòu)由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)桿、一個(gè)輔驅(qū)動(dòng)桿、一個(gè)驅(qū)動(dòng)連接桿、一個(gè)長(zhǎng)齒條、一個(gè)彈簧桿、一個(gè)彈簧桿連接柱、一個(gè)擺動(dòng)彈簧和一個(gè)彈簧座構(gòu)成，主驅(qū)動(dòng)桿的一端設(shè)置在一條鐵軌的下方，主驅(qū)動(dòng)桿的中部通過(guò)第一連接軸與設(shè)置在大箱體上部的第一支撐柱相連接，主驅(qū)動(dòng)桿的另一端通過(guò)第二連接軸與驅(qū)動(dòng)連接桿的上端相連接，驅(qū)動(dòng)連接桿的下端通過(guò)第三連接軸與輔驅(qū)動(dòng)桿的一端相連接，輔驅(qū)動(dòng)桿的中部通過(guò)第四連接軸與安裝在大箱體上部的第二支撐柱相連接，輔驅(qū)動(dòng)桿的另一端通過(guò)第五連接軸與長(zhǎng)齒條的上端相連接，長(zhǎng)齒條的下端通過(guò)第六連接軸與彈簧桿的上端相連接，彈簧桿的下端通過(guò)第七連接軸與彈簧桿連接柱相連接，彈簧桿連接柱安裝在大箱體的下面，彈簧座安裝在輔驅(qū)動(dòng)桿的下面，擺動(dòng)彈簧設(shè)置在長(zhǎng)齒條上端和彈簧座之間，
[0009]彈簧桿由一個(gè)外彈簧帽、一個(gè)內(nèi)彈簧帽、一個(gè)內(nèi)彈簧、外帽連接桿和內(nèi)帽連接桿構(gòu)成，外彈簧帽扣在內(nèi)彈簧帽上，內(nèi)彈簧設(shè)置在內(nèi)彈簧帽內(nèi)，外帽連接桿與外彈簧帽相連接，內(nèi)帽連接桿與內(nèi)彈簧帽相連接，
[0010]彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)齒輪、一個(gè)輔驅(qū)動(dòng)齒輪、一個(gè)輔驅(qū)動(dòng)齒輪套管、一個(gè)轉(zhuǎn)向控制器、一個(gè)蝸卷彈簧、第一塔齒輪、第二塔齒輪構(gòu)成，
[0011]第一驅(qū)動(dòng)軸、第二驅(qū)動(dòng)軸和第三驅(qū)動(dòng)軸相互平行的固定安裝在大箱體上，
[0012]轉(zhuǎn)向控制器內(nèi)設(shè)置有第一推力彈簧、第二推力彈簧、第一轉(zhuǎn)向控制齒和第二轉(zhuǎn)向控制齒，第一推力彈簧和第一轉(zhuǎn)向控制齒串接在轉(zhuǎn)向控制器的上端，第二推力彈簧和第二轉(zhuǎn)向控制齒串接在轉(zhuǎn)向控制器的下端，
[0013]第一驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)主驅(qū)動(dòng)齒輪中心所開(kāi)圓孔與主驅(qū)動(dòng)齒輪光滑的相連接，主驅(qū)動(dòng)齒輪可繞第一驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，
[0014]轉(zhuǎn)向控制器設(shè)置在主驅(qū)動(dòng)齒輪一側(cè)，轉(zhuǎn)向控制器的中部固定安裝在第一驅(qū)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)向控制器的轉(zhuǎn)向控制齒從轉(zhuǎn)向控制器上下兩端伸出并與主驅(qū)動(dòng)齒輪的內(nèi)齒彈性的相嚙合，轉(zhuǎn)向控制器可控制主驅(qū)動(dòng)齒輪單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，
[0015]輔驅(qū)動(dòng)齒輪套管穿過(guò)輔驅(qū)動(dòng)齒輪中心所開(kāi)圓孔與輔驅(qū)動(dòng)齒輪軸線相互重合的固定安裝在輔驅(qū)動(dòng)齒輪的中心位置上，輔驅(qū)動(dòng)齒輪套管可轉(zhuǎn)動(dòng)的套在第一驅(qū)動(dòng)軸上，
[0016]蝸卷彈簧安裝在主驅(qū)動(dòng)齒輪另一側(cè)，蝸卷彈簧的一端通過(guò)第一插銷(xiāo)固定安裝在主驅(qū)動(dòng)齒輪的內(nèi)側(cè)，蝸卷彈簧的另一端通過(guò)第二插銷(xiāo)固定安裝在輔驅(qū)動(dòng)齒輪套管上，
[0017]長(zhǎng)齒條的中部通過(guò)彈簧桿與主驅(qū)動(dòng)齒輪彈性的相嚙合，長(zhǎng)齒條向下運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)齒條的中部可在彈簧桿推動(dòng)下與主驅(qū)動(dòng)齒輪彈性的相嚙合，長(zhǎng)齒條向上運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)齒條的中部可在擺動(dòng)彈簧的推動(dòng)下與主驅(qū)動(dòng)齒輪脫開(kāi)，
[0018]第一塔齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在第二驅(qū)動(dòng)軸上，第二塔齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在第三驅(qū)動(dòng)軸上，輔驅(qū)動(dòng)齒輪與第一塔齒輪的小齒輪相嚙合，第一塔齒輪的大齒輪與第二塔齒輪的小齒輪相嚙合，第四驅(qū)動(dòng)軸固定安裝在第二塔齒輪的大齒輪邊緣上，第四驅(qū)動(dòng)軸與第二塔齒輪垂直，
[0019]機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿、一個(gè)驅(qū)動(dòng)滑塊、壓電陶瓷片、第一連接板和第二連接板構(gòu)成，
[0020]往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在第四驅(qū)動(dòng)軸上，往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿的另一端通過(guò)第五驅(qū)動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在驅(qū)動(dòng)滑塊的下端，驅(qū)動(dòng)滑塊的上端設(shè)置在壓電陶瓷片的中部，壓電陶瓷片的兩端分別通過(guò)第一連接板和第二連接板安裝在大箱體上，
[0021 ] 當(dāng)列車(chē)的振動(dòng)通過(guò)鐵軌施加在主驅(qū)動(dòng)桿的一端時(shí)，列車(chē)的振動(dòng)通過(guò)行程變換機(jī)構(gòu)的主驅(qū)動(dòng)桿、驅(qū)動(dòng)連接桿、輔驅(qū)動(dòng)桿、長(zhǎng)齒條傳遞到各彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的主驅(qū)動(dòng)齒輪上，列車(chē)的振動(dòng)通過(guò)行程變換機(jī)構(gòu)的行程幅度放大，帶動(dòng)長(zhǎng)齒條大幅度的上下振動(dòng)，并通過(guò)長(zhǎng)齒條、彈簧桿、擺動(dòng)彈簧和轉(zhuǎn)向控制器帶動(dòng)主驅(qū)動(dòng)齒輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)旋緊蝸卷彈簧，將列車(chē)的振動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為蝸卷彈簧的彈性勢(shì)能存儲(chǔ)在蝸卷彈簧中，
[0022]蝸卷彈簧通過(guò)輔驅(qū)動(dòng)齒輪套管驅(qū)動(dòng)輔驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)輔驅(qū)動(dòng)齒輪、第一塔齒輪、第二塔齒輪和往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)滑塊帶動(dòng)壓電陶瓷片大幅度的振動(dòng)，上述振動(dòng)不斷的進(jìn)行下去，壓電陶瓷片的兩個(gè)電極不斷的輸出交變電流，通過(guò)上述過(guò)程將地鐵列車(chē)的振動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)行程變換機(jī)構(gòu)、彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)和機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成的質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，可將列車(chē)的振動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化電能，為線路狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備提供能量，即節(jié)約了能源，又可使位于偏遠(yuǎn)山區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在無(wú)人管理的情況長(zhǎng)期自動(dòng)運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
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[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0026]圖2是本實(shí)用新型的A-A剖視圖。
[0027]圖3是本實(shí)用新型的B-B剖視圖。
[0028]圖4是本實(shí)用新型的C-C剖視圖。
[0029]圖5是本實(shí)用新型的D-D剖視圖。
[0030]圖6是本實(shí)用新型的E-E剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0031]在圖1中，一個(gè)由大箱體4、行程變換機(jī)構(gòu)、彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)和機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成的質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，行程變換機(jī)構(gòu)設(shè)置在大箱體4的上端，彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)和機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)置在大箱體4內(nèi)，
[0032]在圖1中，行程變換機(jī)構(gòu)由主驅(qū)動(dòng)桿1-1、驅(qū)動(dòng)連接桿1-5、輔驅(qū)動(dòng)桿1-7、長(zhǎng)齒條
1-11、彈簧桿1-13、彈簧桿連接柱5、擺動(dòng)彈簧1-16和彈簧座1-15構(gòu)成，主驅(qū)動(dòng)桿1_1的一端與上承壓板10相連接，主驅(qū)動(dòng)桿1-1的中部通過(guò)第一連接軸1-2與設(shè)置在大箱體4上部的第一支撐柱1-3相連接，主驅(qū)動(dòng)桿1-1的另一端通過(guò)第二連接軸1-4與驅(qū)動(dòng)連接桿1-5的上端相連接，驅(qū)動(dòng)連接桿1-5的下端通過(guò)第三連接軸1-6與輔驅(qū)動(dòng)桿1-7的一端相連接，輔驅(qū)動(dòng)桿1-7的中部通過(guò)第四連接軸1-8與安裝在大箱體4上部的第二支撐柱1-9相連接，輔驅(qū)動(dòng)桿1-7的另一端通過(guò)第五連接軸1-10與長(zhǎng)齒條1-11的上端相連接，
[0033]長(zhǎng)齒條1-11的下端通過(guò)第六連接軸1-12與彈簧桿1-13的上端相連接，彈簧桿
1-13的下端通過(guò)第七連接軸1-14與彈簧桿連接柱5相連接，彈簧桿連接柱5安裝在大箱體4的下面，彈簧座1-15安