一种公路减速带能量回收装置

摘要

本发明提供了一种公路减速带能量回收装置，包括减速带，所述减速带下方连接若干根活塞杆，每根所述活塞杆的另一端与活塞连接，所述活塞安装在所述气压缸中，所述活塞杆上套有弹簧；所述气压缸通过管道依次与单向阀、压力传感器、所述第一两位三通电磁换向阀、所述气压马达和所述第二两位三通电磁换向阀连接，所述气压马达依次与所述电机、所述蓄电池和所述电力设备连接；本发明采用所述气压缸排出的气流和所述气压缸复原吸入的气流使所述气压马达工作，所述气压马达带动所述发电机转动，产生电能，本发明充分地利用了所述气压缸压缩和复原两个过程的气压能和势能，并转化为电能有效地提高了能量回收效率，同时提高了乘客的舒适性。

权利要求

1.一种公路减速带能量回收装置，其特征在于，包括减速带(19)、活塞杆(18)、气压缸(3)、弹簧(1)、单向阀(4)、压力传感器(5)、第一两位三通电磁换向阀(6)、空气干燥器(7)、气压马达(8)、电力系统、第二两位三通电磁换向阀(12)、控制器(13)和凹槽(20)；

所述减速带(19)下方连接若干根活塞杆(18)，每根所述活塞杆(18)的另一端与活塞(16)连接，所述活塞(16)安装在所述气压缸(3)中，所述气压缸(3)固定安装在所述凹槽(20)内，所述弹簧(1)套在所述活塞杆(18)上，所述弹簧(1)的一端抵在所述减速带(19)下方,另一端抵在所述气压缸(3)的顶部；

所述气压缸(3)的下腔通气孔(15)通过管道依次与所述单向阀(4)、所述第一两位三通电磁换向阀(6)的第一进气口、所述气压马达(8)和所述第二两位三通电磁换向阀(12)的进气口连接，所述第二两位三通电磁换向阀(12)的第一出气口与外界大气相通，所述第二两位三通电磁换向阀(12)的第二出气口通过管道与所述下腔通气孔(15)连接；

所述压力传感器(5)安装在所述单向阀(4)和所述第一两位三通电磁换向阀(6)之间；

所述空气干燥器(7)的一端与外界大气相通，另一端与所述第一两位三通电磁换向阀(6)的第二进气口连接；

所述电力系统与所述气压马达(8)连接；

所述控制器(13)的输入端(1301)与所述压力传感器(5)连接、第一输出端(1302)与所述第一两位三通电磁换向阀(6)连接、第二输出端(1303)与所述第二两位三通电磁换向阀(12)连接，所述控制器(13)用于接收所述压力传感器(5)的压力数据，并将所接收的压力数据与大气压相比较，并输出控制信号控制所述第一两位三通电磁换向阀(6)和所述第二两位三通电磁换向阀(12)电磁阀线圈的通电或断电。

2.根据权利要求1所述的公路减速带能量回收装置，其特征在于，所述电力系统包括发电机(9)、蓄电池(10)和电力设备(11)；所述气压马达(8)与所述发电机(9)连接、所述发电机(9)依次与所述蓄电池(10)和所述电力设备(11)连接。

3.根据权利要求1所述的公路减速带能量回收装置，其特征在于，还包括两位两通手动换向阀(2)，所述两位两通手动换向阀(2)与所述气压缸(3)的上腔通气孔(17)连接。

4.根据权利要求1所述的公路减速带能量回收装置，其特征在于，所述减速带(19)为分段式减速带。

5.根据权利要求4所述的公路减速带能量回收装置，其特征在于，每段所述分段式减速带下方连接两根活塞杆(18)。

6.根据权利要求1所述的公路减速带能量回收装置，其特征在于，所述气压缸(3)通过固定板(14)固定安装在凹槽(20)内。

说明书

一种公路减速带能量回收装置

技术领域

[0001] 本发明属于能量回收利用领域，具体涉及一种公路减速带能量回收装置。

背景技术

[0002] 为了降低车速减少交通事故的发生，目前，在城市较繁华的路段、学校的周边路口、高速公路路口、收费站前、停车场出入口处的路面上横向设置有各式各样的减速带。特别是收费站进出口，通过的车流量非常大，如果将汽车通过减速带时的能量进行回收利用，不仅达到节能减排的效果，而且由于能量回收装置成本低，也会产生可观的经济效益。但是，目前国内外关于可发电的减速带存在的问题有：

[0003] 1、如名称为一种公路收费站减速带能量回收发电系统，专利号为201210149144.4的专利，齿轮结构过于复杂，包括庞大的机械动力传动装置带动飞轮，再通过飞轮驱动发电机发电，最终把能量收集储存起来，中间能量传递环节过多，机械磨损较多，发电效率低。

[0004] 2、目前的液压发电装置，如名称为一种减速带能量回收发电装置，专利号为CN201420266153.6的专利，在循环过程的液压能浪费较多，能量的回收效率较低。

[0005] 3、设备为密封集成型，损坏后不易修复，容易受到道路恶劣环境的影响，寿命短而不能推广。

[0006] 4、设备制造成本和维修成本过高，得不偿失。

[0007] 另外车辆通过减速带时，对减速带的冲击不仅对减速带及路面产生破坏，而且由于车的振动跳跃，也使驾驶司机感到极度不适。

发明内容

[0008] 本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，而提供一种公路减速带能量回收装置，通过收集气压缸压缩和复原两个过程的气压能和弹簧势能转化为电能，有效地提高了能量回收效率，达到节能减排的效果，同时有效提高车辆行驶时的舒适性。

[0009] 本发明的技术方案是：一种公路减速带能量回收装置，包括减速带、活塞杆、气压缸、弹簧、单向阀、压力传感器、第一两位三通电磁换向阀、气压马达、电力系统、第二两位三通电磁换向阀、控制器和凹槽；

[0010] 所述减速带下方连接若干根活塞杆，每根所述活塞杆的另一端与活塞连接，所述活塞安装在所述气压缸中，所述气压缸固定安装在所述凹槽内，所述弹簧套在所述活塞杆上、所述弹簧的一端抵在所述减速带的下方,另一端抵在所述气压缸的顶部；

[0011] 所述气压缸的下腔通气孔通过管道依次与所述单向阀、所述第一两位三通电磁换向阀的第一进气口、所述气压马达和所述第二两位三通电磁换向阀的进气口连接，所述第二两位三通电磁换向阀的第一出气口与外界大气相通，所述第二两位三通电磁换向阀的第二出气口通过管道与所述下腔通气孔连接；

[0012] 所述压力传感器安装在所述单向阀和所述第一两位三通电磁换向阀之间；

[0013] 所述空气干燥器的一端与外界大气相通，另一端与所述第一两位三通电磁换向阀的第二进气口连接；

[0014] 所述电力系统与所述气压马达连接；

[0015] 所述控制器的输入端与所述压力传感器连接、第一输出端与所述第一两位三通电磁换向阀连接、第二输出端与所述第二两位三通电磁换向阀连接，所述控制器用于接收所述压力传感器的压力数据，并将所接收的压力数据与大气压相比较，并输出控制信号控制所述第一两位三通电磁换向阀和所述第二两位三通电磁换向阀电磁阀线圈的通电或断电。

[0016] 上述方案中，所述电力系统包括发电机、蓄电池和电力设备；所述气压马达与所述电机连接、所述电机依次与所述蓄电池和所述电力设备连接。

[0017] 上述方案中，还包括两位两通手动换向阀，所述两位两通手动换向阀与所述气压缸的上腔通气孔连接。

[0018] 上述方案中，所述减速带为分段式减速带。

[0019] 进一步的，每段所述分段式减速带下方连接两根活塞杆。

[0020] 上述方案中，所述气压缸通过固定板固定安装在凹槽内。

[0021] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明采用所述气压缸排出的气流和所述气压缸复原吸入的气流使所述气压马达工作，所述气压马达带动所述发电机转动，产生电能，本发明充分地利用了所述气压缸压缩和复原两个过程的气压能和弹簧势能，并转化为电能，在循环过程中能量传递环节少，能量浪费小，有效地提高了能量回收效率和发电效率；同时由于所述减速带的下移，减弱了车辆行驶过程中所述减速带对车辆的冲击力，提高了乘客的舒适性；本发明还可以通过打开所述气压缸的上腔通气孔连接的所述两位两通手动换向阀，进行活塞高度的调节以适应不同路面不同高度的减速带。

附图说明

[0022] 图1为本发明一实施例的压缩过程示意图；

[0023] 图2为本发明一实施例的复原过程示意图；

[0024] 图3为本发明一实施例的侧视图。

[0025] 其中，1、弹簧；2、两位两通手动换向阀；3、气压缸；4、单向阀；5、压力传感器；6、第一两位三通电磁换向阀；7、空气干燥器；8、气压马达；9、发电机；10、蓄电池；11、电力设备；12、第二两位三通电磁换向阀；13、控制器；1301、输入端；1302、第一输出端；1303、第二输出端；14、固定板；15、下腔通气孔；16、活塞；17、上腔通气孔；18、活塞杆；19、减速带；20、凹槽。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

[0027] 图1和图3所示为本发明所述公路减速带能量回收装置的一种实施方式，所述公路减速带能量回收装置包括减速带19、活塞杆18、气压缸3、弹簧1、两位两通手动换向阀2、单向阀4、压力传感器5、第一两位三通电磁换向阀6、空气干燥器7、气压马达8、电力系统、第二两位三通电磁换向阀12、控制器13和凹槽20。

[0028] 所述减速带19下方连接若干根活塞杆18，每根所述活塞杆18的另一端与活塞16连接，所述活塞16安装在所述气压缸3中，所述气压缸3通过固定板14安装在所述凹槽20内，所述弹簧1套在所述活塞杆18上,所述弹簧1的一端抵在所述减速带19下方,另一端抵在所述气压缸3的顶部之间。

[0029] 所述减速带19可为长减速带也可是分段式减速带，优选地，所述减速带19为分段式减速带，所述分段式减速带长约半米左右，每段所述分段式减速带下方连接两根所述活塞杆18，当汽车压在所述分段式减速带时两端的所述活塞16能受到完全垂直的力。

[0030] 所述第一两位三通电磁换向阀6控制方式为二进一出式，包括第一进气口、第二进气口和出气口；当电磁阀线圈通电时，所述第一进气口打开，所述第二进气口关闭；当电磁阀线圈断电时，所述第一进气口关闭，所述第二进气口打开。

[0031] 所述第二两位三通电磁换向阀12的控制方式为一进二出式，包括进气口、第一出气口和第二出气口；当电磁阀线圈通电时，所述第一出气口打开，所述第二出气口关闭；当电磁阀线圈断电时，所述第一出气口关闭，所述第二出气口打开。

[0032] 所述气压缸3下腔开有下腔通气孔15，所述下腔通气孔15通过管道依次与所述单向阀4、所述第一两位三通电磁换向阀6的第一进气口、所述第一两位三通电磁换向阀6的出气口、所述气压马达8和所述第二两位三通电磁换向阀12的进气口、所述第二两位三通电磁换向阀12的第一出气口连接，所述第二两位三通电磁换向阀12的第一出气口连接与外界大气相通，形成压缩回路。其中所述单向阀4和所述第一两位三通电磁换向阀6之间接入所述压力传感器5。

[0033] 所述空气干燥器7的一端与外界大气相通，另一端依次与所述第一两位三通电磁换向阀6的第二进气口、所述第一两位三通电磁换向阀6的出气口、所述气压马达8和所述第二两位三通电磁换向阀12的进气口连接，所述第二两位三通电磁换向阀12的第二出气口通过管道与所述下腔通气孔15连接，形成复原回路。

[0034] 所述电力系统包括发电机9、蓄电池10和电力设备11；所述气压马达8依次与所述电机9、所述蓄电池10和所述电力设备11连接，形成电力系统回路。

[0035] 所述控制器13包括输入端1301、第一输出端1302和第二输出端1303，所述输入端1301与所述压力传感器5连接，所述第一输出端1302与所述第一两位三通电磁换向阀6连接，所述第二输出端1303与所述第二两位三通电磁换向阀12连接。所述控制器13包括接收模块、数据处理模块和控制模块，所述接收模块用于接收所述压力传感器5的压力数据，并将数据传送到所述数据处理模块进行处理，所述数据处理模块将所接收的压力数据与大气压相比较，并输出控制信号给所述控制模块，所述控制模块控制所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12电磁阀线圈的通电或断电，当所述压力传感器5测得当前气流气压大于大气压，所述控制器13控制所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12的电磁阀线圈通电，使得所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12同时打开；当所述压力传感器5测得气压等于大气压，所述控制器13控制所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12的电磁阀线圈断电，使得所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12同时关闭。

[0036] 所述气压缸3上腔开有上腔通气孔17，所述两位两通手动换向阀2与所述上腔通气孔17连接。通过打开所述两位两通手动换向阀2，拉压所述活塞杆18，调节所述活塞16的高度将所述活塞16和所述减速带19放置于合适的高度位置，这样既可以满足不同的减速带高度要求，也可以适应不同的凹槽深度。

[0037] 本发明的工作原理：

[0038] 当车轮压于所述减速带19上时，结合图1，由于所述减速带19与所述活塞杆18相连，所以所述活塞杆18带动所述活塞16下移，所述单向阀4有一定的开启压力,所述气压缸3的下腔气压升高，高压气流从所述下腔通气孔15通过所述单向阀4，所述压力传感器5测得当前气流气压大于大气压，所述控制器13工作，所述输入端1301输入信号，所述第一输出端1302输出信号给所述第一两位三通电磁换向阀6、所述第二输出端1303输出信号给所述第二两位三通电磁换向阀12，控制所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12同时打开，使得所述第一两位三通电磁换向阀6处于下位，端口F、D接入回路，所述第二两位三通电磁换向阀12处于右位，端口N、B接入回路，即当所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12的电磁阀线圈通电时，所述第一两位三通电磁换向阀6的第一进气口打开，第二进气口关闭，所述第二两位三通电磁换向阀12的第一出气口打开，第二出气口关闭，故气流通过所述第一两位三通电磁换向阀6的第一进气口、再通过所述气压马达8，最后通过所述第二两位三通电磁换向阀12的第一出气口排入大气，气体通过所述气压马达8时带动所述发电机9转动进行发电，再通过所述蓄电池10进行储存，最后流向所述电力设备11。

[0039] 当车轮压过所述减速带19后，结合图2，由于所述减速带19不再承重，所述活塞16不再下行，所述单向阀4关闭,气流通过所述空气干燥器7进入,故所述压力传感器5测得气压等于大气压，所述控制器13工作，所述输入端1301输入信号，所述第一输出端1302输出信号给所述第一两位三通电磁换向阀6、所述第二输出端1303输出信号给所述第二两位三通电磁换向阀12，控制所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12同时关闭，使得所述第一两位三通电磁换向阀6处于上位，端口E、C接入回路，所述第二两位三通电磁换向阀12处于左位，端口M、A接入回路，即当所述第一两位三通电磁换向阀6和所述第二两位三通电磁换向阀12的电磁阀线圈断电时，使得所述第一两位三通电磁换向阀6的第二进气口打开，第一进气口关闭，所述第二两位三通电磁换向阀12的第二出气口那打开，第一出气口关闭，由于所述气压缸3上腔体积变大而未得到气体补偿，故所述气压缸3上腔气压低于大气压，所述活塞16有上行的趋势，同时所述弹簧1也进行复原伸张动作，此时气流通过所述空气干燥器7，干燥过的气流经过所述第一两位三通电磁换向阀6的第二进气口，进入所述气压马达8，再经过所述第二两位三通电磁换向阀12的第二出气口，从所述下腔通气孔15最后进入所述气压缸3的下腔。同样的，气体通过所述气压马达8时带动所述发电机9转动进行发电，再通过所述蓄电池10进行储存，最后流向所述电力设备11。

[0040] 本发明将汽车的机械能首先转化为气压能和弹簧势能，再通过所述气压马达8带动所述发电机9转动进行发电，充分地利用了所述气压缸3的压缩和复原两个过程的气压能和弹簧势能，提高了能量回收效率；同时由于所述减速带的下移，减弱了车辆行驶过程中所述减速带对车辆的冲击力，提高了乘客的舒适性，同样的，也减小了对路面的冲击与破坏。

[0041] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。