本发明公开了一种朝向可调的新能源发电单向减速带及其发电方法。利用减速带进行发电是一种具有巨大前景的新能源形式；现有发电减速带存在效率较低的缺陷。本发明一种朝向可调的新能源发电单向减速带，包括基础箱体和减速带发电装置。基础箱体包括U形箱和顶部限位板。减速带发电装置包括主体减速机构和发电机构。单向减速组件包括单向减速件、导向柱、单向复位弹簧、转动锁位组件和推力永磁体。发电机构包括限位筒、发电永磁体、发电振荡弹簧和发电线圈。本发明通过的发电永磁体的上下分别设置推力永磁体和发电振荡弹簧，使得发电永磁体能够持续振荡，大大提高了发电的效率。
1.一种朝向可调的新能源发电单向减速带，包括基础箱体和减速带发电装置；其特征在于：所述的基础箱体包括U形箱和顶部限位板；两条顶部限位板与U形箱上两块侧板的顶部分别固定；多个减速带发电装置均设置在U形箱内，且沿U形箱的长度方向依次排列；减速带发电装置包括主体减速机构和发电机构；主体减速机构包括减速带主体和单向减速组件；减速带主体的两侧均设置有限位条；减速带主体与基础箱体构成滑动副；所述的减速带主体上设置有单向安装通道；单向安装通道的底端均设置有单向限位板；
所述的单向减速组件安装在单向安装通道内；单向减速组件包括单向减速件、导向柱、单向复位弹簧、转动锁位组件和推力永磁体；导向柱与单向限位板构成滑动副；导向柱的底端与推力永磁体固定；导向柱的顶端端面开设中心孔；单向减速件由减速块和调整柱组成；
调整柱的顶端与减速块的底部固定；调整柱与导向柱上的中心孔构成转动副；
所述调整柱的外圆周上开设有两个V形限位槽；所述的转动锁位组件包括转动锁位弹簧和限位弹子；导向柱上中心孔的内侧壁上开设有两个弹簧容纳槽；两个转动锁位弹簧的内端与两个弹簧容纳槽的底端分别固定，外端与两个限位弹子分别固定；两个限位弹子与两个V形限位槽对应；
所述减速块顶部的一侧设置有斜面；斜面的相对侧设置有竖直面；单向复位弹簧套置在导向柱上；单向复位弹簧的两端分别抵住减速块的底面、单向限位板的顶面；
所述的发电机构包括限位筒、发电永磁体、发电振荡弹簧和发电线圈；限位筒固定在基础箱体内，且位于对应的推力永磁体的正下方；发电永磁体设置在限位筒内；推力永磁体与发电永磁体的相对端磁极极性相同；发电振荡弹簧设置限位筒内，且两端与基础箱体、发电永磁体的底部分别固定；限位筒上设置有发电线圈。
2.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：所述的限位筒上仅有一个发电线圈，且发电线圈绕置在限位筒上。
3.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：每个限位筒上均绕置有多个独立的发电线圈；各发电线圈沿限位筒的长度方向依次排列。
4.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：每个限位筒上均设置有多个发电线圈组；发电线圈组包括沿限位筒中心轴线的周向均布的多个发电线圈；各发电线圈组沿限位筒的长度方向依次排列。
5.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：所述U形箱上两块侧板内侧面的中部均固定有弹簧安置板；限位条位于基础箱体上对应的顶部限位板与弹簧安置板之间；主体复位弹簧的两端分别抵住对应的限位条、弹簧安置板。
6.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：初始状态下，减速带主体的顶部高于公路路面，减速带主体上的两条限位条与基础箱体上两条顶部限位板的底面分别接触，推力永磁体与单向限位板的底面接触，减速块的底面与减速带主体的顶面平齐，两个限位弹子分别卡入两个V形限位槽内，减速块上的斜面朝向减速带主体的一侧。
7.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：所述的基础箱体呈长条形，埋设在公路上，且沿公路的宽度方向设置；两条顶部限位板的顶面与公路面平齐。
8.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：所述减速带主体顶部的横截面呈梯形状；减速块上斜面相对侧的竖直面与减速块的顶面之间设置有圆角；所述限位筒的材质为非金属。
9.根据权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其特征在于：还包括后处理电路和蓄电池；所述的后处理电路包括整流器、滤波电路和稳压电路；每个发电线圈均对应一个后处理电路；整流器的输入接口与对应的发电线圈的接线端连接，输出接口与滤波电路的输入接口连接；滤波电路的输出接口与稳压电路的输入接口连接；各个稳压电路的输出接口均与蓄电池的连接。
10.如权利要求1所述的一种朝向可调的新能源发电单向减速带的发电方法，其特征在于：步骤一、车辆行驶到减速带主体处时，减速带主体受到挤压向下运动，减速带主体上的单向限位板带动推力永磁体向下运动，使得推力永磁体对发电永磁体的斥力发生变化，推动发电永磁体向下运动，发电线圈切割磁感线，产生电流；
步骤二、车辆的车轮运动到减速带主体的顶部时，单向减速件受到挤压向下运动，使得推力永磁体进一步向下运动，进一步增大发电永磁体的位移量；
步骤三、车辆通过减速带主体后，减速带主体、单向减速件在发电永磁体向上的斥力作用下复位，而发电永磁体在发电振荡弹簧的弹力与推力永磁体的斥力作用下，上下往复运动，从而使得发电线圈持续切割磁感线，产生电流。
一种朝向可调的新能源发电单向减速带及其发电方法
技术领域
[0001] 本发明属于新能源发电技术领域，具体涉及一种朝向可调的新能源发电单向减速带及其发电方法。
背景技术
[0002] 新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。在我国，道路系统建设日益完善，道路机动车数量越来越多。我国的公路里程已经连续多年位列世界第一。
[0003] 一般在公路道口、工矿企业、学校、住宅小区入口等人流量较多的路段容易发生交通事故；因此，需要在这些路段设置减速带缓冲装置。长期以来，为了达到使行驶车辆减速的目的，在容易引发交通事故的路段设置减速带，减速带很大程度减少了各交通要道口的事故发生，让汽车在行驶中既安全又达到缓冲减速的目的，提高了交通道口的安全。目前，在很多路段为了缓解交通压力设定成了单向行驶，但仍然有些人不服从交通规则在单向行驶通道逆向行驶，这样会使得交通事故更加容易发生。
[0004] 因此，利用减速带进行发电是一种具有巨大前景的新能源形式；现有部分减速带具有发电功能，但其大多存在以下缺陷：1)现有发电减速带仅能够在车辆通过的瞬间进行发电，效率较低；2)现有发电减速带中存在大量传动机构，其不但成本较高，而且会导致能量的损耗；3)现有发电减速带不具备警示逆向行驶车辆的功能，更不能调节警示的方向。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种朝向可调的新能源发电单向减速带及其发电方法。
[0006] 本发明一种朝向可调的新能源发电单向减速带，包括基础箱体和减速带发电装置。所述的基础箱体包括U形箱和顶部限位板。两条顶部限位板与U形箱上两块侧板的顶部分别固定。多个减速带发电装置均设置在U形箱内，且沿U形箱的长度方向依次排列。减速带发电装置包括主体减速机构和发电机构。主体减速机构包括减速带主体、主体复位弹簧和单向减速组件。减速带主体的两侧均设置有限位条。减速带主体与基础箱体构成滑动副。所述的减速带主体上设置有单向安装通道。单向安装通道的底端均设置有单向限位板。
[0007] 所述的单向减速组件安装在单向安装通道内。单向减速组件包括单向减速件、导向柱、单向复位弹簧、转动锁位组件和推力永磁体。导向柱与单向限位板构成滑动副。导向柱的底端与推力永磁体固定。导向柱的顶端端面开设中心孔。单向减速件由减速块和调整柱组成。调整柱的顶端与减速块的底部固定。调整柱与导向柱上的中心孔构成转动副。
[0008] 所述调整柱的外圆周上开设有两个V形限位槽。所述的转动锁位组件包括转动锁位弹簧和限位弹子。导向柱上中心孔的内侧壁上开设有两个弹簧容纳槽。两个转动锁位弹簧的内端与两个弹簧容纳槽的底端分别固定，外端与两个限位弹子分别固定。两个限位弹子与两个V形限位槽对应。
[0009] 所述减速块顶部的一侧设置有斜面。斜面的相对侧设置有竖直面。单向复位弹簧套置在导向柱上。单向复位弹簧的两端分别抵住减速块的底面、单向限位板的顶面。
[0010] 所述的发电机构包括限位筒、发电永磁体、发电振荡弹簧和发电线圈。限位筒固定在基础箱体内，且位于对应的推力永磁体的正下方。发电永磁体设置在限位筒内。推力永磁体与发电永磁体的相对端磁极极性相同。发电振荡弹簧设置限位筒内，且两端与基础箱体、发电永磁体的底部分别固定。限位筒上设置有发电线圈。
[0011] 进一步地，所述的限位筒上仅有一个发电线圈，且发电线圈绕置在限位筒上。
[0012] 进一步地，每个限位筒上均绕置有多个独立的发电线圈；各发电线圈沿限位筒的长度方向依次排列。
[0013] 进一步地，每个限位筒上均设置有多个发电线圈组。发电线圈组包括沿限位筒中心轴线的周向均布的多个发电线圈。各发电线圈组沿限位筒的长度方向依次排列。
[0014] 进一步地，所述U形箱上两块侧板内侧面的中部均固定有弹簧安置板。限位条位于基础箱体上对应的顶部限位板与弹簧安置板之间。主体复位弹簧的两端分别抵住对应的限位条、弹簧安置板。
[0015] 进一步地，初始状态下，减速带主体的顶部高于公路路面，减速带主体上的两条限位条与基础箱体上两条顶部限位板的底面分别接触，推力永磁体与单向限位板的底面接触，减速块的底面与减速带主体的顶面平齐，两个限位弹子分别卡入两个V形限位槽内，减速块上的斜面朝向减速带主体的一侧。
[0016] 进一步地，所述的基础箱体呈长条形，埋设在公路上，且沿公路的宽度方向设置。两条顶部限位板的顶面与公路面平齐。
[0017] 进一步地，所述减速带主体顶部的横截面呈梯形状。减速块上斜面相对侧的竖直面与减速块的顶面之间设置有圆角。所述限位筒的材质为非金属。
[0018] 进一步地，本发明一种朝向可调的新能源发电单向减速带还包括后处理电路和蓄电池。所述的后处理电路包括整流器、滤波电路和稳压电路。每个发电线圈均对应一个后处理电路。整流器的输入接口与对应的发电线圈的接线端连接，输出接口与滤波电路的输入接口连接。滤波电路的输出接口与稳压电路的输入接口连接。各个稳压电路的输出接口均与蓄电池的连接。
[0019] 该朝向可调的新能源发电单向减速带的发电方法具体如下：
[0020] 步骤一、车辆行驶到减速带主体处时，减速带主体受到挤压向下运动，减速带主体上的单向限位板带动推力永磁体向下运动，使得推力永磁体对发电永磁体的斥力发生变化，推动发电永磁体向下运动，发电线圈切割磁感线，产生电流。
[0021] 步骤二、车辆的车轮运动到减速带主体的顶部时，单向减速件受到挤压向下运动，使得推力永磁体进一步向下运动，进一步增大发电永磁体的位移量。
[0022] 步骤三、车辆通过减速带主体后，减速带主体、单向减速件在发电永磁体向上的斥力作用下复位，而发电永磁体在发电振荡弹簧的弹力与推力永磁体的斥力作用下，上下往复运动，从而使得发电线圈持续切割磁感线，产生电流。
[0023] 本发明具有的有益效果是：
[0024] 1、本发明通过的发电永磁体的上下分别设置推力永磁体和发电振荡弹簧，使得发电永磁体能够持续振荡，大大提高了发电的效率。同时，推力永磁体还作为驱动发电永磁体运动的动力元件，这进一步简化了结构。
[0025] 2、本发明对不同行驶方向车辆的阻力不同，进而能够警示逆向行驶的车辆；并且，本发明的警示方向能够调节，可以应用于潮汐车道等在不同时段行驶方向不同的公路上。
[0026] 3、本发明的传动结构简单，能量损耗较小且成本较低。
附图说明
[0027] 图1是本发明的整体俯视示意图；
[0028] 图2是本发明的立体示意图；
[0029] 图3是本发明实施例1的结构示意图(即图1中A-A截面的剖视图)；
[0030] 图4是图3中B部分的局部放大图；
[0031] 图5是本发明中单向限位板、调整柱、导向柱的组合示意图；
[0032] 图6是本发明实施例2的结构示意图；
[0033] 图7是本发明实施例3的结构示意图；
[0034] 图8是本发明实施例3中发电机构的示意图。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0036] 实施例1
[0037] 如图1、2和3所示，一种朝向可调的新能源发电单向减速带，包括基础箱体1、减速带发电装置、后处理电路和蓄电池。基础箱体1呈长条形，埋设在公路上，且沿公路的宽度方向设置。基础箱体1包括U形箱1-1、顶部限位板1-2和弹簧安置板1-3。两条顶部限位板1-2与U形箱1-1上两块侧板的顶部分别固定。两条弹簧安置板1-3与U形箱1-1上两块侧板内侧面的中部分别固定。两条顶部限位板1-2的顶面与公路面平齐。
[0038] 多个减速带发电装置均设置在U形箱1-1内，且沿U形箱1-1的长度方向依次排列。减速带发电装置包括主体减速机构2和发电机构3。主体减速机构2包括减速带主体2-1、光轴2-2、主体复位弹簧2-3和单向减速组件。减速带主体2-1顶部的横截面呈梯形状。减速带主体2-1两侧均设置有限位条2-4。限位条2-4位于基础箱体1上对应的顶部限位板1-2与弹簧安置板1-3之间。两个两条限位条2-4的两端与四根光轴2-2的顶端固定。四根光轴2-2分别与基础箱体1上对应的弹簧安置板1-3构成滑动副。四根光轴2-2上均套置有主体复位弹簧2-3。主体复位弹簧2-3的两端分别抵住对应的限位条2-4、弹簧安置板1-3。
[0039] 初始状态下，减速带主体2-1的顶部高于公路路面，减速带主体2-1上的两条限位条2-4与基础箱体1上两条顶部限位板1-2的底面分别接触。
[0040] 减速带主体2-1上开设有并排设置的两个单向安装通道。单向安装通道的横截面呈方形。两个单向安装通道的底端均设置有单向限位板2-5。单向限位板2-5的中部开设有让位孔。让位孔的内侧壁上设置有两个导向凸块。
[0041] 如图2、3、4和5所示，减速带发电装置共有两个。两个减速带发电装置内的单向减速组件分别安装在两个单向安装通道内。单向减速组件包括单向减速件、导向柱2-6、单向复位弹簧2-7、转动锁位组件和推力永磁体2-8。导向柱2-6的侧面上设置有两条平行于导向柱2-6轴线的滑槽。导向柱2-6设置在对应单向限位板2-5的让位孔内。单向限位板2-5上的两个导向凸块分别伸入导向柱2-6上的两条滑槽。导向柱2-6的底端与推力永磁体2-8固定。导向柱2-6的顶端端面开设中心孔。单向减速件由减速块2-9和调整柱2-10组成。调整柱2-
10的顶端与减速块2-9的底部中心位置固定。调整柱2-10与导向柱2-6上的中心孔通过轴承构成转动副。调整柱2-10的外圆周上开设有两个V形限位槽。两个V形限位槽分别位于调整柱2-10中心轴线的两侧。
[0042] 转动锁位组件包括转动锁位弹簧2-11和限位弹子2-12。导向柱2-6上中心孔的内侧壁上开设有两个弹簧容纳槽。两个转动锁位弹簧2-11的内端与两个弹簧容纳槽的底端分别固定，外端与两个限位弹子2-12分别固定。两个限位弹子2-12与两个V形限位槽在调整柱2-10的轴线方向上位置对应。
[0043] 减速块2-9顶部的一侧设置有斜面。斜面的相对侧设置有竖直面。该竖直面与减速块2-9的顶面之间设置有圆角。单向复位弹簧2-7套置在导向柱2-6上。单向复位弹簧2-7的两端分别抵住减速块2-9的底面、单向限位板2-5的顶面。
[0044] 初始状态下，推力永磁体2-8与单向限位板2-5的底面接触，形成限位，减速块2-9的底面与减速带主体2-1的顶面平齐，两个限位弹子2-12分别卡入两个V形限位槽内，以保证减速块2-9的朝向保持不变，减速块2-9上的斜面朝向减速带主体2-1的一侧(即减速块2-9上的斜面与减速带主体2-1的长度方向平行)。
[0045] 主体复位弹簧2-3、单向复位弹簧2-7分别用于对减速带主体2-1、单向减速件提供支撑和定位。但减速带主体2-1和单向减速件受到向上的力主要来自于发电机构3的发电振荡弹簧3-3。主体复位弹簧2-3、单向复位弹簧2-7仅仅是起到辅助作用，即使不存在，本发明依旧能够正常工作。
[0046] 当车辆从减速块2-9设置有斜面的一侧驶向减速块2-9时，减速块2-9上的斜面逐渐引导减速块2-9向下滑动，车辆受到的阻力和颠簸较小。当车辆从减速块2-9设置有竖直面的一侧驶向减速块2-9时，减速块2-9上需要快速向下滑动，其受到的阻力较大，故车辆受到的阻力和颠簸较大。由此对不同行驶方向车辆的提供不同的阻力，达到对逆向行驶车辆的警示作用。
[0047] 同时，当工作人员用力转动减速块2-9时，两个限位弹子2-12分别离开对应的V形限位槽，使得减速块2-9的朝向变化；当减速块2-9转动180°后，两个限位弹子2-12重新分别卡入两个V形限位槽，使得单向减速件的限制行驶方向发生变化。这使得本发明能够应用在潮汐车道等不同时段行驶方向不同的路面上。
[0048] 发电机构3包括限位筒3-1、发电永磁体3-2、发电振荡弹簧3-3和发电线圈3-4。限位筒3-1固定在基础箱体1内，且位于对应的推力永磁体2-8的正下方。发电永磁体3-2设置在限位筒3-1内，且与限位筒3-1构成滑动副。推力永磁体2-8与发电永磁体3-2的相对端磁极极性相同。发电振荡弹簧3-3设置限位筒3-1内，且两端与基础箱体1、发电永磁体3-2的底部分别固定。限位筒3-1上绕置有一个发电线圈3-4。限位筒3-1的材质为非金属。
[0049] 后处理电路包括整流器、滤波电路和稳压电路。每个发电线圈3-4均对应一个后处理电路。整流器的输入接口与对应的发电线圈3-4的接线端连接，输出接口与滤波电路的输入接口连接。滤波电路的输出接口与稳压电路的输入接口连接。各个稳压电路的输出接口均与蓄电池的连接。
[0050] 该朝向可调的新能源发电单向减速带的发电方法具体如下：
[0051] 步骤一、车辆行驶到减速带主体2-1处时，减速带主体2-1受到车轮的挤压向下运动，减速带主体2-1上的单向限位板2-5带动推力永磁体2-8向下运动，使得推力永磁体2-8对发电永磁体3-2的斥力发生变化，推动发电永磁体3-2向下运动；同时，发电永磁体3-2对推力永磁体2-8的斥力阻碍减速带主体2-1向下运动，使得车辆受到阻碍，以提醒车辆驾驶员减速。发电永磁体3-2运动的过程中，与发电线圈3-4发生相对位移，发电线圈3-4切割磁感线，产生电流。
[0052] 步骤二、车辆的车轮运动到减速带主体2-1的顶部时，车轮挤压单向减速件，使得推力永磁体2-8进一步向下运动，进一步增大发电永磁体3-2的位移量。
[0053] 步骤三、车辆通过减速带主体2-1后，减速带主体2-1、单向减速件在发电永磁体3-2向上的斥力作用下复位，而发电永磁体3-2在发电振荡弹簧3-3的弹力与推力永磁体2-8的斥力作用下，上下往复运动，从而使得发电线圈3-4持续切割磁感线，产生电流。直到发电永磁体3-2在发电时产生阻尼力作用下停止振荡。由于发电永磁体3-2在车辆经过后能够持续振荡，故本发明相较于常规的仅能够在车辆经过瞬间发电的减速带发电装置，具有更高的发电效率。
[0054] 实施例2
[0055] 如图6所示，一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其与实施例1的区别在于：每个限位筒3-1上均绕置有多个独立的发电线圈3-4；各发电线圈3-4沿限位筒3-1的长度方向依次排列。
[0056] 实施例3
[0057] 如图7和8所示，一种朝向可调的新能源发电单向减速带，其与实施例1的区别在于：每个限位筒3-1上均设置有多个发电线圈组。发电线圈组包括沿限位筒3-1中心轴线的周向均布的多个发电线圈3-4。各发电线圈3-4的中心轴线均与限位筒3-1的中心轴线垂直相交。各发电线圈组沿限位筒3-1的长度方向依次排列。
