專利名稱：利用地鐵閘機(jī)收集能量的發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種收集能量發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種利用地鐵閘機(jī)收集能量的發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
地鐵是解決城市交通擁擠的強(qiáng)力工具，在北京、上海，每天都有上百萬人次的通行量，隨著我國城市化的發(fā)展，膨脹的人口讓更多的城市選擇地鐵作為公共交通工具。三輥閘機(jī)是當(dāng)下使用量比較大的一種地鐵閘機(jī)，閘機(jī)工作時，用手推動閘桿，閘桿轉(zhuǎn)動，人即可通過，人通過后，機(jī)械復(fù)位結(jié)構(gòu)隨后將閘桿恢復(fù)到鎖定狀態(tài)。上海每天地鐵的客運(yùn)量可達(dá)幾百萬人次，如此龐大的能量現(xiàn)在沒有得到有效地收集與利用，都白白地浪費(fèi)掉了。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN201884227U公告日2011-06-29，記載了一種利用人員出入口三輥閘機(jī)發(fā)電的裝置，如圖1所示，利用人員通過閘機(jī)時，推動閘機(jī)轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輥末端的套筒叉通過萬向節(jié)使棘爪和棘輪轉(zhuǎn)動，棘輪將轉(zhuǎn)動通過三級增速齒輪傳遞到主齒輪，使杯形飛輪帶動稀土磁環(huán)一起高速轉(zhuǎn)動，感應(yīng)線圈快速切割磁力線，發(fā)出電流，供當(dāng)?shù)卣军c使用。當(dāng)人員通過后，發(fā)電系統(tǒng)借助慣性仍然保持轉(zhuǎn)動狀態(tài)，不會因為棘爪的停止而阻止發(fā)電過程的進(jìn)行。待下一人員通過閘機(jī)時，棘爪再次帶動棘輪旋轉(zhuǎn)，通過傳動增速，使發(fā)電裝置持續(xù)工作。但該裝置的缺陷為:1、機(jī)械結(jié)構(gòu)過于冗雜繁瑣，會使得人員通過時阻力過大；2、裝置占用空間過大，笨拙不便；3、安裝的時候，需要對已有閘機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改造和調(diào)整，降低了安裝可行性；4、傳動環(huán)節(jié)過多，增加機(jī)械磨損和能量損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種利用地鐵閘機(jī)收集能量的發(fā)電裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的閘機(jī)發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損壞不易修理的問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括:設(shè)置于閘機(jī)內(nèi)的若干組發(fā)電組件以及與之活動配合的凸輪組件。所述的凸輪組件包括:主軸、定位凸輪、定位桿和復(fù)位齒條，其中:定位凸輪設(shè)置于主軸上，定位桿與定位凸輪滾動接觸，復(fù)位齒條的兩端分別與閘機(jī)內(nèi)壁和定位桿相連并與發(fā)電機(jī)組件相嚙合，根據(jù)定位桿帶動復(fù)位齒條實現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。所述的定位凸輪為多邊形中心對稱結(jié)構(gòu)，其多邊形個數(shù)與閘機(jī)的隔離桿個數(shù)相匹配。所述的定位凸輪優(yōu)選為等邊三角形結(jié)構(gòu)，該等邊三角形的三個頂角均為圓弧設(shè)置。所述的滾動接觸通過設(shè)置于定位桿頂部的滾輪實現(xiàn)，該滾輪與定位凸輪相接觸。所述的復(fù)位齒條包括:復(fù)位彈簧以及嚙合齒條，其中:復(fù)位彈簧的兩端分別與閘機(jī)內(nèi)壁和嚙合齒條相連，嚙合齒條與定位桿相連并與發(fā)電機(jī)組件中的雙層主動輪相嚙合。
所述的發(fā)電機(jī)組件包括:雙層主動輪以及同軸設(shè)置的過渡齒輪、轉(zhuǎn)子組件和定子組件，其中:雙層主動輪分別與凸輪組件和過渡齒輪的一側(cè)相嚙合，過渡齒輪的另一側(cè)與轉(zhuǎn)子組件相嚙合，通過轉(zhuǎn)子組件與定子組件的相對旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)發(fā)電。
所述的雙層主動輪包括:位于中心的主動哨合齒以及位于外圍的傳動哨合齒。
所述的轉(zhuǎn)子組件包括:同軸設(shè)置且固定連接的飛輪環(huán)以及環(huán)形磁鐵，其中:飛輪環(huán)內(nèi)部設(shè)有與過渡齒輪相嚙合的齒圈。
所述的過渡齒輪包括:分別與雙層主動輪和飛輪環(huán)相嚙合的中心齒輪和棘爪，其中:兩個相對設(shè)置的棘爪分別通過連接片與中心齒輪固定連接。
所述的定子組件包括:同軸設(shè)置的兩個導(dǎo)磁鐵芯和位于其內(nèi)部的一對帶有線圈的線圈隔離盤，其中:線圈繞制在兩隔離線圈隔離盤中。
有益效果
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不改變現(xiàn)有閘機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，添加若干部件實現(xiàn)發(fā)電功能，結(jié)構(gòu)簡單，可以迅速投入生產(chǎn)，裝置壽命長，且綠色環(huán)保，無需任何代價就能收集電能，適用于地鐵閘機(jī)系統(tǒng)，或者以此為基礎(chǔ)為地鐵站提供手機(jī)充電等服務(wù)設(shè)施。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)示意圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明定位凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明發(fā)電組件的左視圖6為本發(fā)明鐵芯組件的結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明鐵芯組件組合時的結(jié)構(gòu)示意圖中:發(fā)電組件1、凸輪組件2、雙層主動輪11、過度齒輪12、轉(zhuǎn)子組件13、定子組件14、主軸21、定位凸輪22、定位桿23、復(fù)位齒條24、滾輪25、主動嚙合齒111、傳動嚙合齒112、中心齒輪121、棘爪122、連接片123、飛輪環(huán)131、環(huán)形磁鐵132、導(dǎo)磁鐵芯141、線圈隔離盤142、線圈143、復(fù)位彈簧241、嚙合齒條242。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
實施例1
如圖2所示，本實施例包括:設(shè)置于閘機(jī)內(nèi)的若干組發(fā)電組件I以及與之活動配合的凸輪組件2。
所述的凸輪組件2包括:主軸21、定位凸輪22、定位桿23和復(fù)位齒條24，其中:定位凸輪22設(shè)置于主軸21上，定位桿23與定位凸輪22滾動接觸，復(fù)位齒條24的兩端分別與閘機(jī)內(nèi)壁和定位桿23相連并與發(fā)電機(jī)組件I相嚙合，根據(jù)定位桿23帶動復(fù)位齒條24實現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。
所述的定位凸輪22為多邊形中心對稱結(jié)構(gòu)，其多邊形個數(shù)與閘機(jī)的隔離桿個數(shù)相匹配。所述的定位凸輪22優(yōu)選為等邊三角形結(jié)構(gòu)，該等邊三角形的三個頂角均為圓弧設(shè)置。所述的滾動接觸通過設(shè)置于定位桿23頂部的滾輪25實現(xiàn)，該滾輪25與定位凸輪22相接觸。所述的復(fù)位齒條24包括:復(fù)位彈簧241以及嚙合齒條242，其中:復(fù)位彈簧241的兩端分別與閘機(jī)內(nèi)壁和嚙合齒條242相連，嚙合齒條242與定位桿23相連并與發(fā)電機(jī)組件I中的雙層主動輪11相嚙合。所述的發(fā)電組件I至少有一組設(shè)置在閘機(jī)的左側(cè)，為了增加發(fā)電效率在不影響閘機(jī)原有機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上可以對稱設(shè)置兩組發(fā)電組件或者Y型設(shè)置三組發(fā)電組件。如圖3所示，所述的發(fā)電機(jī)組件I包括:雙層主動輪11以及同軸設(shè)置的過渡齒輪12、轉(zhuǎn)子組件13和定子組件14，其中:雙層主動輪11分別與凸輪組件2和過渡齒輪12的一側(cè)相嚙合，過渡齒輪12的另一側(cè)與轉(zhuǎn)子組件13相嚙合，通過轉(zhuǎn)子組件13與定子組件14的相對旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)發(fā)電。所述的雙層主動輪11包括:位于中心的主動嚙合齒111以及位于外圍的傳動嚙合齒 112。所述的轉(zhuǎn)子組件13包括:同軸設(shè)置且固定連接的飛輪環(huán)131以及環(huán)形磁鐵132，其中:飛輪環(huán)131內(nèi)部設(shè)有與過渡齒輪12相嚙合的齒圈。所述的過渡齒輪12包括:分別與雙層主動輪11和飛輪環(huán)131相嚙合的中心齒輪121和棘爪122，其中:兩個相對設(shè)置的棘爪122分別通過連接片123與中心齒輪121固定連接。所述的定子組件14包括:同軸設(shè)置的兩個導(dǎo)磁鐵芯141和位于其內(nèi)部的一對帶有線圈143的線圈隔離盤142，其中:線圈143繞制在兩隔離線圈隔離盤142中。如圖4和圖5所示，當(dāng)乘客經(jīng)過三輥閘機(jī)時，主軸21帶動定位凸輪22轉(zhuǎn)動，定位凸輪22轉(zhuǎn)動時，其凸出部擠壓定位桿23，使定位桿23發(fā)生位移，又因為定位桿23與復(fù)位齒條24相連，復(fù)位齒條24內(nèi)的復(fù)位彈簧241被擠壓，當(dāng)定位凸輪22逐漸轉(zhuǎn)動到凹陷部時，復(fù)位彈簧241的彈力將復(fù)位齒條24和定位桿23彈回原位置，這樣主軸21每轉(zhuǎn)動一次，與定位桿23連接的復(fù)位齒條24就需要往復(fù)運(yùn)動一次。復(fù)位齒條24位于發(fā)電組件I中的雙層主動輪11中的主動嚙合齒111上方，并與其嚙合。雙層主動輪11上還設(shè)有傳動嚙合齒112，傳動嚙合齒112與過度齒輪12中的中心齒輪121相互嚙合，過度齒輪12內(nèi)還包括棘爪122和連接片123，中心齒輪121與連接片123固定連接，轉(zhuǎn)子組件13設(shè)有飛輪環(huán)131和環(huán)形磁鐵132，飛輪環(huán)131與棘爪122通過連接片123構(gòu)成一體，飛輪環(huán)131內(nèi)嵌裝有環(huán)形磁鐵132，定子組件14內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁鐵芯141和線圈隔離盤142，復(fù)位齒條24隨著定位桿23的推動做反復(fù)運(yùn)動，復(fù)位齒條24上的齒推動雙層主動輪11上的傳動嚙合齒112進(jìn)而帶動過度齒輪12中的中心齒輪121轉(zhuǎn)動。由于中心齒輪121與連接片123連接，繼而又帶動連接片123上的棘爪122，棘爪122又推動飛輪環(huán)131，當(dāng)飛輪環(huán)131轉(zhuǎn)動時，環(huán)形磁鐵132也隨之轉(zhuǎn)動，環(huán)形磁鐵132的磁力線在導(dǎo)磁鐵芯141的作用下，導(dǎo)致通過纏繞在線圈隔離盤142之間的線圈143的磁通量不斷變化，從而在線圈143中產(chǎn)生電流，最后在接上電能收集設(shè)備，如蓄電池等輔助電力設(shè)備，就可以收集閘機(jī)產(chǎn)生的電能。
權(quán)利要求
1.一種利用地鐵閘機(jī)收集能量的發(fā)電裝置，其特征在于，包括:設(shè)置于閘機(jī)內(nèi)的若干組發(fā)電組件以及與之活動配合的凸輪組件； 所述的凸輪組件包括:主軸、定位凸輪、定位桿和復(fù)位齒條，其中:定位凸輪設(shè)置于主軸上，定位桿與定位凸輪滾動接觸，復(fù)位齒條的兩端分別與閘機(jī)內(nèi)壁和定位桿相連并與發(fā)電機(jī)組件相嚙合，根據(jù)定位桿帶動復(fù)位齒條實現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動； 所述的發(fā)電機(jī)組件包括:雙層主動輪以及同軸設(shè)置的過渡齒輪、轉(zhuǎn)子組件和定子組件，其中:雙層主動輪分別與凸輪組件和過渡齒輪的一側(cè)相嚙合，過渡齒輪的另一側(cè)與轉(zhuǎn)子組件相嚙合，通過轉(zhuǎn)子組件與定子組件的相對旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的定位凸輪為多邊形中心對稱結(jié)構(gòu)，其多邊形個數(shù)與閘機(jī)的隔離桿個數(shù)相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述的定位凸輪為等邊三角形結(jié)構(gòu)，該等邊三角形的三個頂角均為圓弧設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的滾動接觸通過設(shè)置于定位桿頂部的滾輪實現(xiàn)，該滾輪與定位凸輪相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的復(fù)位齒條包括:復(fù)位彈簧以及嚙合齒條，其中:復(fù)位彈簧的兩端分別與閘機(jī)內(nèi)壁和嚙合齒條相連，嚙合齒條與定位桿相連并與發(fā)電機(jī)組件中的雙層主動輪相嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的雙層主動輪包括:位于中心的主動嚙合齒以及位于外圍的傳動哨合齒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的轉(zhuǎn)子組件包括:同軸設(shè)置且固定連接的飛輪環(huán)以及環(huán)形磁鐵，其中:飛輪環(huán)內(nèi)部設(shè)有與過渡齒輪相嚙合的齒圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的過渡齒輪包括:分別與雙層主動輪和飛輪環(huán)相嚙合的中心齒輪和棘爪，其中:兩個相對設(shè)置的棘爪分別通過連接片與中心齒輪固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的定子組件包括:同軸設(shè)置的兩個導(dǎo)磁鐵芯和位于其內(nèi)部的一對帶有線圈的線圈隔離盤，其中:線圈繞制在兩隔離線圈隔離盤中。
全文摘要
一種收集能量發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的利用地鐵閘機(jī)收集能量的發(fā)電裝置，包括設(shè)置于閘機(jī)內(nèi)的若干組發(fā)電組件以及與之活動配合的凸輪組件；凸輪組件包括主軸、定位凸輪、定位桿和復(fù)位齒條，定位凸輪設(shè)置于主軸上，定位桿與定位凸輪滾動接觸，復(fù)位齒條的兩端分別與閘機(jī)內(nèi)壁和定位桿相連并與發(fā)電機(jī)組件相嚙合，根據(jù)定位桿帶動復(fù)位齒條實現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。本發(fā)明不改變現(xiàn)有閘機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，添加若干部件實現(xiàn)發(fā)電功能，結(jié)構(gòu)簡單，可以迅速投入生產(chǎn)，裝置壽命長，且綠色環(huán)保，無需任何代價就能收集電能，適用于地鐵閘機(jī)系統(tǒng)，或者以此為基礎(chǔ)為地鐵站提供手機(jī)充電等服務(wù)設(shè)施。
文檔編號F03G7/00GK103174614SQ201310143158
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者李揚(yáng), 傅光遠(yuǎn), 劉長卿, 黃伍德, 康文斌, 黃春春, 馬合龍, 紀(jì)中偉, 張道征, 浦超, 何杰 申請人:上海交通大學(xué)