轴对称弹簧阻尼共振储能压电变换城市地铁列车减震发电装置.pdf

一种轴对称弹簧阻尼共振储能压电变换城市地铁列车减震发电装置，由两个结构相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成，两个减震发电机构对称的设置主减振机构的两侧，该装置即可以实现地铁列车运行中的减震功能，又可将列车运行中的震动动能转化为电能为列车车厢照明提供电能，可用来取代现有的城市地铁列车减震装置。

权利要求书
1.  一种轴对称弹簧阻尼共振储能压电变换城市地铁列车减震发电装置，由两个结构、各项尺寸和工作过程相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成，其特征是：主减振机构由一个长方形上承压板、一个长方形下承压板和多个主减震弹簧构成，主减震弹簧设置在上承压板和下承压板之间，两个减震发电机构对称的设置主减振机构的两侧，
两个减震发电机构都由一个长方形箱体和多个结构、各项尺寸和工作过程相同的弹簧阻尼共振储能二次减震机构构成，弹簧阻尼共振储能二次减震机构整齐的安装在长方形箱体内，两个减震发电机构通过下承压板连接在一起，
各弹簧阻尼共振储能二次减震机构都由一个震动发电机构和一个行程变换机构构成，震动发电机构设置在长方形箱体内，行程变换机构设置在震动发电机构的上方，震动发电机构的两部分对称的位于行程变换机构两侧，
各弹簧阻尼共振储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个震动驱动板构成，
主驱动杆的一端与上承压板相连接，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与震动驱动板的中部相连接，
各弹簧阻尼共振储能二次减震机构的震动发电机构由两部分构成，
一部分设置在震动驱动板一端的下面，由第一共振弹簧、第一振动滑块、第一磁体、第二磁体、第一空气腔、第一发电线圈、第二发电线圈、第一线圈连接板、第二线圈连接板构成，第一发电线圈通过第一线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第二发电线圈通过第二线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第一空气腔安装在长方形箱体的下面，第一共振弹簧的上端安装在震动驱动板的下面，第一共振弹簧的下端与第一振动滑块的上端相连接，第一振动滑块的下端插入第一空气腔内，第一磁体和第二磁体安装在第一振动滑块的中部，第一磁体的S极指向第一发电线圈N极指向第二发电线圈，第二磁体的N极指向第一发电线圈，S极指向第二发电线圈，
另一部分设置在震动驱动板另一端的下面，由第二共振弹簧、第二振动滑块、第三磁体、第四磁体、第二空气腔、第三发电线圈、第四发电线圈、第三线圈连接板、第四线圈连接板构成，第三发电线圈通过第三线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第四发电线圈通过第四线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第二空气腔安装在长方形箱体的下面，第二共振弹簧的上端安装在震动驱动板的下面，第二共振弹簧的下端与第二振动滑块的上端相连接，第二振动滑块的下端插入第二空气腔内，第三磁体和第四磁体安装在第二振动滑块的中部，第三磁体的S极指向第三发电线圈N极指向第四发电线圈，第四磁体的N极指向第三发电线圈S极指向第四发电线圈。

说明书轴对称弹簧阻尼共振储能压电变换城市地铁列车减震发电装置
技术领域：
本发明涉及一种地铁列车减震发电应用技术，特别是一种轴对称弹簧阻尼共振储能压电变换城市地铁列车减震发电装置，该装置通过共振储能机电转换将城市地铁列车运行中的震动动能转换为电能，为城市地铁列车车箱内照明提供电能，可降低城市地铁列车运营成本，节能环保。
背景技术：
城市地铁是城市交通中重要的基础设施，是社会经济正常运行的必要基础，是缓解交通拥堵、满足社会经济发展和居民出行需求的重要手段。
随着国民经济的快速发展以及城市居民出行需求的日益增长，各大城市都加快了公共交通的发展速度。但是由于地铁运量大，其耗电总量十分巨大，并且电力是地铁消耗的最主要能源，地铁供电通常来自城市电网，通过地铁供电系统实现变换和传输。其电力能耗主要分为列车运行牵引电能和车厢照明设备所消耗的电能两部分。
在当前我国建设节约型社会的大背景下，如何建设节能型轨道交通系统已经成为轨道交通系统规划设计与建设管理中的一个重要研究课题。也是行业发展的方向和追求的目标。
由于城市地铁是在地下运行，车厢的照明设备需要24小时不间断供电，如果能将地铁列车运行中多余的动能转换为电能，为车厢的照明设备提供电能，将为国家节约大量的电能，即节能环保，又可降低城市地铁运营成本。
发明内容:
为了节约能源和降低城市地铁运营耗电量和运营成本，建设节能型轨道交通系统,本发明针对城市地铁列车现有减震技术存在的不足，对现有减震技术进行了改进,提出了一种轴对称弹簧阻尼共振储能压电变换城市地铁列车减震发电装置，它即可以实现地铁列车运行中的减震功能，又可将列车运行中的震动动能转化为电能为列车车厢照明提供电能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一个城市地铁列车减震发电装置由两个结构、各项尺寸和工作过程相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成，两个减震发电机构对称的设置在主减振机构的两侧，
主减振机构由一个长方形上承压板、一个长方形下承压板和多个主减震弹簧构成，主减震弹簧设置在上承压板和下承压板之间，
两个减震发电机构都由一个长方形箱体和多个结构、各项尺寸和工作过程相同的弹簧阻尼共振储能二次减震机构构成，弹簧阻尼共振储能二次减震机构整齐的安装在长方形箱体内，两个减震发电机构通过下承压板连接在一起，
地铁列车的振动施加在上承压板，列车的一部分压力通过上承压板传递到主减振机构上，列车的另一部分压力对称的分布在位于主减振机构两侧的两个减震发电机构上，上述结构设置即可吸收列车纵向震动，还可减少列车横向振动，
各弹簧阻尼共振储能二次减震机构都由一个震动发电机构和一个行程变换机构构成，震动发电机构设置在长方形箱体内，行程变换机构设置在震动发电机构的上方，震动发电机构的两部分对称的位于行程变换机构两侧，
各弹簧阻尼共振储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个震动驱动板构成，
主驱动杆的一端与上承压板相连接，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与震动驱动板的中部相连接，
各弹簧阻尼共振储能二次减震机构的震动发电机构由两部分构成，
一部分设置在震动驱动板一端的下面，由第一共振弹簧、第一振动滑块、第一磁体、第二磁体、第一空气腔、第一发电线圈、第二发电线圈、第一线圈连接板、第二线圈连接板构成，第一发电线圈通过第一线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第二发电线圈通过第二线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第一空气腔安装在长方形箱体的下面，第一共振弹簧的上端安装在震动驱动板的下面，第一共振弹簧的下端与第一振动滑块的上端相连接，第一振动滑块的下端插入第一空气腔内，第一磁体和第二磁体安装在第一振动滑块的中部，第一磁体的S极指向第一发电线圈N极指向第二发电线圈，第二磁体的N极指向第一发电线圈，S极指向第二发电线圈，
另一部分设置在震动驱动板另一端的下面，由第二共振弹簧、第二振动滑块、第三磁体、第四磁体、第二空气腔、第三发电线圈、第四发电线圈、第三线圈连接板、第四线圈连接板构成，第三发电线圈通过第三线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第四发电线圈通过第四线圈连接板安装在长方形箱体的下端，第二空气腔安装在长方形箱体的下面，第二共振弹簧的上端安装在震动驱动板的下面，第二共振弹簧的下端与第二振动滑块的上端相连接，第二振动滑块的下端插入第二空气腔内，第三磁体和第四磁体安装在第二振动滑块的中部，第三磁体的S极指向第三发电线圈N极指向第四发电线圈，第四磁体的N极指向第三发电线圈S极指向第四发电线圈，
当地铁列车的振动施加在上承压板时，列车的一部分压力通过上承压板传递到主减震弹簧上，列车的另一部分压力通过各弹簧阻尼共振储能二次减震机构的行程变换机构的主驱动杆、驱动连接杆、辅驱动杆传递到各弹簧阻尼共振储能二次减震机构的震动驱动板上，使震动驱动板大幅度的上下震动，通过震动驱动板两端的第一共振弹簧、第一振动滑块、第二共振弹簧和第二振动滑块带动第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体分别在第一发电线圈、第二发电线圈、第三发电线圈和第四发电线圈之间大幅度的上下震动，并使第一发电线圈、第二发电线圈、第三发电线圈和第四发电线圈内的磁通量不断变化，电流不断的从第一发电线圈、第二发电线圈、第三发电线圈和第四发电线圈输出出来，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能，
本发明的有益效果是：通过主减震弹簧构成了地铁列车的减震机构，同时通过减震发电机构构成了地铁列车的自发电系统，即节约了能源又降低了地铁运营成本。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构俯视图。
图2是本发明的A-A剖视图。
图3是本发明的B-B剖视图。
图4是本发明的C-C剖视图。
图5是本发明的发电线圈的结构剖视图。
具体实施方式：
在图1、图3和图4中，城市地铁列车减震发电装置由两个结构相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成，两个减震发电机构对称的设置主减振机构的两侧，
主减振机构由一个长方形上承压板10、一个长方形下承压板11、主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4构成，主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4设置在上承压板10和下承压板11之间，两个减震发电机构通过下承压板11连接在一起，
在每一个减震发电机构的长方形箱体内都安装了7个结构、各项尺寸和工作过程相同的弹簧阻尼共振储能二次减震机构，每一个弹簧阻尼共振储能二次减震机构都由一个震动发电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在震动发电机构的上方，震动发电机构的两部分对称的位于行程变换机构两侧，
在图1、图2和图3中，第一个弹簧阻尼共振储能二次减震机构的行程变换机构由主驱动杆1-1、辅驱动杆1-7、驱动连接杆1-5和震动驱动板1-11构成，主驱动杆1-1的一端与上承压板10相连接，主驱动杆1-1的中部通过第一连接轴1-2与设置在长方形箱体9上部的第一支撑柱1-3相连接，主驱动杆1-1的另一端通过第二连接轴1-4与驱动连接杆1-5的上端相连接，驱动连接杆1-5的下端通过第三连接轴1-6与辅驱动杆1-7的一端相连接，辅驱动杆1-7的中部通过第四连接轴1-8与安装在长方形箱体9上部的第二支撑柱1-9相连接，辅驱动杆1-7的另一端通过第五连接轴1-10与震动驱动板1-11的中部相连接，
在图2和图3中，第一个弹簧阻尼共振储能二次减震机构的震动发电机构由两部分构成，
一部分设置在震动驱动板1-11一端的下面，由第一共振弹簧2-1-1、第一振动滑块2-6-1、第一磁体2-7-1、第二磁体2-8-1、第一空气腔2-5-1、第一发电线圈2-13-1、第二发电线圈2-14-1、第一线圈连接板2-11-1、第二线圈连接板2-12-1构成，第一发电线圈2-13-1通过第一线圈连接板2-11-1安装在长方形箱体9的下端，第二发电线圈2-14-1通过第二线圈连接板2-12-1安装在长方形箱体9的下端，第一空气腔2-5-1安装在长方形箱体9的下面，第一共振弹簧2-1-1的上端安装在震动驱动板1-11的下面，第一共振弹簧2-1-1的下端与第一振动滑块2-6-1的上端相连接，第一振动滑块2-6-1的下端插入第一空气腔2-5-1内，第一磁体2-7-1和第二磁体2-8-1安装在第一振动滑块2-6-1的中部，第一磁体2-7-1的S极指向第一发电线圈2-13-1N极指向第二发电线圈2-14-1，第二磁体2-8-1的N极指向第一发电线圈2-13-1S极指向第二发电线圈2-14-1，
另一部分设置在震动驱动板1-11另一端的下面，由第二共振弹簧2-1-2、第二振动滑块2-6-2、第三磁体2-7-2、第四磁体2-8-2、第二空气腔2-5-2、第三发电线圈2-13-2、第四发电线圈2-14-2、第三线圈连接板2-11-2、第四线圈连接板2-12-2构成，第三发电线圈2-13-2通过第三线圈连接板2-11-2安装在长方形箱体9的下端，第四发电线圈2-14-2通过第四线圈连接板2-12-2安装在长方形箱体9的下端，第二空气腔2-5-2安装在长方形箱体9的下面，第二共振弹簧2-1-2的上端安装在震动驱动板1-11的下面，第二共振弹簧2-1-2的下端与第二振动滑块2-6-2的上端相连接，第二振动滑块2-6-2的下端插入第二空气腔2-5-2内，第三磁体2-7-2和第四磁体2-8-2安装在第二振动滑块2-6-2的中部，第三磁体2-7-2的S极指向第三发电线圈2-13-2N极指向第四发电线圈2-14-2，第四磁体2-8-2的N极指向第三发电线圈2-13-2S极指向第四发电线圈2-14-2，
当地铁列车的振动施加在上承压板10时，列车的一部分压力通过上承压板10传递到主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4上，列车的另一部分压力通过主驱动杆1-1、辅驱动杆1-7和驱动连接杆1-5传递到震动驱动板1-11上，
使震动驱动板1-11大幅度的上下震动，通过安装在震动驱动板1-11两端的第一共振弹簧2-1-1、第一振动滑块2-6-1、第二共振弹簧2-1-2和第二振动滑块2-6-2带动第一磁体2-7-1、第二磁体2-8-1、第三磁体2-7-2和第四磁体2-8-2分别在第一发电线圈2-13-1、第二发电线圈2-14-1、第三发电线圈2-13-2和第四发电线圈2-14-2之间大幅度的上下震动，并使第一发电线圈2-13-1、第二发电线圈2-14-1、第三发电线圈2-13-2和第四发电线圈2-14-2内的磁通量不断变化，电流不断的从第一发电线圈2-13-1、第二发电线圈2-14-1、第三发电线圈2-13-2和第四发电线圈2-14-2输出出来，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能。