利用扭簧和抽吸效應進行發電的鐵路路燈及其使用方法
2023-12-10 11:04:47 1
專利名稱：利用扭簧和抽吸效應進行發電的鐵路路燈及其使用方法
技術領域：
本發明屬於照明設備，尤其是涉及一種利用自然能源發電的路燈。
背景技術：
為了節約能源，保護環境，目前已經出現了利用太陽能和風能提供電力的路燈。這兩種自然能源的路燈，特別適用於鐵路沿線的照明。因為長距離的鐵道線的照明要消耗相當大的電力資源。然而，這兩種能源都是不穩定的。比如，連續的陰雨天，太陽能路燈的供電就成了問題。連續的無風或微風天氣，風能路燈就會停止工作。研究一種利用穩定的自然能源供電的鐵路沿線的路燈，成為一個重要課題。現有的太陽能和風能路燈的另一個缺點是需配置化學電池，而化學電池要定期維護，且使用壽命有限，廢棄電池也會對環境造成汙染，這種狀態也有待改進。另一值得注意的現象是高速鐵路的兩旁，通常建有護欄，用來防止路人盲目接近軌道而被瞬間即至的高速列車所傷害。因為高速列車快速通過時所產生的高速氣流，會對鐵路兩旁的人或物產生抽吸效應，如果人或物過分接近高速行駛的列車，就會被這種抽吸力吸向列車。這個現象可以根據伯努利原理解釋，流速越快，壓強越低，因此靠近列車的人或物會被從高壓區推向(吸向)低壓區。
發明內容
本發明的目的是針對上述自然能源發電的路燈的不足之處，提出一種具有穩定的自然能源供電裝置的路燈，該路燈無須使用化學電池。所述的自然能源是列車運動時的高速氣流形成的抽吸力所產生的；這種自然能源且是穩定的，因為每日運行的列車班次數量是相當穩定的。本發明主要思路是鐵路沿線的路燈增設了以抽吸力為動力的擺動裝置和扭簧彈性勢能發電裝置，當高速列車通過時，擺動裝置得到抽吸力而擺動，擺動力使一個扭簧彈性勢能發電裝置積蓄彈性勢能，彈性勢能在夜間得到機械式時間設定裝置的調控，釋放能量驅動發電機發電，供路燈照明。本發明具體技術方案是這樣實現的該路燈包括
抽吸力擺動裝置，其包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部的兩根鏈條、兩隻鏈輪、平衡重塊、橫軸、第一傘齒輪、第二傘齒輪、縱軸和縱軸支板；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接；橫軸貫穿於路燈立柱上部，橫軸伸出於路燈立柱外的兩端部分別設有一個鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接於抽吸板上部，另一端連接於平衡重塊；位於路燈立柱內的橫軸上設置第一傘齒輪，位於路燈立柱內的縱軸上設置第二傘齒輪，第一傘齒輪與第二傘齒輪嚙合，縱軸通過縱軸支板鉸接於路燈立柱；該抽吸力擺動裝置主要為彈性勢能發電裝置的扭簧提供扭緊動力，同時也為時間設定裝置中的發條提供扭緊動力；
扭簧彈性勢能發電裝置，其設在路燈立柱內，其包括第一安全離合器、上扭簧套、扭簧、下扭簧套、大齒輪、小齒輪、支撐板、變速器、調速器、直流發電機及其止動盤；抽吸力擺動裝置中的縱軸連接第一安全離合器，第一安全離合器、上扭簧套、扭簧、下扭簧套、大齒輪順序連接；大齒輪連接在下扭簧套的下部；下扭簧套通過下支撐板與路燈立柱鉸接，其下端部與位於路燈立柱下部的軸承連接；變速器通過支撐板固定於路燈立柱內部，其輸出端與調速器連接，調速器與直流發電機連接，直流發電機的輸出端設置止動盤；變速器的輸入端設置小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合；該扭簧彈性勢能發電裝置為路燈的發光件提供電力；時間設定裝置，其設在路燈立柱內，其主要由時鐘機構和控制杆機構構成，時鐘機構包括第一片齒輪，第二片齒輪、時間轉軸、轉軸支板、第二安全離合器、時鐘支架、時針軸轉一圈為24小時的時鐘和凸輪；第一片齒輪設置在抽吸力擺動裝置的縱軸上，其與設置在時間轉軸上的第二片齒輪嚙合；時間轉軸通過轉軸支板鉸接於路燈立柱內部，且與第二安全離合器連接，第二安全離合器與時鐘的發條扭緊軸連接；時鐘通過時鐘支架固定於路燈立柱內部，其中所述時針軸同軸連接所述凸輪；控制杆機構包括控制杆支架、彈性控制杆、兩個支架彈簧；控制杆支架固定在路燈立柱內部，彈性控制杆設在控制杆支架的方孔內；兩個支架彈簧分別設在控制杆支架的彈簧孔內，其一端頂在彈簧孔中，另一端頂在彈性控制杆上；彈性控制杆尾部與凸輪接觸，彈性控制桿頭部與所述直流發電機上的止動盤間斷接觸；該時間設定裝置通過時鐘機構，定時控制啟動扭簧彈性勢能發電裝置發電；
路燈發光件，其裝在路燈立柱上部，並與直流發電機電連接，該路燈發光件在夜間由所述扭簧彈性勢能發電裝置產生的電能發光照明；
使用上述裝置的方法白天，一直轉動著的凸輪的凸邊始終將彈性控制杆頂向止動盤，止動盤被卡住，直流發電機不能轉動發電，路燈發光件不發光；當列車經過路燈時，列車與抽吸板之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板產生抽吸力，使抽吸板和支架向列車運動；抽吸板上部拉動鏈條，以此帶動鏈輪、第一傘齒輪、第二傘齒輪、縱軸、第一安全離合、上扭簧套和扭簧的上端部轉動，儲存扭簧的彈性勢能；同時，設在縱軸上的第一片齒輪帶動帶動第二片齒輪、時間轉軸、第二安全離合器，通過第二安全離合器扭動時鐘的發條，給時鐘的時針軸和凸輪的轉動以動力；當列車通過後，抽吸力消失，平衡重塊的重力拉動鏈條，使抽吸板回復到原來的狀態；多次列車通過，使鏈輪多次轉動，扭簧不斷積累彈性勢能，同時，時鐘的發條也不斷被扭緊；當扭緊扭簧的扭矩超過第一安全離合器的制動力矩，第一安全離合器打滑，從而避免扭簧彈性勢能發電裝置過載而損壞；另一方面，當扭緊發條的扭矩超過第二安全離合器的制動力矩，第二安全離合器打滑，從而避免時鐘機構過載而損壞；
到了夜間，彈性控制杆尾部落在轉動中的凸輪的凹邊上，直流發電機上的止動盤被鬆開，直流發電機轉動，扭簧緩慢釋放彈性勢能，扭簧的彈性力通過扭簧的下端部和下扭簧套轉動，帶動大齒輪和小齒輪的嚙合傳動，經變速器提高轉速，經調速器自動穩定轉速，驅動直流發電機轉動發電，供路燈發光件發光照明。
到了白天，彈性控制杆又被轉動著的凸輪的凸邊頂向止動盤，止動盤被卡住，直流發電機停止轉動，不再發電，路燈發光件熄滅；
如此周而復始，路燈發光件依靠列車產生的抽吸力，在夜間發光，在白天熄滅。本發明的特點和有益效果是
一、利用高速列車行駛時所產生的抽吸力發電，提供鐵路路燈照明的穩定和環保的電力。避免了現有的風能和太陽能路燈電力不穩定的缺點。也節約了公共電網的電力資源。
二、利用積累扭簧的彈性勢能儲存發電的能量，代替蓄電池儲存電力，避免了化學電池的環境汙染，也避免了化學電池壽命短，須經常維護的缺點。三、利用機械時鐘機構控制路燈的開關，避免了電子控制電路須用電池維持電力的缺陷。
圖1是本發明實施例1的使用狀態示意圖。圖2是圖1的運動狀態示意圖。圖3是本發明實施例1的立體示意圖。圖4是本發明實施例1的局部剖視圖。圖5是圖4中的A部放大圖。圖6是圖5中的C-C剖視圖。圖7是圖4中的B部放大圖。圖8是圖7中的D-D剖視圖。圖9是圖8中的F-F局部剖視圖。圖10是圖7中的E-E局部剖視圖。圖11是路燈立柱內機構的立體視圖。圖12是圖11中的G部放大視圖。圖13是圖11中的H部放大視圖。圖14是牙嵌式安全離合器的內部結構圖。圖15是本發明實施例1主要零部件連接關係框架圖。圖16是圖3中的J部放大視圖。圖17是實施例2的示意圖。圖18是圖17中的K部放大圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明
實施例1，參閱圖4和圖10，本發明主要包括抽吸力擺動裝置1、扭簧彈性勢能發電裝置
2、時間設定裝置3和路燈發光件4。抽吸力擺動裝置I的主要部件抽吸板11設在靠近列車和鐵路的位置(參見圖1至圖4)，每列列車經過時產生的抽吸力，使抽吸板11朝列車方向擺動，其動力為扭簧彈性勢能發電裝置2積累彈性勢能，並通過時間設定裝置3的調控，使扭簧緩慢釋放彈性勢能，驅動直流發電機發電。參見圖3、圖4和圖5，抽吸力擺動裝置I包括設在路燈立柱41前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱上部的兩根鏈條13、兩隻鏈輪14、平衡重塊15、橫軸16、第一傘齒輪17、第二傘齒輪18、縱軸19和縱軸支板191 ;支架12 —端與抽吸板11固連，另一端與路燈立柱41下部鉸接。當列車經過時，抽吸板11得到抽吸力，這兩個固連在一起的零部件可以繞所述鉸接處朝列車方向擺動。擺動的幅度，由設在路燈立柱上的上限位杆91和下限位杆92控制。抽吸力的大小與抽吸板11的面積成正比，也就是說，抽吸板11越大，獲得的抽吸力也越大。當列車通過後，抽吸力消失，平衡重塊15的重量通過鏈條13，將抽吸板11恢復到初始位置，以備下一次的擺動。橫軸16貫穿於路燈立柱41上部，橫軸16伸出於路燈立柱41外的兩端部分別設有一個鏈輪14。每個鏈輪14上均嚙合一根鏈條13，每根鏈條13的一端連接於抽吸板11上部，另一端連接於平衡重塊15 ;鏈輪14中設有棘輪，該鏈輪類似於自行車後輪中的含有棘輪的鏈輪。參見圖3，當鏈條13帶動鏈輪14逆時針方向轉動時，橫軸16一起轉動；當鏈輪14順時針方向轉動時，由於棘輪的防逆功能，橫軸16不隨鏈輪14轉動。從而保證扭簧23隻被扭緊，不會被扭松。但如果扭簧23被扭緊過度，有可能會出現扭簧23上端部232釋放的彈性力使第二傘齒輪18反向轉動，導致橫軸16順時針轉動，從而達不到扭緊扭簧23的結果。所以，設置了止回棘輪機構5(參見圖3、圖5、圖12和圖16)。該止回棘輪機構5由設在橫軸16上的棘輪51，設在路燈立柱41上的棘爪52、棘爪銷53和棘爪扭簧54構成；棘爪扭簧54迫使棘爪52始終與棘輪51嚙合，從而可以制止橫軸16順時針轉動。位於路燈立柱41內的橫軸16上設置第一傘齒輪17,位於路燈立柱41內的縱軸19上設置第二傘齒輪18，第一傘齒輪17與第二傘齒輪18嚙合，縱軸19通過縱軸支板191鉸接於路燈立柱41 ;當橫軸16轉動時，連接在橫軸16上的第一傘齒輪17帶動第二傘齒輪18、縱軸19 一起轉動，然後縱軸19為彈性勢能發電裝置2中的扭簧提供扭緊動力，同時也為時間設定裝置3中的發條提供扭緊動力。扭簧被扭緊的圈數越多，釋放的彈力也越大。扭簧被扭緊的圈數的數量，可以以第一傘齒輪17與第二傘齒輪18的齒數比來確定。另外，還可以在鏈輪14和第一傘齒輪17之間設置變速器，以提高第一傘齒輪17的轉速，這也是一種扭簧被扭緊圈數增多的方法。參見圖4、圖5、圖7、圖11、圖13和圖14，扭簧彈性勢能發電裝置2，設在路燈立柱41內，其包括第一安全離合器21、上扭簧套22、扭簧23、下扭簧套24、大齒輪25、小齒輪26、支撐板20、變速器27、調速器28、直流發電機29及其制止盤291 ;抽吸力擺動裝置I中的縱軸19連接第一安全離合器21，第一安全離合器21、上扭簧套22、扭簧23、下扭簧套24、大齒輪25順序連接；大齒輪25連接在下扭簧套24的下部，下扭簧套24通過下支撐板241與路燈立柱41鉸接，其下端部與位於路燈立柱41下部的軸承43連接；變速器27通過支撐板20固定於路燈立柱41內部，其輸出端與調速器28連接，調速器28與直流發電機29連接，直流發電機29的輸出端設置止動盤291 ;變速器27的輸入端設置小齒輪26，小齒輪26與大齒輪25嚙合；當止動盤291被卡住的情況下，直流發電機29，調速器28、變速器27、小齒輪26、大齒輪25、下扭簧套24都被止動。由於扭簧23的下端部231與下扭簧套24連接在一起的，故扭簧23的下端部也是靜止不動。而上扭簧套22和第一安全離合器21隨著縱軸19 一起轉動，由於扭簧23的上端部232與上扭簧套22是連接在一起的，故扭簧23的上端部232也隨之轉動，這樣，扭簧23不斷被扭緊，積累彈性勢能。但當扭簧23被扭得過緊，可能導致相關零部件的損壞，所以採用了安全離合器的過載保護功能(參見圖14)。也就是第一安全離合器21超過了其制動力矩時，第一安全離合器21打滑轉動，從而不再扭緊扭簧23。該安全離合器可採用公知的安全離合器，例如，如圖14所示的牙嵌式安全離合器。當止動盤291被鬆開後，扭簧23開始緩慢釋放積累的彈性勢能，扭簧23的下端部231開始轉動，帶動大齒輪25、小齒輪26、變速器27、調速器28和直流發電機29轉動發電。變速器27的作用在於將小齒輪24獲得的轉速進一步提高到直流發電機29發電的額定轉速。該變速器可採用公知的變速器。調速器28的作用是穩定變速器27輸出的轉速，因為扭簧釋放的彈性勢能通常是先強後弱的，會導致變速器27輸出先快後慢的轉速，不利於直流發電機的正常工作。該調速器可採用公知的機械離心式調速器。所述止動盤291的卡住和鬆開均由時間設定裝置3調控。該扭簧彈性勢能發電裝置為路燈發光件4提供電力。參見圖8至圖13，時間設定裝置3，設在路燈立柱41內，其主要由時鐘機構7和控制杆機構8構成(參見圖8、圖9)。控制杆機構8主要是用於卡住直流發電機上的止動盤291的轉動，而時鐘機構7負責確定控制杆機構8何時卡住止動盤291。控制杆機構8主要包括控制杆支架81、彈性控制杆82、兩個支架彈簧83 ;控制杆支架81固定在路燈立柱41內部。彈性控制杆82設在控制杆支架的方孔811內，可以在方孔811中滑動；兩個支架彈簧83分別設在控制杆支架的彈簧孔812內，其一端頂在彈簧孔中，另一端頂在彈性控制杆82上，其作用是迫使彈性控制杆尾部821與凸輪74接觸，彈性控制桿頭部822與所述直流發電機上的止動盤291間斷接觸；也就是，當凸輪74的凸邊頂住彈性控制杆尾部821，通過控制杆彈簧823，迫使彈性控制桿頭部822卡入止動盤291，止動盤291被堵轉，直流發電機29就停止發電；反之，凸輪74的凹邊與彈性控制杆尾部821接觸，彈性控制桿頭部822就離開止動盤291，直流發電機29就開始發電。控制杆彈簧823的彈力應大於兩個支架彈簧83之和，並應有效地卡住止動盤291。控制杆彈簧823的作用是隨時補償彈性控制桿頭部822與止動盤291的磨損量，使其使用壽命延長。(參見圖11至圖13)時鐘機構7主要包括第一片齒輪79，第二片齒輪78、時間轉軸77、第二安全離合器71、時鐘支架72、時針軸轉一圈為24小時的時鐘73和凸輪74 ;第一片齒輪設置在抽吸力擺動裝置的縱軸19上，其與設置在時間轉軸77上的第二片齒輪78嚙合；時間轉軸77通過轉軸支板771鉸接於路燈立柱41內部，且與第二安全離合器71連接，第二安全離合器71與時鐘73的發條扭緊軸(未畫出)連接；時鐘73通過時鐘支架72固定於所述路燈立柱41內部，其中所述的時針軸75同軸連接所述凸輪74 ;時鐘73可採用公知的時針軸轉一圈為24小時的時鐘結構。這樣，凸輪74轉一圈也是24小時。凸輪74的凸邊的弧長為白天路燈熄滅的時間，凸輪74的凹邊的弧長為夜間路燈點亮的時間。第二安全離合器71的作用，是防止時鐘發條和相關機構被過載損壞而設置的，其內部結構也與第一安全離合器相同，也可以採用公知的安全離合器。該時間設定裝置定時控制啟動扭簧彈性勢能發電裝置2啟動發電。路燈發光件4，其裝在路燈立柱41上部，並與直流發電機29電連接，該路燈發光件4在夜間由所述扭簧彈性勢能發電裝置2產生的電能發光照明；
綜上所述，使用上述裝置的方法是白天，一直轉動著的凸輪74的凸邊始終將彈性控制杆8頂向止動盤291，止動盤291被卡住，直流發電機29不能轉動發電，路燈發光件4不發光；當列車經過路燈時，列車與抽吸板11之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板11產生抽吸力，使抽吸板11、支架12向列車擺動；抽吸板11上部拉動鏈條13，以此帶動鏈輪14、第一傘齒輪17、第二傘齒輪18、縱軸19、第一安全離合21、上扭簧套22和扭簧的上端部232轉動，儲存扭簧的彈性勢能；同時，設在縱軸19上的第一片齒輪79帶動第二片齒輪78、時間轉軸77、第二安全離合器71，通過第二安全離合器71扭動時鐘73的發條，給時鐘73的時針軸75和凸輪74的轉動以動力；
當列車通過後,抽吸力消失,平衡重塊15的重力拉動鏈條13，使抽吸板11回復到原來的狀態；多次列車通過，使鏈輪14多次轉動，扭簧23不斷積累彈性勢能，同時，時鐘73的發條也不斷被扭緊；當扭緊扭簧23的扭矩超過第一安全離合器21的制動力矩，第一安全離合器21打滑，從而避免扭簧彈性勢能發電裝置2過載而損壞；另一方面，當扭緊發條的扭矩超過第二安全離合器71的制動力矩，第二安全離合器71打滑，從而避免時鐘機構過載而損壞；
到了夜間，彈性控制杆尾部821落在轉動中的凸輪74的凹邊上，直流發電機29上的止動盤291被鬆開，直流發電機29轉動，扭簧23緩慢釋放彈性勢能，扭簧23的彈性力通過大齒輪25和小齒輪24的嚙合傳動，經變速器27提高轉速，經調速器28自動穩定轉速，驅動直流發電機29轉動發電，供路燈發光件4發光照明。
到了白天，彈性控制杆82又被轉動著的凸輪74的凸邊頂向止動盤291，止動盤291被卡住，直流發電機29停止轉動，不再發電，路燈發光件4熄滅；
如此周而復始，路燈發光件4依靠列車產生的抽吸力，在夜間發光，在白天熄滅。實施例2 :參見圖17和圖18，用抽吸力平動裝置代替所述的抽吸力擺動裝置也可以驅動鏈輪14的轉動。所述抽吸力平動裝置的零部件基本上與抽吸力擺動裝置相同，它包括設在路燈立柱41前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱上部的兩根鏈條13、兩隻鏈輪14、平衡重塊15、橫軸16、第一傘齒輪17、第二傘齒輪18、縱軸19和縱軸支板191 ；
不同的是支架12 —端與抽吸板11固連，支架12下部設有多隻滾輪101，路燈立柱41下部固定一設有滑槽102的底框103，當抽吸板11受到抽吸力時，滾輪101支承著支架12和抽吸板11在滑槽102內向前滾動，以此帶動鏈條13和鏈輪14運動。以下零部件與抽吸力擺動裝置相同橫軸16貫穿於路燈立柱41上部，橫軸16伸出於路燈立柱外的兩端部分別設有一個鏈輪14，鏈輪14中設有棘輪；每個鏈輪14上均嚙合一根鏈條13，每根鏈條13的一端連接於抽吸板11上部，另一端連接於平衡重塊15 ;位於路燈立柱內的橫軸16上設置第一傘齒輪17，位於路燈立柱內的縱軸19上設置第二傘齒輪18，第一傘齒輪17與第二傘齒輪18嚙合，縱軸19通過縱軸支板191鉸接於路燈立柱41 ；該抽吸力平動裝置主要為扭簧彈性勢能發電裝置的扭簧提供扭緊動力，同時也為時間設定裝置中的發條提供扭緊動力。其餘的扭簧彈性勢能發電裝置、時間設定裝置、路燈發光件，與實施例1相同。
權利要求
1.一種利用扭簧和抽吸效應進行發電的鐵路路燈的使用方法，其特徵在於，該路燈包括 抽吸力擺動裝置，其包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部的兩根鏈條、兩隻鏈輪、平衡重塊、橫軸、第一傘齒輪、第二傘齒輪、縱軸和縱軸支板；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接；橫軸貫穿於路燈立柱上部，橫軸伸出於路燈立柱外的兩端部分別設有一個鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接於抽吸板上部，另一端連接於平衡重塊；位於路燈立柱內的橫軸上設置第一傘齒輪，位於路燈立柱內的縱軸上設置第二傘齒輪，第一傘齒輪與第二傘齒輪嚙合，縱軸通過縱軸支板鉸接於路燈立柱；該抽吸力擺動裝置主要為彈性勢能發電裝置的扭簧提供扭緊動力，同時也為時間設定裝置中的發條提供扭緊動力； 扭簧彈性勢能發電裝置，其設在路燈立柱內，其包括第一安全離合器、上扭簧套、扭簧、下扭簧套、大齒輪、小齒輪、支撐板、變速器、調速器、直流發電機及其止動盤；抽吸力擺動裝置中的縱軸連接第一安全離合器，第一安全離合器、上扭簧套、扭簧、下扭簧套、大齒輪順序連接；大齒輪連接在下扭簧套的下部；下扭簧套通過下支撐板與路燈立柱鉸接，其下端部與位於路燈立柱下部的軸承連接；變速器通過支撐板固定於路燈立柱內部，其輸出端與調速器連接，調速器與直流發電機連接，直流發電機的輸出端設置止動盤；變速器的輸入端設置小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合；該扭簧彈性勢能發電裝置為路燈的發光件提供電力；時間設定裝置，其設在路燈立柱內，其主要由時鐘機構和控制杆機構構成，時鐘機構包括第一片齒輪，第二片齒輪、時間轉軸、轉軸支板、第二安全離合器、時鐘支架、時針軸轉一圈為24小時的時鐘和凸輪；第一片齒輪設置在抽吸力擺動裝置的縱軸上，其與設置在時間轉軸上的第二片齒輪嚙合；時間轉軸通過轉軸支板鉸接於路燈立柱內部，且與第二安全離合器連接，第二安全離合器與時鐘的發條扭緊軸連接；時鐘通過時鐘支架固定於路燈立柱內部，其中所述時針軸同軸連接所述凸輪；控制杆機構包括控制杆支架、彈性控制杆、兩個支架彈簧；控制杆支架固定在路燈立柱內部，彈性控制杆設在控制杆支架的方孔內；兩個支架彈簧分別設在控制杆支架的彈簧孔內，其一端頂在彈簧孔中，另一端頂在彈性控制杆上；彈性控制杆尾部與凸輪接觸，彈性控制桿頭部與所述直流發電機上的止動盤間斷接觸；該時間設定裝置通過時鐘機構，定時控制啟動扭簧彈性勢能發電裝置發電； 路燈發光件，其裝在路燈立柱上部，並與直流發電機電連接，該路燈發光件在夜間由所述扭簧彈性勢能發電裝置產生的電能發光照明； 使用上述裝置的方法白天，一直轉動著的凸輪的凸邊始終將彈性控制杆頂向止動盤，止動盤被卡住，直流發電機不能轉動發電，路燈發光件不發光；當列車經過路燈時，列車與抽吸板之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板產生抽吸力，使抽吸板和支架向列車運動；抽吸板上部拉動鏈條，以此帶動鏈輪、第一傘齒輪、第二傘齒輪、縱軸、第一安全離合、上扭簧套和扭簧的上端部轉動，儲存扭簧的彈性勢能；同時，設在縱軸上的第一片齒輪帶動帶動第二片齒輪、時間轉軸、第二安全離合器，通過第二安全離合器扭動時鐘的發條，給時鐘的時針軸和凸輪的轉動以動力；當列車通過後，抽吸力消失，平衡重塊的重力拉動鏈條，使抽吸板回復到原來的狀態；多次列車通過，使鏈輪多次轉動，扭簧不斷積累彈性勢能，同時，時鐘的發條也不斷被扭緊；當扭緊扭簧的扭矩超過第一安全離合器的制動力矩，第一安全離合器打滑，從而避免扭簧彈性勢能發電裝置過載而損壞；另一方面，當扭緊發條的扭矩超過第二安全離合器的制動力矩，第二安全離合器打滑，從而避免時鐘機構過載而損壞； 到了夜間，彈性控制杆尾部落在轉動中的凸輪的凹邊上，直流發電機上的止動盤被鬆開，直流發電機轉動，扭簧緩慢釋放彈性勢能，扭簧的彈性力通過扭簧的下端部和下扭簧套轉動，帶動大齒輪和小齒輪的嚙合傳動，經變速器提高轉速，經調速器自動穩定轉速，驅動直流發電機轉動發電，供路燈發光件發光照明； 到了白天，彈性控制杆又被轉動著的凸輪的凸邊頂向止動盤，止動盤被卡住，直流發電機停止轉動，不再發電，路燈發光件熄滅； 如此周而復始，路燈發光件依靠列車產生的抽吸力，在夜間發光，在白天熄滅。
2.如權利要求1所述的利用扭簧和抽吸效應進行發電的鐵路路燈的使用方法，其特徵是用抽吸力平動裝置代替所述的抽吸力擺動裝置； 所述抽吸力平動裝置包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部的兩根鏈條、兩隻鏈輪、平衡重塊、橫軸、第一傘齒輪、第二傘齒輪、縱軸和縱軸支板；支架一端與抽吸板固連，支架下部設有多隻滾輪；路燈立柱下部固定一底框，底框中設有供所述滾輪運動的滑槽； 橫軸貫穿於路燈立柱上部，橫軸伸出於路燈立柱外的兩端部分別設有一個鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接於抽吸板上部，另一端連接於平衡重塊；位於路燈立柱內的橫軸上設置第一傘齒輪，位於路燈立柱內的縱軸上設置第二傘齒輪，第一傘齒輪與第二傘齒輪嚙合，縱軸通過縱軸支板鉸接於路燈立柱；該抽吸力平動裝置主要為彈性勢能發電裝置的扭簧提供扭緊動力，同時也為時間設定裝置中的發條提供扭緊動力。
全文摘要
本發明涉及一種利用扭簧和抽吸效應進行發電的鐵路路燈及其使用方法，其特點在於鐵路沿線的路燈增設了以抽吸力為動力的擺動裝置和扭簧彈性勢能發電裝置，當高速列車通過時，擺動裝置得到抽吸力而擺動，擺動力使一個扭簧彈性勢能發電裝置積蓄彈性勢能，彈性勢能在夜間得到機械式時間設定裝置的調控，釋放能量驅動發電機發電，供路燈照明。有益效果是利用高速列車行駛時所產生的抽吸力發電，提供鐵路路燈照明的穩定和環保的電力。避免了現有的風能和太陽能路燈電力不穩定的缺點。也節約了公共電網的電力資源。利用積累扭簧的彈性勢能儲存發電的能量，代替蓄電池儲存電力，避免了化學電池的環境汙染，也避免了化學電池壽命短，須經常維護的缺點。
文檔編號G04C3/00GK103017075SQ20121055099
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者馮靜 申請人:馮靜