路面壓力發電系統及公路壓力發電裝置的製作方法
2024-04-12 04:55:05
本發明涉及壓力發電技術領域，尤其是涉及一種路面壓力發電系統及公路壓力發電裝置。
背景技術：
現如今，全世界都面臨能源緊張的困境，尤其在電力方面，各國均在儘可能的利用各種途徑來發電以滿足需求，目前普遍採用風力、水力、火力、核能、太陽能等來發電，但隨著社會的發展，用電量也在劇增，電力供應仍然難以滿足實際需求，同時上述取能方式在很大程度上受自然條件的制約，有的不可再生，有的破壞環境，有的設備昂貴，效率低下，不符合當前乃至今後發展的要求，因此通過一些設備運行時產生的附加能量的收集、利用，研究工作原理和結構均較簡單的可靠適用新型環保發電裝置勢在必行。
現有技術中，還開發出一種利用車行駛在路面上，對路面產生的重力勢能加以利用來進行發電的裝置，如發明專利CN201635942U中提出的主要採用支撐彈簧和滑輪等組成的發電裝置，又比如發明專利CN201601572U中提出的主要採用齒輪組成的發電裝置，上述發電裝置雖然能夠實現發電的功能，但在實際應用中，不但施工難度大，且面對不同重量的車輛，不能夠靈活的轉換發電結構，容易導致一些重量較輕的車輛駛過，發電裝置不發電或者發電效率低的情況，從而不能很好的利用路面上各種車輛的重力勢能；更重要的，特別對於重量很大的車輛行駛過發電路面時，路面下壓嚴重，導致與周圍的路面脫節，車輛行駛過下一路面時，容易產生較大的顛簸，也對路面造成很大的損耗，這樣忽視了路面的基本作用，不能滿足人們的需求
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種路面壓力發電系統及公路壓力發電裝置，以解決現有技術中路面發電裝置發電效率低且路面不夠平穩的技術問題。
本發明提供的一種路面壓力發電系統，包括多個路面板、路基、活塞可自動彈出的液壓缸、油箱、進油管、出油管以及發電裝置；
所述路面板設置在所述路基的上方，多個所述路面板相互拼接共同組成發電路面；
所述液壓缸有多個，所述液壓缸的底座固定在所述路基上，所述液壓缸的活塞頂在相鄰所述路面板的拼接處；
所述油箱通過進油管連通所述液壓缸，所述發電裝置通過出油管連通所述液壓缸，所述發電裝置通過液壓油的流動運行發電。
進一步的，所述液壓缸和油箱之間連通有一根進油管，所述進油管上設有防止液壓油倒流油箱的第一止回閥，所述液壓缸與所述發電裝置之間連通有多根出油管，每個所述出油管上設有防止液壓油倒流液壓缸的第二止回閥；
或者，所述第一止回閥和第二止回閥設置在所述液壓缸上。
進一步的，所述發電裝置為液壓馬達和發電機，所述液壓馬達進油口通過所述出油管與所述液壓缸相通，出油口與所述油箱之間通過多根回油管連通，所述液壓馬達的輸出端與所述發電機驅動連接。
進一步的，還包括液壓缸控制元件，所述液壓缸控制元件包括測速器、測重器、電磁閥、自力式調節閥以及控制器；
所述測速器和測重器固定在每個所述路面板上，並與所述控制器電連接；
每根所述進油管、每根出油管和每根回油管上均設有所述電磁閥，每根回油管上還均設有自力式調節閥。
進一步的，所述液壓缸的活塞為傘狀結構，在所述活塞的頂部與所述液壓缸的缸體的頂面之間套接固定有復位彈簧。
進一步的，所述路基與所述液壓缸之間設有用於承壓和防止變形的鐵板，所述鐵板通過混凝土樁和鋼釘固定在所述路基上。
進一步的，所述路面板包括凹形鋼板和混凝土層，所述混凝土層設置在所述凹形鋼板的凹槽內，所述測速器和測重器設置在所述混凝土層內。
進一步的，所述凹形鋼板與所述鐵板之間還設有用於防止液壓缸過載的固定框架，所述固定框架固定在所述鐵板上並與所述液壓缸間隔排列，所述固定框架上設有用於排水排砂的溝槽。
進一步的，所述凹形鋼板下方固定有若干高度與所述溝槽深度相同的凸塊，所述凸塊的外側通過軸承座固定有軸承，所述軸承與所述溝槽的兩側壁接觸，保證所述凹形鋼板沿所述溝槽的側壁上下浮動。
本發明還提供一種公路壓力發電裝置，包括上述所述的路面壓力發電裝置。
本發明提供的路面壓力發電系統和公路壓力發電裝置的有益效果如下：
本發明提供的路面壓力發電系統通過多個路面板相互拼接組成發電路面，同時多個液壓缸的活塞均勻的頂在相鄰的路面板的縫隙處，完成對路面板的支撐，液壓缸的底座固定在路基上並通過進油管和出油管分別連接油箱和發電裝置，結構簡單且施工方便快捷。
具體的，當車輛行駛在路面板時，路面板壓縮液壓缸的活塞，腔室的壓力增大，液壓油通過出油管流向發電裝置，在液壓油的衝擊下，發電裝置工作，當車輛駛過路面板時，液壓缸上的活塞在復位裝置的作用下自動彈出，液壓缸的腔室欠壓使液壓油從油箱通過進油管流入液壓缸內，使液壓缸和路面板回到初始狀態。在整個發電過程中，由於液壓缸同時支撐相鄰的至少兩個路面板，在車輛作用在一個路面板上，使液壓缸活塞受力下壓的時候，下一個路面板也會向下傾斜，使車輛通過相鄰路面板拼接處的縫隙時不會產生很大的顛簸，保證了車輛行駛的平穩性。
本發明提供的公路壓力發電裝置與上述路面壓力發電系統相對於現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的路面壓力發電系統的結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的路面壓力發電系統的剖面結構示意圖；
圖3為本發明實施例提供的路面壓力發電系統中路面板的結構示意圖；
圖4為本發明實施例提供的路面壓力發電系統的液壓管路流程圖；
圖標：1－路面板；2－路基；3－液壓缸；4－鐵板；5－固定框架；6－復位彈簧；7－軸承；8－測重器；9－測速器；10－凸塊；11－凹形鋼板；12－混凝土層。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
如圖1、圖2所示，本發明實施例提供一種路面壓力發電系統，包括多個路面板1、路基2、活塞可自動彈出的液壓缸3、油箱、進油管、出油管以及發電裝置；路面板1設置在路基2的上方，多個路面板1相互拼接共同組成發電路面；液壓缸3有多個，液壓缸3的底座固定在路基2上，液壓缸3的活塞頂在相鄰路面板1的間隙處；進油管連通液壓缸3和油箱，出油管連通液壓缸3和發電裝置。
本發明實施例提供的路面壓力發電系統通過多個路面板1相互拼接組成發電路面，同時多個液壓缸3的活塞均勻的頂在相鄰的路面板1的縫隙處，完成對路面板1的支撐，液壓缸3的底座固定在路基2上並通過進油管和出油管分別連接油箱和發電裝置，結構簡單且施工方便快捷。
具體的，當車輛行駛在路面板1時，路面板1壓縮液壓缸3的活塞，腔室的壓力增大，液壓油通過出油管流向發電裝置，在液壓油的衝擊下，發電裝置工作，當車輛駛過路面板1時，液壓缸3上的活塞在復位裝置的作用下自動彈出，液壓缸3的腔室欠壓使液壓油從油箱通過進油管流入液壓缸3內，使液壓缸3和路面板1回到初始狀態。在整個發電過程中，由於液壓缸3同時支撐相鄰的至少兩個路面板1，在車輛作用在一個路面板1上，使液壓缸3活塞受力下壓的時候，下一個路面板1也會向下傾斜，使車輛通過相鄰路面板1的縫隙時不會產生很大的顛簸，保證了車輛行駛的平穩性。
本實施例採用的液壓缸3為單腔液壓缸，即進油管和出油管連接在液壓缸3的一個腔室內，為了保證液壓油的正確流向，在進油管上設有防止液壓油倒流油箱的第一止回閥，出油管上設有防止液壓油倒流液壓缸3的第二止回閥；
或者，採用進油口和出油口本就設置第一止回閥和第二止回閥的液壓缸3。
進一步的，本實施採用液壓馬達和發電機組合作為發電裝置，首先，液壓馬達將液壓油的壓力轉變為其輸出端的機械能，液壓馬達的輸出端轉軸通過聯軸器與發電機連接，發電機再將機械能轉化為電能，同時，液壓馬達通過回油管與油箱連通，形成閉合的通路，保證了路面壓力發電系統的持續運行。
此外，本實施例在液壓缸3和油箱之間連通有一根進油管，液壓缸3與發電裝置之間通過多通管連通有多根出油管，液壓馬達與油箱之間通過多通管連通有多根回油管，相互並聯的出油管和回油管一一對應，每個對應的出油管和回油管的出油壓力不同，通過開合不同壓力的出油管和回油管來保證液壓缸3在面對不同的壓力時均可發電的同時進一步的保證液壓缸3等設備的使用壽命和路面的平穩性。
具體的，還包括液壓缸3控制元件，液壓缸3控制元件包括測速器9、測重器8、電磁閥以及控制器；測速器9和測重器8固定在每個路面板1上，並與控制器電連接；每根進油管、每根出油管以及每根回油管上均設有電磁閥，電磁閥與控制器電連接。
測速器9用來檢測車輛行駛的速度，測重器8是通過電路中壓力傳感器的形變造成阻值變化，電壓也變化，然後輸出信號，信號經過放大、轉換等過程變為數位訊號在顯示屏上顯示結果，測重器8用來檢測車輛對所在路面板1施加的力；如圖4所示，電磁閥為二位二通常閉電磁閥，在失電的情況下處於常閉狀態，自力式調節閥是利用利用閥輸出端的反饋信號(壓力)來調節管道的壓力，即達到設定的臨界壓力，管路才會流通；其中，與進油管相連的電磁閥在路面壓力發電系統工作時時刻處於通電狀態，保證進油管幾乎處於零壓力連通狀態；與出油管相連的電磁閥在不工作時處於失電閉合狀態；回油管上的電磁閥在不工作時也處於失電閉合狀態，每根回油管上的自力式調節閥的臨界壓力都不相同。
值得說明的，每根回油管上的自力式調節閥設定的臨界壓力不同，來對應不同重量的車輛對液壓缸3造成的實際壓力，且實際壓力遠大於對應的自力式調節閥設定的臨界壓力。在這樣的情況下，車輛駛過路面板1時，路面板1對車輛的支撐力忽略不計，使重量不同的車輛對液壓缸3的活塞下壓的行程基本相同，保證了路面的壓力發電功能。
具體的，當車輛行駛過路面板1時，測速器9和測重器8將檢測到的速度和重力傳輸給控制器，控制器通過對速度和重力進行運算得出會對液壓缸3施加的具體的壓力，隨後根據控制器對該壓力分析後，使出油管和回油管上的電磁閥得電，閥門打開，液壓缸3的壓力大於自力式調節閥的臨界壓力，整個管路連通，完成發電，當車輛駛過後，電磁閥失電，閥門關閉，活塞通過回復裝置回復到原來的位置，液壓缸3的腔室也在欠壓作用下通過進油管充滿液壓油，整個發電系統恢復到初始狀態。
在上述基礎上，還需要設置路面板1的面積越小越好，使車輛的輪胎接觸路面板1的面積接近路面板1的面積，進一步的保證車輛駛過路面的平穩性，此外，在不同的路面，設置的路面板1的形狀也不同，理想中最優的方案是採用三角形形狀，在每個角的液壓缸3活塞下移，都會使相鄰的路面板1也下移，保證了車輛駛過的平穩性；當然也可以在彎道採用梯形形狀，在直道採用正方形或長方形形狀，同樣能夠保證正常情況下車輛的穩定性。
本實施例採用長方形的路面板1，因此每個液壓缸3的活塞需要支撐四個路面板1的一角，又因為相鄰的路面板1之間需要有能夠下移的縫隙，因此為了保證活塞的大小能夠很好的支撐路面板1，設置液壓缸3的活塞為傘狀結構，在活塞的頂部與單缸液壓缸3的缸體的頂面之間套接固定有復位彈簧6，該復位彈簧6隻用於支撐路面板1，保證路面板1下壓後能夠復位的作用。
進一步的，現有技術的路基2一般為壓實的土質或者混凝土路基2，在液壓缸3的底座對其長時間的壓力下，很容易會發生變形塌陷，對路面壓力發電系統的使用壽命造成影響，因此，還需在路基2與液壓缸3之間設有用於承壓和防止變形的鐵板4，並將鐵板4通過混凝土樁和鋼釘固定在路基2上，防止其左右滑動。
同樣的，在儘量節省開支的情況下，為了保證路面板1的強度和承壓能力，如圖3所示，本實施例設置路面板1包括凹形鋼板11和混凝土層12，混凝土層12設置在凹形鋼板11的凹槽內，所述測速器9和測重器8設置在所述混凝土層12內，其中，凹形鋼板11保證路面的強度，混凝土層12相比與鋼板更具有延展性，進一步的保證了車輛駛過的平穩性。
作為本實施例的進一步改進，在凹形鋼板11與鐵板4之間還設有用於防止液壓缸3過載的固定框架5，固定框架5固定在鐵板4上並與液壓缸3間隔排列，固定框架5上設有用於排水排砂的溝槽。其中，固定框架5的頂端與凹形鋼板11的支端之間的距離即為液壓缸3活塞的行程，該行程小於活塞的最大行程，保證了車輛駛過使不會對液壓缸3造成很大影響，增加了液壓缸3的使用壽命；同時，還可以將固定框架5和液壓缸3通過連接件螺栓連接，進一步的保證液壓缸3的穩定；最後，在雨水砂石等通過凹形鋼板11之間的縫隙會掉落在固定框架5的凹槽內，該凹槽與路面的兩側連通，可以定期的清理。
在上述基礎上，本實施例還在凹形鋼板11下方固定有若干高度與溝槽深度相同的凸塊10，凸塊10的外側通過軸承7座固定有軸承7，軸承7與溝槽的兩側壁接觸，使凹形鋼板11沿溝槽的側壁上下浮動，保證在車輛通過時，不會因為車輛的摩擦力使凹形鋼板11發生水平位移，保證了路面壓力系統的穩定。
本發明實施例還提供一種公路壓力發電裝置，包括上述所述的路面壓力發電系統。
相對於現有技術，本發明實施例提供的公路壓力發電裝置具有以下技術優勢。
本發明實施例提供的公路壓力發電裝置通過多個路面板1相互拼接組成發電路面，同時多個液壓缸3的活塞均勻的頂在相鄰的路面板1的縫隙處，完成對路面板1的支撐，液壓缸3的底座固定在路基2上並通過進油管和出油管分別連接油箱和發電裝置，結構簡單且施工方便快捷。
具體的，當車輛行駛在路面板1時，路面板1壓縮液壓缸3的活塞，腔室的壓力增大，液壓油通過出油管流向發電裝置，在液壓油的衝擊下，發電裝置工作，當車輛駛過路面板1時，液壓缸3上的活塞在復位裝置的作用下自動彈出，液壓缸3的腔室欠壓使液壓油從油箱通過進油管流入液壓缸3內，使液壓缸3和路面板1回到初始狀態。在整個發電過程中，由於液壓缸3同時支撐相鄰的至少兩個路面板1，在車輛作用在一個路面板1上，使液壓缸3活塞受力下壓的時候，下一個路面板1也會向下傾斜，使車輛通過相鄰路面板1拼接處的縫隙時不會產生很大的顛簸，保證了車輛行駛的平穩性。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。