利用车轮碾压升降减速条下降驱动发电机发电的发明.pdf

本发明是通过在需要减速的公路、钢轨路段设置多个“升降减速条”，利用车轮碾压“升降减速条”下降收集车辆惯性产生的动能经气压或者液压传动器把动能传递到方便安装发电机位置，利用多条升降减速条和传动设备带动多个齿轮旋转提速后分别驱动发电机轴上各个具有双向旋转、单向输出的齿轮加速转动，数个齿轮轮流驱动发电机朝一个方向旋转产生电能。

权利要求书
1.  汽车车轮碾压“升降减速条” 下降驱动发电机旋转发电，其特征是在汽车的车轮通过的位置设置升降减速条，车轮通过时把高出地面的减速条碾压下降产生的动能驱动气压或液压传动器的和塞，通过气压或者液压传动器的介质把动能传递到方便安装发电机的位置，再经传动器输出端的和塞推动有齿口的长型钢条驱动齿轮旋转，齿轮旋转提速后带动具有双向旋转、单向输出特点的小齿轮旋转后驱动发电机始终朝一个方向旋转发电。

2.  轨道车的车轮碾压“升降减速条” 下降驱动发电机旋转发电，其特征是在轨道车钢轨边上的位置设置升降减速条，车轮通过时其宽出钢轨的部分把在钢轨边上的“升降减速条”碾压下降产生的动能驱动气压或者液压传动器的和塞，通过气压或液压传动器的介质把动能传递到方便安装发电机的位置，再经传动器输出端的和塞推动有齿口的长型钢条驱动齿轮旋转，齿轮旋转提速后带动具有双向旋转、单向输出特点的小齿轮旋转后驱动发电机始终朝一个方向旋转发电。

3.  公路型升降减速条，根据权利1所述车轮通过时把高出地面的减速条的部分碾压下降产生动能，其特征是在汽车的车轮通过的位置设置减速条，正常状态“升降减速条”高出公路地面，车轮通过时把“升降减速条”碾压下降产生动能，车轮通过后”减速条”经过弹簧反作用力又上升恢复原正常状态。

4.  公路型升降减速条，根据权利1所述车轮通过时把高出地面的减速条的部分碾压下降产生动能，其特征是在汽车的车轮通过的位置设置减速条，正常状态“升降减速条”高出公路地面，车轮通过时把“升降减速条”往前推并碾压下降做划弧运动，减速条下的传动立杆类似杠杆运动产生动能，车轮通过后”减速条”和传动立杆经过弹簧反作用力反向划弧又上升恢复原正常状态。

5.  钢轨型升降减速条，根据权利2所述轨道车车轮通过时把高出钢轨车轮最低点的减速条的部分往前推并碾压下降产生动能，其特征是把一根金属立杆通过支点轴固定在钢轨边上类似于杠杆，稍微往来车方向倾斜约7度，如时钟11点位置，对面的则是1点位置,该立杆其上方固定一个增强塑料滑轮,下端与对面的减速条立杆用圆钢横向水平连接，正常状态滑轮高出钢轨车轮大圈通过时最低点的高度，钢轨车车轮宽出钢轨的大圈部分通过时把滑轮及立杆上端往前推并碾压下降，类似杠杆划弧运动，立杆下端水平连接的圆钢也横向划弧运动产生动能，车轮通过后升降减速条经过弹簧反作用力又上升恢复原正常状态。

6.  钢轨型升降减速条，根据权利2所述轨道车车轮通过时把高出钢轨车轮最低点的减速条的部分往前推并碾压下降产生动能，其特征是把一根金属立杆通过支点轴固定在钢轨边上类似于杠杆，稍微往来车方向倾斜约7度，如时钟11点或者1点位置,该立杆其上方固定一个增强塑料滑轮,下方连接气缸和塞，正常状态滑轮高出钢轨车轮大圈通过时最低点的高度，钢轨车车轮宽出钢轨的大圈部分通过时把滑轮及立杆上端往前推并碾压下降，立杆类似杠杆划弧运动产生动能，车轮通过后升降减速条经过弹簧反作用力又上升恢复原正常状态。

7.  多条“升降减速条”分别各自驱动单个齿轮去带动同一台发电机发电，根据权利1或权利2所述碾压减速条下降，经气压、液压传动再通过大齿轮带动具有双向旋转、单向旋转输出特点的小齿轮提速旋转后驱动发电机始终朝一个方向旋转发电,其特征是在路面上或钢轨边设置多条“升降减速条”，发电机转轴上也设置多个齿轮，各个齿轮分别接收各自连接“升降减速条”产生动能的传动装置，各自轮流驱动发电机始终朝一个方向持续旋转发电。

8.  车轮碾压“升降减速条” 下降驱动”液压马达”带动发电机旋转发电，根据权利1或权利2所述碾压减速条下降产生动能，经气压、液压传动提速带动单向输出齿轮驱动发电机发电，其特征是汽车、地铁等车的车轮每一次通过减速条，把高出地面、钢轨的减速条碾压下降产生的动能经气压、液压传动器，并设置带有单向阀驱动“液压马达” 始终朝一个方向旋转后带动发电机旋转发电。

说明书利用车轮碾压升降减速条下降驱动发电机发电的发明
技术领域
该发明是利用车轮碾压“升降减速条”产生的动能驱动发电机的线圈在磁场中切割运动作功产生电能。
背景技术
如果一种能源的开发对生态环境不做任何破坏，将是人类梦寐以求的科技梦想。该发明利用减速条收集车辆减速时的动能转化为电能，为实现这个梦想成为了可能。该发明同风力发电机原理类似，风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电对地理位置和自然环境要求太高而且对地球自转和环境景色产生影响。但我这个发明采用的是车的惯性和自重碾压发电，获取动能和实施比较容易,实现成本更低，污染低少，效益更高。
发明内容
本发明是利用车轮碾压“升降减速条”下降产生的动能收集起来,经气压传动器的大气压缸转换小气压缸把和塞的活动范围扩大推动齿轮提速旋转后，再通过双向旋转、单向输出的齿轮驱动发电机转轴朝一个方向旋转产生电能。这样的传动装置安装多套，轮流驱动发电机长时间旋转发电。
附图说明
附图1是钢轨型减速条剖立面图；附图2是公路型减速条第一种样式剖立面图；附图3是公路型减速条第二种样式剖立面图；附图4是有齿口的金属长条经和塞推动，驱动”大小齿轮组合体”的小齿轮旋转，其大齿轮带动发电机轴上的小齿轮提速旋转立面示意图。
具体实施方式
利用“减速条”把车辆行驶减速时的动能收集起来，驱动发电机旋转。减速条分为两种类型：钢轨型减速条和公路型减速条。首先是介绍钢轨型减速条:其是与轨道车配合使用的减速条，是把一根金属立杆通过轴固定在钢轨边上，该立杆两端可以以轴为圆心类似杠杆运动，车轮碾压减速条上端为动力臂，其支点轴的位置选择尽可能使立杆的动力臂长一点,使阻力臂受力点获得更大的力。详见附图1。立杆上方固定一个增强塑料滑轮，减少与轨道车金属车轮的磨擦。这样的减速条立杆，以两个为一套，分别安装在两条钢轨内侧的边上，两个减速条立杆的轴在同一水平线和同一条直线上，形成左右完全对称。立杆下方即阻力臂端各自推动同属一个气压传动器的两个气缸大和塞。因交通区域场地限制，不可能安装面积太大的气缸活塞，只能增加数量。为了能推动更多的气压传动器的气缸和塞数量，也可以通过圆钢管横杆把左右两个减速条的在下方即阻力臂端连接起来，横向传动杆上通过轴连接2—5个水平方向的推动杆，推动杆又通过轴连接同属一个气压传动器水平放置的大活塞，推动杆两头用轴连接适应传动杆划弧运动的角度变化。因交通区域场地限制，所以气压传动器的大活塞气缸的数量根据现场空间具体确定。气缸活塞面积总和越多越利于驱动发电机。当两个减速条立杆分别受左右车轮同时碾压时，其以自身的支点轴做划弧运动，下端连接的传动横杆也做划弧运动，动能被杠杆原理放大后推动水平方向的推动杆对气压传动器气缸的大活塞作功运动。大活塞运动后把动能汇合到一根管道传递到方便安装发电机的位置，当轨道车车轮通过后，减速条立杆因弹簧作用力反向划弧恢复接近直立静止状态等待下一次车轮对其的碾压发力做功。因为需要加长时间让车轮对减速条立杆接触并发力做功的时间，加大立杆的运动幅度，把立杆朝来车方向倾斜约7度，类似时钟11点位置，对面的则是1点的位置。但立杆上方的滑轮必须高过轨道车金属车轮大圈最低点位置，确保车轮能把立杆往前推进并碾压做划弧下降运动。因为减速条立杆是轴固定，再加上气压传动器设有安全阀，故障时释放掉压力，所以减速条不会阻碍轨道车车轮正常通过。其次介绍公路型减速条，公路型减速条也分两种，先介绍第一种:先在汽车行驶的路面开槽300mm宽，深大约500mm，长为一条车道。再将一钢板槽宽为300mm,厚为100mm，中间有凹下80mm宽200mm的凹槽钢板造型,其就像一个长方型的洗脸盆，将其嵌入路面。通过支撑使该造型四周与地面平齐，中间凹下部分预留给钢板减速条升降，然后将宽150mm、厚50mm,长约一条车道的减速条放入中间凹槽，减速条除底部和需要连接的部位使用钢材外，其它的都用增强塑料包裹，以减轻重量。减速条必须通过万向轴与传动立杆连接, 因为考虑到两方面，其一：车轮第一时间接触减速条时有一个往前方向推的力,由于是万向轴连接，能适应往前方向的力产生的角度变化，便于减速条下的传动立杆上下运动。其二有时车轮不是同时碾压同一条减速条，所以”升降减速条”可通过万向轴连接传动立杆挤压气压传动器垂直放置的气缸大和塞。气缸大和塞设置2至5个，因交通区域场地限制，不可能安装面积太大的气缸活塞，所以气压传动器的大活塞气缸的数量根据现场空间具体确定，但必须同属一个气压传动器。正常状态公路型“减速条”高出地面约80mm、两边倒圆边，然后用软橡胶把”升降减速条”封盖，减少对汽车车轮的冲击。减速条下降时经预留的口通过传动立杆把下降的动能挤压到钢板槽下垂直放置的气压传动器气缸的大和塞。减速条下的立杆经辅助配件控制只能略微倾斜一点的范围内下降或者上升。减速条下降到与地面同一高度时将被钢板槽底部安全稳固支撑住，确保车轮平稳通过，升降条因弹簧作用上升到设定高度也被安全限制。确保减速条每次被车轮碾压时下降，车轮通过后上升，等待下一次被碾压下降。详见附图2。第二种公路型减速条：是以上说的钢轨型减速条和公路型减速条结合起来，也就把钢轨型减速条上方的滑轮改成公路型减速条上方的宽150mm、厚50mm长约一条车道的造型板，下面通过万向轴连接各自独立的推动立杆，立杆中间有支点轴，类似杠杆,车轮碾压减速条上端为动力臂。下方的阻力臂各自独立连接输入端气压传动器水平放置的气缸大和塞，同一条减速条下方的气缸都要同属一个气压传动器。车轮碾压减速条，有一个往前推动减速条前移动的力，其下方的立杆会以自身的支点轴做划弧运动，类似杠杆，其下端的阻力臂的动能被放大后推动水平方向的推动杆对气压传动器气缸的大活塞作功运动。水平方向推动杆两端分别用轴连接传动杆与水平放置的大和塞，适应推动立杆划弧运动的角度变化。因为汽车车轮不象轨道车一样两个车轮接近同时碾压减速条，所以下方阻力臂位置不用象钢轨型减速条那样同对面的推动立杆连接，详见附图3。当车轮通过后，减速条和立杆因弹簧作用力反方向划弧恢复原状态等待下一次车轮对其的碾压发力做功。以上所说的三种样式的减速条下方都连接推动杆，通过动能传递最终驱动发电机发电。不同的是“钢轨型减速条”和第二种“公路型减速条”的做功方式类似杠杆，而第一种“公路型减速条”只是上下挤压活塞运动。三种方式都通过轴连接”气压传动器”输入端气缸的大和塞，通过和塞及管道把动能传递到方便安装发电机的位置,转换成小活塞输出通过管道传递过来的动能。根据帕斯卡原理，小活塞的活动长度被放大，小活塞上固定一根有齿口的金属长条驱动”大小齿轮组合体”的小齿轮旋转，其大齿轮也同速度旋转带动发电机轴上的小齿轮提速旋转。详见附图4。这样的整套传动设备根据需要安装多套,以一套“升降减速条”的传动设备为例，车轮每碾压一条“升降减速条”下降80mm一次，气压传动器上小和塞端有齿口的长型钢条被放大5倍,将移动400mm，其驱动“大小齿轮组合体”直径150mm周长471mm的小齿轮后整体旋转0.85转，大小齿轮组合体上直径900mm的大齿轮带动发电机传动轴上的直径150mm小齿轮旋转5.1转，大小齿轮的倍数可根据需要选择。如按碾压一条“升降条”一次为1秒，那发电机60秒将会旋转306转。”减速条”在车轮通过后，失去压力，被设置在下面的弹簧反弹恢复原状，气压传动器两端的活塞也设置恢复弹簧。升降条上升时带动”大小齿轮组合体”会反向旋转，但发电机传动轴上的小齿轮具有双向旋转、单向输出的特点，所以只会带动发电机传动轴朝一个方向旋转, 当驱动的大小齿轮组合体反转或低于发电机转速时将对发电机转轴不起驱动作用，这样的单向旋转输出齿轮在发电机转轴上安装多个，每一套“升降减速条” 分别单独传递动能给一个双向旋转、单向输出的齿轮,类似多人踩自行车前行的原理。以12个为例，车轮每碾压一个升降条，就会驱动发电机一次，先后连续碾压12个升降条分别12次驱动发电机旋转，增加发电时间。气压传动器设有安全阀，故障时会释放掉压力，使减速条不阻碍车轮正常通过。使用气压作为传动介质的优点：(1)以空气作为工作介质，取之不尽，处理方便，用过以后直接排入大气，不会污染环境，且可少设置或不必设置回气管道。（2）空气的黏度很小，只有液压油的万分之一，流动阻力小，所以便于集中供气，中、远距离输送。（3）气动控制动作迅速，反应快；维护简单，工作介质清洁，不存在介质变质和更换等问题。（4）工作环境适应性好。无论是在易燃、易爆、多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等恶劣的环境中，气压传动系统工作安全可靠。（5）气动元件结构简单，便于加工制造，使用寿命长，可靠性高。但以液体为介质的液压传动器也可实现本发明，因此液压传动器传动为替代方案；也可用液压传动，配置单向阀，使液压马达始终朝一个方向提速旋转直接带动发电机发电。发电机选择多对磁极对数，用大扭矩低转数的方式发电，磁极对数与转数的关系，参考公式：n=60f /p, n: 转数,f：频率，p: 磁极对数，如用10对磁极，转数:300(转)=  60x50/10。因汽车、轨道车轮碾压减速条不是持续连贯，发电机旋转不稳定，故其输出的变化的交流电，须经整流器后再对蓄电瓶充电储存，使车轮碾压驱动发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变器，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，输送给各类用电设备稳定使用。也可以把多个发电点联成一个电网，稳定后升压统一并入大电网。
有益效果
以一条地铁线的7节车厢地铁车为例，每节车厢大约8吨。 地铁车平均每3分钟进站一次，每次进站碾压一次该发明装置，一小时碾压20次，每天地铁运行15小时，每天一个站将碾压300次，一条地铁线平均30个站，一条地铁线每天将碾压9000次，一条地铁线双向每天将碾压18000次。现预计每次碾压产生20度电，一条地铁线双向每天将产生36万度电，深圳市地铁有10条线，每天将创造360万度电。一年365天就是131，400万度电，每度电0.7元计算，就深圳一个城市一年将有9.1980亿元的效益。
以每辆汽车每次碾压产生0.2度电，全国汽车拥有量2.64亿辆，平均每天1亿汽车车次碾压该发明的公路型升降减速条，每天将产生2000万度电，一年365天就是730，000万度电，每度电0.7元计算，将有51.1亿元的效益。
具体实施方法
例1：在机场或者高铁站落客区和上客区需要减速车道上设置9条公路型 “升降减速条”的动能传递装置，在不影响交通的位置安排发电机。9条公路型 “升降减速条”分别单独驱动同一台发电机,通过每辆载客汽车连续9次碾压9条减速条，每一条减速条都利用汽车的惯性和重量碾压该装置所产生的动能转换成发电机旋转产生电能，经过储存、逆变之后供机场或者高铁站各类用电设备稳定使用。
例2：在某公交车辆行驶多且要减速准备进站路段设置五条公路型“升降减速条”带动一台高功率发电机，通过公交车的惯性和重量频繁碾压该五条减速条，所产生的动能转换成发电机旋转并产生电能，经过蓄电池储存、逆变之后供路边候车亭用电设备稳定使用。同时“升降减速条”轻微的阻力帮助公交车辆安全停下，减少刹车片损耗。
例3：在无红绿灯的十字路口，四个人行道的来车方向各设置3条“升降减速条”， 四个方向的汽车轮流碾压12条“升降减速条”产生的动能分别去驱动同一台安装在路边的发电机，可以轻松、持续获得电能。同时“升降减速条”轻微的阻力帮助汽车减速，减少刹车片损耗。
例4：在每个地铁站要限速地铁进站的钢轨边设置20条钢轨型“升降减速条”带动高功率发电机，通过地铁的巨大的惯性和约每节车厢10吨的重量，地铁车多个车轮频繁连续碾压20条钢轨型 “升降减速条”，以7节车厢为例，14个对车轮，20x14=280次，280次碾压将会产生巨大的动能转换成电能，经过储存或者逆变升压后并入电网。地铁每次进站都必须停止，升降减速条轻微的阻力帮助地铁轨道车安全减速，减少刹车片的损耗，同时收集惯性带来的动能，两全齐美。