在公路高坡上用车辆势能发电的装置及方法 【技术领域】
本发明涉及一种在公路高坡上用车辆势能发电的装置及方法。具体的说是一种在公路高坡上，把行驶车辆及其载重在高坡上具有的势能加以利用，用来发电的装置及方法。
背景技术
随着工农业的飞速发展和人们生活水平的提高，人员以及物资的流动愈来愈大，公路上行驶的各种车辆也愈来愈多。机动、电动车辆因运输的需要在公路上或翻山越岭或从高原、高山下行到平原，当它们付出能量行驶到公路高坡上、或原来就位于公路高坡上时，车辆本身及其载重就具有了一定的势能。到目前为止，这种能量在车辆下坡时，除极少量的能量用于给车辆蓄电池充电，而绝大部分能量则被车辆的制动机构进行制动所消耗。爬山、爬坡所付出的能量是运输的需要，人们义无反顾，在所不惜。然而，运输车辆位于公路高坡上时，车辆及其载重所具有的势能，在车辆下坡时则以增加车辆制动部件的磨损费用的形式扔掉了，实在可惜。本发明就是把行驶到公路高坡上川流不息的各种运输车辆及其载重所具有的势能进一步利用，用以发电。因为此项能量无论是运输车辆付出较大能量爬上公路高坡，还是原来就位于公路高坡及其以上的高度，在公路高坡上时所具有的势能，是由运输所形成，其成本已经由运输所承担，所以，本发明所利用的此项势能本身不需要花钱，只需要投入利用其发电的设备、设施及平时的运营管理即可。在公路高坡上只要有川流不息的运输车辆通过，此项能量就会源源不断的产生。
【发明内容】
本发明挖掘人们思维误区，提出了一项在公路高坡上用车辆势能发电的装置及方法，提供了一种原理简单、一次投资长期受益、适用于在公路高坡上大范围推广应用的，利用运输车辆及其载重位于公路高坡上时所具有的势能进行发电的装置及方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是在公路高坡处，改造车辆下行道路，去掉为减小坡度而修筑的弯道，缩短车辆下行路程，加大车辆下行坡度，把下行车道改造成直线型。在改造后的下坡车道1上，增设导向机构3及牵引转换机构4。使车辆在高坡上往下行驶时，由导向机构承负下坡车辆2的车头重量及车辆下行时的方向控制，同时在车辆尾部的后牵引挂钩上连接牵引绳索8，此时，车辆及其载重在高坡上所具有的势能具体的变为牵引绳索上的牵引力，用此牵引力通过牵引转换机构带动发电机5转动，实现发电之目的。车辆下行速度完全由发电机的发电负荷进行控制。在这段下行道路上，车辆的方向盘、油门、刹车全部闲置不用，司机处于休息状态。
所述的导向机构可以是架空悬挂式的。此导向机构上设有导向小车6，导向小车上安装快速升降机构及吊挂绳索7，车辆的具体吊挂部位是车头部的前牵引挂钩，起吊高度为车辆前轮略高于路面。导向小车在架空的小车轨道11上行走。架空的小车轨道架设在车道的中上方，并且平行于路面，其高度应高于最大载重车辆所限定的最大载物高度。
所述的导向机构还可以是路面支撑式的。此导向机构上设置有导向小车6，导向小车上安装支撑车头部位的支撑架，以及能使此支撑架快速起落的装置，车辆的具体支撑部位是车头的前牵引挂钩部位，撑起高度为车辆的前轮略高于路面。导向小车在安装于车道路面中间的小车轨道11上行走。
所述的牵引转换机构可以是单道连续循环式的。此牵引转换机构是在一个行车道上，完成公路上所有车辆的下行，并把所有车辆下坡行驶由势能产生的直线牵引力，通过此牵引转换机构，带动发电机转动完成发电功能。这种行车道中间设有中间沟槽15。此牵引转换机构的工作原理是，在下坡车辆2的后牵引挂钩上连接牵引绳索8，用牵引绳索拉动牵引小车6，使牵引小车在架空的小车轨道11上行驶，同时通过传动连接器12把牵引小车的动力传递给循环式传动链10，循环式传动链带动设在高坡顶端的传动轮13转动，用传动轮的转动带动发电机发电。与此同时，设置在高坡下端的过渡轮14也在转动，通过此轮的转动，将循环传动链由架空的下行小车轨道输入设置在行车道中间沟槽内的上行小车轨道内，利用循环传动链的上行，再把空载的牵引小车及导向小车通过传动连接器带回到高坡顶端，完成了一次循环。根据公路上的车流量，在高坡顶端陆续将需要下坡的车辆驶入此机构，而在坡下陆续将已下坡的车辆驶出此机构即可。
单道连续循环式的牵引转换机构的导向机构选用架空悬挂式，导向小车6与牵引小车9使用同一小车轨道11，此轨道必须与路面平行，同时利用牵引小车的上行推动导向小车上行。
所述的牵引转换机构还可以是双道间歇往返式的。此牵引转换机构，是把公路上所有下坡车辆2，在两个并排平行的下行车道上，分批轮换进行输送。在每批被输送的车辆中，打头的第一辆车，车头部位连接导向小车6进行导向，然后用前面的车辆牵引后面的车辆，用最后一辆车的后牵引挂钩，通过牵引绳索8直接拉动传动绳轮18使之转动，利用传动绳轮的转动带动发电机5转动，以实现发电功能。安装在高坡顶部两个行车道上的传动绳轮为一整体，传动绳索在两段传动绳轮上的缠绕方向相反。当第一车道16上的车辆下行时，第二车道17上的牵引绳索拉动空载的导向小车向上行，在传动绳轮上进行缠绕。当第一车道上的一批车辆下到坡底时，牵引传动机构全部停止。是已经下坡车辆与机构脱离，和第二车道上的一批准备下坡车辆与机构连接之时。准备就绪后即开始第二车道上一批车辆的下坡，同时第一车道上的牵引绳索拉动空载的导向小车上行、缠绕。与此类推。
双道间歇往返式的牵引转换机构，所选用的导向机构可以是架空悬挂式的，还可以是路面支撑式的。
在双道间歇往返式牵引转换机构中，传动绳轮18转动方向的改变通过换向机构19，使之带动发电机5始终朝一个方向转动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明以拾遗补漏之思维，为人类社会增加一项无污染、无成本的再生能源。
2、原理简单、实用性强、便于大范围推广应用。
3、一次性投资，长期受用，发电成本低，经济效益好。
4、为解决能源问题、气候问题增砖添瓦。
5，从根本上消除下坡路段上的交通事故，同时减少了车辆制动机构的消耗费用。
【附图说明】
图1是在公路高坡上用车辆势能发电的工作原理图。
图2是架空悬挂式导向机构及单道连续循环式牵引转换机构工作原理图。
图3是路面支撑式导向机构及双道间歇往返式牵引转换机构工作原理图。
图4是图3的A向视图。
图中：
下坡车道1、下坡车辆2、导向机构3、牵引转换机构4、发电机5、导向小车6、吊挂绳索7、牵引绳索8、牵引小车9、循环传动链10、小车轨道11、传动连接器12、传动轮13、过渡轮14、中间沟槽15、第一车道16、第二车道17、传动绳轮18、换向机构19.
【具体实施方式】
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
1、选址与办理许可。
2、测量、记录数据并统计车流量。
3、根据测量及统计数据合理选择技术方案。对路程较长的进行分段。
4、根据坡距、坡度、车流量测算日发电量，预算投资数额，制定可行性分析报告。
5、具体设计导向机构及牵引转换机构，加工制造有关零部件。
6、合理选择相关设备及施工材料。
7、进行工程施工及设备安装。
8、调试及试投产。进一步完善。
9、正式投产。