一种地埋式踩踏碾压发电装置及使用方法与流程

1.本发明涉及发电装置技术领域，具体涉及一种地埋式踩踏碾压发电装置。


背景技术：

2.由于人类对能源的需求与依赖的增加，导致能源日渐枯竭，而且不可再生能源的利用导致环境污染严重，需要开发各种形式的可再生能源替代。风、光、水等由于储量丰富。清洁无污染等特点，成为理想的可再生能源，这些发电方式各有缺点，有的会给环境造成污染，有的消耗大量的自然资源，也有的受自然条件、地理环境的制约。实际上，人们日常生活中有许多可利用的绿色能源，如随着国家建设的迅猛发展，公路等交通工具的潜能资源有很大的挖掘空间，具体为车辆在行驶中车轮与路面的接触所产生的碾压力，众多的公路每天的通行量巨大，产生的碾压力源源不断。
3.中国专利公告号cn105003399b公开了一种利用车轮对路面碾压力发电的发电系统，包括承重机构、液压机构、能量转换机构、能量聚集和释放机构、一个设置在路面以下的机械室以及设置在路边上的工作间。当车辆行驶过承重机构后产生碾压力，承重机构将碾压力通过液压机构存储为高压液压能；通过能量转换机构，将高压液压能转换成机械能并输出给能量聚集释放机构。
4.上述专利中的发电系统是将机械能转化为液压能，再将液压能转化为机械能进行发电，但是这种发电方式中途能耗大，所蓄力较少；而且该专利中的能源收集仅来自下压力，在承重机构复位的时候就无法实现能量的收集与利用，发电效率低。


技术实现要素：

5.要解决的技术问题
6.本发明的目的在于克服现有技术的不足,适应现实需要,提供一种能减少能耗损失且能够双向蓄能的发电装置，以解决上述技术问题。
7.技术方案
8.为了实现本发明的目的,本发明所采用的技术方案为：
9.一种地埋式踩踏碾压发电装置，包括设置在外壳体顶部的下压板，该下压板的两侧的底部设置有若干弹簧，且弹簧的底部焊接在固定板上；两个所述的固定板垂直焊接在外壳体上端内部的两侧；所述的下压板下端通过铰链片活动连接有驱动板，两个所述的驱动板的下方通过驱动杆连接有鱼眼关节，且鱼眼关节固定安装在驱动齿条顶部；两个所述的驱动齿条均与蓄力机构传动连接；
10.所述的蓄力机构的一端配合安装有第一齿轮，且第一齿轮啮合连接有第二齿轮；所述的第二齿轮还与安装在发电机上的第三齿轮啮合连接；所述的第二齿轮通过转轴与齿轮安装架配合连接；该齿轮安装架固定在外壳体内；
11.所述的蓄力机构包括蓄力轴，该蓄力轴上连接有蓄力发条；所述的蓄力发条与固定外壳固定连接。
12.作为本发明的进一步技术方案，所述的两个所述的驱动板呈“八”字状设置，且两个所述的驱动板的外端通过活动连接座固定在外壳体的内壁上；所述的驱动板底部的中间位置设有活动连接座，并与驱动杆活动连接。
13.作为本发明的进一步技术方案，所述的固定外壳通过轴承与蓄力轴旋转连接，并且在固定外壳的外侧焊接有第二固定支架；所述的固定外壳通过滑环滑动连接在旋转外壳内部；所述的旋转外壳与蓄力轴过盈配合连接；所述的旋转外壳的外侧设有第一固定支架；所述的第一固定支架通过轴承与蓄力轴旋转连接。
14.作为本发明的进一步技术方案，所述的蓄力轴的两端设置有分别与两个驱动齿条啮合连接的第一单向齿轮和第二单向齿轮；所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮采用相同结构组成，且第一单向齿轮和第二单向齿轮的驱动方向相反。
15.作为本发明的进一步技术方案，所述的滑座的第二单向齿轮包括齿轮外圈，该齿轮外圈的内侧开槽，并在槽内通过转轴活动连接有卡齿；所述的卡齿设置有若干个，且每个所述的卡齿的外侧均设置有一个挡块；所述的齿轮外圈内侧还设置一个与若干卡齿卡接的内齿圈。
16.作为本发明的进一步技术方案，所述的齿轮外圈的外部均布有若干拨齿外壳，每个拨齿外壳内通过转轴活动连接有拨齿，且在拨齿与转轴之间还套接有扭转弹簧。
17.作为本发明的进一步技术方案，所述的蓄力机构的一侧设置有与拨齿卡接的蓄力辅助组件，该蓄力辅助组件包括两个滑杆，两个所述的滑杆两端分别与固定块和连接板固定连接，且在滑杆上还滑动连接有挡块；所述的挡块的下方设置有复位弹簧，且复位弹簧套接在滑杆上；所述的复位弹簧与固定块之间还设置有压力传感器；所述的固定块上固定有电磁铁，该电磁铁位于两个滑杆之间；所述的电磁铁与蓄电池电性连接。
18.作为本发明的进一步技术方案，所述的连接板上固定安装有蓄电池，该连接板通过固定架固定安装在第一固定支架和第二固定支架上；所述的第一固定支架和第二固定支架固定安装在与外壳体焊接的横连接板上。
19.作为本发明的进一步技术方案，两个所述的驱动板均与滑架滑动连接；所述的滑架设置有两个；两个所述的滑架分别与第一固定支架和第二固定支架固定连接。
20.一种地埋式踩踏碾压发电装置使用方法,包括如下步骤：
21.步骤一：发电装置的安装，首先在人流量、车流量较多的地段挖掘铺设井，在井体内做整平处理，并在井壁内侧粘结保温板，在保温板的内侧砌保温砖，并在保温砖的内侧利用水泥砂浆做硬化处理；待水泥砂浆固化风干后，将设备置入井中，使得下压板高出地面或者与地面平齐均可；
22.步骤二：线路的设置，在设备的内部设置一个控制器，将压力传感器和电磁铁与控制器电性连接；其中电磁铁与控制器还与蓄电池电性连接；
23.步骤三：装置的驱动，当有车辆或者人群走在下压板上的时候，受到重力的下压，压缩弹簧向下移动，并使得两个驱动板向内侧翻转，在两个鱼眼关节的配合下，带动驱动齿条向下移动，使得驱动齿条带动驱动齿条向下移动，在对蓄力发条进行蓄力的时候，有两种蓄力方式，第一种：第一单向齿轮和第二单向齿轮单向驱动方向相同，两个驱动齿条同侧设置，这样设置是在驱动齿条在向下移动的时候，第一单向齿轮和第二单向齿轮同向旋转，同时带动蓄力轴旋转，从而达到蓄力发条的蓄力；
24.第二种驱动方式：将第一单向齿轮和第二单向齿轮单向驱动的方向相反设置，并且两个驱动齿条不同侧设置；在驱动时候，其中一个驱动齿条带动第二单向齿轮旋转，而另外一个驱动齿条虽然带动第一单向齿轮旋转，但第一单向齿轮对蓄力轴不做功，只有第二单向齿轮带动蓄力轴旋转，在蓄力轴旋转下，蓄力发条开始向内收缩并蓄力；跟随蓄力轴旋转的旋转外壳带动拨齿和拨齿外壳旋转，拨齿旋转一个工位后卡在挡块上；在驱动齿条回程的时候，第一单向齿轮对蓄力轴旋转蓄力，从而保证驱动齿条在双向移动的时候都能实现蓄力发条的蓄力，提高对驱动齿条的移动所带来的力进行有效的利用，提高蓄力发条的蓄力效率；
25.步骤四：蓄力发条的释放与发电，蓄力机构在蓄力的同时，拨齿都会卡接在挡块上，挡块对复位弹簧进行压缩，而复位弹簧会对压力传感器释放一定的弹力，当压力传感器达到设定的值后，电磁铁得电，迅速闭合，并对挡块进行吸附；此时失去挡块阻挡的蓄力发条快速释放，带动蓄力轴旋转，第一齿轮通过第二齿轮和第三齿轮的配合带动发电机开始发电，其中第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的尺寸依次减小，从而达到一个增速和增加旋转圈数的目的，从而提高了发电机的发电效率；当压力传感器的压力指数为零或者及近无压力的时候，控制器控制电磁铁释放，从而保证蓄力发条在释放旋转力的时候不受干扰，保证发电效果。
26.(3)有益效果：
27.a、本发明中，当有车辆或者人群走在下压板上的时候，受到重力的下压，压缩弹簧向下移动，并使得两个驱动板向内侧翻转，在两个鱼眼关节的配合下，带动驱动齿条向下移动，使得驱动齿条带动驱动齿条向下移动，在对蓄力发条进行蓄力的时候，有两种蓄力方式，第一种：第一单向齿轮和第二单向齿轮单向驱动方向相同，两个驱动齿条同侧设置，这样设置是在驱动齿条在向下移动的时候，第一单向齿轮和第二单向齿轮同向旋转，同时带动蓄力轴旋转，从而达到蓄力发条的蓄力；
28.b、本发明中，第二种驱动方式：将第一单向齿轮和第二单向齿轮单向驱动的方向相反设置，并且两个驱动齿条不同侧设置；在驱动时候，其中一个驱动齿条带动第二单向齿轮旋转，而另外一个驱动齿条虽然带动第一单向齿轮旋转，但第一单向齿轮对蓄力轴不做功，只有第二单向齿轮带动蓄力轴旋转，在蓄力轴旋转下，蓄力发条开始向内收缩并蓄力；跟随蓄力轴旋转的旋转外壳带动拨齿和拨齿外壳旋转，拨齿旋转一个工位后卡在挡块上；在驱动齿条回程的时候，第一单向齿轮对蓄力轴旋转蓄力，从而保证驱动齿条在双向移动的时候都能实现蓄力发条的蓄力，提高对驱动齿条的移动所带来的力进行有效的利用，提高蓄力发条的蓄力效率；
29.c、本发明中，蓄力机构在蓄力的同时，拨齿都会卡接在挡块上，挡块对复位弹簧进行压缩，而复位弹簧会对压力传感器释放一定的弹力，当压力传感器达到设定的值后，电磁铁得电，迅速闭合，并对挡块进行吸附；此时失去挡块阻挡的蓄力发条快速释放，带动蓄力轴旋转，第一齿轮通过第二齿轮和第三齿轮的配合带动发电机开始发电，其中第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的尺寸依次减小，从而达到一个增速和增加旋转圈数的目的，从而提高了发电机的发电效率；当压力传感器的压力指数为零或者及近无压力的时候，控制器控制电磁铁释放，从而保证蓄力发条在释放旋转力的时候不受干扰，保证发电效果。
附图说明
30.图1为本发明的安装方式结构示意图；
31.图2为本发明的结构示意图；
32.图3为本发明中图2中的内部结构示意图；
33.图4为本发明中图3的后侧结构示意图；
34.图5为本发明中图3的部分结构示意图；
35.图6为本发明中第一种蓄力方式示意图；
36.图7为本发明中第二种蓄力方式示意图；
37.图8为本发明中蓄力机构结构示意图；
38.图9为本发明中图6中局部放大示意图；
39.图10为本发明中第二单向齿轮结构示意图；
40.图11为本发明中图10中局部放大示意图；
41.图12为本发明中图4的局部放大示意图。
42.图中：1-下压板，2-弹簧，3-固定板，4-驱动板，5-外壳体，6-驱动杆，7-鱼眼关节，8-驱动齿条，9-蓄力机构，10-固定架，11-蓄力辅助组件，12-连接板，13-蓄电池，14-第一齿轮，15-第二齿轮，16-齿轮安装架，17-第三齿轮，18-发电机，19-横连接板，20-第一固定支架，21-第二固定支架，22-滑架；
43.91-蓄力轴，92-蓄力发条，93-固定外壳，94-旋转外壳，95-滑环，96-拨齿，97-拨齿外壳，98-第一单向齿轮，99-第二单向齿轮；
44.991-齿轮外圈，992-卡齿，993-内齿圈；
45.111-滑杆，112-挡块，113-复位弹簧，114-固定块，115-电磁铁，116-压力传感器。
具体实施方式
46.请参阅图1-12，一种地埋式踩踏碾压发电装置,包括设置在外壳体5顶部的下压板1，该下压板1的两侧的底部设置有若干弹簧2，且弹簧2的底部焊接在固定板3上；两个所述的固定板3垂直焊接在外壳体5上端内部的两侧；所述的下压板1下端通过铰链片活动连接有驱动板4，两个所述的驱动板4的下方通过驱动杆6连接有鱼眼关节7，且鱼眼关节7固定安装在驱动齿条8顶部；两个所述的驱动齿条8均与蓄力机构9传动连接；
47.所述的蓄力机构9的一端配合安装有第一齿轮14，且第一齿轮14啮合连接有第二齿轮15；所述的第二齿轮15还与安装在发电机18上的第三齿轮17啮合连接；所述的第二齿轮15通过转轴与齿轮安装架16配合连接；该齿轮安装架16固定在外壳体5内；
48.所述的蓄力机构9包括蓄力轴91，该蓄力轴91上连接有蓄力发条92；所述的蓄力发条92与固定外壳93固定连接。
49.本实施例中，所述的两个所述的驱动板4呈“八”字状设置，且两个所述的驱动板4的外端通过活动连接座固定在外壳体5的内壁上；所述的驱动板4底部的中间位置设有活动连接座，并与驱动杆6活动连接。
50.本实施例中，所述的固定外壳93通过轴承与蓄力轴91旋转连接，并且在固定外壳93的外侧焊接有第二固定支架21；所述的固定外壳93通过滑环95滑动连接在旋转外壳94内部；所述的旋转外壳94与蓄力轴91过盈配合连接；所述的旋转外壳94的外侧设有第一固定
支架20；所述的第一固定支架20通过轴承与蓄力轴91旋转连接。
51.具体一点的，所述的蓄力轴91的两端设置有分别与两个驱动齿条8啮合连接的第一单向齿轮98和第二单向齿轮99；所述的第一单向齿轮98和第二单向齿轮99采用相同结构组成，且第一单向齿轮98和第二单向齿轮99的驱动方向相反。
52.作为本实施例的另一种驱动方式，将第一单向齿轮98和第二单向齿轮99单向驱动的方向相反设置，并且两个驱动齿条8不同侧设置。
53.本实施例中，所述的滑座88的第二单向齿轮99包括齿轮外圈991，该齿轮外圈991的内侧开槽，并在槽内通过转轴活动连接有卡齿992；所述的卡齿992设置有若干个，且每个所述的卡齿992的外侧均设置有一个挡块；所述的齿轮外圈991内侧还设置一个与若干卡齿992卡接的内齿圈993。
54.本实施例中，所述的齿轮外圈991的外部均布有若干拨齿外壳97，每个拨齿外壳97内通过转轴活动连接有拨齿96，且在拨齿96与转轴之间还套接有扭转弹簧。
55.本实施例中，所述的蓄力机构9的一侧设置有与拨齿96卡接的蓄力辅助组件11，该蓄力辅助组件11包括两个滑杆111，两个所述的滑杆111两端分别与固定块114和连接板12固定连接，且在滑杆111上还滑动连接有挡块112；所述的挡块112的下方设置有复位弹簧113，且复位弹簧113套接在滑杆111上；所述的复位弹簧113与固定块114之间还设置有压力传感器116；所述的固定块114上固定有电磁铁115，该电磁铁115位于两个滑杆111之间；所述的电磁铁115与蓄电池13电性连接。
56.本实施例中，所述的连接板12上固定安装有蓄电池13，该连接板12通过固定架10固定安装在第一固定支架20和第二固定支架21上；所述的第一固定支架20和第二固定支架21固定安装在与外壳体5焊接的横连接板19上。
57.本实施例中，两个所述的驱动板4均与滑架22滑动连接；所述的滑架22设置有两个；两个所述的滑架22分别与第一固定支架20和第二固定支架21固定连接。
58.一种地埋式踩踏碾压发电装置使用方法,包括如下步骤：
59.步骤一：发电装置的安装，首先在人流量、车流量较多的地段挖掘铺设井，在井体内做整平处理，并在井壁内侧粘结保温板，在保温板的内侧砌保温砖，并在保温砖的内侧利用水泥砂浆做硬化处理；待水泥砂浆固化风干后，将设备置入井中，使得下压板1高出地面或者与地面平齐均可；
60.步骤二：线路的设置，在设备的内部设置一个控制器，将压力传感器和电磁铁与控制器电性连接；其中电磁铁与控制器还与蓄电池电性连接；
61.步骤三：装置的驱动，当有车辆或者人群走在下压板1上的时候，受到重力的下压，压缩弹簧2向下移动，并使得两个驱动板4向内侧翻转，在两个鱼眼关节7的配合下，带动驱动齿条8向下移动，使得驱动齿条8带动驱动齿条8向下移动，在对蓄力发条92进行蓄力的时候，有两种蓄力方式，第一种：第一单向齿轮98和第二单向齿轮99单向驱动方向相同，两个驱动齿条8同侧设置，这样设置是在驱动齿条8在向下移动的时候，第一单向齿轮98和第二单向齿轮99同向旋转，同时带动蓄力轴91旋转，从而达到蓄力发条92的蓄力；
62.第二种驱动方式：将第一单向齿轮98和第二单向齿轮99单向驱动的方向相反设置，并且两个驱动齿条8不同侧设置；在驱动时候，其中一个驱动齿条8带动第二单向齿轮99旋转，而另外一个驱动齿条8虽然带动第一单向齿轮98旋转，但第一单向齿轮98对蓄力轴91
不做功，只有第二单向齿轮99带动蓄力轴91旋转，在蓄力轴91旋转下，蓄力发条92开始向内收缩并蓄力；跟随蓄力轴91旋转的旋转外壳94带动拨齿96和拨齿外壳97旋转，拨齿96旋转一个工位后卡在挡块112上；在驱动齿条8回程的时候，第一单向齿轮98对蓄力轴91旋转蓄力，从而保证驱动齿条8在双向移动的时候都能实现蓄力发条92的蓄力，提高对驱动齿条8的移动所带来的力进行有效的利用，提高蓄力发条92的蓄力效率；
63.步骤四：蓄力发条的释放与发电，蓄力机构9在蓄力的同时，拨齿96都会卡接在挡块112上，挡块112对复位弹簧113进行压缩，而复位弹簧113会对压力传感器116释放一定的弹力，当压力传感器116达到设定的值后，电磁铁115得电，迅速闭合，并对挡块112进行吸附；此时失去挡块112阻挡的蓄力发条92快速释放，带动蓄力轴91旋转，第一齿轮14通过第二齿轮15和第三齿轮17的配合带动发电机18开始发电，其中第一齿轮14、第二齿轮15和第三齿轮17的尺寸依次减小，从而达到一个增速和增加旋转圈数的目的，从而提高了发电机18的发电效率；当压力传感器116的压力指数为零或者及近无压力的时候，控制器控制电磁铁115释放，从而保证蓄力发条92在释放旋转力的时候不受干扰，保证发电效果。
64.本发明的实施例公布的是较佳的实施例,但并不局限于此,本领域的普通技术人员,极易根据上述实施例,领会本发明的精神,并做出不同的引申和变化,但只要不脱离本发明的精神,都在本发明的保护范围内。