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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110005584A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910295609.9(22)申请日2019.04.12(71)申请人西南交通大学地址610038四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人吴小平张江泉马贵林骆建波王国君余康凡林鑫万乐柯(74)专利代理机构成都智言知识产权代理有限公司51282代理人李龙(51)Int.Cl.F03G7/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种高寒地区轨道能量采集装置(57)摘要本发明涉及一种高寒地区铁路轨道在列车经过时所造成的轨道上下小幅度振动所产生的能量,对该能量进行采集存储的装置,该装置安装在轨道与道床之间。其特征在于,该装置有振动能量采集结构、轮系增速结构、发电结构、储存结构、基座,提供了一种可自行采集振动机械能量并转化为电能的装置,该装置利用齿条与齿轮将上下振动转换为旋转运动,再进过轮系增速将转速增大,最后通过齿轮带动发电机进行发电,并进行利用,为实现铁路安全提供坚实基础,同时本发明具有结构简单、制造方便、节能环保、耐高寒等特点。CN110005584ACN110005584A权利要求书1/1页1.一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:包括用于与铁轨连接的连接架(2),所述连接架(2)下方竖直设置有齿条Ⅰ(3)和齿条Ⅱ(4),所述齿条Ⅰ(3)和齿条Ⅱ(4)之间设置有转轴Ⅰ(7),所述转轴Ⅰ(7)上分别通过单向离合器Ⅰ和单向离合器Ⅱ(8)连接有齿轮Ⅰ(15)和齿轮Ⅱ(9),所述单向离合器Ⅰ和单向离合器Ⅱ(8)的锁止方向相同,所述齿条Ⅰ(3)与齿轮Ⅰ(15)配合,齿条Ⅱ(4)与齿轮Ⅱ(9)配合;所述转轴Ⅰ(7)上还固定连接有齿轮Ⅲ(10),所述齿轮Ⅲ(10)通过传动机构与发电结构连接。2.按照权利要求1所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:所述齿轮Ⅲ(10)和发电结构之间设置有轮系增速结构,所述轮系增速结构包括数级齿轮组。3.按照权利要求2所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:所述轮系增速结构包括转轴Ⅱ(11),所述转轴Ⅱ(11)上固定连接有齿轮Ⅳ(16)和齿轮Ⅴ(12),齿轮Ⅳ(16)与齿轮Ⅲ(10)配合,齿轮Ⅳ(16)的直径小于齿轮Ⅲ(10)的直径,齿轮Ⅴ(12)通过传动机构与发电结构连接。4.按照权利要求1所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:还包括基座(1),所述转轴Ⅰ(7)、齿轮Ⅰ(15)、齿轮Ⅱ(9)、齿轮Ⅲ(10)和发电结构设置在基座(1)内,所述基座(1)内设置有滑槽Ⅰ(5)和滑槽Ⅱ(6),所述齿条Ⅰ(3)设置在滑槽Ⅰ(5)中,所述齿条Ⅱ(4)设置在滑槽Ⅱ(6)中。5.按照权利要求1所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:还包括储存结构,所述发电结构与储存结构直接连接,储存结构后接有用于向外围设备供电的转换电路。6.按照权利要求5所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:所述转换电路的稳压芯片选择LM2940。7.按照权利要求5所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:所述转换电路中稳压芯片的输入端并联有去耦电容(C33)和滤波电容(C32)。8.按照权利要求5所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:所述转换电路中稳压芯片的输入端串联有电感(L1)。9.按照权利要求5所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:所述储存结构包括多个串联的耐低温的超级电容。10.按照权利要求5所述的一种高寒地区轨道能量采集装置,其特征在于:所述储存结构的电路前端串联设置有二极管。2CN110005584A说明书1/4页一种高寒地区轨道能量采集装置技术领域[0001]本发明属于轨道交通中的能量回收技术领域,具体涉及一种高寒地区轨道能量采集装置,尤其是涉及到一种利用铁路轨道上下小幅振动的机械能发电装置。背景技术[0002]目前能源危机和环保已经成为世界关注的问题。[0003]我国是铁路大国,列车运行时会引起轨道振动,特别是诸如内燃机车等火车行驶所产生的振动能量,这些振动能量会被道床和轨道吸收并且造成一定的伤害,这些能量被认为是废弃能量而消耗掉,如果利用能量采集装置对这部分振动能量进行采集和利用,将会极大地节约能源并且解决一些电能无法到达的地方的能源缺乏问题。尤其是当前修建的高寒地区的铁路,在部分高寒地区架接电网是十分困难的,低温大雪环境也不利于风能、太阳能发电装置的使用,能源无法顺利输送。部分高寒地区的铁路轨道和周边环境需要进行监控和信息反馈,所以采集轨道的振动能量,并把能量用于轨道传感器、监控设备等的供电,将具有十分重要的有意义。[0004]目前我国有很多的能量采集装置,如利用压电材料进行