用于轨道车辆轴承监测系统供电的压电发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102801357A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102801357A(43)申请公布日2012.11.28(21)申请号201210318784.3(22)申请日2012.09.01(71)申请人浙江师范大学地址321001浙江省金华市迎宾大道688号(72)发明人阚君武王淑云赵子超程光明张忠华李胜杰(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人魏征骥(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称用于轨道车辆轴承监测系统供电的压电发电装置(57)摘要本发明涉及一种用于轨道车辆轴承监测系统供电的压电发电装置，属于轨道交通监测及压电发电技术领域。轮轴通过轴承安装在车架上，T型挡块端面上镶嵌有磁极配置方向相反的动磁铁；轴承盖通过螺钉安装在车架上，轴承盖的内部通过圆形挡片和环形挡片压接有压电换能器，压电换能器由金属基板及压电晶片粘接而成；定磁铁通过螺钉安装在压电换能器的金属基板上；位于车架上的传感监测系统通过导线与压电换能器连接。优点是发电装置集成在轴承盖内，由旋转的轮轴与磁力耦合非接触激励，无接触冲击及噪音；匀速及高速时均可发电。CN1028357ACN102801357A权利要求书1/1页1.一种用于轨道车辆轴承监测系统供电的压电发电装置，其特征在于：轮轴通过轴承安装在车架上；轮轴的端部通过螺钉安装有T型挡块，所述T型挡块的一端压接在轴承的内圈上，另一端面上镶嵌有磁极配置方向相反的动磁铁；轴承盖通过螺钉安装在车架上，所述轴承盖的底部设有环形槽；在所述轴承盖底部环形槽的端面上通过螺钉安装有压电换能器、圆形挡片和环形挡片；所述圆形挡片和环形挡片将压电换能器的中心和边缘部位压接在轴承盖底部环形槽的端面上；所述压电换能器由金属基板及压电晶片粘接而成；定磁铁通过螺钉安装在压电换能器的金属基板上、且处于压电晶片的中心部位；传感监测系统通过螺钉安装在车架上、且置于所述轴承盖的内部，所述传感监测系统通过导线组与压电换能器连接。2CN102801357A说明书1/3页用于轨道车辆轴承监测系统供电的压电发电装置技术领域[0001]本发明属于轨道交通监测及压电发电技术领域，具体涉及一种用于轨道车辆轴承监测系统供电的压电发电装置。背景技术[0002]铁路列车及地铁等轨道交通运输系统承载着国民经济命脉，而轨道车辆的轮轴及轴承是确保轨道车辆安全运行的关键。以往，轨道车辆轮轴及轴承等关键运转部件的健康状况是以定期维护、检修加以保障的；随着车辆运行速度的不断提高以及人们安全意识的提升，车辆运行期间轮轴及轴承等的实时在线监测技术研究受到了国内外学者的广泛关注，所需监测要素包括轴及轴承的温度、转速、动态刚度、磨损及振动等诸多方面。[0003]对于轮轴及轴承监测系统而言，理想的方法是将各类传感监测系统安装在旋转轴上或靠近轴承安装，从而实现其运行状态的直接在线监测；但这种监测方案因无法为传感监测系统的提供可靠、充足的电力供应而难于推广应用，原因在于：①轮系处于运动状态、且轮系与车厢间存在高频颠簸振动，采用电缆供电时可靠性低、且货运车厢本身也无配电系统；②如采用电池供电，因电池使用寿命有限而需经常更换，当电池电量不足而未及时更换时将无法实现有效的监测、甚至造成严重的安全隐患。[0004]限于传感监测系统的能源供应问题，目前实际中普遍采用的是非实时的、间接的测量方法，即将传感监测系统至于路基之上，不随车体移动或不随轮轴转动，例如：中国专利CN101072985A、CN102278950A等提供的温度监测系统，中国专利CN102120461A、CN102101484A、CN102101485A等提供的车轴监测单元，等等。可见，由于轨道车辆轮轴及轴承工作环境特殊性以及由此所造成的电力供应难题，真正意义上的实时在线监测系统、尤其是直接测量轮轴及轴承状态的实时监测系统还难以推广应用。发明内容[0005]本发明提供一种用于轨道车辆轴承监测系统供电的压电发电装置，用于轨道车辆轴承监测系统供电，以实现实时的、直接的轴承在线健康监测。[0006]本发明采取的技术方案是：轮轴通过轴承安装在车架上；轮轴的端部通过螺钉安装有T型挡块，所述T型挡块的一端压接在轴承的内圈上，另一端面上镶嵌有磁极配置方向相反的动磁铁；轴承盖通过螺钉安装在车架上，所述轴承盖的底部设有环形槽；在所述轴承盖底部环形槽的端面上通过螺钉安装有压电换能器、圆形挡片和环形挡片；所述圆形挡片和环形挡片将压电换能器的中心和边缘部位压接在轴承盖底部环形槽的端面上；所述压电换能器由金属基板及压电晶片粘接而成；定磁铁通过螺钉安装在压电换能器的金属基板上、且处于压电晶片的中心