ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ Российский патент 2005 года по МПК F03G3/00 F03G7/08 

Изобретение относится к устройствам для преобразования кинетической энергии движения транспортного средства и электрическую энергию и, в частности, при наездах автотранспорта на “лежащего полицейского” - выступ на дорожном полотне для снижения скорости движения.

Известно устройство для преобразования кинетической энергии движения транспортного средства в электрическую энергию, содержащее стационарно установленный на пути движения транспортного средства и взаимодействующий с ним шкив, кинематически связанный с генератором, снабженным маховиком /см. журнал “Наука и жизнь”, 1979, №9, с.112 [1]/.

Недостатками известного устройства являются низкая эффективность преобразования, а также ограниченные функциональные возможности, так как устройство используется только в режимах и на участках торможения транспортного средства, причем только в зонах контактирования последнего со шкивом.

Известно также устройство для преобразования кинетической энергии транспортного средства в электрическую энергию, содержащее стационарно установленный на пути движения транспортного средства и взаимодействующий с ним шкив, кинематически связанный с генератором, соединенным с маховиком, а также установленную вдоль кузова транспортного средства подпружиненную ленту для взаимодействия со шкивом /см. а.с.СССР №1013635, кл. F 03 G 7/08, В 61 Н 9/06, 1980 [2]/.

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и значительная сложность практического осуществления и эксплуатации. Это объясняется возможностью использования устройства только в режимах и на участках торможения транспортного средства, необходимостью установления на транспортных средствах специальных подпружиненных лент, а также обеспечения условий взаимодействия этих лент со шкивом в процессе движения транспортного средства.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является преобразователь энергии, содержащий грузовой механизм в виде выступа над полотном дороги, состоящего из двух наклонных, шарнирно соединенных подвижных платформ, кинематически связанных посредством установленного в углублении под полотном дороги силового привода с валом потребителя энергии, и уравновешивающий механизм возврата в виде перекинутых на тросах через блоки грузов /см. а.с.СССР №2160849, кл. F 03 G 3/00, 1999 [3]/, и принятый за прототип.

Недостатками данного устройства-прототипа являются значительная сложность и громоздкость конструкции, низкая надежность, ограниченные функциональные возможности. Это объясняется значительным числом подвижных механизмов и узлов, соединенных кинематическими связями и установленных как в углублении под полотном дороги, так и по обеим сторонам дороги, работоспособностью устройства только на дорогах с редким движением вследствие необходимости времени для возвращения устройства после прохождения автотранспорта в исходное состояние.

Сущность изобретения заключается в создании преобразователя энергии движения автотранспорта в электрическую энергию при наездах автотранспорта на “лежащего полицейского” - выступ на дорожном полотне, имеющего предельно простую конструкцию и использующего силу тяжести автотранспорта для создания однонаправленного вращающего момента на валу силового привода, связанного с валом потребителя мощности /потребителя энергии/.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение его надежности и расширение функциональных возможностей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном преобразователе энергии, содержащем установленный по всей ширине проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, а также установленный в углублении под полотном дороги силовой привод, кинематически связанный с валом потребителя энергии, особенность заключается в том, что силовой привод выполнен в виде размещенного симметрично под выступом по всей его длине барабана, жестко закрепленного на параллельной выступу и установленной в опорах вращения оси, одна из наклонных поверхностей выступа выполнена абсолютно жесткой, а другая имеет по всей длине выступа параллельный ему упругий участок с возможностью контактирования последнего при наезде автотранспорта с боковой поверхностью барабана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Преобразователь энергии содержит установленный по всей ширине проезжей части дороги 1 /прямая I и встречная II полосы/ перпендикулярно ее продольной оси OZ выступ 2 над полотном дороги 1, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей 3, 4, а также установленный в углублении 5 под полотном дороги 1 силовой привод, кинематически связанный с валом потребителя энергии/ на чертежах потребитель энергии - генератор - и его кинематическая связь с выходной осью 6 силового привода не показаны, так как эти узлы типовые и общеизвестны/, при этом силовой привод выполнен в виде размещенного симметрично под выступом 2 по всей его длине барабана 7, жестко закрепленного на параллельной выступу 2 оси 6, имеющей возможность вращения в опорах 8 /подшипниках качения/, установленных в кронштейнах 9, одна из наклонных поверхностей 3 выступа 2 выполнена абсолютно жесткой, а другая наклонная поверхность 4 имеет по всей длине выступа 2 параллельный ему упругий участок 10 с возможностью контактирования последнего при наезде автотранспорта 11 с боковой поверхностью барабана 7. Упругий участок 10 выполнен в виде прямоугольного паза в наклонной поверхности 4 выступа 2 по всей ширине проезжей части дороги 1 с выходом жесткой части выступа 2 за проезжую часть дороги 1, при этом по всему контуру паза выполнена проточка, в которой с помощью винтов 12 укреплена упругая пластина 10 из толстой резины. Для увеличения жесткости выступ 2 оперт по всей длине своей угловой верхней частью на перекладину П-образного кронштейна, стойки которого закреплены за пределами торцов барабана 7 на дне углубления 5 /на чертежах кронштейн 9 не показан, так как он не играет принципиальной роли/. На фиг.2 позициями 11 схематично показаны по паре колес автотранспорта при движении в разные стороны по встречным полосам I и II дороги 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Сразу же укажем, что при наезде автомобиля 11 на упругий участок 10 последний в исходном состоянии имеет возможность смещаться только по нормали к наклонным поверхностям 3, 4 под действием нормальной составляющей силы тяжести автомобиля и не имеет возможности смещения относительно барабана 7 в наклонных плоскостях 3, 4. Этот факт позволяет сразу же исключить разговор о возможном действии сил трения сцепления, возникающих между колесами и упругим участком 10 при торможениях - ускорениях автомобиля 11. Эти силы, даже в случае их возникновения, как и касательная составляющая силы тяжести , компенсируются реакциями дороги 1 на выступ 2 в местах его крепления к дороге 1, причем эти реакции действуют в наклонных плоскостях 3, 4. Более того, так как практически торможение-ускорение автомобиля происходят соответственно до и после проезда им выступа 2, то с большой достоверностью автомобиль в момент нахождения его на наклонных поверхностях 3, 4 выступа 2 можно рассматривать либо в состоянии покоя, либо равномерного движения. При наезде автомобиля 11, движущегося по прямой полосе I вверх по наклонной поверхности 4 выступа 2 /либо автомобиля 11, движущегося по встречной полосе II вниз по той же наклонной поверхности 4/ на упругий участок 10 под действием силы тяжести автомобиля 11 участок 10 вступает в контакт с боковой поверхностью барабана 7. При этом в месте контакта возникает частичная подвижность в пределах упругих деформаций выведенного из плоского состояния упругого участка 10 в нормальном и касательном направлениях, результирующая сила тяжести автомобиля раскладывается на радиальную нормальную составляющую и касательную составляющую , за счет последней возникает приложенный к барабану 7 однонаправленный вращающий момент /на фиг.1 - по часовой стрелке/, обуславливающий при наезде автотранспорта 11 на выступ 2 вращение барабана 7 вместе с выходной осью 6 в опорах вращения 8, сила компенсируется реакцией опоры 8, 9. Как было указано выше, вращение оси 6 с помощью кинематической связи передается на вал потребителя энергии. При движении автотранспорта 11 по наклонной поверхности 3, 4 выступа 2 по обеим полосам дороги действие силы тяжести компенсируется реакцией дороги 1 в месте установки на нее выступа 2.

Предлагаемое устройство отличается предельной простотой конструкции, надежностью, некритичностью к качеству узлов и сборки, устройство не требует времени на восстановление и может быть использовано при любой интенсивности движения. Наоборот, чем выше интенсивность движения, причем в любую сторону, тем интегрально больше прикладываемый вращающий момент и, соответственно, эффективность преобразования энергии автомобиля в электрическую энергию.

Преобразователь предназначен для преобразования кинетической энергии движения транспортного средства в электрическую энергию. Устройство содержит установленный по всей ширине проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, а также установленный в углублении под полотном дороги силовой привод, кинематически связанный с валом потребителя энергии. При этом силовой привод выполнен в виде размещенного симметрично под выступом по всей его длине барабана, жестко закрепленного на параллельной выступу и установленной в опорах вращения оси, одна из наклонных поверхностей выступа выполнена абсолютно жесткой, а другая имеет по всей длине выступа параллельный ему упругий участок с возможностью контактирования последнего при наезде автотранспорта с боковой поверхностью барабана. Конструкция преобразователя позволяет упростить устройство и повысить надежность его работы. 2 ил.

Преобразователь энергии, содержащий установленный по всей ширине проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, а также установленный в углублении под полотном дороги силовой привод, кинематически связанный с валом потребителя энергии, отличающийся тем, что силовой привод выполнен в виде размещенного симметрично под выступом по всей его длине барабана, жестко закрепленного на параллельной выступу и установленной в опорах вращения оси, одна из наклонных поверхностей выступа выполнена абсолютно жесткой, а другая имеет по всей длине выступа параллельный ему упругий участок с возможностью контактирования последнего при наезде автотранспорта с боковой поверхностью барабана.