專利名稱：利用重力勢能和抽吸力進行發(fā)電的鐵路路燈及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明屬于照明設備，尤其是涉及一種利用自然能源發(fā)電的路燈。
背景技術：
為了節(jié)約能源，保護環(huán)境，目前已經(jīng)出現(xiàn)了利用太陽能和風能提供電力的路燈。這兩種自然能源的路燈，特別適用于鐵路沿線的照明。因為長距離的鐵道線的照明要消耗相當大的電力資源。然而，這兩種能源都是不穩(wěn)定的。比如，連續(xù)的陰雨天，太陽能路燈的供電就成了問題。連續(xù)的無風或微風天氣，風能路燈就會停止工作。研究一種利用穩(wěn)定的自然能源供電的鐵路沿線的路燈，成為一個重要課題?，F(xiàn)有的太陽能和風能路燈的另一個缺點是需配置化學電池，而化學電池要定期維護，且使用壽命有限，廢棄電池也會對環(huán)境造成污染，這種狀態(tài)也有待改進。另一值得注意的現(xiàn)象是高速鐵路的兩旁，通常建有護欄，用來防止路人盲目接近軌道而被瞬間即至的高速列車所傷害。因為高速列車快速通過時所產(chǎn)生的高速氣流，會對鐵路兩旁的人或物產(chǎn)生抽吸效應，如果人或物過分接近高速行駛的列車，就會被這種抽吸力吸向列車。這個現(xiàn)象可以根據(jù)伯努利原理解釋，流速越快，壓強越低，因此靠近列車的人或物會被從高壓區(qū)推向(吸向)低壓區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述自然能源發(fā)電的路燈的不足之處，提出一種具有穩(wěn)定的自然能源供電裝置的路燈，該路燈無須使用化學電池。所述的自然能源是列車運動時的高速氣流形成的抽吸力所產(chǎn)生的；這種自然能源且是穩(wěn)定的，因為每日運行的列車班次數(shù)量是相當穩(wěn)定的。本發(fā)明主要思路是鐵路沿線的路燈增設了以抽吸力為動力的擺動裝置和重力勢能發(fā)電裝置，當高速列車通過時，該擺動裝置得到抽吸力而擺動，擺動力使重力勢能發(fā)電裝置積蓄重力勢能，重力勢能在夜間得到機械式時間設定裝置的調(diào)控，釋放重力勢能驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，供路燈照明。本發(fā)明具體技術方案是這樣實現(xiàn)的該路燈包括
抽吸力擺動裝置，其包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、第一變速器、止回棘輪機構、花鍵軸、頂板、壓縮彈簧和主動錐形摩擦輪、第二變速器、兩塊支板；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接;第一變速器和第二變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，第一變速器輸入軸和第二變速器的輸入軸分別連接鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；第一變速器的輸出軸連接止回棘輪機構和花鍵軸；花鍵軸通過頂板與路燈立柱鉸接；花鍵軸的一端連接主動錐形摩擦輪，花鍵軸另一端進入變速器的輸出軸內(nèi)的花鍵孔中，且能在花鍵孔中軸向移動；主動錐形摩擦輪與頂板之間設置壓縮彈簧；該抽吸力擺動裝置主要為重力勢能發(fā)電裝置的重塊提升提供動力，同時也為時間設定裝置中的發(fā)條扭緊提供動力；
重力勢能發(fā)電裝置，其設在路燈立柱內(nèi)，其包括設有錐形孔的主動鏈輪及支撐板、起重鏈條、上定位桿、重塊、從動鏈輪及支座、第三變速器、調(diào)速器、直流發(fā)電機；起重鏈條的兩端通過重塊連接在一起，使起重鏈條形成環(huán)狀；起重鏈條的上部與主動鏈輪嚙合，起重鏈條的下部與從動鏈輪嚙合；上定位桿固定在路燈立柱上部；主動鏈輪通過支撐板與路燈立柱鉸接，從動鏈輪通過支座與路燈立柱下部鉸接；第三變速器固定在支座上；從動鏈輪與第三變速器、調(diào)速器、直流發(fā)電機順序連接；主動鏈輪中的錐形孔與花鍵軸上的主動錐形摩擦輪間斷性摩擦傳動連接；主動鏈輪和從動鏈輪中均設有棘輪；直流發(fā)電機與路燈發(fā)光件通過導線電連接；該重力勢能發(fā)電裝置為路燈的發(fā)光件提供電力；
時間設定裝置，其設在路燈立柱上部內(nèi)，其包括第一錐形摩擦輪，第二錐形摩擦輪、第一齒輪軸、第一片齒輪、第二片齒輪、發(fā)條扭緊軸、時鐘支架、時鐘、時針軸、凸輪和頂桿；第一錐形摩擦輪與第二變速器的輸出軸連接；第一錐形摩擦輪還與第二錐形摩擦輪摩擦傳動連接、第二錐形摩擦輪與第一片齒輪同軸心設置在第一齒輪軸上；第一片齒輪與第二片齒輪嚙合；第二片齒輪、發(fā)條扭緊軸、時鐘、時針軸和凸輪順序連接；時鐘通過時鐘支架固定于路燈立柱內(nèi)部，第一齒輪軸和發(fā)條扭緊軸分別與時鐘支架鉸接，時針軸轉(zhuǎn)一圈為24小時；頂桿的一端與凸輪接觸，另一端穿過主動鏈輪與主動錐形摩擦輪接觸；該時間設定裝置定時控制啟動重力勢能發(fā)電裝置發(fā)電；
路燈組件，其包括路燈發(fā)光件和路燈立柱，路燈發(fā)光件設置在路燈立柱上部，并與直流發(fā)電機通過導線電連接，該路燈發(fā)光件在夜間由所述重力勢能發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能發(fā)光照明；
使用上述裝置的方法白天，當列車經(jīng)過路燈時，列車與抽吸板之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板產(chǎn)生抽吸力，使抽吸板和支架向列車運動；抽吸板上部拉動兩條鏈條，以此帶動兩只鏈輪、第一變速器和第二變速器一起運轉(zhuǎn)；
第一變速器輸出軸通過花鍵軸和主動錐形摩擦輪驅(qū)動主動鏈輪轉(zhuǎn)動，使起重鏈條將重塊向上提升，儲存重力勢能；
第二變速器輸出軸通過第一摩擦輪和第二摩擦輪的摩擦傳動，帶動第一片齒輪和第二片齒輪的嚙合傳動，使發(fā)條扭緊軸扭動時鐘的發(fā)條，給時鐘的時針軸和凸輪的轉(zhuǎn)動以動力；
當列車通過后，抽吸力消失，平衡重塊的重力拉動起重鏈條，使抽吸板回復到原來的狀態(tài)；多次列車通過，使鏈輪多次轉(zhuǎn)動，重塊不斷向上提升積累重力勢能，同時，時鐘的發(fā)條也不斷被扭緊；
當重塊向上被上定位桿擋住后，主動錐形摩擦輪由于過載而打滑轉(zhuǎn)動，起安全保護作
用；
另一方面，當扭緊發(fā)條的扭矩超過第一錐形摩擦輪和第二錐形摩擦輪的傳動扭矩，第一錐形摩擦輪打滑轉(zhuǎn)動，從而起安全保護作用；
到了夜間，隨時間轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動中的凸輪的凸邊推動了頂桿，頂桿則將主動錐形摩擦輪推離主動鏈輪的錐形孔，主動鏈輪空轉(zhuǎn)，重塊開始緩慢釋放重力勢能，靠重力向下運動，拖動形成環(huán)狀的起重鏈條轉(zhuǎn)動，從動鏈輪隨之轉(zhuǎn)動，經(jīng)第三變速器提高轉(zhuǎn)速，經(jīng)調(diào)速器穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，驅(qū)動直流發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，供路燈發(fā)光件發(fā)光照明； 到了白天，被壓縮彈簧推動著的頂桿，落在了轉(zhuǎn)動著的凸輪的凹邊上，主動錐形摩擦輪與主動鏈輪接合傳動扭矩，主動鏈輪通過起重鏈條將重塊向上提升積累重力勢能，從動鏈輪空轉(zhuǎn)，直流發(fā)電機停止轉(zhuǎn)動，不再發(fā)電，路燈發(fā)光件熄滅；
如此周而復始，路燈發(fā)光件依靠列車產(chǎn)生的抽吸力，在夜間發(fā)光，在白天熄滅。本發(fā)明的特點和有益效果是
一、利用高速列車行駛時所產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，提供鐵路路燈照明的穩(wěn)定和環(huán)保的電力。避免了現(xiàn)有的風能和太陽能路燈電力不穩(wěn)定的缺點。也節(jié)約了公共電網(wǎng)的電力資源。二、利用積累重力勢能儲存發(fā)電的能量，代替蓄電池儲存電力，避免了化學電池的環(huán)境污染，也避免了化學電池壽命短，須經(jīng)常維護的缺點。三、利用機械時鐘機構控制路燈的開關，避免了電子控制電路須用電池維持電力的缺陷。


圖1是本發(fā)明實施例1的使用狀態(tài)示意圖。圖2是圖1的運動狀態(tài)示意圖。圖3是本發(fā)明實施例1的立體示意圖。圖4是圖3中的A部放大圖。圖5是圖3中的正視圖。圖6是圖5中的B部放大圖。圖7是路燈立柱內(nèi)機構的立體視圖。圖8是圖7中的C部放大圖。圖9是圖1中的F部放大圖。圖10是圖6中的D-D剖視圖。圖11鏈輪內(nèi)的棘輪結構示意圖。圖12是實施例2的示意圖。圖13是圖12中的K部放大圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明
實施例1，參閱圖1至圖4，本發(fā)明主要包括抽吸力擺動裝置、重力勢能發(fā)電裝置、時間設定裝置和路燈組件。抽吸力擺動裝置，其主要部件抽吸板11設在靠近列車和鐵路的位置，每列列車經(jīng)過時產(chǎn)生的抽吸力，使抽吸板11朝列車方向擺動一次，其動力將重塊24由下向上提升，逐步積累重力勢能；同時，也為時間設定裝置中的機構提供運行動力。參見圖3、圖4，抽吸力擺動裝置包括設在路燈立柱41前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱上部的兩根鏈條13、兩只鏈輪14、平衡重塊15、第一變速器16、止回棘輪機構5、花鍵軸18、頂板19、壓縮彈簧182和主動錐形摩擦輪181、第二變速器39、兩塊支板17 ；
支架12 —端與抽吸板11固連，另一端與路燈立柱41下部鉸接。當列車經(jīng)過時，抽吸板11得到抽吸力，這兩個固連在一起的零部件可以繞所述鉸接處朝列車方向擺動。擺動的幅度，由設在路燈立柱上的上限位桿91和下限位桿92控制。抽吸力的大小與抽吸板11的面積基本上成正比，也就是說，抽吸板11越大，獲得的抽吸力也越大。當列車通過后，抽吸力消失，平衡重塊15的重量通過鏈條13，將抽吸板11恢復到初始位置，以備下一次的擺動。第一變速器16和第二變速器39分別通過兩塊支板17固定于路燈立柱41兩側(cè)，第一變速器16輸入軸和第二變速器39的輸入軸分別連接鏈輪14，鏈輪14中設有棘輪，該鏈輪類似于自行車后輪中的含有棘輪的鏈輪(見圖11);每個鏈輪上均嚙合一根鏈條13，每根鏈條13的一端連接于抽吸板11上部，另一端連接于平衡重塊15 ;參見圖3，當鏈條13帶動鏈輪14逆時針方向轉(zhuǎn)動時，第一變速器16和第二變速器39隨鏈輪14 一起轉(zhuǎn)動；當鏈輪14順時針方向轉(zhuǎn)動時，由于棘輪的防逆功能，第一變速器16和第二變速器39不隨鏈輪14轉(zhuǎn)動。按圖4所示，第一變速器16的輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)動方向相反，這是因為重塊24設在路燈立柱41的前部的原因。如果第一變速器16的輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)動方向相同，則重塊24應設在路燈立柱41的后部。第一變速器16的輸出軸161連接止回棘輪機構5和花鍵軸18 ;花鍵軸18通過頂板19與路燈立柱41鉸接；花鍵軸18的一端連接主動錐形摩擦輪181，花鍵軸18的另一端進入變速器的輸出軸161內(nèi)的花鍵孔(未畫出)中，且能在花鍵孔中軸向移動；主動錐形摩擦輪181與頂板19之間設置壓縮彈簧182，依靠壓縮彈簧182壓迫主動錐形摩擦輪181與主動鏈輪21接合傳動扭矩；
為防止重塊自由下墜，設置了止回棘輪機構5 (參見圖4、圖6和圖8)。該止回棘輪機構5由設在第一變速器的輸出軸161上的棘輪51，設在支板17上的棘爪52、棘爪銷53和棘爪扭簧54構成；棘爪扭簧54迫使棘爪52始終與棘輪51嚙合。當主動錐形摩擦輪不傳動扭矩時，重塊會自由下墜，但其重力通過起重鏈條23、主動鏈輪21、主動錐形摩擦輪181、花鍵軸18、第一變速器的輸出軸161及棘輪51，傳到棘爪52，棘爪52阻止棘輪51轉(zhuǎn)動，從而防止了重塊自由下墜。第二變速器39的輸出軸連接時間設定裝置中的第一錐形摩擦輪31 ；
該抽吸力擺動裝置主要為重力勢能發(fā)電裝置的重塊提升提供動力，同時也為時間設定裝置中的發(fā)條扭緊提供動力；
重力勢能發(fā)電裝置，參見圖7和圖8，其設在路燈立柱41內(nèi)，其包括設有錐形孔211的主動鏈輪21及支撐板22、起重鏈條23、重塊24、從動鏈輪25及支座26、第三變速器27、調(diào)速器28、直流發(fā)電機29 ;起重鏈條23的兩端通過重塊24連接在一起，使起重鏈條23形成環(huán)狀，起重鏈條23的上部與主動鏈輪21嚙合，起重鏈條23的下部與從動鏈輪25嚙合；主動鏈輪21和從動鏈輪25與鏈輪14 一樣，其中均設有棘輪；當主動鏈輪21通過起重鏈條23將重塊24向上提升時，從動鏈輪25空轉(zhuǎn)；當重塊24向下運動時，主動鏈輪21空轉(zhuǎn)，而重塊24的重力通過起重鏈條23驅(qū)動從動鏈輪25轉(zhuǎn)動，然后再經(jīng)過第三變速器27提高速度，經(jīng)過調(diào)速器28穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，驅(qū)動直流發(fā)電機29轉(zhuǎn)動發(fā)電。所述調(diào)速器28可以是公知的機械離心式調(diào)速器。主動鏈輪21通過支撐板22與路燈立柱41鉸接，從動鏈輪25通過支座26與路燈立柱41下部鉸接；第三變速器27固定在支座26上；從動鏈輪25與第三變速器27、調(diào)速器28、直流發(fā)電機29順序連接；主動鏈輪21中的錐形孔211與花鍵軸18上的主動錐形摩擦輪181間斷性摩擦傳動連接，具體地說，也就是壓縮彈簧182將主動錐形摩擦輪181推入錐形孔211時，雙者進行摩擦傳動，當時間設定裝置中的頂桿39將主動錐形摩擦輪181推離錐形孔211，兩者不再接觸傳遞動力；直流發(fā)電機28與路燈發(fā)光件4通過導線電連接；該重力勢能發(fā)電裝置為路燈的發(fā)光件4提供電力；
時間設定裝置，其設在路燈立柱41上部內(nèi)，其包括第一錐形摩擦輪31，第二錐形摩擦輪32、第一齒輪軸321、第一片齒輪33、第二片齒輪34、發(fā)條扭緊軸35、時鐘支架36、時鐘37、時針軸371、凸輪38和頂桿39 ;第一錐形摩擦輪31與第二變速器39的輸出軸連接；第一錐形摩擦輪31還與第二錐形摩擦輪32摩擦傳動連接，第二錐形摩擦輪32與第一片齒輪33同軸心設置在第一齒輪軸321上；第一片齒輪33與第二片齒輪34嚙合；第二片齒輪34、發(fā)條扭緊軸35、時鐘37、時針軸371和凸輪38順序連接；時鐘37通過時鐘支架36固定于路燈立柱41內(nèi)部，第一齒輪軸321和發(fā)條扭緊軸35分別與時鐘支架36鉸接。 其中所述的時針軸371同軸連接所述凸輪38 ;時鐘37可采用公知的時針軸轉(zhuǎn)一圈為24小時的時鐘結構。這樣，凸輪38轉(zhuǎn)一圈也是24小時。凸輪38的凹邊的弧長為白天路燈熄滅的時間，凸輪38的凸邊的弧長為夜間路燈點亮的時間。第一錐形摩擦輪31與第一錐形摩擦輪32以摩擦形式傳動扭矩，其作用是防止時鐘發(fā)條和相關機構被過載損壞而設置的。該時間設定裝置定時控制啟動重力勢能發(fā)電裝置發(fā)電。 路燈組件，其包括路燈發(fā)光件4和路燈立柱41，路燈發(fā)光件4設置在路燈立柱41上部，并與直流發(fā)電機28通過導線電連接，該路燈發(fā)光件4在夜間由所述重力勢能發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能發(fā)光照明；
綜上所述，使用上述裝置的方法白天，當列車經(jīng)過路燈時，列車與抽吸板11之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板11產(chǎn)生抽吸力，使抽吸板11和支架12向列車擺動；抽吸板11上部拉動兩條鏈條13，以此帶動兩只鏈輪14、第一變速器16和第二變速器39 —起運轉(zhuǎn)；
第一變速器16輸出軸161通過花鍵軸18和主動錐形摩擦輪181驅(qū)動主動鏈輪21轉(zhuǎn)動，使起重鏈條23將重塊24向上提升，儲存重力勢能；
第二變速器39輸出軸通過第一摩擦輪31和第二摩擦輪32的摩擦傳動，帶動第一片齒輪33和第二片齒輪34的嚙合傳動，使發(fā)條扭緊軸35扭動時鐘37的發(fā)條，給時鐘37的時針軸371和凸輪38的轉(zhuǎn)動以動力；
當列車通過后，抽吸力消失，平衡重塊15的重力拉動鏈條13，使抽吸板回復到原來的狀態(tài)；多次列車通過，使鏈輪14多次轉(zhuǎn)動，重塊24不斷向上提升積累重力勢能，同時，時鐘37的發(fā)條也不斷被扭緊；
當重塊24向上被上定位桿231擋住后，主動錐形摩擦輪181由于過載而打滑轉(zhuǎn)動，起安全保護作用；
另一方面，當扭緊發(fā)條的扭矩超過第一錐形摩擦輪31和第二錐形摩擦輪32的傳動扭矩，第一錐形摩擦輪31打滑轉(zhuǎn)動，從而起安全保護作用；
到了夜間，隨時間轉(zhuǎn)軸371轉(zhuǎn)動中的凸輪38的凸邊推動了頂桿39，頂桿39則將主動錐形摩擦輪181推離主動鏈輪的錐形孔211,主動鏈輪21空轉(zhuǎn),重塊24開始緩慢釋放重力勢能，靠重力向下運動，拖動形成環(huán)狀的起重鏈條23轉(zhuǎn)動，從動鏈輪25隨之轉(zhuǎn)動，經(jīng)第三變速器27提高轉(zhuǎn)速，經(jīng)調(diào)速器28穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，驅(qū)動直流發(fā)電機29轉(zhuǎn)動發(fā)電，供路燈發(fā)光件4發(fā)光照明；
到了白天，被壓縮彈簧182推動著的頂桿39，落在了轉(zhuǎn)動著的凸輪38的凹邊上，主動錐形摩擦輪181與主動鏈輪21接合傳動扭矩，主動鏈輪21通過起重鏈條23將重塊24向上提升積累重力勢能，從動鏈輪25空轉(zhuǎn)，直流發(fā)電機28停止轉(zhuǎn)動，不再發(fā)電，路燈發(fā)光件4熄滅；
如此周而復始，路燈發(fā)光件4依靠列車產(chǎn)生的抽吸力，在夜間發(fā)光，在白天熄滅。實施例2 :參見圖12和圖13，用抽吸力平動裝置代替所述的抽吸力擺動裝置也可以驅(qū)動鏈輪14的轉(zhuǎn)動，達到發(fā)電的目的。所述抽吸力平動裝置的零部件基本上與抽吸力擺動裝置相同，它包括設在路燈立柱41前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱上部的兩根鏈條13、兩只鏈輪14、平衡重塊15、第一變速器16、止回棘輪機構5、花鍵軸18、頂板19、壓縮彈簧182和主動錐形摩擦輪181、第二變速器39、兩塊支板17;
不同的是支架12 —端與抽吸板11固連，支架12下部設有多只滾輪101，路燈立柱41下部固定一設有滑槽102的底框103，當抽吸板11受到抽吸力時，滾輪101支承著支架12和抽吸板11在滑槽102內(nèi)向前滾動，以此帶動鏈條13和鏈輪14運動。以下零部件與抽吸力擺動裝置相同第一變速器16和第二變速器39分別通過兩塊支板17固定于路燈立柱41兩側(cè),第一變速器16輸入軸和第二變速器39的輸入軸分別連接鏈輪14，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條13，每根鏈條的一端連接于抽吸板11上部，另一端連接于平衡重塊15 ;第一變速器16的輸出軸161連接止回棘輪機構5和花鍵軸18 ;花鍵軸18通過頂板19與路燈立柱41鉸接；花鍵軸18的一端連接主動錐形摩擦輪181，花鍵軸18的另一端進入變速器的輸出軸161內(nèi)的花鍵孔中，且能在花鍵孔中軸向移動；主動錐形摩擦輪181與頂板19之間設置壓縮彈簧182 ；
該抽吸力平動裝置主要為重力勢能發(fā)電裝置的重塊提升提供動力，同時也為時間設定裝置中的發(fā)條扭緊提供動力。其余相關聯(lián)的重力勢能發(fā)電裝置、時間設定裝置、路燈組件，與實施例1相同。
權利要求
1.一種利用重力勢能和抽吸力進行發(fā)電的鐵路路燈的使用方法，其特征是，該路燈包括抽吸力擺動裝置，其包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、第一變速器、止回棘輪機構、花鍵軸、頂板、壓縮彈簧和主動錐形摩擦輪、第二變速器、兩塊支板；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接;第一變速器和第二變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，第一變速器輸入軸和第二變速器的輸入軸分別連接鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；第一變速器的輸出軸連接止回棘輪機構和花鍵軸；花鍵軸通過頂板與路燈立柱鉸接；花鍵軸的一端連接主動錐形摩擦輪，花鍵軸另一端進入變速器的輸出軸內(nèi)的花鍵孔中，且能在花鍵孔中軸向移動；主動錐形摩擦輪與頂板之間設置壓縮彈簧；該抽吸力擺動裝置主要為重力勢能發(fā)電裝置的重塊提升提供動力， 同時也為時間設定裝置中的發(fā)條扭緊提供動力；重力勢能發(fā)電裝置，其設在路燈立柱內(nèi)，其包括設有錐形孔的主動鏈輪及支撐板、起重鏈條、上定位桿、重塊、從動鏈輪及支座、第三變速器、調(diào)速器、直流發(fā)電機；起重鏈條的兩端通過重塊連接在一起，使起重鏈條形成環(huán)狀；起重鏈條的上部與主動鏈輪嚙合，起重鏈條的下部與從動鏈輪嚙合；上定位桿固定在路燈立柱上部；主動鏈輪通過支撐板與路燈立柱鉸接，從動鏈輪通過支座與路燈立柱下部鉸接；第三變速器固定在支座上；從動鏈輪與第三變速器、調(diào)速器、直流發(fā)電機順序連接；主動鏈輪中的錐形孔與花鍵軸上的主動錐形摩擦輪間斷性摩擦傳動連接；主動鏈輪和從動鏈輪中均設有棘輪；直流發(fā)電機與路燈發(fā)光件通過導線電連接；該重力勢能發(fā)電裝置為路燈的發(fā)光件提供電力；時間設定裝置，其設在路燈立柱上部內(nèi)，其包括第一錐形摩擦輪，第二錐形摩擦輪、第一齒輪軸、第一片齒輪、第二片齒輪、發(fā)條扭緊軸、時鐘支架、時鐘、時針軸、凸輪和頂桿；第一錐形摩擦輪與第二變速器的輸出軸連接；第一錐形摩擦輪還與第二錐形摩擦輪摩擦傳動連接、第二錐形摩擦輪與第一片齒輪同軸心設置在第一齒輪軸上；第一片齒輪與第二片齒輪嚙合；第二片齒輪、發(fā)條扭緊軸、時鐘、時針軸和凸輪順序連接；時鐘通過時鐘支架固定于路燈立柱內(nèi)部，第一齒輪軸和發(fā)條扭緊軸分別與時鐘支架鉸接，時針軸轉(zhuǎn)一圈為24小時；頂桿的一端與凸輪接觸，另一端穿過主動鏈輪與主動錐形摩擦輪接觸；該時間設定裝置定時控制啟動重力勢能發(fā)電裝置發(fā)電；路燈組件，其包括路燈發(fā)光件和路燈立柱，路燈發(fā)光件設置在路燈立柱上部，并與直流發(fā)電機通過導線電連接，該路燈發(fā)光件在夜間由所述重力勢能發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能發(fā)光照明；使用上述裝置的方法白天，當列車經(jīng)過路燈時，列車與抽吸板之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板產(chǎn)生抽吸力，使抽吸板和支架向列車運動；抽吸板上部拉動兩條鏈條， 以此帶動兩只鏈輪、第一變速器和第二變速器一起運轉(zhuǎn)；第一變速器輸出軸通過花鍵軸和主動錐形摩擦輪驅(qū)動主動鏈輪轉(zhuǎn)動，使起重鏈條將重塊向上提升，儲存重力勢能；第二變速器輸出軸通過第一摩擦輪和第二摩擦輪的摩擦傳動，帶動第一片齒輪和第二片齒輪的嚙合傳動，使發(fā)條扭緊軸扭動時鐘的發(fā)條，給時鐘的時針軸和凸輪的轉(zhuǎn)動以動力；當列車通過后，抽吸力消失，平衡重塊的重力拉動起重鏈條，使抽吸板回復到原來的狀態(tài)；多次列車通過，使鏈輪多次轉(zhuǎn)動，重塊不斷向上提升積累重力勢能，同時，時鐘的發(fā)條也不斷被扭緊；當重塊向上被上定位桿擋住后，主動錐形摩擦輪由于過載而打滑轉(zhuǎn)動，起安全保護作用；另一方面，當扭緊發(fā)條的扭矩超過第一錐形摩擦輪和第二錐形摩擦輪的傳動扭矩，第一錐形摩擦輪打滑轉(zhuǎn)動，從而起安全保護作用；到了夜間，隨時間轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動中的凸輪的凸邊推動了頂桿，頂桿則將主動錐形摩擦輪推離主動鏈輪的錐形孔，主動鏈輪空轉(zhuǎn)，重塊開始緩慢釋放重力勢能，靠重力向下運動，拖動形成環(huán)狀的起重鏈條轉(zhuǎn)動，從動鏈輪隨之轉(zhuǎn)動，經(jīng)第三變速器提高轉(zhuǎn)速，經(jīng)調(diào)速器穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，驅(qū)動直流發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，供路燈發(fā)光件發(fā)光照明；到了白天，被壓縮彈簧推動著的頂桿，落在了轉(zhuǎn)動著的凸輪的凹邊上，主動錐形摩擦輪與主動鏈輪接合傳動扭矩，主動鏈輪通過起重鏈條將重塊向上提升積累重力勢能，從動鏈輪空轉(zhuǎn)，直流發(fā)電機停止轉(zhuǎn)動，不再發(fā)電，路燈發(fā)光件熄滅；如此周而復始，路燈發(fā)光件依靠列車產(chǎn)生的抽吸力，在夜間發(fā)光，在白天熄滅。
2.如權利要求1所述的利用重力勢能和抽吸力進行發(fā)電的鐵路路燈的使用方法，其特征是用抽吸力平動裝置代替所述的抽吸力擺動裝置；抽吸力平動裝置包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部的兩根鏈條、 兩只鏈輪、平衡重塊、第一變速器、止回棘輪機構、花鍵軸、頂板、壓縮彈簧和主動錐形摩擦輪、第二變速器、兩塊支板；支架一端與抽吸板固連，支架下部設有多只滾輪；路燈立柱下部固定一底框，底框中設有供所述滾輪運動的滑槽；第一變速器和第二變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，第一變速器輸入軸和第二變速器的輸入軸分別連接鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；第一變速器的輸出軸連接止回棘輪機構和花鍵軸；花鍵軸通過頂板與路燈立柱鉸接；花鍵軸的一端連接主動錐形摩擦輪， 花鍵軸另一端進入變速器的輸出軸內(nèi)的花鍵孔中，且能在花鍵孔中軸向移動；主動錐形摩擦輪與頂板之間設置壓縮彈簧；該抽吸力平動裝置主要為重力勢能發(fā)電裝置的重塊提升提供動力，同時也為時間設定裝置中的發(fā)條扭緊提供動力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用重力勢能和抽吸力進行發(fā)電的鐵路路燈及其使用方法，其特點在于鐵路沿線的路燈增設了以抽吸力為動力的擺動裝置和重力勢能發(fā)電裝置，當高速列車通過時，該擺動裝置得到抽吸力而擺動，擺動力使重力勢能發(fā)電裝置積蓄重力勢能，重力勢能在夜間得到機械式時間設定裝置的調(diào)控，釋放重力勢能驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，供路燈照明。有益效果是利用高速列車行駛時所產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，提供鐵路路燈照明的穩(wěn)定和環(huán)保的電力。避免了現(xiàn)有的風能和太陽能路燈電力不穩(wěn)定的缺點。也節(jié)約了公共電網(wǎng)的電力資源。利用提高重物儲存發(fā)電的重力勢能，代替蓄電池儲存電力，避免了化學電池的環(huán)境污染，也避免了化學電池壽命短，須經(jīng)常維護的缺點。
文檔編號F03G3/06GK103032807SQ201210550969
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者馮靜 申請人:馮靜