磁力耦合道路能量收集设计与动力学分析

作     者：邹鸿翔 郭丁华 甘崇早 唐曙光 袁俊 魏克湘 张文明 Zou Hongxiang;Guo Dinghua;Gan Chongzao;Tang Shuguang;Yuan Jun;Wei Kexiang;Zhang Wenming

作者机构：湖南工程学院汽车动力与传动系统湖南省重点实验室湖南湘潭411104 湘潭永达机械制造有限公司湖南湘潭411201 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 

基　　金：国家自然科学基金(11802091) 湖湘青年英才支持计划(2019RS2044) 湖南省自然科学优秀青年基金(2020JJ3019)资助项目 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2021年第53卷第11期

页      码：2941-2949页

摘      要：通过在交通环境布置无线传感器等小型机电系统,实现交通状况监测、交通系统管控、交通设施健康状态监测等,可以使交通系统更加安全、有序、高效地运行.但是,如何为这些广泛分布的小型机电系统供能?本文提出了一种磁力耦合道路能量收集设计,用以收集车辆滚压能量并转换成电能.通过磁力耦合进行无接触能量传递,减小了装置受到的冲击并使得装置具有良好密封性,从而提升装置的鲁棒性.通过升频齿轮机构、棘轮机构将车辆滚压激励转换为高速单向旋转,并且通过换向齿轮机构能够继续收集复位弹性势能,提高了收集装置的输出功率.基于磁力耦合道路能量收集系统的工作原理建立了机电耦合动力学模型.数值仿真探究了减速带限位距离和复位弹簧刚度等关键设计参数对能量采集系统动力学和电学性能的影响.能量采集系统在车速为50 km/h时最大输出电压为76.28 V,最大功率为59.94 W.磁力耦合道路能量收集装置可以成为未来智慧交通系统的重要组成部分,俘获交通环境能量为交通环境中小型机电系统提供可持续的绿色无碳电力.

主 题 词：能量收集 磁力耦合 鲁棒性 机械调制 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-21-374

馆 藏 号：203106825...