基于城市快速公交BRT的棋盤式道路能量采集系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、機動車輛已成為許多大城市的首要污染源，如何解決由于機動車過快發(fā)展帶來的環(huán)境污染和道路擁堵問題是我國面臨的重要課題之一。快速公交BRT對于解決我國環(huán)境污染、交通擁堵問題有著非常重要的推動作用?？焖俟籅RT因其具有運量大、專用車道、站外售票和道路優(yōu)先權(quán)等特點迅速獲得各大城市青睞而得以快速推廣。實踐證明，城市快速公交BRT系統(tǒng)是解決大城市公共交通問題的有效途徑。然而，城市公共設(shè)施的供電問題一直為人們所詬病，尋找一種可以保障城市公共設(shè)施安全、

2、穩(wěn)定的供電途徑已成為各專家學(xué)者的主要研究目標(biāo)之一。利用快速公交BRT專用道進行道路能量采集并將采集到的能量用作公交站臺用電設(shè)施的備用電源和附近交通設(shè)施的電源供給，為解決用電設(shè)施的供電問題提供了一種新型的綠色節(jié)能發(fā)電技術(shù)。本文圍繞快速公交BRT道路能量采集關(guān)鍵技術(shù)展開研究，提出了一種基于城市快速公交BRT的棋盤式道路能量采集系統(tǒng)。本文的主要研究工作如下:
　　首先，提出一種新型的棋盤式道路能量采集系統(tǒng)設(shè)計方案。
　　本文提出的

3、道路能量采集系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計，包括棋盤式能量輸入模塊、能量傳輸模塊、微型發(fā)電機模塊和能量存儲模塊，并將所有模塊封裝在一個箱體中，可以實現(xiàn)快速安裝與更換。并且此系統(tǒng)無凸出地面的部分，解決了傳統(tǒng)道路能量采集裝置因凸出地面而對駕駛員行車心理產(chǎn)生干擾的問題。通過三個交替嚙合的錐齒輪實現(xiàn)了將雙向旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為單向旋轉(zhuǎn)運動，大幅提高能量采集效率。
　　其次，棋盤式道路能量采集系統(tǒng)建模與仿真。
　　建立微型發(fā)電機的動力學(xué)模型，引入鍵結(jié)

4、圖中“勢”和“流”的概念成功解決了涉及機械和電氣的多領(lǐng)域耦合仿真的問題。通過理論計算得到每輛車經(jīng)過本文設(shè)計的棋盤式道路能量采集裝置后可以采集到的能量，為分析系統(tǒng)發(fā)電量提供理論支撐。采用Solidworks Motion和Multisim對系統(tǒng)進行了軟件環(huán)境下的仿真研究，結(jié)果表明本系統(tǒng)的能量采集效率最高可以達到62.38％。機構(gòu)分析結(jié)果顯示了能量采集機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性。
　　最后，棋盤式道路能量采集裝置的平臺搭建及優(yōu)化。
　

5、　在實驗平臺的加工過程中，根據(jù)現(xiàn)場實際對道路能量采集裝置的機構(gòu)提出一些改進措施。改進之處主要包括三個方面:①大錐齒輪的加工方式;②棘爪的固定方式及配合方案;③發(fā)電機的支撐方案。通過這些改進措施降低了機構(gòu)的復(fù)雜度，減小了加工工藝的難度，提高了裝置運行穩(wěn)定性，簡化了組裝程序并節(jié)約了加工成本。
　　此外，本文還介紹了西南交通大學(xué)和深圳綠車道有限公司合作研發(fā)的電磁式道路能量采集裝置。和棋盤式道路能量采集系統(tǒng)不同，此能量采集裝置需依附于減速