本發(fā)明涉及交通信號燈，具體是一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈。

背景技術：

1、隨著交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，交通管理的任務日益增大，要求也日益增高，道路上現(xiàn)有的交通警示燈已經(jīng)逐漸難以適應現(xiàn)代化的道路交通管理需求。在一些施工或者事故多發(fā)路段，通常需要放置交通警示燈，但傳統(tǒng)的交通警示燈普遍通過地下電網(wǎng)供電，而且移動不方便。

2、此外，業(yè)內(nèi)人士針對交通警示燈的電力設計也提出了一些專利改進，比如公告號cn?210200003u的中國實用新型授權專利公開了一種直流電與太陽能蓄電交替供給的交通燈，其通過電池放置箱、控制器、蓄電池和太陽能電池板的配合，使得在指定位置后可通過太陽能電池板對蓄電池進行蓄電，方便對交通燈進行供電，該交通燈采用太陽能實現(xiàn)節(jié)能效果，但太陽能受地理位置和晝夜影響較大，而且成本較高、維修不方便；再比如公開號cn118375562a的中國發(fā)明專利申請公開了一種微風收集發(fā)電裝置，其基于摩擦納米發(fā)電技術，風杯部在微風的作用下帶動轉(zhuǎn)軸部轉(zhuǎn)動，使得柔性葉片部在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動并與框體上的鋁片定子接觸，柔性葉片部與鋁片定子在旋轉(zhuǎn)過程中多次接觸重合實現(xiàn)發(fā)電，以及在接觸過程中造成折紙結構teng的壓縮和拉伸進行發(fā)電，但該發(fā)電裝置采用的折紙式結構阻力較大，導致對啟動風速的要求較高，對于城市道路應用的交通警示燈而言，通常所處環(huán)境的風力并不會很大，難以實現(xiàn)有效的電力供應。

3、綜上而言，針對現(xiàn)有交通警示燈通電不便、移動性差、發(fā)電成本高的弊端，亟需對交通警示燈的主體結構，尤其是配套發(fā)電組件進行優(yōu)化設計，以解決交通警示燈存在的上述問題。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決背景技術存在的不足，本發(fā)明提供一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其采用的風力發(fā)電設備能夠通過俘獲周圍環(huán)境的風能，將其轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池中為警示燈進行供電，針對低風速和高風速存在摩擦發(fā)電和摩擦-電磁聯(lián)合發(fā)電兩種模式，具有啟動風速低、可運行風速范圍廣、成本低廉、使用靈活的優(yōu)點。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術方案：一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，包括風力發(fā)電設備、可移動支架、電路倉以及警示燈，所述可移動支架設置有立柱且其頂部通過連接筒安裝固定風力發(fā)電設備，所述警示燈和電路倉環(huán)向固定在所述連接筒外壁四周，所述電路倉為警示燈供電并控制其閃爍，所述風力發(fā)電設備包括風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件、外殼、動力軸、轉(zhuǎn)子、接合球機構、主動齒輪、從動齒輪和磁鐵盤，所述外殼由主筒以及均勻排布在其周圍底部的多個副筒組成，外殼的主筒頂部蓋裝固定殼體頂蓋，外殼底部通過殼體底盤承載封蓋并與連接筒頂部連接固定，所述風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件底部同軸固定轉(zhuǎn)接軸并通過聯(lián)軸器與動力軸頂端聯(lián)接傳動，所述動力軸同軸轉(zhuǎn)動安裝在所述殼體頂蓋和所述殼體底盤之間，所述轉(zhuǎn)子與動力軸同軸裝配連接，轉(zhuǎn)子外側(cè)沿周向均勻設置多個fep撥片，外殼的主筒內(nèi)壁設置銅電極，所述多個fep撥片在旋轉(zhuǎn)過程中與銅電極接觸摩擦，銅電極通過導線接入電路倉，所述接合球機構和所述主動齒輪安裝在動力軸底部并能夠通過離心力控制主動齒輪與動力軸的接合或斷開，所述從動齒輪轉(zhuǎn)動安裝在對應的外殼的副筒內(nèi)部并與主動齒輪嚙合設置，從動齒輪頂端通過從動軸桿同軸安裝磁鐵盤，所述磁鐵盤上端面環(huán)向嵌固設置多個磁鐵，外殼的副筒內(nèi)設置線圈，磁鐵盤旋轉(zhuǎn)期間線圈切割磁感線產(chǎn)生感應電流，線圈通過導線接入電路倉。

3、進一步的，所述可移動支架包括承載盤、立柱、帶輪底座和推桿，所述帶輪底座頂部中心后后方分別固定立柱和推桿，所述承載盤同軸固定在立柱頂端并與連接筒底部連接固定。

4、進一步的，所述電路倉分為整流倉、電池倉和控制倉，所述整流倉內(nèi)部設置整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，銅電極和線圈均通過導線接入整流電路，所述電池倉內(nèi)部設置電池并由整流倉進行充電，所述控制倉內(nèi)部設置單片機連接在電池倉與警示燈之間控制警示燈的閃爍。

5、進一步的，所述風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件在水平面上沿旋轉(zhuǎn)中心等角度排布設置多個支臂，每個所述支臂外側(cè)設置風勺。

6、進一步的，所述轉(zhuǎn)子沿回轉(zhuǎn)中心均勻排布設置多個l形邊框，所述多個l形邊框的橫向支臂連接為一體并在中心開設花鍵槽與動力軸對應位置加工的花鍵連接，多個l形邊框的豎向支臂均向下設置并通過加強環(huán)連接固定，每個l形邊框的豎向支臂外側(cè)粘固有fep撥片。

7、進一步的，所述外殼的主筒內(nèi)壁設置的銅電極分成上下兩組，每組8片，每一組內(nèi)的銅電極通過尾部相連，每個所述fep撥片與銅電極的有效摩擦面積為90*30mm2。

8、進一步的，所述接合球機構包括導向銷、兩個配重球和兩個回位彈簧，所述導向銷插裝固定在動力軸底部徑向設置的通孔內(nèi)并關于動力軸對稱排布，所述兩個配重球均一體設置有套筒并分別滑動插裝在導向銷兩端，所述兩個回位彈簧分別傾斜連接在動力軸與兩個配重球?qū)恢妙A制的掛環(huán)之間，所述主動齒輪位于外殼的主筒內(nèi)底部并放置在殼體底盤表面，主動齒輪的中心孔套設在動力軸上，在主動齒輪上端面加工凹槽且凹槽內(nèi)壁等角度排布加工四個卡爪，接合球機構旋轉(zhuǎn)期間兩個配重球受離心力并克服回位彈簧的作用力沿導向銷向外移動，能夠與任意相對的兩個所述卡爪接合。

9、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過風力發(fā)電設備、可移動支架與警示燈的組合，整體結構簡單，可自由移動，使用更加靈活，采用的風力發(fā)電設備能夠通過俘獲周圍環(huán)境微風或者陣風中的能量，將其轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池中為警示燈進行供電，相比于太陽能不受晝夜變化的影響，優(yōu)勢更為明顯，而且成本相對也較低，與傳統(tǒng)風力發(fā)電相比，摩擦納米發(fā)電采用更直接的接觸-分離式結構，能夠有效降低啟動風速，而且針對低風速和高風速存在摩擦發(fā)電和摩擦-電磁聯(lián)合發(fā)電兩種模式，可運行風速范圍廣，有助于推進道路交通的發(fā)展，具有以下優(yōu)勢：

10、1、本發(fā)明在外殼的主筒部分采用柔韌性較好的fep撥片，與銅電極接觸面積大，電荷轉(zhuǎn)移能力強，采用以風勺為基礎的風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件，使得風能收集更加均勻有效，提升fep撥片的電能輸出，同時兼顧耐久性和高性能的電能輸出；

11、2、本發(fā)明在外殼的主筒部分的摩擦納米發(fā)電采用接觸-分離式結構和多個fep撥片同時與銅電極接觸，節(jié)省空間體積的同時增大了多個fep撥片摩擦時的輸出電能，更好的推進了風能發(fā)電技術在道路交通方面的發(fā)展，滿足低功耗警示燈的供電需求；

12、3、本發(fā)明俘獲風速范圍廣，在低風速時采用摩擦發(fā)電，在高風速時采用摩擦-電磁聯(lián)合發(fā)電；

13、4、本發(fā)明可通過多個風力發(fā)電設備并聯(lián)同時工作以進一步增加電能輸出，改裝簡便。

技術特征：

1.一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其特征在于：包括風力發(fā)電設備、可移動支架、電路倉以及警示燈(13)，所述可移動支架設置有立柱(3-3)且其頂部通過連接筒(15)安裝固定風力發(fā)電設備，所述警示燈(13)和電路倉環(huán)向固定在所述連接筒(15)外壁四周，所述電路倉為警示燈(13)供電并控制其閃爍，所述風力發(fā)電設備包括風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件(1)、外殼(2)、動力軸(5)、轉(zhuǎn)子(6)、接合球機構(17)、主動齒輪(19)、從動齒輪(20)和磁鐵盤(22)，所述外殼(2)由主筒以及均勻排布在其周圍底部的多個副筒組成，外殼(2)的主筒頂部蓋裝固定殼體頂蓋(8)，外殼(2)底部通過殼體底盤(14)承載封蓋并與連接筒(15)頂部連接固定，所述風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件(1)底部同軸固定轉(zhuǎn)接軸(11)并通過聯(lián)軸器(10)與動力軸(5)頂端聯(lián)接傳動，所述動力軸(5)同軸轉(zhuǎn)動安裝在所述殼體頂蓋(8)和所述殼體底盤(14)之間，所述轉(zhuǎn)子(6)與動力軸(5)同軸裝配連接，轉(zhuǎn)子(6)外側(cè)沿周向均勻設置多個fep撥片(7)，外殼(2)的主筒內(nèi)壁設置銅電極，所述多個fep撥片(7)在旋轉(zhuǎn)過程中與銅電極接觸摩擦，銅電極通過導線接入電路倉，所述接合球機構(17)和所述主動齒輪(19)安裝在動力軸(5)底部并能夠通過離心力控制主動齒輪(19)與動力軸(5)的接合或斷開，所述從動齒輪(20)轉(zhuǎn)動安裝在對應的外殼(2)的副筒內(nèi)部并與主動齒輪(19)嚙合設置，從動齒輪(20)頂端通過從動軸桿同軸安裝磁鐵盤(22)，所述磁鐵盤(22)上端面環(huán)向嵌固設置多個磁鐵，外殼(2)的副筒內(nèi)設置線圈，磁鐵盤(22)旋轉(zhuǎn)期間線圈切割磁感線產(chǎn)生感應電流，線圈通過導線接入電路倉。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其特征在于：所述可移動支架包括承載盤(3-1)、立柱(3-3)、帶輪底座(3-4)和推桿(3-5)，所述帶輪底座(3-4)頂部中心后后方分別固定立柱(3-3)和推桿(3-5)，所述承載盤(3-1)同軸固定在立柱(3-3)頂端并與連接筒(15)底部連接固定。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其特征在于：所述電路倉分為整流倉(12-1)、電池倉(12-2)和控制倉，所述整流倉(12-1)內(nèi)部設置整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，銅電極和線圈均通過導線接入整流電路，所述電池倉(12-2)內(nèi)部設置電池并由整流倉(12-1)進行充電，所述控制倉內(nèi)部設置單片機連接在電池倉(12-2)與警示燈(13)之間控制警示燈(13)的閃爍。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其特征在于：所述風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件(1)在水平面上沿旋轉(zhuǎn)中心等角度排布設置多個支臂，每個所述支臂外側(cè)設置風勺。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子(6)沿回轉(zhuǎn)中心均勻排布設置多個l形邊框，所述多個l形邊框的橫向支臂連接為一體并在中心開設花鍵槽與動力軸(5)對應位置加工的花鍵連接，多個l形邊框的豎向支臂均向下設置并通過加強環(huán)連接固定，每個l形邊框的豎向支臂外側(cè)粘固有fep撥片(7)。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其特征在于：所述外殼(2)的主筒內(nèi)壁設置的銅電極分成上下兩組，每組8片，每一組內(nèi)的銅電極通過尾部相連，每個所述fep撥片(7)與銅電極的有效摩擦面積為90*30mm2。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摩擦電-電磁耦合作用的可移動交通警示燈，其特征在于：所述接合球機構(17)包括導向銷、兩個配重球和兩個回位彈簧，所述導向銷插裝固定在動力軸(5)底部徑向設置的通孔內(nèi)并關于動力軸(5)對稱排布，所述兩個配重球均一體設置有套筒并分別滑動插裝在導向銷兩端，所述兩個回位彈簧分別傾斜連接在動力軸(5)與兩個配重球?qū)恢妙A制的掛環(huán)之間，所述主動齒輪(19)位于外殼(2)的主筒內(nèi)底部并放置在殼體底盤(14)表面，主動齒輪(19)的中心孔套設在動力軸(5)上，在主動齒輪(19)上端面加工凹槽且凹槽內(nèi)壁等角度排布加工四個卡爪，接合球機構(17)旋轉(zhuǎn)期間兩個配重球受離心力并克服回位彈簧的作用力沿導向銷向外移動，能夠與任意相對的兩個所述卡爪接合。

技術總結
一種基于摩擦電?電磁耦合作用的可移動交通警示燈，涉及交通信號燈技術領域。可移動支架頂部通過連接筒安裝風力發(fā)電設備，警示燈和電路倉固定在連接筒四周，風力發(fā)電設備的外殼由主筒以及多個副筒組成，主筒內(nèi)設置動力軸并裝配轉(zhuǎn)子，動力軸頂端聯(lián)接風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)件，轉(zhuǎn)子設置多個FEP撥片，主筒內(nèi)壁設置銅電極通過導線接入電路倉，接合球機構控制主動齒輪與動力軸的接合或斷開，副筒內(nèi)設置從動齒輪并與主動齒輪嚙合，從動齒輪頂端安裝磁鐵盤，副筒內(nèi)設置線圈通過導線接入電路倉。能夠俘獲風能轉(zhuǎn)化為電能為警示燈進行供電，針對低高風速存在摩擦發(fā)電和摩擦?電磁聯(lián)合發(fā)電兩種模式，啟動風速低、可運行風速范圍廣、成本低廉、使用靈活。

技術研發(fā)人員：朱冬,張智超
受保護的技術使用者：東北林業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8