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公开(公告)号：CN113708663B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202110848998.0
申请日：2021-07-27
Applicant: 北京铁科特种工程技术有限公司 , 中南大学
Abstract: 本发明一种基于压电发电的铁路路基自供电传感网络布置方法，针对不同的列车轴重和车速获得在不同路基深度的动力响应；针对每一路基深度，基于动力响应获得不同轴重、不同车速下的应变能；由动力响应获得动应力幅值和路基自振频率作为能量采集器的外部荷载输入，获得能量采集器转化的电能；将对应轴重和车速下的应变能和电能进行比较，当存在差值超过阈值时重新优化该路基深度的能量采集器的结构。本发明总结出不同轴重、不同速度、不同路基类型下铁路路基内部的动应力及振动频率的分布特点，根据路基内部的动应力及路基振动频率作为路基内部压电能量采集器设计及其布置依据，从而设计出适合铁路路基的压电能量收集器。
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公开(公告)号：CN112609726A
公开(公告)日：2021-04-06
申请号：CN202011468888.3
申请日：2020-12-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及一种超低频隔振多层填充桩基，包括桩芯、软体层、管桩、注浆层以及封底块；管桩由多个沿轴线开设通孔的预制圆柱体依次连接而成；桩芯由钢筋混凝土预制多个圆柱体叠加形成；软体层夹设于管桩和桩芯之间；注浆层分布于管桩外围；封底块设置于管桩中，且位于管桩的底部。将该多层填充桩基周期布置，可隔断特定频率的超低频振动波。
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公开(公告)号：CN114427586A
公开(公告)日：2022-05-03
申请号：CN202210064914.9
申请日：2022-01-20
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于碳中和概念的铁路路基动载俘能减振装置，包括饼状受力钢壳，一级力放大结构，二级力放大结构和压电减振堆叠结构。本发明利用压电效应，高效地将列车运行产生的机械能转化为电能储存起来，为给铁路沿线设备供电，特别是对低功率的传感器供电，进而解决偏远山区电线很难架设等问题；本发明通过预应力弹簧压紧压电减振堆叠结构，防止其脱落；本发明利用球形传力结构使上部荷载均匀传递至下部结构，防止其受力不均结构破坏；本发明通过在装置中加入力放大结构与多层PEH堆叠结构，提高压发电效率；本发明装置采用环氧树脂密封，内部设置了球形传力结构，在铁路路基复杂的应力环境中也不易发生损坏，使用寿命长。
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公开(公告)号：CN112663407A
公开(公告)日：2021-04-16
申请号：CN202011487607.9
申请日：2020-12-16
Applicant: 北京铁科特种工程技术有限公司 , 中南大学
Abstract: 一种减振发电的智能粗颗粒，粗颗粒从外到内依次包括混凝土外壳、钢壳、若干压电减振俘能器及电能收集转化结构，压电减振俘能器两端分别与钢壳及电能收集转化结构相抵，用于将混凝土外壳及钢壳的应力转化为电力，电能收集转化结构将电力转化为稳定的电能并储存。本发明在保证强度和刚度的前提下，通过3D打印技术打印出混凝土外壳，接收外部结构的振动力量，利用压电效应，结合内部的压电减振俘能器、能量转化器和储能元件进行振动能量到电能的收集、转化与存储，不仅能直接减小外部结构的动应力，延长其使用寿命，还能利用压电材料将共振子振动能转化为电能，可实现变废为宝，是一种绿色能源。
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公开(公告)号：CN115597755B
公开(公告)日：2024-07-02
申请号：CN202211137622.X
申请日：2022-09-19
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及一种自供电的路基动态土压力监测方法及系统，该方法包括：对压电监测模块中压电堆叠单元两端的电压值实时采集，获得动态电压数据；对动态电压数据代入压电方程解算得动态土压力数据；对动态电压数据及动态土压力数据传输至云端服务器提取数据特征；基于数据特征中存在的超出规范阈值的异常特征输出告警信号；压电堆叠单元输出的电能蓄积用以支持实时采集、计算与传输。可见，对列车作用于轨道的机械能压电转化为电能，并实时采集压电堆叠单元的电压解算得到动态土压力数据，监测过程不依赖于应变片，可在长期服役过程中维持稳定的监测精度，且压电产生的电能被储蓄并供应监测过程，实现自供电运行，其结构紧凑，便于安装维护。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112878115B
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202110043694.7
申请日：2021-01-13
Applicant: 北京铁科特种工程技术有限公司 , 中南大学
Abstract: 本发明实施例提供的一种智能骨料及多频谐振网络层，属于铁路设备技术领域。本申请实施例可以通过所述多频谐振颗粒具有较低的谐振频率的柔性结构的特性使得在将该智能骨料埋入路基后，可以有效采集路基内的低频振动，进而更加有助于能量的收集，便于较大程度的实现路基的减振发电。
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公开(公告)号：CN113708663A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202110848998.0
申请日：2021-07-27
Applicant: 北京铁科特种工程技术有限公司 , 中南大学
Abstract: 本发明一种基于压电发电的铁路路基自供电传感网络布置方法，针对不同的列车轴重和车速获得在不同路基深度的动力响应；针对每一路基深度，基于动力响应获得不同轴重、不同车速下的应变能；由动力响应获得动应力幅值和路基自振频率作为能量采集器的外部荷载输入，获得能量采集器转化的电能；将对应轴重和车速下的应变能和电能进行比较，当存在差值超过阈值时重新优化该路基深度的能量采集器的结构。本发明总结出不同轴重、不同速度、不同路基类型下铁路路基内部的动应力及振动频率的分布特点，根据路基内部的动应力及路基振动频率作为路基内部压电能量采集器设计及其布置依据，从而设计出适合铁路路基的压电能量收集器。
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公开(公告)号：CN112878115A
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN202110043694.7
申请日：2021-01-13
Applicant: 北京铁科特种工程技术有限公司 , 中南大学
Abstract: 本发明实施例提供的一种智能骨料及多频谐振网络层，属于铁路设备技术领域。本申请实施例可以通过所述多频谐振颗粒具有较低的谐振频率的柔性结构的特性使得在将该智能骨料埋入路基后，可以有效采集路基内的低频振动，进而更加有助于能量的收集，便于较大程度的实现路基的减振发电。
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公开(公告)号：CN112663407B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202011487607.9
申请日：2020-12-16
Applicant: 北京铁科特种工程技术有限公司 , 中南大学
Abstract: 一种减振发电的智能粗颗粒，粗颗粒从外到内依次包括混凝土外壳、钢壳、若干压电减振俘能器及电能收集转化结构，压电减振俘能器两端分别与钢壳及电能收集转化结构相抵，用于将混凝土外壳及钢壳的应力转化为电力，电能收集转化结构将电力转化为稳定的电能并储存。本发明在保证强度和刚度的前提下，通过3D打印技术打印出混凝土外壳，接收外部结构的振动力量，利用压电效应，结合内部的压电减振俘能器、能量转化器和储能元件进行振动能量到电能的收集、转化与存储，不仅能直接减小外部结构的动应力，延长其使用寿命，还能利用压电材料将共振子振动能转化为电能，可实现变废为宝，是一种绿色能源。
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公开(公告)号：CN115597755A
公开(公告)日：2023-01-13
申请号：CN202211137622.X
申请日：2022-09-19
Applicant: 中南大学(CN)
Abstract: 本发明涉及一种自供电的路基动态土压力监测方法及系统，该方法包括：对压电监测模块中压电堆叠单元两端的电压值实时采集，获得动态电压数据；对动态电压数据代入压电方程解算得动态土压力数据；对动态电压数据及动态土压力数据传输至云端服务器提取数据特征；基于数据特征中存在的超出规范阈值的异常特征输出告警信号；压电堆叠单元输出的电能蓄积用以支持实时采集、计算与传输。可见，对列车作用于轨道的机械能压电转化为电能，并实时采集压电堆叠单元的电压解算得到动态土压力数据，监测过程不依赖于应变片，可在长期服役过程中维持稳定的监测精度，且压电产生的电能被储蓄并供应监测过程，实现自供电运行，其结构紧凑，便于安装维护。
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