CN102414439A - 连接第一和第二风轮机叶片部件的包括旋转致动器的铰链装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于将第一风轮机叶片部件固定到第二风轮机叶片部件的铰接的连接装置。第一风轮机部件可以是风轮机叶片主体(10)，并且第二风轮机部件可以是诸如副翼的控制表面(11)。第一或第二风轮机叶片部件包括至少一个铰链壳体，在该至少一个铰链壳体中保持有旋转致动器(26)。该旋转致动器(26)可包括马达，或在可选择的实施方式中，可包括可在外部刺激的影响下改变其形状的材料，例如，压电元件或记忆合金。所述旋转致动器可被设置为将所述第一风轮机叶片部件连接到所述第二风轮机叶片部件的铰链销的一部分。

Description

连接第一和第二风轮机叶片部件的包括旋转致动器的铰链装置

技术领域

本发明涉及一种用于连接第一风轮机叶片部件和第二风轮机叶片部件并且包括旋转致动器的铰链装置，并且具体地，其中所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件这二者中的一者是风轮机叶片主体，并且另一者是风轮机叶片的控制表面，例如副翼。

背景技术

图1中示出了典型的水平轴风轮机，现将对其进行说明。图1示出了风轮机1，该风轮机包括风轮机塔架2，在该风轮机塔架上安装有风轮机机舱3。包括至少一个风轮机叶片5的风轮机转子4被安装在轮毂6上。轮毂6通过从机舱前部延伸的轴(未示出)连接到机舱3。图1中示出的风轮机可以是家用或照明用的小型风轮机，或者可以是大型风轮机，例如，那些适用于有许多风车的农场上的大型发电站。在大型风轮机的情况下，转子的直径可以高达100米以上。

风力涡轮发电机的叶片被设计为从迎风提取能量。风轮机叶片的轮廓因此是翼型，当风吹动时，风轮机叶片的形状导致叶片一侧相比于另一侧存在压力差。由于压力差的原因，叶片绕着中心转子轮毂转动，从而导致发电机轴转动，并因此产生电。

很多类型的风轮机叶片还包括襟翼或副翼7。如图1所示，所述控制表面位于叶片在风的影响下旋转时叶片的后缘处。叶片表面的由襟翼或副翼7形成的那一部分与叶片表面的其余部分接合处的角度可被调节，以便改变叶片与风的相互作用的空气动力学特性。襟翼和副翼通过俯仰控制而被使用在风轮机中，并且都被用于优化由迎风提供的升力，并在发电机超载的情况下使风溢出。这些功能对于风轮机的日常运转是关键的，并且副翼和襟翼的可靠运转对于有效和连续的能量产生也是关键的。

与所有的风轮机部件一样，容易安装和维护是重要的考虑因素。诸如副翼或襟翼的控制表面尤其如此，由于迎风的压力、诸如冰或其他不期望的物质的积聚的环境因素，以及它们在绕着中心轮毂旋转时重量的影响，诸如副翼或襟翼的控制表面容易受到沿着它们的长度不断变化的载荷及应力。此外，所述控制表面容易受到恶劣环境的影响，例如，闪电、风、冰以及海盐。无论如何，这些控制表面必须保持能够快速地对来自风轮机俯仰控制系统的指令做出响应以对控制表面的角度提供微小的变化。额外的复杂性在于，一旦被安装好，维修工程师可能仅能在现场接近副翼或襟翼，所述副翼或襟翼在地面之上几十米，并且在有些情况下在海面之上几十米。

因此，认为需要这样一种控制表面，例如，副翼或襟翼，其能够为了安装、修理或替换的目的而被容易地附接到风轮机叶片。还认为，在副翼和襟翼的日复一日的严格运转的情况下，任何连接或致动系统都应能够承受要求在其中进行运转的严酷的环境条件，并且在应用风轮机的空间有限的情况下，能够经济地使用空间。

发明内容

根据本发明，在第一方面，提供了一种风轮机叶片，该风轮机叶片包括用于连接第一风轮机叶片部件和第二风轮机叶片部件的铰链装置，所述铰链装置包括：铰链壳体，该铰链壳体被设置在所述第一风轮机叶片部件上；旋转致动器，该旋转致动器被安装在所述铰链壳体上，用于使所述第一风轮机叶片部件相对于所述第二风轮机叶片部件旋转，所述旋转致动器包括：第一连接器部，该第一连接器部用于与所述第一风轮机叶片部件的所述第一铰链壳体接合；第二连接器部，该第二连接器部用于与所述第二风轮机叶片部件上的对应的铰链壳体接合；以及旋转元件，该旋转元件用于使所述第一连接器部相对于所述第二连接器部旋转，从而使所述第一风轮机叶片部件相对于所述第二风轮机叶片部件旋转。

所述旋转致动器被设置在连接所述第一叶片部件和所述第二叶片部件的所述铰链机构中，并因此受到保护以防受到恶劣的外部环境条件的影响。此外，所述致动器机构需要所述铰链风轮机叶片部件中较少的安装空间，这是因为致动器机构被方便地定位在所述铰链中。此外，由所述旋转致动器施加的旋转力可在每个铰链处被直接施加到铰接的部件。结果，来自每个单独的致动器的力不必像使用单个致动器来操纵各部件那样大。

在一个实施方式中，所述旋转元件是位于所述第一连接器部和所述第二连接器部之间的旋转马达。有利地，所述旋转马达具有旋转驱动轴和马达壳体，所述第一连接器部或所述第二连接器部这两者中的一者被设置在所述旋转驱动轴上，所述马达壳体形成所述第一连接器部和所述第二连接器部这两者中的另一者。这允许使用已在其他领域尝试和测试过并且易于替换或修理的机电部件来对所述致动器机构进行稳健的控制。

在另一实施方式中，所述旋转元件是在所述旋转致动器上设置在所述第一连接器部和所述第二连接器部之间的压电扭转元件。这比马达所包含的活动零件少，并且已在一些实施方式中发现更可靠。

优选地，所述旋转致动器具有纵轴线，并且所述第一连接器部和所述第二连接器部与所述纵轴线同轴地安装在所述旋转致动器的相应的端部上。有利地，所述旋转元件可围绕所述纵轴线旋转。在这种情况下，所述旋转元件因此可以使所述旋转致动器绕着中心轴线扭转。在一些风轮机部件的尺寸和重量不太大的情况下，这已被发现是最稳定的旋转模式。

可选择地，所述旋转元件引起在所述纵轴线上的弯曲。因此，这种旋转模式不必总是需要与所述旋转致动器的所述纵轴线共线，而是还可以导致一个连接器部相对于另一个连接器部的角位移和位置位移。

优选地，所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件是风轮机叶片主体和风轮机副翼。

在另一实施方式中，所述装置包括：至少第一可伸展的铰链销，该至少第一可伸展的铰链销被安装在所述第一风轮机叶片部件中并且能在缩回位置和伸展位置之间移动，以在所述伸展位置与所述第二风轮机叶片部件中的所述铰链凹部接合；定位元件，该定位元件用于使所述铰链销在所述缩回位置和所述伸展位置之间移动；以及锁定机构，该锁定机构用于将所述铰链销锁定在至少所述伸展位置。

用于使所述风轮机叶片部件相互附接的所述铰链销因此被设置在至少一个所述部件之内。这允许所述铰链销被预先安装，并可作为单元的一部分来运输，一旦就位，这允许容易并且可靠地安装和修理所述风轮机叶片部件。因此，有利地，所述旋转致动器还可被设置为所述可伸展的铰链销的一部分。

优选地，所述铰链销被以可释放的方式安装在所述铰链壳体中。这允许根据需要容易地将所述铰链销安装在所述风轮机部件中或从所述风轮机部件移除。应理解，在所述缩回位置，所述铰链销可被完全或部分地容纳在所述铰链壳体中。

更有利地，所述铰链销在其缩回位置被完全保持在所述第一风轮机叶片部件的所述铰链壳体中。当所述风轮机部件还未被安装时，这能保护所述铰链销，并且当安装时，还允许所述部件被容易地对着相对的所述风轮机部件定位。

此外，有利地，所述铰链壳体包括槽。于是，所述定位部件可以被设置为紧固件，该紧固件能被安装在所述铰链销上，使得所述紧固件延伸穿过所述槽而延伸到所述铰链壳体之外。这允许安装工程师用手抓住所述紧固件，使所述铰链销在所述缩回位置和所述伸展位置之间移动。

所述紧固件可具有螺纹，用于将所述紧固件拧紧到所述槽上而提供所述锁定机构。

在可替换上述实施方式的实施方式中，所述铰链销的所述定位部件可包括线性致动器，该线性致动器用于使所述铰链销在所述铰链壳体中在所述缩回位置和所述伸展位置之间移动。这可便于工程师在不易直接在叶片上作业的场所进行安装。

在本发明的一个实施例中，所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件各包括铰接边缘，该铰接边缘包括：一个或更多个铰链转向节，所述铰链壳体或所述铰链凹部被形成在所述一个或更多个铰链转向节中；所述铰链转向节之间的间隙，以使得所述第一叶片部件和所述第二叶片部件的所述铰链转向节能以同轴直线布局相互邻近地定位。这允许在多个铰接点将大的襟翼稳固地连接到所述叶片。

优选地，所述第一风轮机部件和所述第二风轮机部件的所述铰接边缘被布置成使得：当被附接时，通过所述第一风轮机部件和所述第二风轮机部件相接合而形成的表面是齐平的表面。这能防止所述铰链转向节不利地影响所述铰链的空气动力学性能。

在一个实施方式中，所述第一风轮机部件是风轮机叶片的控制表面，并且所述第二风轮机部件是风轮机叶片主体。在可选择的实施方式中，所述第一风轮机部件是风轮机叶片主体，并且所述第二风轮机部件是风轮机叶片的控制表面。

附图说明

现将通过举例并参照附图来描述本发明的优选实施方式，在附图中：

图1是风轮机的正视图；

图2是示出本发明的第一实施例的横向剖视图；

图3是本发明的第一实施例的正视图；

图4是铰链销的正视图；

图5是通过具有铰链凹部的铰链筒体的侧视剖视图，所述铰链筒体的铰链凹部用于容纳相邻的铰链筒体的铰链销；

图6是沿着线VI-VI通过如图5所示的具有铰链凹部的铰链筒体的剖视图，所述铰链筒体的铰链凹部用于容纳相邻的铰链筒体的铰链销；

图7是如图5所示的具有铰链凹部的铰链筒体沿着方向VII的端视图，所述铰链筒体的铰链凹部用于容纳相邻的铰链筒体的铰链销；

图8是图4所示的铰链销的端视图；

图9是机动的旋转致动器的等轴测视图；

图10是涉及机动的致动器的第二实施方式的等轴测视图；

图11是铰链壳体的剖视图，更详细地示出了铰链壳体的构造；

图12是铰链壳体的进一步的剖视图。

具体实施方式

现将参照图2和图3描述本发明的第一实施例。

图2是通过叶片的横向剖视图，示出了叶片10和控制表面11，所述控制表面11或者被称为襟翼或副翼。控制表面11通过具有铰链筒体或转向节以及铰链销的铰链机构12接合到叶片10。铰链旋转所绕的轴线被定位成正好在叶片表面的下方，使得铰链筒体的表面与叶片表面齐平，从而避免经过叶片表面的空气流被扰乱。可选择地，铰链筒体还可被定位成使得其完全位于叶片表面之下，这样设置仍能允许以期望的方式控制副翼。

叶片10的顶表面根据具体的实施方式被配置为邻接铰链筒体，或覆盖铰链筒体。在叶片的顺风侧，唇部13从叶片10延伸以部分地覆盖副翼11，并且维持期望的空气流的空气动力学性质。

图3是正视图，其更详细地示出了控制表面11如何经由铰链机构12连接到叶片主体10。铰链机构包括安装在控制表面上的一个或更多个铰链筒体15以及安装在叶片主体上的一个或更多个铰链筒体14。当控制表面处于连接到叶片主体的正确位置时，控制表面11的铰链筒体15装配在叶片主体10的铰链筒体之间，以使得两个部件的铰链筒体大致同轴地对准。因此，对准的铰链筒体14、15形成控制表面11和叶片主体10之间的铰链线12。铰链线的端部铰链筒体可被置于叶片主体或控制表面上，但在优选的实施例中，铰链线的端部铰链筒体位于叶片主体10上。铰链筒体14、15可在被制造时一体地形成到叶片主体或控制表面，或者，铰链筒体14、15可独立形成，随后通过适当的结合或焊接方法来附接。

控制表面和叶片主体的铰链筒体借助于可伸展的铰链销而接合在一起，这将在下文参照图4进行更详细的讨论。

铰链销16最初被设置为处于缩回位置，位于控制表面11的铰链筒体15的铰链凹部或铰链壳体17内。为了形成可操作的铰链机构，需要使铰链销从其缩回位置伸展到伸展位置，在该伸展位置，铰链销与叶片主体10上的相邻的铰链筒体14的铰链凹部接合。图4示出了以用于使铰链销伸展的定位元件18，其设置为手动机构的形式。该定位元件包括紧固件18，该紧固件以可安装的方式容纳在铰链销16上的孔中以与铰链筒体中的槽19协作。当铰链销16要连接到叶片主体10的铰链筒体时，安装工程师可抓住紧固件18，使铰链销16从其缩回位置滑动到其伸展位置。

优选地，借助于螺纹或其他机构，紧固件18以可释放的方式附接到铰链销16。然而有利的是，如果紧固件18被设置为锁定螺钉的形式，则工程师可通过部分地释放螺钉来移动铰链销16，接着，可通过随后再拧紧螺钉来将铰链销在控制表面铰链筒体15内锁定到位。因此，紧固销18也可用作闩或锁定机构。在这种情况下，槽19可设置有切除部以在紧固件18处于完全旋入位置时容纳紧固件的头部，使得紧固件在槽19内是齐平的，并且相对于铰链销16的期望的直线位置被正确地定位。

可选择地，定位元件18可包括由弹性可压缩材料形成的突出部，以使得铰链销16可被插入到铰链凹部中并且可在突出部仍保持原位的情况下从铰链凹部移除。在这种情况下，还可设置另一保持螺钉或螺栓(未示出)作为闩，以在伸展位置将铰链销固定到位。保持螺钉或螺栓优选与铰链销16中对应的凹部(未示出)相互作用。这种呈保持螺钉或销的形式的分开的闩还可与图4中所示的紧固件一起设置。

可选择地，定位元件可包括设计成容纳定位工具的腔体或凹部。优选地，所述定位工具是一种被设计成与所述腔体或凹部相协作而不会滑移的专门成形的工具。简单的例子是螺丝刀以及管状或螺钉头形状的凹部。

应理解，在可选择的实施例中，使销从缩回位置伸展到伸展位置可通过任何适当的方式来实现。在上述实施例中，示出了手动操作的机构。如果期望，电动的实施方式也是可行的。在这种情况中，定位元件可以是设置有其自身的闩锁或锁定机构的电操作的线性致动器、音圈致动器或马达。线性致动器可以例如将旋转部件在铰链壳体或凹部17中的螺纹上驱动，以使得铰链销纵向移动。可选择地，线性致动器或马达可简单地将臂伸到凹部中，以对着铰链壳体内的壁作用，从而沿相反的方向推动铰链销。电缆可延伸穿过铰链筒体本身，或根据需要穿过襟翼或叶片的主体。可因此对线性致动器进行远程控制。

图4示出了两个铰链销16，最左边的销处于部分伸展的位置，在该部分伸展的位置，所述销部分地位于叶片主体10的相邻的铰链筒体14内，并且在控制表面和叶片主体之间提供稳固的可旋转连接。最右边的销被示出为处于完全缩回的位置。可根据本领域中已知的实践利用适当的致动器和控制机构，用于保持和调节控制表面11相对于叶片主体的角度位置。

铰链销已被描述为最初被设置在控制表面的铰链筒体中。然而，应当理解，图4中示出的紧固件18和槽19的相互作用意味着销总是被保持为至少部分地处于铰链筒体内，即使在伸展时也是如此。这是有利的，因为这意味着，控制表面11及其用于与叶片主体10连接的装置可以被设置为单个单元以便于安装。于是，当需要附接控制表面时，工程师不必将每个铰链销16安装在相应的铰链筒体中。这也意味着，当工程师维护或修理铰链机构时，铰链销16不会意外脱离控制表面11或叶片主体10。然而，在优选的实施例中，因为定位元件18是可拆卸的，所以如果需要的话，铰链销16仍可从铰链筒体移除，并且新的铰链销可被插入。

尽管优选地铰链销16最初被被控制表面的铰链筒体15容纳，但在可选择的实施例中，它们还可被容纳在叶片主体的铰链筒体14内。在这种情况中，通过相对于风轮机叶片主体10正确定位控制表面并且随后使铰链销16伸展到控制表面的对应的铰链筒体中，控制表面可被安装在所述风轮机叶片主体上。

在上述实施例中，尽管控制表面11和叶片主体10已被描述为是通过若干个铰链销16连接的，应理解，在简单的实施方式中，每个控制表面仅需要两个铰链销16。在下文将结合图10来描述这种布置的实施例。

现在将描述本发明的第二实施例，在该第二实施例中，铰链销及其与铰链筒体的连接被用作旋转致动器，用于调节控制表面11相对于叶片主体10的角度。基本原理是，铰链销包括用于与容纳铰链销的每个铰链凹部接合的连接器部以及用于使一个连接器部相对于其他连接器部旋转的可旋转元件，例如，马达或压电扭转元件。连接器部的旋转又使一个风轮机相对于其他风轮机旋转。连接器部可被设置在铰链销的两端，而铰链销在这些连接器部之间延伸，因为这意味着，可以最容易地实现铰链销到相邻的风轮机部件中的铰链凹部的连接。在其他实施方式中，还可能的是，一个或更多个连接器部可以位于沿着铰链销的长度的居间位置。

现在将更详细地描述上述致动器的示例性的实施方式。如图5、图6和图7所示，该实施方式的设置在叶片主体10上的铰链筒体14设置有相对的止动部或肩部20。这些止动部或肩部限制铰链销16可以延伸进入叶片主体的铰链筒体14的铰链凹部17的程度，并且因此可以减少在突出部和保持螺钉上的操作力。止动部或肩部20被示出为在其间在铰链筒体14的中央处留有中间空间21，但是它们同样也可以被设置为完全封闭铰链筒体的板。如果需要电缆，则空间21可用于使电缆通过。

止动部或肩部20设置有中央槽22，该中央槽用于容纳设置在铰链销16的端部处的对应的杆形致动器销23。这示出在图8中。当铰链销16伸展并且致动器销23被容纳在槽22中时，控制表面11和叶片主体10相对于彼此的方向是固定的。这两个部件不再能够独立旋转，因为所述独立旋转需要使致动器销23移出槽22，而这由于使用闩18将铰链销锁定到位而被阻止。

尽管此处将致动器销23示出为杆形的，但不允许致动器销相对于容纳致动器销的凹部旋转运动的任何致动器销形状都是适合的。例子是具有直边并且旋转对称的形状，例如，正方形、其他多边形和星形。应理解，致动器销23和槽22基于插销和插座的结构形成其中一个上述连接器部。因此，根据实施方式，还可以使用其他更常规的插销和插座结构。

在图4中，由紧固件18提供的定位和锁定机构形成另一连接器部。因此，致动器销23相对于紧固件18的旋转运动可用于引起叶片主体上的铰链筒体14和控制表面11上的铰链筒体15之间的相对旋转运动。假设铰链线上的每个铰链筒体中的致动器销23的运动是协调一致的，则这将导致控制表面相对于叶片主体的角运动。为了实现这一点，可以设置电控制系统(未示出)。

在图4示出的实施例中，可旋转元件是由铰链销16的供安装致动器销23的部段24来提供的。可旋转的部段24是压电扭转元件。其是一种机电器件，在这种机电器件中，如果提供电流，则可引起剪切运动。在图4中，为了清楚，省略了必需的电缆、电线和连接。在电流的影响下，压电元件绕其中心纵轴线扭转，将相对于其他连接器部施加扭矩到一个连接器部。结果，定位元件18被推靠槽19，而致动器销23被推靠槽22，并且产生了控制表面相对于叶片的相对旋转。如果需要，还可以设置接触脊或凸缘，以提供扭转的铰链销16可以推靠的凸缘唇，从而减少紧固件18上的应变。尽管图4中将部段24示出为铰链销16的分开的部件，但如果需要，可将整个铰链销16设置为压电扭转元件。

在可选择的实施方式中，可以使用根据外部刺激来改变形状的材料，例如，形状记忆合金以及形状记忆聚合物。

在第二实施例中，致动器销的运动是通过将致动器销安装在带马达的旋转致动器上来产生的。该实施例被示出在图9中。

在这种情况下，致动器销的形状不同于图4和图8中所示的形状，并且所述致动器销包括带花键的联接部26，该带花键的联接部具有用于与相邻的铰链筒体中的连接肩部29接合的八个顶点27。带花键的联接部26是被容纳在马达主体25中的轴的一部分。马达主体25包括用于使轴以及带花键的联接部相对于马达主体25转动的马达。在这里可在马达主体的形状中更清楚地看到以上参照铰链销16所述的接触脊。具体地，马达主体25具有与控制表面11中的铰链凹部17的内部相互协作的平面。这防止了马达主体由于其通过联接部26施加到连接肩部的驱动力的反作用力而旋转。此外，马达主体25可由电气非导电复合材料形成，并且涂覆有减少摩擦的材料，例如聚四氟乙烯PTFE。马达主体25、驱动轴以及带花键的联接部26因此起到上述铰链销16的作用。

在马达主体25上设置有保持螺钉28，以允许马达可在其伸展位置和缩回位置之间移动，并且还可以被保持到位。如上所述，保持螺钉28可以在滑动槽中移动。这种实施例的图释示出在图10中。保持螺钉因此被用作上述定位部件和锁定机构。

单个控制表面11被设置为具有两个可伸展的铰链销旋转马达25。控制表面11的形状被设计为与叶片主体10上的互补凹部接合，以使得控制表面11可以被容易地滑动到位以便安装，并且可以被容易地移除以便修理。带花键的联接部26也可与叶片主体10上的呈互补的带花键的孔29的形式的连接肩部接合，以使得当马达旋转时，控制表面相对于叶片运动。

旋转马达可以是类似于以上所述的旋转型压电马达、旋转气缸或基于齿轮箱的DC马达。此外，在本发明的实施例中，马达可以具有反馈装置，例如编码器，以对位置和速度进行闭环控制。

在上述实施例中，上述闩或锁定机构以及定位元件是手动操作的。如果设置有电致动器以及闩，则这些电致动器以及闩可以包括与铰链凹部的内壁接合的螺线管致动的制动器。这提供了高的失速扭矩，以承受襟翼上在所需位置处的气动压力。

如图11(该图11示出了铰链壳体15，并且没有处于原位的铰链销)所示，铰链壳体15具有内部30和外部31。优选地，内部30由抗疲劳并且非导电的玻璃纤维复合材料形成。另一方面，铰链壳体的外部31优选地是导电的。以这种方式，任何电缆并且实际上铰链销以及致动器本身都可被容纳在铰链凹部内并被电绝缘。由于风轮机叶片的高度和暴露的位置，闪电经常会击中风轮机叶片，以上所述提供了防闪电保护。如果电缆需要穿过襟翼或叶片主体，那么通过安装导电表皮材料来电屏蔽襟翼和叶片被电缆穿过的那些区域是优选的。

此外，可设置可伸展的导电或非导电衬套32，以桥接一个铰链壳体和另一个铰链壳体之间的间隙，从而当铰链销和致动器处于伸展位置时保护铰链销和致动器。衬套32可以作为分开的可伸展的部分设置在铰链壳体中，所述分开的可伸展的部分可借助于适当的装置、螺钉、突出部或致动器(未示出)进行伸展，以稍微伸展到相邻筒体中的筒体之内。可以在相邻的铰链壳体中设置肩部或止动部33以接纳衬套32。图12示出了处于伸展位置的衬套32。

在图10中，单个副翼11被形成为叶片主体中的可旋转的后缘。应理解，还可在单个叶片上使用多个这样的副翼。此外，控制表面不限于副翼，而是可以是风轮机叶片的任何可动部分，无论是位于后缘、前缘还是其他位置。在其他实施例中，控制表面可以是风轮机部件的任何其他可动部分。

此外，在上述实施方式中，尽管旋转致动器已被用于引起绕着纵轴线的旋转，但在可选择的实施方式中，可以通过例如在铰链销16的纵向方向弯曲来引起不同方向的旋转。在简单的实施方式中，这可通过使用诸如双金属带的纵向定向的压电元件而不是扭转元件来实现。

尽管以上内容讨论了本发明的各种实施例，但这些实施例仅是示例性的，并且并不限制由所附权利要求限定的保护范围。例如，旋转致动器可被设置在铰链销是可伸展的或不可伸展的实施方式中。此外，应理解，由于所述实施例与功能和结构有关，所以一个实施例的特征可以被有益地结合到另一实施例的实施方式中。

Claims (19)

1.一种风轮机叶片，该风轮机叶片包括用于连接第一风轮机叶片部件和第二风轮机叶片部件的铰链装置，所述铰链装置包括：

铰链壳体，该铰链壳体被设置在所述第一风轮机叶片部件上；

旋转致动器，该旋转致动器被安装在所述铰链壳体上，用于使所述第一风轮机叶片部件相对于所述第二风轮机叶片部件旋转，所述旋转致动器包括：

第一连接器部，该第一连接器部用于与所述第一风轮机叶片部件的所述第一铰链壳体接合；

第二连接器部，该第二连接器部用于与所述第二风轮机叶片部件上的对应的铰链壳体接合；以及

旋转元件，该旋转元件用于使所述第一连接器部相对于所述第二连接器部旋转，从而使所述第一风轮机叶片部件相对于所述第二风轮机叶片部件旋转。

2.如权利要求1所述的风轮机叶片，其中，所述旋转元件是位于所述第一连接器部和所述第二连接器部之间的旋转马达。

3.如权利要求2所述的风轮机叶片，其中，所述旋转马达具有旋转驱动轴和马达壳体，所述第一连接器部或所述第二连接器部这两者中的一者被设置在所述旋转驱动轴上，所述马达壳体形成所述第一连接器部和所述第二连接器部这两者中的另一者。

4.如权利要求1所述的风轮机叶片，其中，所述旋转元件是在所述旋转致动器上设置在所述第一连接器部和所述第二连接器部之间的压电扭转元件。

5.如权利要求1所述的风轮机叶片，其中，所述旋转致动器具有纵轴线，并且所述第一连接器部和所述第二连接器部与所述纵轴线同轴地安装在所述旋转致动器的相应的端部上。

6.如权利要求5所述的风轮机叶片，其中，所述旋转元件围绕所述纵轴线旋转。

7.如权利要求5所述的风轮机叶片，其中，所述旋转元件在所述纵轴线上引起纵向弯曲。

8.如前述任一权利要求所述的风轮机叶片，其中，所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件是风轮机叶片主体和风轮机副翼。

9.如前述任一权利要求所述的风轮机叶片，所述风轮机叶片包括：

至少第一可伸展的铰链销，所述至少第一可伸展的铰链销被安装在所述第一风轮机叶片部件中并且能在缩回位置和伸展位置之间移动，以在所述伸展位置与所述第二风轮机叶片部件中的所述铰链壳体接合；

定位元件，该定位元件用于使所述铰链销在所述缩回位置和所述伸展位置之间移动；以及

锁定机构，该锁定机构用于将所述铰链销锁定在至少所述伸展位置。

10.如权利要求9所述的风轮机叶片，其中，所述铰链销包括所述旋转致动器。

11.如权利要求9所述的风轮机叶片，其中，所述铰链销被以可释放的方式安装在所述铰链壳体中。

12.如权利要求11所述的风轮机叶片，其中，所述铰链销在其缩回位置被完全保持在所述第一风轮机叶片部件的所述铰链壳体内。

13.如权利要求11或12所述的风轮机叶片，其中，所述铰链壳体包括槽，并且所述定位元件是紧固件，该紧固件能被安装在所述铰链销上，使得所述紧固件延伸穿过所述槽而延伸到所述铰链壳体之外。

14.如权利要求13所述的风轮机叶片，其中，所述紧固件具有螺纹，用于将所述紧固件拧紧到所述槽上而提供所述锁定机构。

15.如权利要求9所述的风轮机叶片，其中，所述铰链销的所述定位元件包括线性致动器，该线性致动器用于使所述铰链销在所述铰链壳体中在所述缩回位置和所述伸展位置之间移动。

16.如权利要求9至15中任一项所述的风轮机叶片，其中，所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件各包括铰接边缘，该铰接边缘包括：

一个或更多个铰链转向节，所述铰链壳体被形成在所述一个或更多个铰链转向节中；

所述铰链转向节之间的间隙，以使得所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件的所述铰链转向节能以同轴直线布局相互邻近地定位。

17.如权利要求15所述的风轮机叶片，其中，所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件的所述铰接边缘被布置成使得：当被附接时，通过所述第一风轮机叶片部件和所述第二风轮机叶片部件相接合而形成的表面是齐平的表面。

18.如权利要求9所述的风轮机叶片，其中，所述第一风轮机叶片部件是风轮机叶片的控制表面，并且所述第二风轮机叶片部件是风轮机叶片主体。

19.如权利要求9所述的风轮机叶片，其中，所述第一风轮机叶片部件是风轮机叶片主体，并且所述第二风轮机叶片部件是风轮机叶片的控制表面。

Images