CN105804935B - 一种叶片结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种叶片结构，包括用于接收风能的由柔性材料制成的叶片主体，所述叶片主体的两旁侧设有侧轨，其上侧连接有固定横杆，所述叶片主体下侧设有重力横杆，该重力横杆的左右两端分别与两旁的侧轨滚动配合，以使叶片翻转时在重力横杆的作用下处于折拢状态。本发明采用帆布等质量轻的柔性材料作为叶片主体，配合重力横杆实现叶片主体的收卷，使叶片保持在顺风转动方向时完全张开，逆风转动方向时收卷起来，减弱阻力，大大提高风能或水能的利用效率，并且可自锁设计，使叶片主体保持张开状态。

Description

一种叶片结构
技术领域
本发明涉及一种叶片结构。
背景技术
叶片作为发电装置用来承接风能或水能的一个最基础和最关键部件，大部分叶片都采用木制或合金，重量大，并且，现有的风力发电原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，风车叶片是螺旋桨型，为了加大受风面，螺旋桨叶片就得加长，越长他叶片就也窄，也细长，而风吹过来是一个面过来的，旋转风车受风面计算下，首先是正方形里取圆面，圆面里再取三片细长的螺旋桨叶片面，实际利用率不到10%，风能或水能利用率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供提供了一种使用方便、质量轻，能有效利用风能或水能的叶片结构。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种叶片结构，包括用于接收风能的由柔性材料制成的叶片主体，所述叶片主体的两旁侧设有侧轨，其上侧连接有固定横杆，所述叶片主体下侧设有重力横杆，该重力横杆的左右两端分别与两旁的侧轨滚动配合，以使叶片翻转时在重力横杆的作用下处于折拢状态。
进一步的，所述叶片主体的上侧连接固定横杆，下侧连接有两端带有重力滑块的重力横杆，所述的侧轨断面呈槽状，重力滑块镶嵌其中，以使叶片翻转时在重力滑块作用下处于折拢状态，所述叶片主体自上而下还设有小布片中横杆、大小布片隔离横杆和大布片中横杆，大小布片隔离横杆两端分别带有镶嵌于侧轨内的重力滑块，侧轨下部还设有防止大布片中横杆随风移动的挡块。
进一步的，所述重力横杆和大小布片隔离横杆的两端均通过滚珠轴承与重力滑块相固连，所述重力滑块的两端设置有滚轮，所述重力滑块通过滚轮与侧轨滚动配合。
进一步的，所述叶片主体的两端侧设置有用于实现叶片主体张开时的自锁的链杆组，所述链杆组包括连接固定横杆与小布片中横杆的链杆I、连接小布片中横杆与大布片中横杆的链杆II以及连接大布片中横杆与重力横杆的链杆III，所述固定横杆的两端、大小布片隔离横杆的两端以及重力横杆的两端均设置有可360°自由旋转的动铰链，所述小布片中横杆的两端和大布片中横杆的两端均设置有旋转角度小于180°的静铰链。
进一步的，所述侧轨中部两端经一组链传动机构传动，所述链传动机构中部设有立柱，所述立柱内侧上下端设有托板组，所述链传动机构上设有与托板组滚动配合的边导轮，增加链传动机构链条的稳定性。
进一步的，所述托板组包括平行设置的托板和托架，所述托板和托架之间通过避震弹簧相连接，所述避震弹簧内穿设有定位棒，所述定位棒一端固连于托架上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用帆布等质量轻的柔性材料作为叶片主体，配合重力横杆实现叶片主体的收卷，使叶片保持在顺风转动方向时完全张开，逆风转动方向时收卷起来，减弱阻力，大大提高风能或水能的利用效率，并且可自锁设计，使叶片主体保持张开状态。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例一的构造示意图；
图2为图1的收卷状态示意图；
图3为本发明实施例二的构造示意图；
图4为图3的收卷状态示意图；
图5为本发明实施例二的使用状态示意图；
图6为链杆组的构造示意图一；
图7为链杆组的原理示意图；
图8为链杆组的局部示意图；
图9为链杆组的构造示意图二。
图中：1-小布片中横杆；2-大小布片隔离横杆；3-挡块；4-重力横杆；5-大布片中横杆；6-叶片主体；7-链杆组；701-链杆I；702-链杆II；703-链杆III；704-静铰链；705-动铰链；8-侧轨；9-边导轮；10-链传动机构；11-托板组；12-固定横杆；13-风车轮；14-发电机；15-立柱；16-重力滑块；1601-缓冲垫；1602-滚轮；17-电磁锁；1701-正极线；1702-负极线；1703-锁舌。
具体实施方式
如图1~9所示，一种叶片结构，包括用于接收风能的由柔性材料制成的叶片主体6，所述叶片主体6的两旁侧设有侧轨8，其上侧连接有固定横杆12，所述叶片主体6下侧设有重力横杆4，该重力横杆4的左右两端分别与两旁的侧轨8滚动配合，以使叶片翻转时在重力横杆4的作用下处于折拢状态。
在本实施例中，所述叶片主体6的上侧连接固定横杆12，下侧连接有两端带有重力滑块16的重力横杆4，所述的侧轨8断面呈槽状，重力滑块16镶嵌其中，以使叶片翻转时在重力滑块16作用下处于折拢状态，所述叶片主体6自上而下还设有小布片中横杆1、大小布片隔离横杆2和大布片中横杆5，大小布片隔离横杆2为重力杆，大小布片隔离横杆2两端分别带有镶嵌于侧轨8内的重力滑块16，侧轨8下部还设有防止大布片中横杆5随风移动的挡块3。
在本实施例中，所述重力横杆4和大小布片隔离横杆2的两端均通过滚珠轴承与重力滑块16相固连，所述重力滑块16的两端设置有滚轮1602，重力滑块的上端和下端设置有缓冲垫，1601，所述重力滑块16通过滚轮1602与侧轨8滚动配合。
在本实施例中，所述叶片主体6的两端侧设置有用于实现叶片主体6张开时的自锁的链杆组7，所述链杆组7包括连接固定横杆12与小布片中横杆1的链杆I 701、连接小布片中横杆1与大布片中横杆5的链杆II 702以及连接大布片中横杆5与重力横杆4的链杆III703，所述固定横杆12的两端、大小布片隔离横杆2的两端以及重力横杆4的两端均设置有可360°自由旋转的动铰链705，所述小布片中横杆1的两端和大布片中横杆5的两端均设置有旋转角度小于180°的静铰链704，所述静铰链704设置于链杆I 701与链杆II 702的铰接端和链杆II 702与链杆III 703的铰接端，所有横杆均为空心设计，横杆内可穿设电线，将用于锁止重力滑块16的电磁锁17与正极线1701和负极线1702相连接以实现电磁锁17的功能。
在本实施例中，所述侧轨8中部两端经一组链传动机构10传动，所述链传动机构10中部设有立柱15，所述立柱15内侧上下端设有托板组11，所述链传动机构10上设有与托板组11滚动配合的边导轮9，增加链传动机构10链条的稳定性。
在本实施例中，所述托板组11包括平行设置的托板和托架，所述托板和托架之间通过避震弹簧相连接，所述避震弹簧内穿设有定位棒，所述定位棒一端固连于托架上。
在本实施例中，利用叶片主体6随着链传动机构10做环形运动，会上下翻滚、颠倒转换的特点，加入侧轨8和重力滑块16，随着上下颠倒，重力滑块16也会在侧轨8内沿着侧轨8上下滑动，从而实现叶片主体6的展开和收卷关闭；链杆组7随着链传动机构10的翻转运动沿着侧轨8上下滑动，实现叶片主体6的展开；当链杆组7转到风车轮13上半部时，固定横杆12在上端，重力滑块16由于重力原因，带动相固连的横杆沿着侧轨8往下滑落，实现叶片主体6的展开功能；当链杆组7转到风车轮13下半部时，固定横杆12在下，在上面的重力横杆4沿着侧轨8往下滑，实现叶片主体6的收卷，其中重力滑块16是由架设在侧轨8内的两端凸V型的滚轮1602组成，并且重力滑块16的上下端设置有缓冲垫1601。
在本实施例中，叶片主体6单靠固定横杆12和重力横杆4组成，当风吹过来时，在固定横杆12下面的重力横杆4会被叶片主体6拉起，影响受风面，因此，这里设置了有收曲、张开功能的链杆组7，根据叶片主体6随着链传动机构10做环形运动同时会上下颠倒特点和正反交替特点，利用风力来设计的，叶片主体6在环形上边是正面迎风，正面吹风会张开；叶片主体6转到环形下边是背面迎风，背面吹风会弯曲关闭；风力自锁通过链杆组7实现，链杆组7由3根链杆通过5个铰链链接组成，其中动铰链705为自由旋转铰链，静铰链704为展开所限小于180度的铰链，链杆组7展开时，竖列的固定横杆、小布片中横杆、大小布片隔离横杆、大布片中横杆以及重力横杆处于同一竖直线上并与侧轨8的中轴线重合；当固定横杆12在上，重力横杆4在下时，重力滑块16下落，整个叶片主体6展开，以大小布片隔离横杆两端的动铰链705为界，分上下两大部分，当风吹在叶片主体6时，静铰链704由于风力作用，都往后推压，由于杠杆原理链杆II 702以链接在大小布片隔离横杆2的两端的动铰链705为支点，（如图6所示）长度A2大于B1，所以只有大布片中横杆5两端的静铰链704往后推压，但该静铰链704的旋转角度受限，展平后不再往后转，并且为了保护该静铰链704，在其后面装有挡块3，即使在大的往后推力，该静铰链704有挡块3挡住，不再往后跑，这样几根链杆这时始终保持在一垂直线上；当链杆组7完全展开时，同时也顶住、锁住链杆和重力滑块16位置，不再被风往上拉拽，当固定横杆12运动翻转到风车轮13下半时，重力滑块16在重力作用下，沿着侧轨8往下滑落，静铰链704均向内弯曲旋转，又因为链杆组7本身组成的竖直线形是带有点外斜，在受重力滑块16重力作用下更容易弯曲，因此，当整个叶片主体完全翻转掉个头后，这时链杆组7也处于完全弯曲收拢，叶片主体6这时处于关闭状态。
在本实施例中，风车轮13在转动时，风车轮13的轮齿跟链条啮合处在转动移动过程中会产生高低落差，使得同一边的链条也会跟着上下震动，这样对整个工作中的链传动机构10的运转很不利，也对链条产生过度疲劳，因此，在每节链条铰接两边装上边导轮9，并在两个风车轮13之间装有托板组11，链条在运动过程中边导轮9经过托板，托板比单节链条要长，保证链条在运动中最少有一组边导轮9是压在托板上，当风车轮13在转动时，链条产生上下振幅时，托着边导轮9的托板对整条链条起着避震作用，减少链条上下振幅。
具体实施例一：使用时，重力滑块16在重力的作用下沿侧轨8下移使叶片主体6张开，张开后的叶片主体6因重力滑块16受偏心力影响实现自锁而始终保持张开，风力或水力推动叶片，叶片带动整个链传动机构10运动，链传动机构10带动发电机14发电，当叶片随着链传动机构10从上方逐渐转动至下方时，此时重力滑块16受重力作用沿侧轨8向下滑动带动重力横杆4向下移动实现叶片主体6的收卷，收卷后的叶片主体6减弱风力或水力的阻力，多个受力方向上的叶片与非受力方向收卷起来的叶片的配合，从而提高风能水能的利用率。
具体实施例二：当叶片主体6处于链传动机构的上半部时，叶片主体6受重力横杆4的作用，处于张开状态，此时，叶片主体6受链杆组7的自锁作用始终保持张开，风力或水力推动叶片，叶片带动整个链传动机构10运动，链传动机构10带动发电机14发电，当叶片主体6随着链传动机构运动到下面时，侧轨8翻转，重力滑块16处于侧轨8的上端，此时，叶片主体6在脱离链杆组7的自锁作用下受风力作用，大布片中横杆5两端的静铰链704受风力作用并因重力滑块16受重力的作用的双重作用下，静铰链704发生旋转弯折，因杠杆原理，小布片中横杆1两端的静铰链704沿相反方向发生弯折，实现叶片主体6的收卷，收卷后的叶片主体6减弱风力或水力的阻力，多个受力方向上的叶片和非受力方向收卷起来的叶片的配合，从而提高风能水能的利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种叶片结构，包括用于接收风能的由柔性材料制成的叶片主体，所述叶片主体的两旁侧设有侧轨，其上侧连接有固定横杆，其特征在于：所述叶片主体下侧设有重力横杆，该重力横杆的左右两端分别与两旁的侧轨滚动配合，以使叶片翻转时在重力横杆的作用下处于折拢状态；所述叶片主体的上侧连接固定横杆，下侧连接有两端带有重力滑块的重力横杆，所述的侧轨断面呈槽状，重力滑块镶嵌其中，以使叶片翻转时在重力滑块作用下处于折拢状态，所述叶片主体自上而下还设有小布片中横杆、大小布片隔离横杆和大布片中横杆，大小布片隔离横杆两端分别带有镶嵌于侧轨内的重力滑块，侧轨下部还设有防止大布片中横杆随风移动的挡块。
2.根据权利要求1所述的一种叶片结构，其特征在于：所述重力横杆和大小布片隔离横杆的两端均通过滚珠轴承与重力滑块相固连，所述重力滑块的两端设置有滚轮，所述重力滑块通过滚轮与侧轨滚动配合。
3.根据权利要求2所述的一种叶片结构，其特征在于：所述叶片主体的两端侧设置有用于实现叶片主体张开时自锁的链杆组，所述链杆组包括连接固定横杆与小布片中横杆的链杆I、连接小布片中横杆与大布片中横杆的链杆II以及连接大布片中横杆与重力横杆的链杆III，所述固定横杆的两端、大小布片隔离横杆的两端以及重力横杆的两端均设置有可360°自由旋转的动铰链，所述小布片中横杆的两端和大布片中横杆的两端均设置有旋转角度小于180°的静铰链。
4.根据权利要求1所述的一种叶片结构，其特征在于：所述侧轨中部两端经一组链传动机构传动，所述链传动机构中部设有立柱，所述立柱内侧上下端设有托板组，所述链传动机构上设有与托板组滚动配合的边导轮，增加链传动机构链条的稳定性。
5.根据权利要求4所述的一种叶片结构，其特征在于：所述托板组包括平行设置的托板和托架，所述托板和托架之间通过避震弹簧相连接，所述避震弹簧内穿设有定位棒，所述定位棒一端固连于托架上。
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