CN106837693B - 一种风力发电用叶片变攻角装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电用叶片变攻角装置，涉及风力发电技术领域，在其第一凸轮盘和第二凸轮盘随风向舵转动的过程中，设置在滚子运动槽内的滚子可以带动顶杆沿支撑直杆的轴线方向运动，进而通过推杆和卡爪带动叶片固定箍和叶片固定箍连接臂绕着支撑直杆的外端转动；由于叶片和叶片固定箍通过螺钉固定在一起，进而叶片随叶片固定箍绕着支撑直杆的外端转动，进而叶片弦线与相对风速之间的夹角不断发生变化，即本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置的叶片攻角随风向变化而变化，实现了叶片攻角随风向的实时调节，提高了风力发电装置的能量转化率，且在高风速时，通过改变其叶片攻角降低了叶片的旋转速度，提高了风力发电装置的稳定性。

Description

一种风力发电用叶片变攻角装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电用叶片变攻角装置。

背景技术

随着全球经济的迅速发展，大量的煤、石油和天然气等化石燃料被消耗掉，使得全球面临前所未有的能源危机和环境威胁，能源和环保已经成为目前亟待解决的重大问题。而风能作为一种可再生的绿色清洁能源，越来越多的人意识到开发风能的重要性。

已有技术中，风力发电装置主要包括阻力性和升力型，其中，升力型风力发电装置又包括水平轴风力发电装置和垂直轴风力发电装置。垂直轴风力发电装置相对水平轴风力发电装置具有如下优点：1、垂直轴风力发电装置的噪音极低，且安全性高，不会伤害飞行中的鸟类；2、不需要特殊的对风装置，可以接受任意方向的风力，风向的影响较小；3、垂直轴风力发电装置的塔架低，承载性能高且日常维护方便；4、垂直轴风力发电装置不需要设置沉重的齿轮箱和机舱，具有较高的系统稳定性和较小的成本；5、垂直轴风力发电装置的叶片制造工艺简单且具有较高的受力强度，其使用寿命长、稳定性高。

但是，发明人在实现已有技术的过程中，发现垂直轴风力发电装置由于其难以实现叶片攻角随风向的实时调节，导致其能量转化率极低，且在高风速时，由于其叶片旋转过快导致与其相连接的发电设备容易损坏，正是由于上述原因，导致垂直轴风力发电装置没有被大范围推广使用，因此，上述问题已经成为制约垂直轴风力发电装置推广使用的重要因素，成为了人们亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明提供一种风力发电用叶片变攻角装置，旨在实现叶片攻角随风向的实时调节，提高风力发电装置的能量转化率和安全可靠性，有助于垂直轴风力发电装置的进一步推广。

为达到上述目的，本发明提供一种风力发电用叶片变攻角装置，所述风力发电用叶片变攻角装置包括叶片、叶片变攻角主体和用于将所述叶片固定在所述叶片变攻角主体上的叶片固定装置，所述叶片固定装置包括叶片支撑装置、用于将所述叶片固定在所述叶片支撑装置上的叶片固定箍，所述叶片支撑装置包括叶片固定箍连接臂、支撑直杆、顶杆安装架、顶杆、推杆和卡爪，所述叶片固定箍与所述叶片固定箍连接臂连接，所述叶片固定箍连接臂与所述支撑直杆铰接，所述顶杆安装架固定在所述支撑直杆上，所述顶杆与所述推杆相连接，所述推杆的另一端与所述叶片固定箍通过所述卡爪铰接；所述叶片变攻角主体包括端盖、第一凸轮盘、叶片安装支座、滚子运动槽、转动轴上轴承、转动轴、凸轮盘连接杆、转动轴下轴承、第二凸轮盘、滚子和安装底座，所述转动轴设置在所述安装底座上，所述转动轴下轴承安装在所述转动轴的下端，所述转动轴下轴承设置在所述第二凸轮盘的中心孔内，所述凸轮盘连接杆的下端固定在所述第二凸轮盘，所述凸轮盘连接杆的上端固定在所述第一凸轮盘，所述转动轴上轴承设置在所述第一凸轮盘的中心孔内，所述转动轴的上端设置在所述转动轴上轴承的中心孔内，所述叶片支撑装置固定在所述叶片安装支座上；所述第一凸轮盘与所述叶片的上端通过所述叶片固定装置相连接，所述第二凸轮盘与所述叶片的下端通过所述叶片固定装置相连接，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘的结构相同，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘对称安装，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘上均设置有轮廓相同的所述滚子运动槽，所述滚子运动槽内设置有所述滚子，所述滚子与所述顶杆连接。

可选的，所述风力发电用叶片变攻角装置还包括风向舵，所述风向舵固定在所述第一凸轮盘上，所述凸轮盘连接杆的上端与所述第一凸轮盘正对所述滚子运动槽的表面固定连接，所述凸轮盘连接杆的下端与所述第二凸轮盘正对所述滚子运动槽的表面固定连接，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘在所述风向舵的驱动下同步转动。

可选的，所述端盖设置在所述叶片安装支座上，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘在所述风向舵的驱动下，可以绕所述转动轴的中心轴线同步旋转。

可选的，所述支撑直杆包括支撑直杆固定部、支撑直杆主体、支臂叶片固定箍连接臂连接部和用于安装直臂叶片固定箍连接臂的卡槽，所述支撑直杆固定部为中空结构，所述直臂叶片固定箍连接臂远离叶片的一端插接在所述卡槽内，所述叶片固定箍连接臂和所述叶片固定箍连接臂连接部通过第一固定螺栓铰接。

可选的，所述顶杆安装架上设置有支撑直杆安装孔、顶杆安装孔、和固定用通孔，所述支撑直杆固定在所述支撑直杆安装孔内，所述支撑直杆安装孔的直径小于所述支撑直杆主体的直径，所述顶杆安装在所述顶杆安装孔内，所述顶杆的直径小于所述顶杆安装孔的直径。

可选的，所述滚子与所述顶杆通过销钉铰接，所述顶杆与所述推杆通过销钉铰接，所述顶杆可以沿所述支撑直杆的轴线方向运动。

可选的，所述风向舵为平板结构，所述风向舵的轴线和所述转动轴的轴线始终在一个平面内，所述风向舵焊接在所述第一凸轮盘上。

可选的，所述卡爪为U型结构，所述卡爪的一端与所述推杆通过销钉铰接，所述卡爪的U型内表面与所述叶片固定箍连接臂的外表面相接触，所述U型内表面与所述叶片固定箍连接臂通过铆钉铆接。

可选的，所述叶片与所述叶片固定箍通过螺钉固定，所述支撑直杆固定部与所述叶片安装支座通过第二固定螺栓固定。

可选的，所述风力发电用叶片变攻角装置包括5个所述叶片、10个所述叶片固定装置和3个凸轮盘连接杆，所述叶片沿所述转动轴的中心线均匀设置，所述凸轮盘连接杆沿所述转动轴的中心线均匀设置，所述叶片固定装置分别于所述叶片的上端和所述叶片的下端连接。

本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置，当风吹向其风向舵时，风向舵会随着风向不断的摆动，直至风向舵处于顺风位置，并在风向不发生变化的情况下维持在一个相对稳定的位置；在风向舵沿风向摆动的过程中，风向舵会带动与其相连接的第一凸轮盘转动，在第一凸轮盘随风向舵转动的过程中，第一凸轮盘通过凸轮盘连接杆带动第二凸轮盘同步转动；在第一凸轮盘和第二凸轮盘转动的过程中，设置在滚子运动槽内的滚子在该滚子运动槽内滚动，由于滚子运动槽上不同的点相对转动轴中心线的距离不相同，导致滚子在滚子运动槽内转动的过程中，滚子带动顶杆沿支撑直杆的轴线方向在顶杆安装孔内运动，进而通过与顶杆铰接的推杆、与推杆铰接的卡爪带动叶片固定箍和叶片固定箍连接臂绕着支撑直杆的外端转动；由于叶片和叶片固定箍通过螺钉固定在一起，进而叶片随叶片固定箍绕着支撑直杆的外端转动，进而叶片弦线相对风速之间的夹角不断发生变化，即本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置的叶片攻角随风向变化而变化，实现了叶片攻角随风向的实时调节，提高了风力发电装置的能量转化率，且在高风速时，通过改变其叶片攻角降低了叶片的旋转速度，提高了风力发电装置的稳定性，有利于垂直轴风力发电装置的大范围推广使用。

同时，由于本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置，设置有两个相互对称安装的结构相同的第一凸轮盘和第二凸轮盘，并且第一凸轮盘和第二凸轮盘通过凸轮盘连接杆固定在一起，实现了第一凸轮盘和第二凸轮盘的在风向舵带动下的同步转动，进而通过分别与第一凸轮盘和第二凸轮盘连接的滚子、顶杆和推杆的作用下，同时改变叶片上端和下端的攻角，即本发明实施例通过对称设置结构相同的第一凸轮盘和第二凸轮盘，同时调整叶片上端和下端的攻角，提高了调整叶片攻角过程中的结构稳定性和可靠性，同时也保证了本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置的叶片攻角随风向变化而变化的准确性，进一步的提高了风力发电装置的能量转化率和结构可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的风力发电用叶片变攻角装置的整体结构图；

图2为本发明实施例提供的风力发电用叶片变攻角装置的装配结构图；

图3为本发明实施例提供的第一凸轮盘处的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的支撑直杆处的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的支撑直杆的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的顶杆安装架的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的卡爪的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第一凸轮盘的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置，属于风力发电技术领域，用于实现叶片攻角随风向的实时调节，提高风力发电装置的能量转化率和安全可靠性，当风吹向其风向舵时，风向舵会随着风向不断的摆动，直至风向舵处于顺风位置，并在风向不发生变化的情况下维持在一个相对稳定的位置；在风向舵沿风向摆动的过程中，风向舵会带动与其相连接的第一凸轮盘转动，在第一凸轮盘随风向舵转动的过程中，第一凸轮盘通过凸轮盘连接杆带动第二凸轮盘同步转动；在第一凸轮盘和第二凸轮盘转动的过程中，设置在滚子运动槽内的滚子在该滚子运动槽内滚动，由于滚子运动槽上不同的点相对转动轴中心线的距离不相同，导致滚子在滚子运动槽内转动的过程中，滚子带动顶杆沿支撑直杆主体的轴线方向在顶杆安装孔内运动，进而通过与顶杆铰接的推杆、与推杆铰接的卡爪带动叶片固定箍和叶片固定箍连接臂绕着支撑直杆的外端转动；由于叶片和叶片固定箍通过螺钉固定在一起，进而叶片随叶片固定箍绕着支撑直杆的外端转动，进而叶片弦线相对风速之间的夹角不断发生变化，即本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置的叶片攻角随风向变化而变化，实现了叶片攻角随风向的实时调节，提高了风力发电装置的能量转化率，且在高风速时，通过改变其叶片攻角降低了叶片的旋转速度，提高了风力发电装置的稳定性，有利于垂直轴风力发电装置的大范围推广使用。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的风力发电用叶片变攻角装置的整体结构图。图2为本发明实施例提供的风力发电用叶片变攻角装置的装配结构示意图。参考图1所示，本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置，包括叶片1、叶片变攻角主体b和用于将叶片1固定在叶片变攻角主体b上的叶片固定装置a。示例的，参考图1所示，本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置包括5个叶片1，10个叶片固定装置a和1个叶片变攻角主体b，其中，5个叶片固定装置a的一端与叶片变攻角主体b的上端连接，其另一端分别与5个叶片1的上端连接，另5个叶片固定装置a的一端与叶片变攻角主体b的下端连接，其另一端分别与5个叶片1的下端连接，即通过叶片固定装置a将叶片1的两端分别固定在叶片变攻角主体b的两端，提高了叶片与叶片变攻角主体间的连接强度。

参考图2所示，叶片固定装置a包括叶片支撑装置、用于将叶片1固定在叶片支撑装置上的叶片固定箍2，叶片支撑装置包括叶片固定箍连接臂3、支撑直杆5、顶杆安装架6、顶杆18、推杆19和卡爪20，其中，叶片固定箍2与叶片固定箍连接臂3的一端连接，叶片固定箍连接臂3的另一端与支撑直杆5的端部铰接，顶杆安装架6固定在支撑直杆5上，顶杆18的一端与推杆19的一端相连接，推杆19的另一端与叶片固定箍2通过卡爪20铰接；即当顶杆18沿支撑直杆5的长度方向运动时，可以带动推杆19运动，进而在推杆19的带动下，叶片固定箍2和叶片固定箍连接臂3一起绕叶片固定箍连接臂3与支撑直杆5之间的铰接轴转动。

需要说明的是，叶片固定箍2和叶片固定箍连接臂3采用固定连接的方式，即叶片固定箍2和叶片固定箍连接臂3可以焊接在一起，也可以是叶片固定箍2和叶片固定箍连接臂3一体成型，还可以是其他的可以实现两者之间固定连接的连接方式，本发明实施例对此不做限定。

参考图2所示，叶片变攻角主体b包括端盖8、第一凸轮盘9、叶片安装支座10、滚子运动槽11、转动轴上轴承12、转动轴13、凸轮盘连接杆14、转动轴下轴承15、第二凸轮盘16、滚子21和安装底座17，其中，第二凸轮盘16设置在安装底座17的上方，转动轴13的下端固定在安装底座17上，转动轴下轴承15设置在第二凸轮盘16的中心孔内，转动轴13的下端设置在转动轴下轴承15的中心孔内，即第二凸轮盘16可以绕转动轴13的中心线旋转；凸轮盘连接杆14的下端固定在第二凸轮盘16，凸轮盘连接杆14的上端固定在第一凸轮盘9上，转动轴上轴承12设置在第一凸轮盘9的中心孔内，转动轴13的上端设置在转动轴上轴承12的中心孔内，即第一凸轮盘9可以绕转动轴13的中心线旋转，叶片支撑装置固定在叶片安装支座10上。

优选的，安装底座17和转动轴13同心安装，示例的，转动轴13可以安装在安装底座17的中心孔内，因此，第一凸轮盘9和第二凸轮盘16也可以绕安装底座17的中心线旋转。

需要说明的是，转动轴13的下端和安装底座17之间的固定方式，本发明实施例不做具体的限定，示例的，转动轴13的下端可以焊接在安装底座17上，当然，此处仅是举例说明，转动轴13的下端和安装底座17之间的固定方式还可以是焊接之外的其他固定方式。

其次，需要说明的是，第一凸轮盘9和第二凸轮盘16通过凸轮盘连接杆14固定在一起，对于第一凸轮盘9和凸轮盘连接杆14间的连接方式以及第二凸轮盘16和凸轮盘连接杆14间的连接方式，本发明实施例不做限定，示例的，凸轮盘连接杆14的下端可以焊接在第二凸轮盘16上，第一凸轮盘9可以焊接在凸轮盘连接杆14的上端，即第一凸轮盘9和第二凸轮盘16可以绕转动轴13的中心线在凸轮盘连接杆14的连接下同步转动。

参考图2所示，第一凸轮盘9和第二凸轮盘16上均设置有滚子运动槽11，滚子运动槽11内设置有滚子21，滚子21与顶杆18连接。

进一步的，参考图2所示，第一凸轮盘9和第二凸轮盘16结构相同，第一凸轮盘9和第二凸轮盘16对称安装，也即第一凸轮盘9和第二凸轮盘16安装固定之后，其表面设置的滚子运动槽9位于其远离凸轮盘连接杆14的表面。第一凸轮盘9和第二凸轮盘16对称安装，可以在保证第一凸轮盘9和第二凸轮盘16正常工作的情况下，将第一凸轮盘9和第二凸轮盘16设置成相同的结构，且表面设置相同轮廓的滚子运动槽11，进而降低凸轮盘的加工成本和滚子运动槽的设置难度。

参考图2所示，凸轮盘连接杆14的上端与第一凸轮盘9正对滚子运动槽11的表面固定连接，凸轮盘连接杆14的下端与第二凸轮盘16正对滚子运动槽11的表面固定连接，第一凸轮盘9和第二凸轮盘16可以在风向舵22的驱动下绕转动轴13的中心轴线同步转动。

需要说明的是，滚子21安装在滚子运动槽9内，即滚子21可以在滚子运动槽9内沿滚子运动槽的轮廓滚动，也即滚子21与滚子运动槽9相互配合，对于滚子21的具体结构以及滚子21在滚子运动槽9内的具体安装方式，本发明实施例不做具体限定。

参考图2所示，本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置还包括风向舵22和端盖8，其中，风向舵22固定在第一凸轮盘9的表面，即第一凸轮盘9可以在风向舵22的带动下绕转动轴13的中心线旋转。对于风向舵22和第一凸轮盘9之间的固定方式，本发明实施例不做具体限定，示例的，风向舵22可以焊接在第一凸轮盘9。端盖8设置在叶片安装支座10上，具体的，转动轴13设置在叶片安装支座10的中心孔内，端盖8设置在转动轴13的上端，用于密封叶片安装支座10上用于安装转动轴13的中心孔，防止雨水和灰尘沿叶片安装支座10的中心孔进入转动轴13和转动轴上轴承12之间的间隙内，提高转动轴13和转动轴上轴承12的工作寿命。

需要说明的是，本发明实施例的风向舵22为平板结构，风向舵22的轴线和转动轴13的轴线始终在一个平面内，即风向舵22竖直安装在第一凸轮盘9上。具体的，风向舵22竖直焊接在第一凸轮盘9上。

参考图5所示，支撑直杆5包括支撑直杆固定部5.1、支撑直杆主体5.2、叶片固定箍连接臂连接部5.3和用于安装叶片固定箍连接臂3的卡槽5.4，其中，支撑直杆固定部5.1、支撑直杆主体5.2、叶片固定箍连接臂连接部5.3和卡槽5.4可以一体成型加工，也可以单独加工后焊接在一起，本发明实施例对此不做限定，其中，优选的，支撑直杆固定部5.1、支撑直杆主体5.2、叶片固定箍连接臂连接部5.3和卡槽5.4可以一体成型加工，一体成型加工的支撑直杆结构强度高，工作可靠性高。

参考图5所示，支撑直杆固定部5.1为中空结构，即支撑直杆固定部套接在叶片安装支座10上，然后通过第二固定螺栓7将支撑直杆5固定在叶片安装支座10上，叶片固定箍连接臂3远离叶片1的一端插接在卡槽5.4内，叶片固定箍连接臂3和叶片固定箍连接臂连接部5.3通过第一固定螺栓4铰接，即叶片固定箍连接臂3可以绕第一固定螺栓4的中心线相对支撑直杆5转动。

参考图6所示，顶杆安装架6上设置有支撑直杆安装孔6.1、顶杆安装孔6.4、和固定用通孔6.3，顶杆安装架主体6.2是一个圆环结构，其中，支撑直杆安装孔6.1设置在圆环的中心处，支撑直杆5固定在支撑直杆安装孔6.1内，支撑直杆安装孔6.1的直径小于支撑直杆5主体的直径，顶杆18安装在顶杆安装孔6.4内，顶杆18的直径小于顶杆安装孔6.4的直径，即顶杆安装架6通过第三固定螺栓24固定在支撑直杆5上，同时顶杆18可以在顶杆安装孔6.4内部沿支撑直杆5的轴线方向相对支撑直杆5运动。

参考图2所示，滚子21与顶杆18通过销钉铰接，顶杆18与推杆19通过销钉铰接，顶杆18可以沿支撑直杆5主体的轴线方向运动。

参考图7所示，卡爪20为U型结构，卡爪20的一端与推杆19通过销钉铰接，卡爪20的U型内表面与叶片固定箍连接臂3的外表面相接触，卡爪20的U型内表面与叶片固定箍连接臂3通过铆钉25铆接。

可选的，参考图2所示，叶片1与叶片固定箍2通过螺钉23固定，即采用螺钉23将叶片1和叶片固定箍2固定在一起。

需要说明的是，本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置包括5个叶片1、10个叶片固定装置a和3个凸轮盘连接杆14，其中叶片1沿转动轴13的中心线均匀设置，凸轮盘连接杆14沿第一凸轮盘9的中心线均匀设置，通过将叶片1均匀的设置在转动轴13的一周，可以保证本发明实施例的风力发电装置在工作的过程中，转动轴13受力均匀，提高转动轴13的工作稳定性和可靠性。

图8所示是本发明实施例的第一凸轮盘9的结构示意图，由于本发明实施例提供的第二凸轮盘16的结构与第一凸轮盘9的结构相同，本发明实施例在此不再对第二凸轮盘16的结构做累述，具体的可以参考第一凸轮盘9的结构。参考图8所示，第一凸轮盘9上设置有滚子运动槽11，滚子运动槽11与第一凸轮盘9偏心设置，其中滚子运动槽11由多段圆弧组成，滚子运动槽11的具体形状(即滚子运动槽11的轮廓)是根据反转法得到的。需要说明的是，根据反转法获得本发明实施例的滚子运动槽11的轮廓的过程，本发明实施例不做限定和累述，本领域技术人员可参考现有技术进行设置。

需要说明的是，本发明实施例的叶片的攻角是叶片的弦线与相对风速的方向之间的夹角，叶片的安装角是叶片旋转圆上的一点的切线与叶片的弦线之间的夹角。由于本发明实施例的滚子运动槽11的轮廓是根据反转法得出的，当风吹向其风向舵时，风向舵会随着风向不断的摆动，直至风向舵处于顺风位置，并在风向不发生变化的情况下维持在一个相对稳定的位置；在风向舵沿风向摆动的过程中，风向舵会带动与其相连接的第一凸轮盘转动，在第一凸轮盘随风向舵转动的过程中，第一凸轮盘通过凸轮盘连接杆带动第二凸轮盘同步转动；在第一凸轮盘和第二凸轮盘同步转动的过程中，设置在滚子运动槽内的滚子在该滚子运动槽内滚动，由于滚子运动槽上不同的点相对转动轴中心线的距离不相同，导致滚子在滚子运动槽内转动的过程中，滚子带动顶杆沿支撑直杆主体的轴线方向在顶杆安装孔内运动，进而通过与顶杆铰接的推杆、与推杆铰接的卡爪带动叶片固定箍和叶片固定箍连接臂绕着支撑直杆的外端转动；由于叶片和叶片固定箍通过螺钉固定在一起，进而叶片随叶片固定箍绕着支撑直杆的外端转动，进而叶片弦线与相对风速之间的夹角不断发生变化，即滚子绕着滚子运动槽的轮廓滚动的过程中，能够使得叶片1的安装角时刻发生变化，也即本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置的叶片攻角随风向变化而变化，实现了叶片攻角随风向的实时调节，提高了风力发电装置的能量转化率，且在高风速时，通过改变其叶片攻角降低了叶片的旋转速度，提高了风力发电装置的稳定性，有利于垂直轴风力发电装置的大范围推广使用。

同时，由于本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置，设置有两个相互对称安装的结构相同的第一凸轮盘和第二凸轮盘，并且第一凸轮盘和第二凸轮盘通过凸轮盘连接杆固定在一起，实现了第一凸轮盘和第二凸轮盘的在风向舵带动下的同步转动，进而通过分别与第一凸轮盘和第二凸轮盘连接的滚子、顶杆和推杆的作用下，同时改变叶片上端和下端的攻角，即本发明实施例通过对称设置结构相同的第一凸轮盘和第二凸轮盘，同时调整叶片上端和下端的攻角，提高了调整叶片攻角过程中的结构稳定性和可靠性，同时也保证了本发明实施例的风力发电用叶片变攻角装置的叶片攻角随风向变化而变化的准确性，进一步的提高了风力发电装置的能量转化率和结构可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种风力发电用叶片变攻角装置，其特征在于，所述风力发电用叶片变攻角装置包括叶片、叶片变攻角主体和用于将所述叶片固定在所述叶片变攻角主体上的叶片固定装置，所述叶片固定装置包括叶片支撑装置、用于将所述叶片固定在所述叶片支撑装置上的叶片固定箍，所述叶片支撑装置包括叶片固定箍连接臂、支撑直杆、顶杆安装架、顶杆、推杆和卡爪，所述叶片固定箍与所述叶片固定箍连接臂连接，所述叶片固定箍连接臂与所述支撑直杆铰接，所述顶杆安装架固定在所述支撑直杆上，所述顶杆与所述推杆相连接，所述推杆的另一端与所述叶片固定箍通过所述卡爪铰接；所述叶片变攻角主体包括端盖、第一凸轮盘、叶片安装支座、滚子运动槽、转动轴上轴承、转动轴、凸轮盘连接杆、转动轴下轴承、第二凸轮盘、滚子和安装底座，所述转动轴设置在所述安装底座上，所述转动轴下轴承安装在所述转动轴的下端，所述转动轴下轴承设置在所述第二凸轮盘的中心孔内，所述凸轮盘连接杆的下端固定在所述第二凸轮盘，所述凸轮盘连接杆的上端固定在所述第一凸轮盘，所述转动轴上轴承设置在所述第一凸轮盘的中心孔内，所述转动轴的上端设置在所述转动轴上轴承的中心孔内，所述叶片支撑装置固定在所述叶片安装支座上；所述第一凸轮盘与所述叶片的上端通过所述叶片固定装置相连接，所述第二凸轮盘与所述叶片的下端通过所述叶片固定装置相连接，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘的结构相同，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘对称安装，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘上均设置有轮廓相同的所述滚子运动槽，所述滚子运动槽内设置有所述滚子，所述滚子与所述顶杆连接；

所述风力发电用叶片变攻角装置还包括风向舵，所述风向舵固定在所述第一凸轮盘上，所述凸轮盘连接杆的上端与所述第一凸轮盘正对所述滚子运动槽的表面固定连接，所述凸轮盘连接杆的下端与所述第二凸轮盘正对所述滚子运动槽的表面固定连接，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘在所述风向舵的驱动下同步转动；

所述端盖设置在所述叶片安装支座上，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘在所述风向舵的驱动下，可以绕所述转动轴的中心轴线同步旋转；

所述支撑直杆包括支撑直杆固定部、支撑直杆主体、支臂叶片固定箍连接臂连接部和用于安装直臂叶片固定箍连接臂的卡槽，所述支撑直杆固定部为中空结构，所述直臂叶片固定箍连接臂远离叶片的一端插接在所述卡槽内，所述叶片固定箍连接臂和所述叶片固定箍连接臂连接部通过第一固定螺栓铰接。

2.根据权利要求1所述的风力发电用叶片变攻角装置，其特征在于，所述顶杆安装架上设置有支撑直杆安装孔、顶杆安装孔、和固定用通孔，所述支撑直杆固定在所述支撑直杆安装孔内，所述支撑直杆安装孔的直径小于所述支撑直杆主体的直径，所述顶杆安装在所述顶杆安装孔内，所述顶杆的直径小于所述顶杆安装孔的直径。

3.根据权利要求1所述的风力发电用叶片变攻角装置，其特征在于，所述滚子与所述顶杆通过销钉铰接，所述顶杆与所述推杆通过销钉铰接，所述顶杆可以沿所述支撑直杆的轴线方向运动。

4.根据权利要求1所述的风力发电用叶片变攻角装置，其特征在于，所述风向舵为平板结构，所述风向舵的轴线和所述转动轴的轴线始终在一个平面内，所述风向舵焊接在所述第一凸轮盘上。

5.根据权利要求1~4任一项所述的风力发电用叶片变攻角装置，其特征在于，所述卡爪为U型结构，所述卡爪的一端与所述推杆通过销钉铰接，所述卡爪的U型内表面与所述叶片固定箍连接臂的外表面相接触，所述U型内表面与所述叶片固定箍连接臂通过铆钉铆接。

6.根据权利要求5所述的风力发电用叶片变攻角装置，其特征在于，所述叶片与所述叶片固定箍通过螺钉固定，所述支撑直杆固定部与所述叶片安装支座通过第二固定螺栓固定。

7.根据权利要求5所述的风力发电用叶片变攻角装置，其特征在于，所述风力发电用叶片变攻角装置包括5个所述叶片、10个所述叶片固定装置和3个凸轮盘连接杆，所述叶片沿所述转动轴的中心线均匀设置，所述凸轮盘连接杆沿所述转动轴的中心线均匀设置，所述叶片固定装置分别于所述叶片的上端和所述叶片的下端连接。