CN106968885A - 一种具有防风功能的风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有防风功能的风力发电机，包括基座、立杆、发电机构和驱动机构，发电机构包括支盘、主轴、定子和转子，驱动机构包括固定座和驱动组件，驱动组件包括伸缩单元和叶片，伸缩单元包括第一电机、第一丝杆、第一位移块、第一连杆、第二位移块和第二连杆。该具有防风功能的风力发电机，为竖轴风力发电机，驱动机构中叶片通过伸缩单元与固定座连接，在发生超大型风时，叶片可以收缩，与此同时，遮挡机构中的挡风环在升降组件的驱动下可以上升，将驱动机构保护在挡风环内，设置在挡风环内的限位单元可以起到固定叶片的作用。

Description

一种具有防风功能的风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，特别涉及一种具有防风功能的风力发电机。
背景技术
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。
为了提高风力发电机的发电效率，风力发电机一般架设常年风力较大且稳定的地方。然而，在任何地方都无法避免出现台风、龙卷风等特大型风，这些特大型风会对风力发电机造成严重损害。现有的风力发电机结构简单、功能单一，无法承受住超大型风的侵袭。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有防风功能的风力发电机。
本发明解决问题所采用的技术方案是：一种具有防风功能的风力发电机，包括基座、立杆、发电机构和驱动机构；
所述立杆竖向设置在基座上，所述发电机构设置在立杆的顶部，所述驱动机构设置在发电机构上，所述驱动机构与发电机构传动连接；
所述发电机构包括支盘、主轴、定子和转子，所述支盘水平设置在立杆的顶部，所述主轴竖向设置在支盘的上端面，所述定子设置在支板的上端面，所述转子套设在主轴上，所述转子通过轴承与主轴连接，所述转子位于定子的上方，所述驱动机构设置在转子上；
所述驱动机构包括固定座和驱动组件，所述固定座的周向均匀设有若干个第一凹槽，所述驱动组件有若干个，所述驱动组件位于第一凹槽内；
所述驱动组件包括伸缩单元和叶片，所述叶片通过伸缩单元与固定座连接。
所述伸缩单元包括第一电机、第一丝杆、第一位移块、第一连杆、第二位移块和第二连杆，所述第一丝杆水平设置在第一凹槽内，所述第一电机驱动第一丝杆转动，所述第一丝杆的两端设有相反的螺纹，所述第一丝杆穿过第一位移块和第二位移块，所述第一位移块和第二位移块分别位于第一丝杆的两端，所述第二电机驱动第一位移块和第二位移块沿第一丝杆的轴向运动，所述第一位移块和第二位移块的运动方向相反，所述第一连杆的一端与第一位移块铰接，所述第一连杆的另一端与叶片铰接，所述第二连杆的一端与第二位移块铰接，所述第二连杆的另一端与叶片铰接。
作为优选，为了保护进一步地保护该风力发电机，所述立杆上设有遮挡机构，所述遮挡机构包括挡风环和升降组件，所述挡风环与立杆同轴设置，所述立杆的周向均匀设有若干个第二凹槽，所述升降组件有若干个，所述升降组件位于第二凹槽内，所述升降组件驱动挡风环竖向运动。
作为优选，所述升降组件包括第二电机、第二丝杆、第三位移块和第三连杆，所述第二丝杆竖向设置在第二凹槽内，所述第二电机与第二丝杆传动连接，所述第二丝杆穿过第三位移块，所述第二电机驱动第三位移块沿第二丝杆的轴向运动，所述第三连杆水平设置，所述第三连杆的一端与第三位移块连接，所述第三连杆的另一端与挡风环的底部连接。
作为优选，为了固定叶片，所述叶片上设有第一磁块，所述挡风环的内圈均匀设有若干个第二磁块，所述第二磁块与第一磁块匹配。
作为优选，为了进一步固定叶片，所述第二磁块的两侧均设有限位单元，所述限位单元包括限位杆、转轴和第三电机，所述限位杆通过水平设置的转轴与挡风环的内壁铰接，所述第三电机驱动限位杆绕转轴的轴线转动。
作为优选，为了充分利用太阳能，所述挡风环的外壁上均匀设有若干个太阳能电池板。
作为优选，为了能够在发生超大型风时自动启动保护措施，所述固定座的顶部设有风力传感器，所述伸缩单元和升降组件均与风力传感器电连接。
作为优选，为了加固立杆，所述立杆与基座间设有若干个斜杆，各斜杆在立杆的周向均匀分布，所述立杆通过斜杆与基座连接。
作为优选，为了提高立杆的坚固度和抗腐蚀性，所述斜杆的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了精确控制电机，所述第一电机为伺服电机。
本发明的有益效果是，该具有防风功能的风力发电机设计巧妙，可行性高，为竖轴风力发电机，驱动机构中叶片通过伸缩单元与固定座连接，在发生超大型风时，叶片可以收缩，与此同时，遮挡机构中的挡风环在升降组件的驱动下可以上升，将驱动机构保护在挡风环内，设置在挡风环内的限位单元可以起到固定叶片的作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的剖视图。
图2是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的正视图。
图3是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的驱动机构的结构示意图。
图4是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的遮挡机构与立杆的连接示意图。
图5是本发明的一种具有防风功能的风力发电机的限位单元与挡风环的连接示意图
图中：1.基座，2.立杆，3.支盘，4.主轴，5.定子，6.转子，7.固定座，8.第一凹槽，9.叶片，10.第一电机，11.第一丝杆，12.第一位移块，13.第一连杆，14.第二位移块，15.第二连杆，16.挡风环，17.第二凹槽，18.第二电机，19.第二丝杆，20.第三位移块，21.第三连杆，22.第一磁块，23.第二磁块，24.限位杆，25.转轴，26.第三电机，27.太阳能电池板，28.风力传感器，29.斜杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-5所示，一种具有防风功能的风力发电机，包括基座1、立杆2、发电机构和驱动机构；
所述立杆2竖向设置在基座1上，所述发电机构设置在立杆2的顶部，所述驱动机构设置在发电机构上，所述驱动机构与发电机构传动连接；
所述发电机构包括支盘3、主轴4、定子5和转子6，所述支盘3水平设置在立杆2的顶部，所述主轴4竖向设置在支盘3的上端面，所述定子5设置在支板的上端面，所述转子6套设在主轴4上，所述转子6通过轴承与主轴4连接，所述转子6位于定子5的上方，所述驱动机构设置在转子6上；
所述驱动机构包括固定座7和驱动组件，所述固定座7的周向均匀设有若干个第一凹槽8，所述驱动组件有若干个，所述驱动组件位于第一凹槽8内；
所述驱动组件包括伸缩单元和叶片9，所述叶片9通过伸缩单元与固定座7连接。
所述伸缩单元包括第一电机10、第一丝杆11、第一位移块12、第一连杆13、第二位移块14和第二连杆15，所述第一丝杆11水平设置在第一凹槽8内，所述第一电机10驱动第一丝杆11转动，所述第一丝杆11的两端设有相反的螺纹，所述第一丝杆11穿过第一位移块12和第二位移块14，所述第一位移块12和第二位移块14分别位于第一丝杆11的两端，所述第二电机18驱动第一位移块12和第二位移块14沿第一丝杆11的轴向运动，所述第一位移块12和第二位移块14的运动方向相反，所述第一连杆13的一端与第一位移块12铰接，所述第一连杆13的另一端与叶片9铰接，所述第二连杆15的一端与第二位移块14铰接，所述第二连杆15的另一端与叶片9铰接。
作为优选，为了保护进一步地保护该风力发电机，所述立杆2上设有遮挡机构，所述遮挡机构包括挡风环16和升降组件，所述挡风环16与立杆2同轴设置，所述立杆2的周向均匀设有若干个第二凹槽17，所述升降组件有若干个，所述升降组件位于第二凹槽17内，所述升降组件驱动挡风环16竖向运动。
作为优选，所述升降组件包括第二电机18、第二丝杆19、第三位移块20和第三连杆21，所述第二丝杆19竖向设置在第二凹槽17内，所述第二电机18与第二丝杆19传动连接，所述第二丝杆19穿过第三位移块20，所述第二电机18驱动第三位移块20沿第二丝杆19的轴向运动，所述第三连杆21水平设置，所述第三连杆21的一端与第三位移块20连接，所述第三连杆21的另一端与挡风环16的底部连接。
作为优选，为了固定叶片9，所述叶片9上设有第一磁块22，所述挡风环16的内圈均匀设有若干个第二磁块23，所述第二磁块23与第一磁块22匹配。
作为优选，为了进一步固定叶片9，所述第二磁块23的两侧均设有限位单元，所述限位单元包括限位杆24、转轴25和第三电机26，所述限位杆24通过水平设置的转轴25与挡风环16的内壁铰接，所述第三电机26驱动限位杆24绕转轴25的轴线转动。
作为优选，为了充分利用太阳能，所述挡风环16的外壁上均匀设有若干个太阳能电池板27。
作为优选，为了能够在发生超大型风时自动启动保护措施，所述固定座7的顶部设有风力传感器28，所述伸缩单元和升降组件均与风力传感器28电连接。
作为优选，为了加固立杆，所述立杆2与基座1间设有若干个斜杆29，各斜杆29在立杆2的周向均匀分布，所述立杆2通过斜杆29与基座1连接。
作为优选，为了提高立杆2的坚固度和抗腐蚀性，所述斜杆29的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了精确控制电机，所述第一电机10为伺服电机。
该具有防风功能的风力发电机中，驱动机构的工作方式为：当遭遇到超大型风时，伸缩单元将叶片9收拢，伸缩单元的工作原理为：第一电机10驱动第一位移块12和第二位移块14沿着第一丝杆11的轴向做方向相反的运动，由于第一连杆13的一端与第一位移块12铰接，第一连杆13的另一端与叶片9铰接，且第二连杆15的一端与第二位移块14铰接，第二连杆15的另一端与叶片9铰接，因此当第一位移块12和第二位移块14互相靠近时，叶片9向外伸展，当第一位移块12和第二位移块14相互远离时，叶片9向内收拢。遮挡机构的工作方式为：当遭遇到超大型风时，升降组件驱动挡风环16上升，直至使整个驱动机构位于挡风环16内，升降组件的工作原理为：第二电机18驱动第三位移块20沿着第二丝杆19的轴向运动，由于第三连杆21的一端与第三位移块20连接，第三连杆21的另一端与挡风环16的底部连接，从而实现挡风环16的升降。当驱动机构位于挡风环16内时，由于叶片9上设有第一磁块22，而挡风环16内圈设有第二磁块23，因此，叶片9的位置将会被锁定，此时设置在的第二磁块23两侧的限位单元进一步对叶片9起到固定作用，限位单元的工作原理为：第三电机26驱动限位杆24绕着转轴25转动，直至限位杆24伸出后将叶片9卡住。
与现有技术相比，该具有防风功能的风力发电机设计巧妙，可行性高，为竖轴风力发电机，驱动机构中叶片9通过伸缩单元与固定座7连接，在发生超大型风时，叶片9可以收缩，与此同时，遮挡机构中的挡风环16在升降组件的驱动下可以上升，将驱动机构保护在挡风环16内，设置在挡风环16内的限位单元可以起到固定叶片9的作用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有防风功能的风力发电机，其特征在于，包括基座(1)、立杆(2)、发电机构和驱动机构；
所述立杆(2)竖向设置在基座(1)上，所述发电机构设置在立杆(2)的顶部，所述驱动机构设置在发电机构上，所述驱动机构与发电机构传动连接；
所述发电机构包括支盘(3)、主轴(4)、定子(5)和转子(6)，所述支盘(3)水平设置在立杆(2)的顶部，所述主轴(4)竖向设置在支盘(3)的上端面，所述定子(5)设置在支板的上端面，所述转子(6)套设在主轴(4)上，所述转子(6)通过轴承与主轴(4)连接，所述转子(6)位于定子(5)的上方，所述驱动机构设置在转子(6)上；
所述驱动机构包括固定座(7)和驱动组件，所述固定座(7)的周向均匀设有若干个第一凹槽(8)，所述驱动组件有若干个，所述驱动组件位于第一凹槽(8)内；
所述驱动组件包括伸缩单元和叶片(9)，所述叶片(9)通过伸缩单元与固定座(7)连接。
所述伸缩单元包括第一电机(10)、第一丝杆(11)、第一位移块(12)、第一连杆(13)、第二位移块(14)和第二连杆(15)，所述第一丝杆(11)水平设置在第一凹槽(8)内，所述第一电机(10)驱动第一丝杆(11)转动，所述第一丝杆(11)的两端设有相反的螺纹，所述第一丝杆(11)穿过第一位移块(12)和第二位移块(14)，所述第一位移块(12)和第二位移块(14)分别位于第一丝杆(11)的两端，所述第二电机(18)驱动第一位移块(12)和第二位移块(14)沿第一丝杆(11)的轴向运动，所述第一位移块(12)和第二位移块(14)的运动方向相反，所述第一连杆(13)的一端与第一位移块(12)铰接，所述第一连杆(13)的另一端与叶片(9)铰接，所述第二连杆(15)的一端与第二位移块(14)铰接，所述第二连杆(15)的另一端与叶片(9)铰接。
2.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述立杆(2)上设有遮挡机构，所述遮挡机构包括挡风环(16)和升降组件，所述挡风环(16)与立杆(2)同轴设置，所述立杆(2)的周向均匀设有若干个第二凹槽(17)，所述升降组件有若干个，所述升降组件位于第二凹槽(17)内，所述升降组件驱动挡风环(16)竖向运动。
3.如权利要求2所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述升降组件包括第二电机(18)、第二丝杆(19)、第三位移块(20)和第三连杆(21)，所述第二丝杆(19)竖向设置在第二凹槽(17)内，所述第二电机(18)与第二丝杆(19)传动连接，所述第二丝杆(19)穿过第三位移块(20)，所述第二电机(18)驱动第三位移块(20)沿第二丝杆(19)的轴向运动，所述第三连杆(21)水平设置，所述第三连杆(21)的一端与第三位移块(20)连接，所述第三连杆(21)的另一端与挡风环(16)的底部连接。
4.如权利要求3所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述叶片(9)上设有第一磁块(22)，所述挡风环(16)的内圈均匀设有若干个第二磁块(23)，所述第二磁块(23)与第一磁块(22)匹配。
5.如权利要求4所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述第二磁块(23)的两侧均设有限位单元，所述限位单元包括限位杆(24)、转轴(25)和第三电机(26)，所述限位杆(24)通过水平设置的转轴(25)与挡风环(16)的内壁铰接，所述第三电机(26)驱动限位杆(24)绕转轴(25)的轴线转动。
6.如权利要求5所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述挡风环(16)的外壁上均匀设有若干个太阳能电池板(27)。
7.如权利要求6所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述固定座(7)的顶部设有风力传感器(28)，所述伸缩单元和升降组件均与风力传感器(28)电连接。
8.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述立杆(2)与基座(1)间设有若干个斜杆(29)，各斜杆(29)在立杆(2)的周向均匀分布，所述立杆(2)通过斜杆(29)与基座(1)连接。
9.如权利要求8所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述斜杆(29)的制作材料为不锈钢。
10.如权利要求1所述的具有防风功能的风力发电机，其特征在于，所述第一电机(10)为伺服电机。
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