CN108612627B - 一种清洁效果良好的智能型风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清洁效果良好的智能型风力发电机，包括底座、塔架、平台、机舱、轮毂、清洁机构、刹车机构和三个风叶，刹车机构包括平移组件、平移板、第一电机、半齿轮、两个刹车组件和三个凸杆，清洁机构包括升降组件、两个连接杆和两个清洁组件，清洁组件包括升降板、第二电机、转动杆、驱动杆、转盘和三个清洁单元，清洁单元包括电磁铁、磁力板、清洁块、两个弹簧和两个定位单元，该清洁效果良好的智能型风力发电机通过刹车机构对凸杆拦截，使风叶停止旋转，便于清洁，不仅如此，在清洁机构中，由转盘上的三个清洁单元依次对三个风叶进行清洁，避免风叶上沾染清洁块吸附的灰尘，加强了清洁效果，提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源设备领域，特别涉及一种清洁效果良好的智能型风力发电机。
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。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
风力发电机的叶片在设备发电过程中起着至关重要的作用，但是随着设备的长期运行，叶片的表面将吸附大量的灰尘及杂质，这些灰尘及杂质将会对风产生阻力，减小风对叶片的攻角，降低7％-10％的发电量，另外，由于污垢在所有的叶片上都会不均匀分布，因此，它还会增加空气动力学的不平衡和质量不平衡，而且吸附灰尘的叶片将不在光滑，粗糙的表面使得叶片更容易被风“撕裂”，因此，人们需要对风力发电机的叶片进行及时地清洁，但是由于风力发电机叶片经常处于旋转的状态且距离塔架有一定水平距离，在清洁过程中，人们难以对叶片进行固定，从而导致风力发电机的叶片的清洁工作困难，进而降低了现有的风力发电机的实用性。
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，提供一种清洁效果良好的智能型风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种清洁效果良好的智能型风力发电机，包括底座、塔架、平台、机舱、轮毂、清洁机构、刹车机构和三个风叶，所述平台通过塔架固定在底座的上方，所述机舱固定在平台的上方，所述机舱内设有PLC，所述轮毂的一端设置在机舱内，所述风叶周向均匀分布在轮毂的另一端；
所述刹车机构包括平移组件、平移板、第一电机、半齿轮、两个刹车组件和三个凸杆，所述凸杆周向均匀分布在轮毂的外周，所述平移组件设置在机舱的上方，所述平移组件与平移板传动连接，所述第一电机固定在平移板的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与半齿轮传动连接，两个刹车组件分别位于半齿轮的两侧，所述刹车组件包括齿条和曲杆，所述齿条与半齿轮啮合，所述曲杆固定在齿条的靠近轮毂的一端；
所述清洁机构包括升降组件、两个连接杆和两个清洁组件，所述升降组件与其中一个清洁组件连接，两个清洁组件分别与连接杆的两端连接，所述清洁组件包括升降板、第二电机、转动杆、驱动杆、支撑单元、转盘和三个清洁单元，所述升降板与连接杆固定连接，所述第二电机与转动杆的一端传动连接，所述驱动杆的另一端与转动杆固定连接，所述转盘通过支撑单元与升降板连接，所述转盘上设有三个条形口，所述条形口周向均匀分布在转盘上，三个清洁单元轴向均匀分布在转盘上，各清洁单元设置在相邻两个条形口之间，所述第二电机与PLC电连接；
所述清洁单元包括电磁铁、磁力板、清洁块、两个弹簧和两个定位单元，所述电磁铁固定在转盘上，所述电磁铁与PLC电连接，两个弹簧分别位于电磁铁的两侧，所述磁力板通过弹簧与转盘连接，两个定位单元分别位于磁铁的两侧，所述清洁块固定在磁力板的远离转盘的一侧，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了带动平移板移动，所述平移组件包括第三电机、第三驱动轴和套管，所述第三电机固定在机舱的上方，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述套管套设在第三驱动轴上，所述套管的与第三驱动轴的连接处设有与第三驱动轴匹配的螺纹，所述套管与平移板固定连接。
作为优选，为了实现套管的平稳移动，所述平移组件还包括固定环，所述固定环固定在机舱的上方，所述固定环套设在套管上。
作为优选，为了固定曲杆的移动方向，所述刹车组件还包括滑环和滑轨，所述滑环固定在齿条上，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在机舱的上方，所述滑环套设在滑轨上。
作为优选，为了检测凸杆是否抵靠在曲杆上，所述曲杆内设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。
作为优选，为了带动升降板升降，所述升降组件包括传送带和两个升降单元，两个升降单元分别位于传送带的两端，所述升降单元包括第四电机、轴承、第四驱动轴和驱动轮，所述第四电机和轴承均固定在塔架上，所述第四电机与PLC电连接，所述第四电机与第四驱动轴的一端传动连接，所述第四驱动轴的另一端设置在轴承内，所述驱动轮套设在第四驱动轴上。
作为优选，为了辅助转盘转动，所述支撑单元包括转轴、支撑环、两个支架和两个夹板，所述转轴固定在转盘的靠近升降板的一侧，所述支撑环套设在转轴上，所述夹板固定在转轴上，所述支撑环位于两个夹板之间，两个支架分别位于支撑环的两侧，所述支撑环通过支架与升降板固定连接。
作为优选，为了实现磁力板的平稳移动，所述定位单元包括定位杆、定位环和两个支杆，两个支杆分别位于定位环的两侧，所述定位环通过支杆与转盘固定连接，所述定位环套设在定位杆上，所述定位杆固定在磁力板的靠近转盘的一侧。
作为优选，为了防止定位杆脱离定位环，所述定位杆的远离磁力板的一端设有凸块。
作为优选，为了保证第二电机的驱动精度，所述第二电机为步进电机。
本发明的有益效果是，该清洁效果良好的智能型风力发电机通过刹车机构对凸杆拦截，使风叶停止旋转，便于清洁，与现有的刹车机构相比，该刹车机构在停止风叶旋转的同时能够精确控制风叶的角度，保证清洁效果，不仅如此，在清洁机构中，由转盘上的三个清洁单元依次对三个风叶进行清洁，避免风叶上沾染清洁块吸附的灰尘，加强了清洁效果，提高了设备的实用性，与现有的清洁机构相比，该清洁机构能够实现自动切换，防止风叶沾灰，使清洁效果更良好。
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是本发明的清洁效果良好的智能型风力发电机的结构示意图；
图2是本发明的清洁效果良好的智能型风力发电机的拦截机构的结构示意图；
图3是本发明的清洁效果良好的智能型风力发电机的清洁机构的结构示意图；
图4是本发明的清洁效果良好的智能型风力发电机的清洁组件的结构示意图；
图5是本发明的清洁效果良好的智能型风力发电机的清洁单元的结构示意图；
图中：1.底座，2.塔架，3.平台，4.机舱，5.轮毂，6.风叶，7.平移板，8.第一电机，9.半齿轮，10.凸杆，11.齿条，12.曲杆，13.连接杆，14.升降板，15.第二电机，16.转动杆，17.驱动杆，18.转盘，19.电磁铁，20.磁力板，21.清洁块，22.弹簧，23.第三电机，24.第三驱动轴，25.套管，26.固定环，27.滑环，28.滑轨，29.压力传感器，30.传送带，31.第四电机，32.轴承，33.第四驱动轴，34.驱动轮，35.转轴，36.支撑环，37.定位杆，38.定位环，39.支杆，40.凸块。
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所示，一种清洁效果良好的智能型风力发电机，包括底座1、塔架2、平台3、机舱4、轮毂5、清洁机构、刹车机构和三个风叶6，所述平台3通过塔架2固定在底座1的上方，所述机舱4固定在平台3的上方，所述机舱4内设有PLC，所述轮毂5的一端设置在机舱4内，所述风叶6周向均匀分布在轮毂5的另一端；
该风力发电机中，由塔架2固定支撑平台3，平台3的上方，由风力吹动风叶6旋转，带动轮毂5转动，对机舱4做功，产生电能，实现风能向机械能而后机械能向电能的转化，为了保证风力发电机长期安全运行，PLC内设有定时控制系统，定时操作刹车机构运行，停止轮毂5的转动，使风叶6的位置固定后，由清洁机构去除风叶6表面的灰尘，从而提高风力发电机的发电效率，保证设备长期的高效发电效率。
如图2所示，所述刹车机构包括平移组件、平移板7、第一电机8、半齿轮9、两个刹车组件和三个凸杆10，所述凸杆10周向均匀分布在轮毂5的外周，所述平移组件设置在机舱4的上方，所述平移组件与平移板7传动连接，所述第一电机8固定在平移板7的上方，所述第一电机8与PLC电连接，所述第一电机8与半齿轮9传动连接，两个刹车组件分别位于半齿轮9的两侧，所述刹车组件包括齿条11和曲杆12，所述齿条11与半齿轮9啮合，所述曲杆12固定在齿条11的靠近轮毂5的一端；
刹车机构运行时，PLC控制平移组件运行，使平移板7向轮毂5的方向靠近移动，而后平移板7上，第一电机8启动，带动半齿轮9旋转，使两侧的齿条11做方向相反的移动，带动两个曲杆12做方向相反的移动，使其中一个曲杆12拦截凸杆10，防止凸杆10转动，进而固定了轮毂5的位置，防止风叶6转动，便于清洁机构对最下方的风叶6进行清洗，在单个风叶6清洗完成后，第一电机8带动半齿轮9反向转动，使曲杆12脱离凸杆10，便于凸杆10转动，进而使轮毂5和风叶6转动，此时另一个曲杆12对转动过来的凸杆10进行拦截，而后第一电机8带动半齿轮9恢复原来的方向，使凸杆10被拦截，便于清洁机构对第二个风叶6进行清洁，如此，实现设备对三个风叶6的依次清洁。
如图3-4所示，所述清洁机构包括升降组件、两个连接杆13和两个清洁组件，所述升降组件与其中一个清洁组件连接，两个清洁组件分别与连接杆13的两端连接，所述清洁组件包括升降板14、第二电机15、转动杆16、驱动杆17、支撑单元、转盘18和三个清洁单元，所述升降板14与连接杆13固定连接，所述第二电机15与转动杆16的一端传动连接，所述驱动杆17的另一端与转动杆16固定连接，所述转盘18通过支撑单元与升降板14连接，所述转盘18上设有三个条形口，所述条形口周向均匀分布在转盘18上，三个清洁单元轴向均匀分布在转盘18上，各清洁单元设置在相邻两个条形口之间，所述第二电机15与PLC电连接；
当风叶6停止转动后，由清洁机构对最下方的风叶6进行清洁除尘，在清洁机构中，由升降组件带动其中一个清洁组件内的升降板14进行升降，该升降板14通过连接杆13实现另一个的升降板14的升降，在升降板14的靠近风叶6的一侧，清洁单元作用在风叶6上，使两个清洁组件的清洁单元分别对风叶6的两侧进行清洁除尘，使设备恢复发电功能，当一个风叶6清洁完成后，PLC控制第二电机15运行，带动转动杆16旋转一周，使驱动杆17作用在转盘18上的条形口上，从而使转盘18旋转120°，进而使转盘18上的另外两个清洁单元依次对未清洁的两个风叶6进行清洁。
如图5所示，所述清洁单元包括电磁铁19、磁力板20、清洁块21、两个弹簧22和两个定位单元，所述电磁铁19固定在转盘18上，所述电磁铁19与PLC电连接，两个弹簧22分别位于电磁铁19的两侧，所述磁力板20通过弹簧22与转盘18连接，两个定位单元分别位于磁铁的两侧，所述清洁块21固定在磁力板20的远离转盘18的一侧，所述弹簧22处于压缩状态。
在进行清洁时，PLC控制电磁铁19断电，使电磁铁19失去磁性，此时受压缩的弹簧22为恢复形变，推动磁力板20向风叶6靠近，从而使清洁块21抵靠在风叶6上，在升降组件运行时，清洁块21沿着风叶6的表面向下移动，从而使清洁块21吸附风叶6表面的灰尘，进而实现了对风叶6的清洁。
如图2所示，所述平移组件包括第三电机23、第三驱动轴24和套管25，所述第三电机23固定在机舱4的上方，所述第三电机23与PLC电连接，所述第三电机23与第三驱动轴24传动连接，所述套管25套设在第三驱动轴24上，所述套管25的与第三驱动轴24的连接处设有与第三驱动轴24匹配的螺纹，所述套管25与平移板7固定连接。
PLC控制第三电机23启动，带动第三驱动轴24旋转，使第三驱动轴24通过螺纹作用在套管25上，套管25沿着第三驱动轴24的轴线进行移动，进而带动了平移板7移动。
作为优选，为了实现套管25的平稳移动，所述平移组件还包括固定环26，所述固定环26固定在机舱4的上方，所述固定环26套设在套管25上。利用固定环26固定了套管25的移动方向，防止第三驱动轴24旋转时套管25转动，进而保证了套管25的平稳移动。
作为优选，为了固定曲杆12的移动方向，所述刹车组件还包括滑环27和滑轨28，所述滑环27固定在齿条11上，所述滑轨28的形状为U形，所述滑轨28的两端固定在机舱4的上方，所述滑环27套设在滑轨28上。滑轨28的位置固定，滑环27沿着滑轨28滑动，从而固定了齿条11的移动方向，使曲杆12沿着特定的方向移动。
作为优选，为了检测凸杆10是否抵靠在曲杆12上，所述曲杆12内设有压力传感器29，所述压力传感器29与PLC电连接。当凸杆10抵靠在曲杆12上后，曲杆12内的压力传感器29检测到压力数据，并将压力数据反馈给PLC，使PLC得知此时风叶6停止转动。
如图3所示，所述升降组件包括传送带30和两个升降单元，两个升降单元分别位于传送带30的两端，所述升降单元包括第四电机31、轴承32、第四驱动轴33和驱动轮34，所述第四电机31和轴承32均固定在塔架2上，所述第四电机31与PLC电连接，所述第四电机31与第四驱动轴33的一端传动连接，所述第四驱动轴33的另一端设置在轴承32内，所述驱动轮34套设在第四驱动轴33上。
PLC控制第四电机31启动，带动第四驱动轴33转动，使驱动轮34旋转，作用在传送带30上，进而带动升降板14进行升降。
作为优选，为了辅助转盘18转动，所述支撑单元包括转轴35、支撑环36、两个支架和两个夹板，所述转轴35固定在转盘18的靠近升降板14的一侧，所述支撑环36套设在转轴35上，所述夹板固定在转轴35上，所述支撑环36位于两个夹板之间，两个支架分别位于支撑环36的两侧，所述支撑环36通过支架与升降板14固定连接。利用支架使支撑环36固定在升降板14上，转轴35绕着支撑环36的轴线进行转动，通过两个夹板防止转轴35滑动，从而避免了转盘18滑动，进而实现了转盘18的平稳转动。
作为优选，为了实现磁力板20的平稳移动，所述定位单元包括定位杆37、定位环38和两个支杆39，两个支杆39分别位于定位环38的两侧，所述定位环38通过支杆39与转盘18固定连接，所述定位环38套设在定位杆37上，所述定位杆37固定在磁力板20的靠近转盘18的一侧。通过支杆39固定了定位环38的位置，使定位环38相对于转盘18固定，定位杆37沿着定位环38的轴线进行移动，从而固定了磁力板20的移动方向，使磁力板20保持平稳移动。
作为优选，为了防止定位杆37脱离定位环38，所述定位杆37的远离磁力板20的一端设有凸块40。通过凸块40限制了定位杆37的移动方向，防止定位杆37脱离定位环38。
作为优选，利用步进电机驱动精度高的特点，为了保证第二电机15的驱动精度，所述第二电机15为步进电机。
该风力发电机在需要对风叶6进行清洁时，由平移组件带动平移板7向风叶6靠近，通过第一电机8带动两个刹车组件运行，拦截轮毂5上的凸杆10，使凸杆10停止转动，进而使风叶6停止旋转，便于清洁机构去除风叶6表面的灰尘，在清洁机构中，由升降组件带动升降板14升降，通过第二电机15带动转盘18旋转，由三个清洁单元依次分别对三个风叶6进行清洁，防止清洁块21从其中一个风叶6上吸附的灰尘附着在另一个风叶6上，通过三个清洁单元依次对三个风叶6清洁，从而加强了清洁效果，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该清洁效果良好的智能型风力发电机通过刹车机构对凸杆10拦截，使风叶6停止旋转，便于清洁，与现有的刹车机构相比，该刹车机构在停止风叶6旋转的同时能够精确控制风叶6的角度，保证清洁效果，不仅如此，在清洁机构中，由转盘18上的三个清洁单元依次对三个风叶6进行清洁，避免风叶6上沾染清洁块21吸附的灰尘，加强了清洁效果，提高了设备的实用性，与现有的清洁机构相比，该清洁机构能够实现自动切换，防止风叶6沾灰，使清洁效果更良好。
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)
1.一种清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，包括底座(1)、塔架(2)、平台(3)、机舱(4)、轮毂(5)、清洁机构、刹车机构和三个风叶(6)，所述平台(3)通过塔架(2)固定在底座(1)的上方，所述机舱(4)固定在平台(3)的上方，所述机舱(4)内设有PLC，所述轮毂(5)的一端设置在机舱(4)内，所述风叶(6)周向均匀分布在轮毂(5)的另一端；
所述刹车机构包括平移组件、平移板(7)、第一电机(8)、半齿轮(9)、两个刹车组件和三个凸杆(10)，所述凸杆(10)周向均匀分布在轮毂(5)的外周，所述平移组件设置在机舱(4)的上方，所述平移组件与平移板(7)传动连接，所述第一电机(8)固定在平移板(7)的上方，所述第一电机(8)与PLC电连接，所述第一电机(8)与半齿轮(9)传动连接，两个刹车组件分别位于半齿轮(9)的两侧，所述刹车组件包括齿条(11)和曲杆(12)，所述齿条(11)与半齿轮(9)啮合，所述曲杆(12)固定在齿条(11)的靠近轮毂(5)的一端；
所述清洁机构包括升降组件、两个连接杆(13)和两个清洁组件，所述升降组件与其中一个清洁组件连接，两个清洁组件分别与连接杆(13)的两端连接，所述清洁组件包括升降板(14)、第二电机(15)、转动杆(16)、驱动杆(17)、支撑单元、转盘(18)和三个清洁单元，所述升降板(14)与连接杆(13)固定连接，所述第二电机(15)与转动杆(16)的一端传动连接，所述驱动杆(17)的另一端与转动杆(16)固定连接，所述转盘(18)通过支撑单元与升降板(14)连接，所述转盘(18)上设有三个条形口，所述条形口周向均匀分布在转盘(18)上，三个清洁单元轴向均匀分布在转盘(18)上，各清洁单元设置在相邻两个条形口之间，所述第二电机(15)与PLC电连接；
所述清洁单元包括电磁铁(19)、磁力板(20)、清洁块(21)、两个弹簧(22)和两个定位单元，所述电磁铁(19)固定在转盘(18)上，所述电磁铁(19)与PLC电连接，两个弹簧(22)分别位于电磁铁(19)的两侧，所述磁力板(20)通过弹簧(22)与转盘(18)连接，两个定位单元分别位于磁铁的两侧，所述清洁块(21)固定在磁力板(20)的远离转盘(18)的一侧，所述弹簧(22)处于压缩状态。
2.如权利要求1所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述平移组件包括第三电机(23)、第三驱动轴(24)和套管(25)，所述第三电机(23)固定在机舱(4)的上方，所述第三电机(23)与PLC电连接，所述第三电机(23)与第三驱动轴(24)传动连接，所述套管(25)套设在第三驱动轴(24)上，所述套管(25)的与第三驱动轴(24)的连接处设有与第三驱动轴(24)匹配的螺纹，所述套管(25)与平移板(7)固定连接。
3.如权利要求2所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述平移组件还包括固定环(26)，所述固定环(26)固定在机舱(4)的上方，所述固定环(26)套设在套管(25)上。
4.如权利要求1所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述刹车组件还包括滑环(27)和滑轨(28)，所述滑环(27)固定在齿条(11)上，所述滑轨(28)的形状为U形，所述滑轨(28)的两端固定在机舱(4)的上方，所述滑环(27)套设在滑轨(28)上。
5.如权利要求1所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述曲杆(12)内设有压力传感器(29)，所述压力传感器(29)与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述升降组件包括传送带(30)和两个升降单元，两个升降单元分别位于传送带(30)的两端，所述升降单元包括第四电机(31)、轴承(32)、第四驱动轴(33)和驱动轮(34)，所述第四电机(31)和轴承(32)均固定在塔架(2)上，所述第四电机(31)与PLC电连接，所述第四电机(31)与第四驱动轴(33)的一端传动连接，所述第四驱动轴(33)的另一端设置在轴承(32)内，所述驱动轮(34)套设在第四驱动轴(33)上。
7.如权利要求1所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述支撑单元包括转轴(35)、支撑环(36)、两个支架和两个夹板，所述转轴(35)固定在转盘(18)的靠近升降板(14)的一侧，所述支撑环(36)套设在转轴(35)上，所述夹板固定在转轴(35)上，所述支撑环(36)位于两个夹板之间，两个支架分别位于支撑环(36)的两侧，所述支撑环(36)通过支架与升降板(14)固定连接。
8.如权利要求1所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述定位单元包括定位杆(37)、定位环(38)和两个支杆(39)，两个支杆(39)分别位于定位环(38)的两侧，所述定位环(38)通过支杆(39)与转盘(18)固定连接，所述定位环(38)套设在定位杆(37)上，所述定位杆(37)固定在磁力板(20)的靠近转盘(18)的一侧。
9.如权利要求8所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述定位杆(37)的远离磁力板(20)的一端设有凸块(40)。
10.如权利要求1所述的清洁效果良好的智能型风力发电机，其特征在于，所述第二电机(15)为步进电机。
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