CN110469465A - 一种具有清洁和调节角度功能的风力发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，包括支柱、调节机构、清洁机构和发电机构，所述调节机构包括轴承、转轴、齿轮、齿条、驱动盒、驱动组件和两个支撑组件，所述清洁机构包括圆环、两个升降组件和若干个清洁组件，所述清洁组件包括清洁条和三个连接单元，所述连接单元包括弹簧、连接杆和连接盒，该具有清洁和调节角度功能的风力发电设备通过调节机构，可以调整叶片的方向，使得叶片正对风向，提高了风力的利用率，通过清洁机构，实现清洁支柱的功能，避免长期积聚在支柱上的污垢腐蚀支柱，延长了支柱的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及风能设备领域，特别涉及一种具有清洁和调节角度功能的风力发电设备。
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。
风力发电机一般没有遮挡物，使得支柱长期暴露在外，使得支柱的表面容易覆盖一层污垢，污垢长期附着在支柱上，容易腐蚀支柱，需要人为进行清理工作，费时费力，降低了清洁的便捷性，不仅如此，风力发电机的发电设备一般固定在高处，导致叶片无法时刻对准风向，降低了风力的利用率，影响了风力发电的效果。
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，提供一种具有清洁和调节角度功能的风力发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，包括支柱、调节机构、清洁机构和发电机构，所述发电机构通过调节机构设置在支柱的上方，所述清洁机构设置在支柱上，所述发电机构包括发电机、发电轴、固定盒和若干叶片，所述调节机构与固定盒连接，所述发电机固定在固定盒的内部，所述发电机与发电轴的一端连接，所述固定盒的远离发电机的一侧设有通孔，所述发电轴的另一端穿过通孔，所述叶片周向均匀固定在发电轴的另一端，所述支柱内设有PLC；
所述调节机构包括轴承、转轴、齿轮、齿条、驱动盒、驱动组件和两个支撑组件，所述驱动盒固定在支柱的上方，所述驱动盒的上方设有小孔，所述轴承固定在驱动盒内的底部，所述转轴的一端与轴承的内圈固定连接，所述转轴的另一端穿过小孔与固定盒的下方的中心处固定连接，所述齿轮固定在转轴上，所述齿轮与转轴同轴设置，所述齿条设置在齿轮的一侧，所述齿轮与齿条啮合，所述驱动组件与齿条连接，两个支撑组件关于转轴对称设置，所述固定盒通过支撑组件设置在驱动盒的上方；
所述清洁机构包括圆环、两个升降组件和若干个清洁组件，所述圆环套设在支柱上，所述圆环与支柱同轴设置，两个升降组件关于支柱的轴线对称设置，所述支柱上设有两个凹槽，所述凹槽与升降组件一一对应，所述清洁组件周向均匀分布在圆环的内壁上；
所述清洁组件包括清洁条和三个连接单元，所述清洁条的一侧抵靠在支柱的外壁上，所述连接单元均匀分布在清洁条的另一侧，所述清洁条通过连接单元设置在圆环的内壁上；
所述连接单元包括弹簧、连接杆和连接盒，所述连接盒固定在圆环的内壁上，所述连接盒的靠近支柱的一侧设有穿孔，所述连接杆的一端与清洁条的远离支柱的一侧固定连接，所述连接杆的另一端穿过穿孔设置在连接盒的内部，所述弹簧的两端分别与连接杆的另一端与连接盒的远离穿孔的一侧的内壁连接，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了带动齿条移动，所述驱动组件包括第一电机、转杆、摆动杆和铰接块，所述第一电机与驱动盒的内壁固定连接，所述第一电机与转杆的一端传动连接，所述转杆的另一端通过摆动杆与铰接块铰接，所述铰接块固定在齿条的下方，所述第一电机与PLC电连接。
作为优选，为了限制齿条的移动方向，所述调节机构还包括导向杆，所述导向杆的两端分别与驱动盒的两侧的内壁固定连接，所述导向杆与齿条平行设置，所述齿条上设有装配孔，所述导向杆穿过装配孔，所述导向杆与装配孔匹配，所述导向杆与齿条滑动连接。
作为优选，为了避免齿条在导向杆上移动时发生晃动，所述装配孔的形状为方形。
作为优选，为了提高固定盒的转动时的稳定性，所述支撑组件包括支撑杆和滚珠，所述支撑杆的一端与固定盒的下方固定连接，所述支撑杆的另一端设有凹口，所述滚珠与凹口匹配，所述滚珠的球心设置在凹口的内部，所述滚珠与驱动盒的上方抵靠。
作为优选，为了限制连接杆的移动方向，所述连接单元还包括限位环，所述限位环固定在连接盒的靠近穿孔的一侧的内壁上，所述限位环套设在连接杆上，所述限位环与连接杆滑动连接。
作为优选，为了带动圆环转动，所述升降组件包括第二电机、丝杆和升降块，所述第二电机固定在凹槽内的靠近驱动盒的一端，所述第二电机与丝杆传动连接，所述升降块套设在丝杆上，所述升降块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述升降块与圆环的上方固定连接，所述第二电机与PLC电连接。
作为优选，为了延长丝杆的使用寿命，所述丝杆上涂有防腐镀锌层。
作为优选，为了使得齿轮转动流畅，所述齿条上涂有润滑脂。
作为优选，为了检测风的方向，所述固定盒的上方设有风向传感器。
本发明的有益效果是，该具有清洁和调节角度功能的风力发电设备通过调节机构，可以调整叶片的方向，使得叶片正对风向，提高了风力的利用率，与现有的调节机构相比，该调节机构调节便捷，提升了发电效果，通过清洁机构，实现清洁支柱的功能，避免长期积聚在支柱上的污垢腐蚀支柱，延长了支柱的使用寿命，与现有的清洁机构相比，该清洁机构无需人为清理，减轻了操作工的工作负担，提高了清洁的便捷性。
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是本发明的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备的结构示意图；
图2是本发明的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备的清洁机构的结构示意图；
图3是图2的A部放大图；
图4是本发明的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备的调节机构的结构示意图；
图中：1.支柱，2.固定盒，3.发电机，4.发电轴，5.叶片，6.驱动盒，7.第一电机，8.转杆，9.摆动杆，10.铰接块，11.齿条，12.齿轮，13.轴承，14.转轴，15.支撑杆，16.滚珠，17.导向杆，18.风向传感器，19.圆环，20.第二电机，21.丝杆，22.升降块，23.清洁条，24.连接盒，25.连接杆，26.弹簧，27.限位环。
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，一种具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，包括支柱1、调节机构、清洁机构和发电机构，所述发电机构通过调节机构设置在支柱1的上方，所述清洁机构设置在支柱1上，所述发电机构包括发电机3、发电轴4、固定盒2和若干叶片5，所述调节机构与固定盒2连接，所述发电机3固定在固定盒2的内部，所述发电机3与发电轴4的一端连接，所述固定盒2的远离发电机3的一侧设有通孔，所述发电轴4的另一端穿过通孔，所述叶片5周向均匀固定在发电轴4的另一端，所述支柱1内设有PLC；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该具有清洁和调节角度功能的风力发电设备通过调节机构，可以调整叶片5的方向，使得叶片5正对风向，提高了风力的利用率，通过清洁机构，实现清洁支柱1的功能，避免长期积聚在支柱1上的污垢腐蚀支柱1，延长了支柱1的使用寿命。
如图4所示，所述调节机构包括轴承13、转轴14、齿轮12、齿条11、驱动盒6、驱动组件和两个支撑组件，所述驱动盒6固定在支柱1的上方，所述驱动盒6的上方设有小孔，所述轴承13固定在驱动盒6内的底部，所述转轴14的一端与轴承13的内圈固定连接，所述转轴14的另一端穿过小孔与固定盒2的下方的中心处固定连接，所述齿轮12固定在转轴14上，所述齿轮12与转轴14同轴设置，所述齿条11设置在齿轮12的一侧，所述齿轮12与齿条11啮合，所述驱动组件与齿条11连接，两个支撑组件关于转轴14对称设置，所述固定盒2通过支撑组件设置在驱动盒6的上方；
当进行调节工作时，控制驱动组件工作，带动齿条11移动，使得齿轮12转动，通过转轴14带动固定盒2转动，从而调整了叶片5的方向，使得叶片5正对风向，提高了风力的利用率，从而提升了风力发电的效果。
如图2-3所示，所述清洁机构包括圆环19、两个升降组件和若干个清洁组件，所述圆环19套设在支柱1上，所述圆环19与支柱1同轴设置，两个升降组件关于支柱1的轴线对称设置，所述支柱1上设有两个凹槽，所述凹槽与升降组件一一对应，所述清洁组件周向均匀分布在圆环19的内壁上；
所述清洁组件包括清洁条23和三个连接单元，所述清洁条23的一侧抵靠在支柱1的外壁上，所述连接单元均匀分布在清洁条23的另一侧，所述清洁条23通过连接单元设置在圆环19的内壁上；
所述连接单元包括弹簧26、连接杆25和连接盒24，所述连接盒24固定在圆环19的内壁上，所述连接盒24的靠近支柱1的一侧设有穿孔，所述连接杆25的一端与清洁条23的远离支柱1的一侧固定连接，所述连接杆25的另一端穿过穿孔设置在连接盒24的内部，所述弹簧26的两端分别与连接杆25的另一端与连接盒24的远离穿孔的一侧的内壁连接，所述弹簧26处于压缩状态。
当进行清洁工作时，控制升降组件工作，带动圆环19向远离发电机构的方向移动，通过连接单元带动清洁条23向下移动，使得清洁条23对支柱1的外壁进行清洁工作，避免长期积聚在支柱1上的污垢腐蚀支柱1，延长了支柱1的使用寿命，由于弹簧26处于压缩状态，弹簧26为了恢复原位，给连接杆25一个向远离圆环19内壁方向的力，从而使得清洁条23始终牢牢的抵靠在支柱1的外壁上，提升了清洁条23的清洁效果。
作为优选，为了带动齿条11移动，所述驱动组件包括第一电机7、转杆8、摆动杆9和铰接块10，所述第一电机7与驱动盒6的内壁固定连接，所述第一电机7与转杆8的一端传动连接，所述转杆8的另一端通过摆动杆9与铰接块10铰接，所述铰接块10固定在齿条11的下方，所述第一电机7与PLC电连接。
当进行调节工作时，控制第一电机7启动，转杆8转动，通过摆动杆9带动铰接块10移动，从而带动齿条11移动，使得齿轮12转动，通过转轴14带动固定盒2转动，从而调整叶片5的方向，使得叶片5正对风向，提升了风力发电效果。
作为优选，为了限制齿条11的移动方向，所述调节机构还包括导向杆17，所述导向杆17的两端分别与驱动盒6的两侧的内壁固定连接，所述导向杆17与齿条11平行设置，所述齿条11上设有装配孔，所述导向杆17穿过装配孔，所述导向杆17与装配孔匹配，所述导向杆17与齿条11滑动连接。
通过设置导向杆17，限制了齿条11的移动方向，使得齿条11移动时更加的平稳。
作为优选，为了避免齿条11在导向杆17上移动时发生晃动，所述装配孔的形状为方形。
通过将装配孔设置为方形的孔，避免了齿条11在导向杆17上移动时发生转动，提高了齿条11移动时的稳定性。
作为优选，为了提高固定盒2的转动时的稳定性，所述支撑组件包括支撑杆15和滚珠16，所述支撑杆15的一端与固定盒2的下方固定连接，所述支撑杆15的另一端设有凹口，所述滚珠16与凹口匹配，所述滚珠16的球心设置在凹口的内部，所述滚珠16与驱动盒6的上方抵靠。
通过设置支撑杆15，给固定盒2提供了支撑力，通过设置滚珠16，将支撑杆15与驱动盒6之间的滑动摩擦，转为滚动摩擦，使得固定盒2转动时更加的平稳和流畅。
作为优选，为了限制连接杆25的移动方向，所述连接单元还包括限位环27，所述限位环27固定在连接盒24的靠近穿孔的一侧的内壁上，所述限位环27套设在连接杆25上，所述限位环27与连接杆25滑动连接。
通过设置限位环27，限制了连接杆25的移动方向，使得连接杆25移动时更加的稳定。
作为优选，为了带动圆环19转动，所述升降组件包括第二电机20、丝杆21和升降块22，所述第二电机20固定在凹槽内的靠近驱动盒6的一端，所述第二电机20与丝杆21传动连接，所述升降块22套设在丝杆21上，所述升降块22的与丝杆21的连接处设有与丝杆21匹配的螺纹，所述升降块22与圆环19的上方固定连接，所述第二电机20与PLC电连接。
当进行清洁工作时，控制第二电机20启动，丝杆21转动，带动升降块22向远离第二电机20的方向移动，带动圆环19向远离第二电机20的方向移动，从而带动清洁条23对支柱1进行清洁工作，避免长期积聚在支柱1上的污垢腐蚀支柱1，延长了支柱1的使用寿命。
作为优选，为了延长丝杆21的使用寿命，所述丝杆21上涂有防腐镀锌层。
作为优选，为了使得齿轮12转动流畅，所述齿条11上涂有润滑脂，减小了齿条11与齿轮12之间的摩擦力，使得齿轮12转动时更加的流畅。
作为优选，为了检测风的方向，所述固定盒2的上方设有风向传感器18。
通过设置风向传感器18，检测风的方向，发送信号给PLC，PLC控制调节机构工作，调整叶片5的角度，使得叶片5正对风向，提升了风力发电效果。
当进行调节工作时，控制第一电机7启动，转杆8转动，通过摆动杆9带动铰接块10移动，从而带动齿条11移动，使得齿轮12转动，通过转轴14带动固定盒2转动，从而调整叶片5的方向，使得叶片5正对风向，提高了风力的利用率，从而提升了风力发电的效果。当进行清洁工作时，控制第二电机20启动，丝杆21转动，带动升降块22向远离第二电机20的方向移动，带动圆环19向远离第二电机20的方向移动，通过连接单元带动清洁条23向下移动，使得清洁条23对支柱1的外壁进行清洁工作，避免长期积聚在支柱1上的污垢腐蚀支柱1，延长了支柱1的使用寿命，由于弹簧26处于压缩状态，弹簧26为了恢复原位，给连接杆25一个向远离圆环19内壁方向的力，从而使得清洁条23始终牢牢的抵靠在支柱1的外壁上，提升了清洁条23的清洁效果。
与现有技术相比，该具有清洁和调节角度功能的风力发电设备通过调节机构，可以调整叶片5的方向，使得叶片5正对风向，提高了风力的利用率，与现有的调节机构相比，该调节机构调节便捷，提升了发电效果，通过清洁机构，实现清洁支柱1的功能，避免长期积聚在支柱1上的污垢腐蚀支柱1，延长了支柱1的使用寿命，与现有的清洁机构相比，该清洁机构无需人为清理，减轻了操作工的工作负担，提高了清洁的便捷性。
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)
1.一种具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，包括支柱(1)、调节机构、清洁机构和发电机构，所述发电机构通过调节机构设置在支柱(1)的上方，所述清洁机构设置在支柱(1)上，所述发电机构包括发电机(3)、发电轴(4)、固定盒(2)和若干叶片(5)，所述调节机构与固定盒(2)连接，所述发电机(3)固定在固定盒(2)的内部，所述发电机(3)与发电轴(4)的一端连接，所述固定盒(2)的远离发电机(3)的一侧设有通孔，所述发电轴(4)的另一端穿过通孔，所述叶片(5)周向均匀固定在发电轴(4)的另一端，所述支柱(1)内设有PLC；
所述调节机构包括轴承(13)、转轴(14)、齿轮(12)、齿条(11)、驱动盒(6)、驱动组件和两个支撑组件，所述驱动盒(6)固定在支柱(1)的上方，所述驱动盒(6)的上方设有小孔，所述轴承(13)固定在驱动盒(6)内的底部，所述转轴(14)的一端与轴承(13)的内圈固定连接，所述转轴(14)的另一端穿过小孔与固定盒(2)的下方的中心处固定连接，所述齿轮(12)固定在转轴(14)上，所述齿轮(12)与转轴(14)同轴设置，所述齿条(11)设置在齿轮(12)的一侧，所述齿轮(12)与齿条(11)啮合，所述驱动组件与齿条(11)连接，两个支撑组件关于转轴(14)对称设置，所述固定盒(2)通过支撑组件设置在驱动盒(6)的上方；
所述清洁机构包括圆环(19)、两个升降组件和若干个清洁组件，所述圆环(19)套设在支柱(1)上，所述圆环(19)与支柱(1)同轴设置，两个升降组件关于支柱(1)的轴线对称设置，所述支柱(1)上设有两个凹槽，所述凹槽与升降组件一一对应，所述清洁组件周向均匀分布在圆环(19)的内壁上；
所述清洁组件包括清洁条(23)和三个连接单元，所述清洁条(23)的一侧抵靠在支柱(1)的外壁上，所述连接单元均匀分布在清洁条(23)的另一侧，所述清洁条(23)通过连接单元设置在圆环(19)的内壁上；
所述连接单元包括弹簧(26)、连接杆(25)和连接盒(24)，所述连接盒(24)固定在圆环(19)的内壁上，所述连接盒(24)的靠近支柱(1)的一侧设有穿孔，所述连接杆(25)的一端与清洁条(23)的远离支柱(1)的一侧固定连接，所述连接杆(25)的另一端穿过穿孔设置在连接盒(24)的内部，所述弹簧(26)的两端分别与连接杆(25)的另一端与连接盒(24)的远离穿孔的一侧的内壁连接，所述弹簧(26)处于压缩状态。
2.如权利要求1所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述驱动组件包括第一电机(7)、转杆(8)、摆动杆(9)和铰接块(10)，所述第一电机(7)与驱动盒(6)的内壁固定连接，所述第一电机(7)与转杆(8)的一端传动连接，所述转杆(8)的另一端通过摆动杆(9)与铰接块(10)铰接，所述铰接块(10)固定在齿条(11)的下方，所述第一电机(7)与PLC电连接。
3.如权利要求1所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述调节机构还包括导向杆(17)，所述导向杆(17)的两端分别与驱动盒(6)的两侧的内壁固定连接，所述导向杆(17)与齿条(11)平行设置，所述齿条(11)上设有装配孔，所述导向杆(17)穿过装配孔，所述导向杆(17)与装配孔匹配，所述导向杆(17)与齿条(11)滑动连接。
4.如权利要求3所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述装配孔的形状为方形。
5.如权利要求1所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述支撑组件包括支撑杆(15)和滚珠(16)，所述支撑杆(15)的一端与固定盒(2)的下方固定连接，所述支撑杆(15)的另一端设有凹口，所述滚珠(16)与凹口匹配，所述滚珠(16)的球心设置在凹口的内部，所述滚珠(16)与驱动盒(6)的上方抵靠。
6.如权利要求1所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述连接单元还包括限位环(27)，所述限位环(27)固定在连接盒(24)的靠近穿孔的一侧的内壁上，所述限位环(27)套设在连接杆(25)上，所述限位环(27)与连接杆(25)滑动连接。
7.如权利要求1所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述升降组件包括第二电机(20)、丝杆(21)和升降块(22)，所述第二电机(20)固定在凹槽内的靠近驱动盒(6)的一端，所述第二电机(20)与丝杆(21)传动连接，所述升降块(22)套设在丝杆(21)上，所述升降块(22)的与丝杆(21)的连接处设有与丝杆(21)匹配的螺纹，所述升降块(22)与圆环(19)的上方固定连接，所述第二电机(20)与PLC电连接。
8.如权利要求7所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述丝杆(21)上涂有防腐镀锌层。
9.如权利要求1所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述齿条(11)上涂有润滑脂。
10.如权利要求1所述的具有清洁和调节角度功能的风力发电设备，其特征在于，所述固定盒(2)的上方设有风向传感器(18)。
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