CN111120212A - 一种自动调向的风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动调向的风力发电机，包括机壳，所述机壳上方设有发电柱，所述发电柱左侧设有水平风扇，所述发电柱上侧设有竖直风扇，所述竖直风扇与所述水平风扇配合可使用水平和竖直两个方向的风力进行发电，所述发电柱内设有第一检测风扇和第二检测风扇，所述第一检测风扇与所述第二检测风扇进行配合时可检测所述水平风扇侧面有没有风，从而检测所述水平风扇是不是正对着风的方向进行发电，所述机壳内设有转动腔，所述下端壁转动连接有上端与所述发电柱固定连接的支撑柱，可在所述第一检测风扇与所述第二检测风扇检测到所述水平风扇不是正对着风时，通过将所述支撑柱进行转动可调整所述水平风扇的方向。

Description

一种自动调向的风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发动机技术领域，具体为一种自动调向的风力发电机。
背景技术
风力为清洁能源，越来越受到重视和利用，但是目前的风力发电机往往只能使用水平方向的风能，对于竖直方向的风能不能很好的利用，而且在发电过程中如果风向发生变化，则需要人工进行调整，或者是使用电脑配合传感器进行测量调整，这样一方面需要使风力发电机与外界相连，另一方面使用的能源较多，存在浪费能源的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动调向的风力发电机，用于克服现有技术中的上述缺陷。
根据本发明的一种自动调向的风力发电机，包括机壳，所述机壳上方设有发电机构，所述发电机构包括所述机壳上侧设有的发电柱，所述发电柱左侧设有水平风扇，所述水平风扇可在风吹时进行转动，从而进行发电，所述发电柱上侧设有竖直风扇，所述竖直风扇可在风吹时进行转动发电，所述竖直风扇与所述水平风扇配合可使用水平和竖直两个方向的风力进行发电，所述发电柱内设有检测机构，所述检测机构包括所述发电柱与所述水平风扇中间设有的第一检测风扇，所述水平风扇与所述发电柱中间设有第二检测风扇，所述第一检测风扇与所述第二检测风扇进行配合时可检测所述水平风扇侧面有没有风，从而检测所述水平风扇是不是正对着风的方向进行发电，所述机壳内设有转向机构，所述转向机构包括所述机壳内设有的转动腔，所述下端壁转动连接有上端与所述发电柱固定连接的支撑柱，所述机壳内设有驱动腔，所述驱动腔下端壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机动力连接有上端位于所述转动腔内的驱动轴，所述驱动轴固定连接有驱动齿轮，所述支撑柱固定连接有与所述驱动齿轮啮合的转动齿轮，所述支撑柱内设有圆柱腔，所述转动齿轮可带动所述支撑柱进行转动从而带动所述发电柱进行转动，可在所述第一检测风扇与所述第二检测风扇检测到所述水平风扇不是正对着风时，通过将所述支撑柱进行转动可调整所述水平风扇的方向，所述机壳内设有控制腔。
在上述技术方案基础上，所述检测机构包括所述发电柱左端面固定连接的第一检测板，所述第一检测板内设有第一检测板腔，所述发电柱内设有第一检测腔，所述第一检测板腔后端壁转动连接有右端位于所述所述第一检测腔内的第一换向轴，所述第一换向轴左端固定连接有第一旋绕锥齿轮，所述第一检测板腔上下端壁固定连接有第一固定板，所述第一固定板转动连接有前端位于外界的第一检测轴，所述第一检测轴后端固定连接有与所述第一旋绕锥齿轮啮合的第一旋转锥齿轮，所述第一检测轴前端固定连接有所述第一检测风扇，所述发电柱内设有第二检测腔，所述第一检测腔上端壁转动连接有下端位于所述第二检测腔内的从动轴，所述发电柱左端面固定连接有第二检测板，所述第二检测板内设有第二检测板腔，所述第二检测板腔后端壁转动连接有右端位于所述所述第二检测腔内的第二换向轴，所述第二换向轴左端固定连接有第二旋绕锥齿轮，所述第二检测板腔上下端壁固定连接有第二固定板，所述第二固定板转动连接有前端位于外界的第二检测轴，所述第二检测轴后端固定连接有与所述第二旋绕锥齿轮啮合的第二旋转锥齿轮，所述第二检测轴前端固定连接有所述第二检测风扇。
在上述技术方案基础上，所述发电机构包括所述发电柱内设有的传输腔，所述传输腔右端壁转动连接有左端位于外界的转动轴，所述转动轴左端固定连接有所述水平风扇，所述转动轴右端固定连接有传动锥齿轮，所述机壳内设有发电腔，所述发电腔内设有第一发电块和第二发电块，所述第一发电块设有上端位于所述传输腔内的第一发电轴，所述第一发电轴上端固定连接有转动锥齿轮，所述第二发电块设有上端与所述竖直风扇固定连接的第二发电轴。
在上述技术方案基础上，所述转向机构包括所述第一换向轴右端固定连接的第一主动锥齿轮，所述从动轴上端固定连接有与所述第一主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮，所述第二换向轴右端固定连接有第二主动锥齿轮，所述第二检测腔上端壁转动连接有下端位于所述控制腔内的旋转轴，所述旋转轴上端固定连接有从动齿轮，所述从动轴下端固定连接有与所述第二主动锥齿轮啮合的第二从动锥齿轮，所述从动轴下端固定连接有与所述从动齿轮啮合的旋转齿轮，所述旋转轴下端固定连接有主动摩擦轮，所述控制腔下端转动连接有控制轴，所述控制轴下端固定连接有与所述主动摩擦轮啮合的从动摩擦轮，所述控制轴上端固定连接有凸轮，所述控制轴下端固定连接有与所述控制腔下端壁固定连接的扭转弹簧，所述控制腔后端壁固定连接有第一固定块，所述第一固定块内设有第一固定块腔，所述第一固定块腔内设有第一开关，所述第一固定块腔内滑动连接有另一端位于所述控制腔内的第一推块，所述第一固定块腔内设有连接所述第一推块与所述第一固定块腔后端壁的第一水平弹簧，所述控制腔前端壁固定连接有第二固定块，所述第二固定块内设有第二固定块腔，所述第二固定块腔内设有第二开关，所述第二固定块腔内滑动连接有另一端位于所述控制腔内的第二推块，所述第二固定块腔内设有连接所述第二推块与所述第二固定块腔前端壁的第二水平弹簧。
在上述技术方案基础上，所述驱动电机与所述第二发电块通过第一电线连通，所述驱动电机与所述第一发电块通过第二电线连通，所述旋转轴与所述第二发电轴关于所述圆柱腔中心线位置对称，所述第一发电轴中心线与所述圆柱腔中心线重合，所述第一开关可开启所述驱动电机正向输出动力，所述第二开关可开启所述驱动电机反向输出动力。
本发明的有益效果是：本发明设置了水平和竖直两个方向的发电风扇，从而使发电效率和发电量都得到提高，本发明通过设置凸轮和推块可根据凸轮的转动推动不同的推块从而启动电机正向或者反向输出动力，从而实现根据风向的变化启动电机带动发电风扇对准风向，实现发电量的最大化，发电效果好。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是为本发明的一种自动调向的风力发电机结构示意图；
图2是本发明实施例图1中A-A处结构放大示意图；
图3是本发明实施例图1中B-B处结构放大示意图；
图4是本发明实施例图1中C-C处结构放大示意图；
图5是本发明实施例图1中D-D处结构放大示意图；
图6是本发明实施例图1中E-E处结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1-6对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
参照图1-6，根据本发明的实施例的一种自动调向的风力发电机，包括机壳10，所述机壳10上方设有发电机构73，所述发电机构73包括所述机壳10上侧设有的发电柱71，所述发电柱71左侧设有水平风扇23，所述水平风扇23可在风吹时进行转动，从而进行发电，所述发电柱71上侧设有竖直风扇36，所述竖直风扇36可在风吹时进行转动发电，所述竖直风扇36与所述水平风扇23配合可使用水平和竖直两个方向的风力进行发电，所述发电柱71内设有检测机构72，所述检测机构72包括所述发电柱71与所述水平风扇23中间设有的第一检测风扇30，所述水平风扇23与所述发电柱71中间设有第二检测风扇24，所述第一检测风扇30与所述第二检测风扇24进行配合时可检测所述水平风扇23侧面有没有风，从而检测所述水平风扇23是不是正对着风的方向进行发电，所述机壳10内设有转向机构74，所述转向机构74包括所述机壳10内设有的转动腔18，所述下端壁转动连接有上端与所述发电柱71固定连接的支撑柱21，所述机壳10内设有驱动腔15，所述驱动腔15下端壁固定连接有驱动电机16，所述驱动电机16动力连接有上端位于所述转动腔18内的驱动轴17，所述驱动轴17固定连接有驱动齿轮19，所述支撑柱21固定连接有与所述驱动齿轮19啮合的转动齿轮20，所述支撑柱21内设有圆柱腔22，所述转动齿轮20可带动所述支撑柱21进行转动从而带动所述发电柱71进行转动，可在所述第一检测风扇30与所述第二检测风扇24检测到所述水平风扇23不是正对着风时，通过将所述支撑柱21进行转动可调整所述水平风扇23的方向，所述机壳10内设有控制腔11。
另外，在一个实施例中，所述检测机构72包括所述发电柱71左端面固定连接的第一检测板31，所述第一检测板31内设有第一检测板腔52，所述发电柱71内设有第一检测腔38，所述第一检测板腔52后端壁转动连接有右端位于所述所述第一检测腔38内的第一换向轴54，所述第一换向轴54左端固定连接有第一旋绕锥齿轮75，所述第一检测板腔52上下端壁固定连接有第一固定板55，所述第一固定板55转动连接有前端位于外界的第一检测轴32，所述第一检测轴32后端固定连接有与所述第一旋绕锥齿轮75啮合的第一旋转锥齿轮53，所述第一检测轴32前端固定连接有所述第一检测风扇30，所述发电柱71内设有第二检测腔43，所述第一检测腔38上端壁转动连接有下端位于所述第二检测腔43内的从动轴35，所述发电柱71左端面固定连接有第二检测板26，所述第二检测板26内设有第二检测板腔56，所述第二检测板腔56后端壁转动连接有右端位于所述所述第二检测腔43内的第二换向轴58，所述第二换向轴58左端固定连接有第二旋绕锥齿轮76，所述第二检测板腔56上下端壁固定连接有第二固定板59，所述第二固定板59转动连接有前端位于外界的第二检测轴25，所述第二检测轴25后端固定连接有与所述第二旋绕锥齿轮76啮合的第二旋转锥齿轮57，所述第二检测轴25前端固定连接有所述第二检测风扇24。
另外，在一个实施例中，所述发电机构73包括所述发电柱71内设有的传输腔39，所述传输腔39右端壁转动连接有左端位于外界的转动轴29，所述转动轴29左端固定连接有所述水平风扇23，所述转动轴29右端固定连接有传动锥齿轮40，所述机壳10内设有发电腔77，所述发电腔77内设有第一发电块48和第二发电块46，所述第一发电块48设有上端位于所述传输腔39内的第一发电轴45，所述第一发电轴45上端固定连接有转动锥齿轮41，所述第二发电块46设有上端与所述竖直风扇36固定连接的第二发电轴37。
另外，在一个实施例中，所述转向机构74包括所述第一换向轴54右端固定连接的第一主动锥齿轮33，所述从动轴35上端固定连接有与所述第一主动锥齿轮33啮合的第一从动锥齿轮34，所述第二换向轴58右端固定连接有第二主动锥齿轮27，所述第二检测腔43上端壁转动连接有下端位于所述控制腔11内的旋转轴42，所述旋转轴42上端固定连接有从动齿轮44，所述从动轴35下端固定连接有与所述第二主动锥齿轮27啮合的第二从动锥齿轮28，所述从动轴35下端固定连接有与所述从动齿轮44啮合的旋转齿轮70，所述旋转轴42下端固定连接有主动摩擦轮51，所述控制腔11下端转动连接有控制轴13，所述控制轴13下端固定连接有与所述主动摩擦轮51啮合的从动摩擦轮12，所述控制轴13上端固定连接有凸轮14，所述控制轴13下端固定连接有与所述控制腔11下端壁固定连接的扭转弹簧78，所述控制腔11后端壁固定连接有第一固定块60，所述第一固定块60内设有第一固定块腔63，所述第一固定块腔63内设有第一开关62，所述第一固定块腔63内滑动连接有另一端位于所述控制腔11内的第一推块64，所述第一固定块腔63内设有连接所述第一推块64与所述第一固定块腔63后端壁的第一水平弹簧61，所述控制腔11前端壁固定连接有第二固定块69，所述第二固定块69内设有第二固定块腔66，所述第二固定块腔66内设有第二开关67，所述第二固定块腔66内滑动连接有另一端位于所述控制腔11内的第二推块65，所述第二固定块腔66内设有连接所述第二推块65与所述第二固定块腔66前端壁的第二水平弹簧68。
另外，在一个实施例中，所述驱动电机16与所述第二发电块46通过第一电线49连通，所述驱动电机16与所述第一发电块48通过第二电线47连通，所述旋转轴42与所述第二发电轴37关于所述圆柱腔22中心线位置对称，所述第一发电轴45中心线与所述圆柱腔22中心线重合，所述第一开关62可开启所述驱动电机16正向输出动力，所述第二开关67可开启所述驱动电机16反向输出动力。
初始状态时，凸轮14最大处位于最左侧，驱动电机16未开启，转动轴29为左右水平放置。
进行发电时，将水平风扇23对准风向，在风力作用下水平风扇23转动，从而带动转动轴29转动，从而带动传动锥齿轮40转动，从而带动转动锥齿轮41转动，从而带动第一发电轴45转动，从而通过第一发电块48进行发电，如果上方也有风，则在风力作用下竖直风扇36转动，从而带动第二发电轴37转动，从而通过第一发电块48进行发电；
发电过程中，如果风向发生变化，则第一检测风扇30和第二检测风扇24受到风力作用进行转动，第一检测风扇30转动带动第一检测轴32转动，从而带动第一旋转锥齿轮53转动，从而带动第一旋绕锥齿轮75转动，从而带动第一换向轴54转动，从而带动第一主动锥齿轮33转动，从而带动第一从动锥齿轮34转动，从而带动从动轴35转动，同时第二检测风扇24转动带动第二检测轴25转动，从而带动第二旋转锥齿轮57转动，从而带动第二旋绕锥齿轮76转动，从而带动第二换向轴58转动，从而带动第二主动锥齿轮27转动，从而带动第二从动锥齿轮28转动，从而带动从动轴35转动，从而带动旋转齿轮70转动，从而带从动齿轮44转动，从而带动旋转轴42转动，从而带动主动摩擦轮51转动，从而带动从动摩擦轮12转动，从而带动控制轴13转动并扭转扭转弹簧78，从而带动凸轮14转动，根据风的方向凸轮14转动的方向不同，当风从前向后吹动时，凸轮14转动为顺时针转动到被第一固定块60阻挡，并将第一推块64推入第一固定块腔63内并压缩第一水平弹簧61按动第一开关62，此时驱动电机16启动正向输出动力，从而带动驱动轴17正转，从而带动驱动齿轮19正转，从而带动转动齿轮20反转，从而带动支撑柱21反转，从而带动发电柱71反转，从而将水平风扇23转动至正对风，当风从后向前吹动时，凸轮14转动为逆时针转动到被第二固定块69阻挡，并第二推块65推入第二固定块腔66内并压缩第二水平弹簧68按动第二开关67，此时驱动电机16启动反向输出动力，从而带动驱动轴17反转，从而带动驱动齿轮19反转，从而带动转动齿轮20正转，从而带动支撑柱21正转，从而带动发电柱71正转，从而将水平风扇23转动至正对风；
转动完成后，第二检测风扇24和第一检测风扇30不接触风不进行转动，在扭转弹簧78弹力作用下控制轴13转动回到初始位置，在第一水平弹簧61或者第二水平弹簧68弹力作用下，第一推块64或者第二推块65回到初始位置，第一开关62或者第二开关67不被接触，驱动电机16关闭。
本发明的有益效果是：本发明设置了水平和竖直两个方向的发电风扇，从而使发电效率和发电量都得到提高，本发明通过设置凸轮和推块可根据凸轮的转动推动不同的推块从而启动电机正向或者反向输出动力，从而实现根据风向的变化启动电机带动发电风扇对准风向，实现发电量的最大化，发电效果好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动调向的风力发电机，包括机壳，所述机壳上方设有发电机构，所述发电机构包括所述机壳上侧设有的发电柱，所述发电柱左侧设有水平风扇，所述水平风扇可在风吹时进行转动，从而进行发电，所述发电柱上侧设有竖直风扇，所述竖直风扇可在风吹时进行转动发电，所述竖直风扇与所述水平风扇配合可使用水平和竖直两个方向的风力进行发电，所述发电柱内设有检测机构，所述检测机构包括所述发电柱与所述水平风扇中间设有的第一检测风扇，所述水平风扇与所述发电柱中间设有第二检测风扇，所述第一检测风扇与所述第二检测风扇进行配合时可检测所述水平风扇侧面有没有风，从而检测所述水平风扇是不是正对着风的方向进行发电，所述机壳内设有转向机构，所述转向机构包括所述机壳内设有的转动腔，所述下端壁转动连接有上端与所述发电柱固定连接的支撑柱，所述机壳内设有驱动腔，所述驱动腔下端壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机动力连接有上端位于所述转动腔内的驱动轴，所述驱动轴固定连接有驱动齿轮，所述支撑柱固定连接有与所述驱动齿轮啮合的转动齿轮，所述支撑柱内设有圆柱腔，所述转动齿轮可带动所述支撑柱进行转动从而带动所述发电柱进行转动，可在所述第一检测风扇与所述第二检测风扇检测到所述水平风扇不是正对着风时，通过将所述支撑柱进行转动可调整所述水平风扇的方向，所述机壳内设有控制腔。
2.根据权利要求1所述的一种自动调向的风力发电机，其特征在于：所述检测机构包括所述发电柱左端面固定连接的第一检测板，所述第一检测板内设有第一检测板腔，所述发电柱内设有第一检测腔，所述第一检测板腔后端壁转动连接有右端位于所述所述第一检测腔内的第一换向轴，所述第一换向轴左端固定连接有第一旋绕锥齿轮，所述第一检测板腔上下端壁固定连接有第一固定板，所述第一固定板转动连接有前端位于外界的第一检测轴，所述第一检测轴后端固定连接有与所述第一旋绕锥齿轮啮合的第一旋转锥齿轮，所述第一检测轴前端固定连接有所述第一检测风扇，所述发电柱内设有第二检测腔，所述第一检测腔上端壁转动连接有下端位于所述第二检测腔内的从动轴，所述发电柱左端面固定连接有第二检测板，所述第二检测板内设有第二检测板腔，所述第二检测板腔后端壁转动连接有右端位于所述所述第二检测腔内的第二换向轴，所述第二换向轴左端固定连接有第二旋绕锥齿轮，所述第二检测板腔上下端壁固定连接有第二固定板，所述第二固定板转动连接有前端位于外界的第二检测轴，所述第二检测轴后端固定连接有与所述第二旋绕锥齿轮啮合的第二旋转锥齿轮，所述第二检测轴前端固定连接有所述第二检测风扇。
3.根据权利要求1所述的一种自动调向的风力发电机，其特征在于：所述发电机构包括所述发电柱内设有的传输腔，所述传输腔右端壁转动连接有左端位于外界的转动轴，所述转动轴左端固定连接有所述水平风扇，所述转动轴右端固定连接有传动锥齿轮，所述机壳内设有发电腔，所述发电腔内设有第一发电块和第二发电块，所述第一发电块设有上端位于所述传输腔内的第一发电轴，所述第一发电轴上端固定连接有转动锥齿轮，所述第二发电块设有上端与所述竖直风扇固定连接的第二发电轴。
4.根据权利要求2所述的一种自动调向的风力发电机，其特征在于：所述转向机构包括所述第一换向轴右端固定连接的第一主动锥齿轮，所述从动轴上端固定连接有与所述第一主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮，所述第二换向轴右端固定连接有第二主动锥齿轮，所述第二检测腔上端壁转动连接有下端位于所述控制腔内的旋转轴，所述旋转轴上端固定连接有从动齿轮，所述从动轴下端固定连接有与所述第二主动锥齿轮啮合的第二从动锥齿轮，所述从动轴下端固定连接有与所述从动齿轮啮合的旋转齿轮，所述旋转轴下端固定连接有主动摩擦轮，所述控制腔下端转动连接有控制轴，所述控制轴下端固定连接有与所述主动摩擦轮啮合的从动摩擦轮，所述控制轴上端固定连接有凸轮，所述控制轴下端固定连接有与所述控制腔下端壁固定连接的扭转弹簧，所述控制腔后端壁固定连接有第一固定块，所述第一固定块内设有第一固定块腔，所述第一固定块腔内设有第一开关，所述第一固定块腔内滑动连接有另一端位于所述控制腔内的第一推块，所述第一固定块腔内设有连接所述第一推块与所述第一固定块腔后端壁的第一水平弹簧，所述控制腔前端壁固定连接有第二固定块，所述第二固定块内设有第二固定块腔，所述第二固定块腔内设有第二开关，所述第二固定块腔内滑动连接有另一端位于所述控制腔内的第二推块，所述第二固定块腔内设有连接所述第二推块与所述第二固定块腔前端壁的第二水平弹簧。
5.根据权利要求4所述的一种自动调向的风力发电机，其特征在于：所述驱动电机与所述第二发电块通过第一电线连通，所述驱动电机与所述第一发电块通过第二电线连通，所述旋转轴与所述第二发电轴关于所述圆柱腔中心线位置对称，所述第一发电轴中心线与所述圆柱腔中心线重合，所述第一开关可开启所述驱动电机正向输出动力，所述第二开关可开启所述驱动电机反向输出动力。
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