CN112324619A - 一种家用绿色能源采集装置 - Google Patents

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郭家伟
韩飞坡
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Abstract

本发明公开了一种家用绿色能源采集装置，属于绿色能源采集领域。本发明包括上下分布设置的风力发电单元和太阳能发电单元，风力发电单元包括风力发电机和风叶，风力发电机上连接有连接杆，连接杆上沿周向均匀间隔设置有多组风叶；太阳能发电单元包括太阳能电伏板、用于驱动太阳能电伏板升降的升降动力组件一、以及用于驱动太阳能电伏板展开收缩的翻转动力组件。本发明克服现有技术中单独能源采集容易受环境影响的问题，拟提供一种家用绿色能源采集装置，将太阳能发电和风力发电有效融合，能够有效避免单一形式发电的缺陷，大大降低能源采集过程中的容错率，使得装置更加适应生态环境，应用更加便利。

Description

一种家用绿色能源采集装置
技术领域
本发明涉及绿色能源采集技术领域，更具体地说，涉及一种家用绿色能源采集装置。
背景技术
太阳能的能源是来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)，是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的的可再生能源能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，人们感兴趣的是如何利用风来发电。利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。当今是互联网的时代，我们仍然对电力有着持续增长的需求，因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。
随着科学技术的发展，人们越来越重视清洁能源的使用，而当今社会人们已经离不开电力的使用，尽管电力已经完成了普及使用，但是偏远地区还是会出现经常断电的情况，合理的利用周围的清洁能源，可以减轻电力网的压力，同时也便于电力的使用。现有的绿色能源的采集一般均为单独使用，比如说太阳能光发电，是一种不通过热过程，利用太阳能电池这种半导体器件，直接把照射到太阳能电池上的光能转换，又或风力发电，把风的动能转为电能。单独使用太阳能光发电或者风力发电受天气影响有较大的弊端，比如说连续的阴雨天，太阳能光发电无法使用，但是连续的阴雨天通常都伴随有风，这时方便风力发电的使用，相对的，若连续的无风或者风力较小，即无法带动风力发电机的启动。
面对上述问题，若将太阳能光发电和风力发电相结合，连续的阴雨天可以通过风力进行发电，在风力较小时，光照强度较大时又可采用太阳能光发电，即大大的降低了能源采集过程中的容错率，使得装置更加适应生态环境，达到机械借助生态环境进行工作，又与生态环境和谐相处的目的。如何实现两者发电的有效结合是目前行业研究的热点。
经检索，中国专利申请号：2016103180698，发明创造名称为：带风力发电的伸缩式太阳能发电装置，该申请案通过第一、二电动伸缩杆伸出将太阳能电池活动板移动到太阳能电池基板的外部，使阳光能够照射到太阳能电池活动板上，从而提高了太阳能利用率，增加了发电量，第一、二电动伸缩杆收缩，使太阳能电池活动板移动到太阳能电池基板的下方，使得地面上的植被不被遮挡，从而使植被能够正常生长，避免水土流失，保护了环境，通过风向传感器能够感应风吹来的方向，通过风向传感器与电动环形轨道通信连接，使电动环形轨道上的滑块带动风车发电装置沿电动环形轨道滑动，使风车发电装置的叶片始终朝向风吹来的方向，从而使风车发电装置的发电效率最大化，进而使风能得到最大的利用。该申请案仍具有一定的优化空间。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中单独能源采集容易受环境影响的问题，拟提供一种家用绿色能源采集装置，将太阳能发电和风力发电有效融合，能够有效避免单一形式发电的缺陷，大大降低能源采集过程中的容错率，使得装置更加适应生态环境，应用更加便利。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种家用绿色能源采集装置，包括上下分布设置的风力发电单元和太阳能发电单元，风力发电单元包括风力发电机和风叶，风力发电机上连接有连接杆，连接杆上沿周向均匀间隔设置有多组风叶；太阳能发电单元包括太阳能电伏板、用于驱动太阳能电伏板升降的升降动力组件一、以及用于驱动太阳能电伏板展开收缩的翻转动力组件。
更进一步地，太阳能发电单元还包括第一安全筒，且第一安全筒内壁两侧沿高度方向开设有第一限位槽；升降动力组件一包括设于第一安全筒底部的第一电机，第一电机的输出端连接有第一螺杆，第一螺杆上螺纹配合设置有第一套筒，第一套筒的外周设有与第一限位槽相配合的第一限位块；第一电机的顶部上方还通过第一轴承架封闭，第一螺杆转动配合穿出第一轴承架并向上延伸与第一套筒配合；第一套筒顶部设有承载板，太阳能电伏板即设置于承载板上。
更进一步地，第一安全筒顶部设置有用于封闭筒口的第一安全盖，第一螺杆和第一套筒配合穿出第一安全盖并向上延伸。
更进一步地，承载板的两侧分别设置有太阳能电伏板，翻转动力组件包括驱动电机和转动杆，驱动电机设置于承载板一侧，且驱动电机的输出端连接有转动杆，转动杆的另一端与承载板铰接，太阳能电伏板与该转动杆相连。
更进一步地，风力发电单元还包括第二安全筒，第二安全筒通过支撑架连接位于承载板上方，第二安全筒内设置有用于驱动风力发电机和风叶在第二安全筒内升降的升降动力组件二。
更进一步地，第二安全筒的内壁两侧沿高度方向开设有第二滑槽，升降动力组件二包括设于第二安全筒底部的第二电机，第二电机的输出端连接有第二螺杆，第二螺杆上螺纹配合设置有第二套筒，第二套筒的外周设有与第二滑槽相配合的第二限位块；第二套筒的顶部设有风机箱，风力发电机设于该风机箱内，且风力发电机上连接有连接杆，多组风叶环绕设于连接杆上。
更进一步地，第二电机的顶部上方通过第二轴承架封闭，第二螺杆转动配合穿出第二轴承架并向上延伸与第二套筒连接。
更进一步地，第二安全筒内设有同轴分布的内安全筒，第二电机和第二螺杆均位于内安全筒中，且内安全筒顶部通过第二安全盖封闭，第二螺杆和第二套筒配合穿过第二安全盖并向上延伸。
更进一步地，风叶设置为弧形，且多组风叶沿弧形同一朝向间隔环绕分布在连接杆上。
更进一步地，第一安全筒和第二安全筒的底壁上均开设有多个贯穿的排水孔。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种家用绿色能源采集装置，通过将风力发电和太阳能发电相结合，形成功能更全面的能源采集装置，降低了恶劣天气情况下能源采集的容错率，使得装置更适合生态环境，从而达到机械借助生态环境进行工作，又与生态环境和谐相处的目的。
(2)本发明的一种家用绿色能源采集装置，其结构简单，易于安装和维护，设置的第一安全筒和第二安全筒分别对太阳能发电部分和风力发电部分进行保护，提升了装置对环境的适应能力，同时提升了装置的使用寿命，以较长的维护周期获取更多的能源。
附图说明
图1为本发明的一种家用绿色能源采集装置的正视示意图；
图2为本发明的一种家用绿色能源采集装置的俯视示意图；
图3为本发明中太阳发电单元的正视示意图；
图4为本发明中太阳发电单元的侧视剖视示意图；
图5为本发明中风力发电单元的正视示意图；
图6为本发明中风力发电单元的剖视示意图。
示意图中的标号说明：
100、底座；101、第一安全筒；102、地脚螺栓；103、第一限位槽；104、第一安全盖；
200、第一电机；201、第一轴承架；202、第一螺杆；203、第一限位块；204、第一套筒；
300、承载板；301、太阳能电伏板；302、转动杆；303、驱动电机；304、支撑架；
400、第二安全筒；401、内安全筒；402、第二安全盖；
500、第二电机；501、第二轴承架；502、第二螺杆；503、第二套筒；504、风机箱；505、风力发电机；506、顶壳；507、连接杆；508、风叶。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1-图6所示，本实施例的一种家用绿色能源采集装置，包括上下分布设置的风力发电单元和太阳能发电单元，风力发电单元包括风力发电机505和风叶508，风力发电机505 上连接有连接杆507，连接杆507上沿周向均匀间隔设置有多组风叶508；太阳能发电单元包括太阳能电伏板301、用于驱动太阳能电伏板301升降的升降动力组件一、以及用于驱动太阳能电伏板301展开收缩的翻转动力组件。
本实施例中还包括底座100，风力发电单元和太阳能发电单元均设置在底座100上，底座100上设置有用于固定的地脚螺栓102。具体地，底座100上设置有第一安全筒101，且第一安全筒101内壁两侧沿高度方向开设有第一限位槽103；升降动力组件一包括设于第一安全筒101底部的第一电机200，第一电机200的输出端连接有第一螺杆202，第一螺杆202上螺纹配合设置有第一套筒204，第一套筒204的外周设有与第一限位槽103相配合的第一限位块203；通过第一电机200正反转驱动第一螺杆202旋转，从而最终实现对第一套筒204沿第一限位槽103方向的升降移动控制，第一套筒204顶部设有承载板300，太阳能电伏板301即设置于承载板300上。即最终实现对太阳能电伏板301的高度位置调整控制。
本实施例中第一电机200的顶部上方还通过第一轴承架201封闭，第一螺杆202转动配合穿出第一轴承架201并向上延伸与第一套筒204配合；具体地，第一电机200固定连接在第一安全筒101底部中心，两个第一轴承架201拼接包裹在第一电机200外周，对第一电机200进行有效防护，且便于拆卸安装。第一电机200的输出端固定连接第一螺杆202，第一螺杆202的下部设有一定区域的光杆段，该光杆段通过转动轴承配合穿过第一轴承架201。通过设置第一轴承架201，不仅有利于防护第一电机200，更能为第一螺杆202提供固定支点，防止第一螺杆202发生左右摆动，避免影响整个升降过程的安全平稳性，保障其能够长期稳定使用。同理，对应地，亦可在第一套筒204内部设有轴承架，第一螺杆202的上部对应也设有一定区域的光杆段，第一套筒204内壁顶部对应设有一定的光滑段，该光滑段内安装有轴承架，第一螺杆202上部的光杆段通过转动轴承配合与该轴承架连接，且该轴承架在第一套筒204的光滑内壁区域通过设置对应的限位滑槽能够沿轴向滑动。如此设置，对第一螺杆202长度方向两端均进行支点固定，进一步防止其发生偏摆。
本实施例中承载板300的两侧分别设置有太阳能电伏板301，翻转动力组件包括驱动电机303和转动杆302，驱动电机303设置于承载板300一侧，且驱动电机303的输出端连接有转动杆302，转动杆302的另一端与承载板300铰接，太阳能电伏板301与该转动杆302 相连。通过驱动电机303驱动转动杆302旋转，能够直接控制太阳能电伏板301发生翻转，从而实现环绕承载板300侧边的展开和收缩状态，初始状态下，太阳能电伏板301向下收缩在第一安全筒101内，需要太阳能发电时，升降动力组件一先控制承载板300上升脱离第一安全筒101，然后驱动电机303启动控制两侧的太阳能电伏板301展开，进行太阳能发电过程；不需要太阳能发电时，则驱动电机303控制太阳能电伏板301收缩，升降动力组件一驱动承载板300下降，使太阳能电伏板301重新回缩第一安全筒101内，可以有效避免外界恶劣环境损害。
本实施例兼具风力发电单元和太阳能发电单元，形成功能更全面的能源采集装置，降低了恶劣天气情况下能源采集的容错率，使得装置更适合生态环境，从而达到机械借助生态环境进行工作，又与生态环境和谐相处的目的。
实施例2
本实施例的一种家用绿色能源采集装置，基本同实施例1，更进一步地，如图5所示，本实施例中风力发电单元还包括第二安全筒400，第二安全筒400通过支撑架304连接位于承载板300上方，第二安全筒400内设置有用于驱动风力发电机505和风叶508在第二安全筒400内升降的升降动力组件二。
具体地，第二安全筒400的内壁两侧沿高度方向开设有第二滑槽，升降动力组件二包括设于第二安全筒400底部的第二电机500，第二电机500的输出端连接有第二螺杆502，第二螺杆502上螺纹配合设置有第二套筒503，第二套筒503的外周设有与第二滑槽相配合的第二限位块；同样通过第二电机500驱动第二螺杆502旋转，最终控制第二套筒503沿第二滑槽方向的升降运动；第二套筒503的顶部设有风机箱504，即同步带动风机箱504的上下升降。风力发电机505设于该风机箱504内，风机箱504顶部盖有顶壳506；且风力发电机505 的输入端上连接有连接杆507，多组风叶508环绕设于连接杆507上，具体地，连接杆507 上均匀开设有多个卡和槽，每个卡和槽位置对应卡和连接风叶508，并通过螺钉紧固。风力推动风叶508转动，从而带动风力发电机505的输入端转动，从而进行风力发电，进行发电任务。
同样地，本实施例中第二电机500的顶部上方也通过第二轴承架501封闭，第二螺杆502 转动配合穿出第二轴承架501并向上延伸与第二套筒503配合，即两个第二轴承架501拼接包裹在第二电机500外周，对第二电机500进行有效防护，且便于拆卸安装。第二螺杆502 的下部设有一定区域的光杆段，该光杆段通过转动轴承配合穿过第二轴承架501；第二套筒 503内亦可对应设有轴承架，有效防止第二螺杆502发生偏摆。
本实施例中风叶508设置为弧形，且多组风叶508沿弧形同一朝向间隔环绕分布在连接杆507上，使得风叶508在面对任何方向的风力时，多组风叶508可以沿同一方向进行旋转，从而提高风力发电效率。
实施例3
本实施例的一种家用绿色能源采集装置，基本同上述实施例，更进一步地，如图5所示，本实施例中第一安全筒101顶部设置有用于封闭筒口的第一安全盖104，第一螺杆202和第一套筒204配合穿出第一安全盖104并向上延伸。两个第一安全盖104拼接盖合在第一安全筒101上，还可以对第一套筒204进行限位。
本实施例中第二安全筒400内设有同轴分布的内安全筒401，第二电机500和第二螺杆 502均位于内安全筒401中，且内安全筒401顶部通过第二安全盖402封闭，第二螺杆502 和第二套筒503配合穿过第二安全盖402并向上延伸。两个第二安全盖402拼接盖合在内安全筒401顶部，还可以对第二套筒503进行限位。同理，本实施例中还可在第一安全筒101 外侧设置同轴的外安全筒，且外安全筒高度高于第一安全筒101，当太阳能发电单元收起时，可以将太阳能电伏板301收缩然后降回外安全筒内，进一步防止外界损害。
本实施例中第一安全筒101和第二安全筒400的底壁上均开设有多个贯穿的排水孔，防止筒内聚集水分。
本实施例实际使用时，可以根据外界环境和使用需求，即可单独采用又可同时采用太阳能发电单元和风力发电单元，受环境限制小，且通过组合配合的筒状结构和盖板结构等，能够对发电部分进行有效保护，提升整体装置对环境的适应能力，提升使用寿命，以较长的维护周期获取更多的能源。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：包括上下分布设置的风力发电单元和太阳能发电单元，风力发电单元包括风力发电机(505)和风叶(508)，风力发电机(505)上连接有连接杆(507)，连接杆(507)上沿周向均匀间隔设置有多组风叶(508)；太阳能发电单元包括太阳能电伏板(301)、用于驱动太阳能电伏板(301)升降的升降动力组件一、以及用于驱动太阳能电伏板(301)展开收缩的翻转动力组件。
2.根据权利要求1所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：太阳能发电单元还包括第一安全筒(101)，且第一安全筒(101)内壁两侧沿高度方向开设有第一限位槽(103)；升降动力组件一包括设于第一安全筒(101)底部的第一电机(200)，第一电机(200)的输出端连接有第一螺杆(202)，第一螺杆(202)上螺纹配合设置有第一套筒(204)，第一套筒(204)的外周设有与第一限位槽(103)相配合的第一限位块(203)；第一电机(200)的顶部上方还通过第一轴承架(201)封闭，第一螺杆(202)转动配合穿出第一轴承架(201)并向上延伸与第一套筒(204)配合；第一套筒(204)顶部设有承载板(300)，太阳能电伏板(301)即设置于承载板(300)上。
3.根据权利要求2所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：第一安全筒(101)顶部设置有用于封闭筒口的第一安全盖(104)，第一螺杆(202)和第一套筒(204)配合穿出第一安全盖(104)并向上延伸。
4.根据权利要求2所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：承载板(300)的两侧分别设置有太阳能电伏板(301)，翻转动力组件包括驱动电机(303)和转动杆(302)，驱动电机(303)设置于承载板(300)一侧，且驱动电机(303)的输出端连接有转动杆(302)，转动杆(302)的另一端与承载板(300)铰接，太阳能电伏板(301)与该转动杆(302)相连。
5.根据权利要求2所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：风力发电单元还包括第二安全筒(400)，第二安全筒(400)通过支撑架(304)连接位于承载板(300)上方，第二安全筒(400)内设置有用于驱动风力发电机(505)和风叶(508)在第二安全筒(400)内升降的升降动力组件二。
6.根据权利要求5所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：第二安全筒(400)的内壁两侧沿高度方向开设有第二滑槽，升降动力组件二包括设于第二安全筒(400)底部的第二电机(500)，第二电机(500)的输出端连接有第二螺杆(502)，第二螺杆(502)上螺纹配合设置有第二套筒(503)，第二套筒(503)的外周设有与第二滑槽相配合的第二限位块；第二套筒(503)的顶部设有风机箱(504)，风力发电机(505)设于该风机箱(504)内，且风力发电机(505)上连接有连接杆(507)，多组风叶(508)环绕设于连接杆(507)上。
7.根据权利要求6所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：第二电机(500)的顶部上方通过第二轴承架(501)封闭，第二螺杆(502)转动配合穿出第二轴承架(501)并向上延伸与第二套筒(503)连接。
8.根据权利要求6所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：第二安全筒(400)内设有同轴分布的内安全筒(401)，第二电机(500)和第二螺杆(502)均位于内安全筒(401)中，且内安全筒(401)顶部通过第二安全盖(402)封闭，第二螺杆(502)和第二套筒(503)配合穿过第二安全盖(402)并向上延伸。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：风叶(508)设置为弧形，且多组风叶(508)沿弧形同一朝向间隔环绕分布在连接杆(507)上。
10.根据权利要求5所述的一种家用绿色能源采集装置，其特征在于：第一安全筒(101)和第二安全筒(400)的底壁上均开设有多个贯穿的排水孔。
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