CN113153640A - 伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，包括机舱、与机舱转动连接的转子风叶轮和机舱连接的塔柱，机舱包括转动轴；转子风叶轮包括若干组风叶，风叶包括内叶片和外叶片，内叶片和外叶片通过一连接杆连接；机舱的底部设置有一反推力磁悬浮圆盘，转动轴的一端同样设置有反推力磁悬浮圆盘；塔柱包括主塔柱和副塔柱，副塔柱和机舱之间通过一万向十字轴承连接，主塔柱低部周围设置一圆环轨道，若干支撑塔柱与圆环轨道滑动连接。根据本发明的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，能够增强风叶轮的抵抗强风性能，提高风车塔柱抵抗强风安全性和更有效地提高发电机发电效率。

Description

伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种伞式拉力环形固定力架构风 叶轮反推力磁悬浮风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换成电能，最终输出电流能 源的电力设备，具有清洁环保的特点。广义上理解，风能属于太阳能的一种， 所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。目前市场上的风力发电机的种类大致可分为两类：水平轴风力发电机，其 风轮的旋转轴与风向风行；垂直轴风力发电机，其风轮的旋转轴垂直于地面或 气流方向。风力发电机一般包括风轮、风轮轴、发电机、调向器、塔架、限速 安全机构和储能装置等构件，风力发电机的风轮在风力的作用下旋转，通过风 轮转动，把风的动能转换为风轮的机械能，风轮的机械能带动风轮轴转动，从 而把风轮的机械能转换为发电机的电能。现有技术中，水平轴风力发电机的迎 风叶片抵抗强风能力很差，很容易损坏；风车塔柱的抵抗强风不足。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的“迎风叶片抵抗强风能力很差，很 容易损坏、风车塔柱的抵抗强风不足。为此，本发明提出一种伞式拉力环形固 定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，能够增强风叶轮的抵抗强风性能， 提高风车塔柱抵抗强风安全性和更有效地提高发电机发电效率。

根据本发明的一些实施例的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮 风力发电机，包括机舱、与所述机舱转动连接的转子风叶轮和与所述机舱连接 的塔柱，所述机舱包括转动轴，所述转动轴上固定连接一低速齿，一发电机设 置于所述机舱内，所述发电机与一变速箱连接，所述低速齿与所述变速箱连 接；所述转子风叶轮与所述转动轴转动连接，所述转子风叶轮包括若干组风 叶，所述风叶包括内叶片和外叶片，所述内叶片和所述外叶片通过一连接杆连 接，所述连接杆与所述转动轴转动连接，一拉力杆的一端与所述转子风叶轮连 接，所述拉力杆的另一端与所述转动轴转动连接，所述转子风叶轮上的各所述风叶均设置所述拉力杆，所述拉力杆环绕所述转轴呈伞状设置；所述机舱的底 部设置有一反推力磁悬浮圆盘，所述转动轴的一端同样设置有所述反推力磁悬 浮圆盘，两所述反推力磁悬浮圆盘之间通过磁力相互排斥；所述塔柱包括主塔 柱和副塔柱，所述主塔柱和所述副塔柱转动连接，所述副塔柱与所述机舱之间 通过一万向十字轴承连接，所述主塔柱底部固定设置于安装在地基上，所述主 塔柱底部周围设置一圆环轨道，若干支撑塔柱与所述圆环轨道滑动连接；所述 支撑塔柱的一端与所述副塔柱转动连接，另一端与所述圆环轨道连接，所述支 撑塔柱绕所述圆环轨道滑动并带动所述副塔柱转动。

根据本发明的一些实施例，所述转子风叶轮包括一环形固定环，所述环形 固定环通过一第一轴承与所述连接杆套接，所述环形固定环位于所述内叶片和 所述外叶片之间的所述连接杆上；所述第一轴承上方设置有第二轴承，所述第 一轴承的端面与所述第二轴承的端面相互垂直，所述第二轴承与所述拉力杆的 一端转动连接。

根据本发明的一些实施例，所述转动轴一端套接一轴承套，所述轴承套周 缘设置若干第三轴承，所述第三轴承的数量与所述拉力杆的数量对应，所述拉 力杆的另一端与所述第三轴承连接。

根据本发明的一些实施例，所述转动轴转动连接一连接套，所述连接杆通 过所述连接套与所述转动轴连接，所述转动轴和所述连接套之间通过一中心筒 体连接，所述转动轴、所述中心筒体和所述连接套同步转动，所述转子风叶轮 转动并通过所述连接套带动所述转动轴转动；所述连接套包括第四轴承和若干 第五轴承，所述第四轴承内圈与所述中心筒体的外圈连接，所述中心筒体的内 圈与所述转动轴连接，所述第四轴承的外圈套设有一圆筒体；所述第五轴承设 置于所述连接套周缘，所述第五轴承与所述连接杆一端连接，所述连接杆末端 设置有第一锥型齿，所述第四轴承靠近所述第一锥型齿一侧设置有第二锥型 齿，所述第二锥型齿设置于所述圆筒体上，所述第一锥型齿与所述第二锥型齿 啮合连接；所述连接套的内壁设置有齿槽，所述圆筒体的另一端内圈底部设置 有若干减速电动机的传动齿，所述传动齿与所述齿槽啮合，所述传动齿用于驱 动所述圆筒体上的所述第二锥型齿，带动所述第一锥型齿转动。

根据本发明的一些实施例，所述机舱包括内舱，所述内舱设置有若干第六 轴承，所述第六轴承通过万向轴承座与所述内舱连接，所述转动轴与所述第六 轴承的内圈连接；所述第六轴承的内圈呈多边形，所述转动轴的形状与所述第 六轴承的内圈相互匹配，所述第六轴承的内圈直径大于所述转动轴的直径；所 述内舱位于所述低速齿一侧设置有开槽，所述发电机设置于所述内舱外，所述 变速箱设置于所述开槽处。

根据本发明的一些实施例，所述内舱的底部为非密封设计，所述反推力磁 悬浮圆盘设置于所述转动轴末端，所述转动轴的末端位于所述内舱的底部端面 以内，另一所述反推力磁悬浮圆盘设置于所述机舱底部；所述反推力磁悬浮圆 盘包括若干N极磁环和若干S极磁环间隔排布；所述反推力磁悬浮圆盘通过一 调节螺丝与所述机舱的底部连接，所述调节螺丝用于调节两所述反推力磁悬浮 圆盘之间的安全距离。

根据本发明的一些实施例，所述转动轴上还套接有防撞装置，所述防撞装 置包括镜像设置的防撞轴承和防撞轴承座，所述防撞轴承与所述防撞轴承座连 接；所述防撞轴承与所述转动轴连接，随所述转动轴同步移动，两所述防撞轴 承座之间设置有限位套，所述限位套用于限制两所述防撞轴承座的前后移动距 离；所述防撞轴承座距离所述限位套的距离小于两所述反推力磁悬浮圆盘之间 的距离；所述转动轴上还设置有制动刹车机构，所述制动刹车机构套接于所述 转动轴上，所述制动刹车机构用于锁止所述转动轴转动。

根据本发明的一些实施例，所述主塔柱包括上塔柱和下塔柱，所述上塔柱 与所述副塔柱通过所述万向十字轴承连接，所述下塔柱与所述上塔柱之间通过 一第七轴承连接，所述上塔柱与所述副塔柱同步转动。

根据本发明的一些实施例，所述支撑塔柱的底部设置有缓冲装置，所述缓 冲装置顶部与所述支撑塔柱连接，所述缓冲装置的底部与一轨道移位机构转动 连接；所述轨道移位机构两侧镜像设置有限位机构，所述限位机构与所述轨道 移位机构通过一第八轴承转动连接，所述限位机构底部转动连接有第九轴承， 一连接板与所述第九轴承连接，所述连接板的底部转动连接有第十轴承，一卡 件与所述第十轴承连接，所述圆环轨道的底部设置有凹槽，所述卡件与所述凹 槽嵌合连接；所述轨道移位机构的底部还设置有减速电机，所述圆环轨道设置 有环形齿槽，所述减速电机的输出齿与所述环形齿槽啮合连接，所述减速电机 用于辅助所述塔柱转向。

根据本发明的一些实施例，所述机舱尾部可拆卸连接一尾舵。

根据本发明的一些实施例的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮 风力发电机，至少具有如下有益效果：所述转子风叶采用分段式设计，把所述 风叶分为所述内叶片和所述外叶片，并通过所述拉力杆把所述连接杆与所述转 动轴转动连接在一起，形成伞式拉力结构，能够有效增加所述转子风叶轮的抗 风强度；所述机舱内设置两组相互排斥的所述反推力磁悬浮圆盘，所述转动轴 与其中一所述反推力磁悬浮圆盘连接，能够隔空抵消掉所述转子风叶轮旋转工 作时产生的巨大向后推压力，实现减少转动轴与连接所述机舱轴承旋转的摩擦 力，提高发电效率；而所述环形固定轨道支撑着所述塔柱，形成稳定的三角形 结构，提高所述塔柱的抗风强度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描 述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将 变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的示意图；

图2为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的转子风叶轮第一示意图；

图3为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的转子风叶轮俯视图；

图4为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的转子风叶轮第一局部视图；

图5为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的转子风叶轮第二局部视图；

图6为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的转子风叶轮第三局部视图；

图7为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的限制固定弹簧环示意图；

图8为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的转子风叶轮第四局部视图；

图9为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的转子风叶轮第五局部视图；

图10为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的机舱示意图；

图11为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的防撞装置示意图；

图12为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的第六轴承示意图；

图13为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的内舱示意图；

图14为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的制动刹车机构示意图；

图15为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的调节螺丝示意图；

图16为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的反推力磁悬浮圆盘示意图；

图17为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的塔柱示意图；

图18为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的塔柱俯视图；

图19为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的支撑塔柱示意图；

图20为本发明实施例伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机的连接板底部结构示意图。

附图标记：

机舱100、内舱110、开槽111、第六轴承120、万向轴承座121、尾舵 130、

转动轴200、轴承套210、第三轴承211、连接套220、第四轴承221、第 二锥型齿222、传动齿223、第五轴承224、防撞装置230、防撞轴承231、防 撞轴承座232、限位套233、制动刹车机构240、中心筒体250、圆筒体260、

低速齿310、发电机320、变速箱330、反推力磁悬浮圆盘400、N极磁环 410、S极磁环420、调节螺丝430、

转子风叶轮500、风叶510、内叶片511、外叶片512、连接杆513、第一 锥型齿514、拉力杆520、松紧调节器521、环形固定环530、第一轴承531、 第二轴承532、限制固定弹簧环533、

塔柱600、主塔柱610、上塔柱611、下塔柱612、第七轴承620、副塔柱 630、万向轴承640、支撑塔柱650、缓冲装置651、轨道移位机构660、限位机 构661、第八轴承662、第九轴承663、连接板664、第十轴承665、卡件666、 圆环轨道700、凹槽701、减速电机710、输出齿711。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至 终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下 面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为 对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、 后、左、右、顶、底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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以 上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括 本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为 指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所 指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广 义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词 语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图20描述根据本发明实施例的伞式拉力环形固定力架构风 叶轮反推力磁悬浮风力发电机。

如图1-图20所示，伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发 电机包括机舱100、与机舱100转动连接的转子风叶轮500和与机舱100连接 的塔柱600，机舱100内包括转动连接的转动轴200，转动轴200的轴上固定连 接一低速齿310，一发电机320设置于机舱100内，发电机320与一变速箱330 连接，低速齿310与变速箱330连接，低速齿310随转动轴200同步转动，从 而通过变速箱330驱动发电机320驱动。

转子风叶轮500与转动轴200一侧转动连接，当转子风叶轮500正对着 风，在风能的驱动下转子风叶轮500转动产生机械能，再通过发电机320转化 成电能，实现能源的转化。转子风叶轮500包括若干组风叶510，在本实施例 中，风叶510的数量为四组，每组风叶510包括一内叶片511和一外叶片 512，内叶片511和外叶片512之间通过一连接杆513连接在一起，连接杆513 的一端与转动轴200连接，连接杆513垂直于转动轴200向外延伸，内叶片 511和外叶片512依次沿连接杆513延伸方向排列，通过把风叶510设置成分 段式设计，避免拉力杆环形固定环合力连接的轴承内风叶杆旋转造成阻碍，为 了进一步提升转子风叶轮500的抗风强度，一拉力杆520连接转子风叶轮500 和转动轴200，拉力杆520的一端与转子风叶轮500连接，另一端与转动轴200 转动连接，拉力杆520的数量与转子风叶轮500上的风叶510数量对应，即转 子风叶轮500上的各风叶510均设置拉力杆520，拉力杆520环绕转轴呈伞状 设置。

机舱100呈圆柱型，机舱100的底部设置有一组反推力磁悬浮圆盘400， 转动轴200靠近机舱100一侧的一端同样设置有一组反推力磁悬浮圆盘400， 两反推力磁悬浮圆盘400之间通过磁力相互排斥，转动轴200在机舱100内能 够前后滑动，当受到强风正面吹拂时，转动轴200在转子风叶轮500的推动下 向机舱100内侧移动，而由于两组反推力磁悬浮圆盘400相互排斥，使转动轴 200始终不会与机舱100的内壁接触，隔空非接触抵消掉承载转动轴200轴承 受到的向后推压力，实现减少转动轴200轴承旋转工作摩擦力的损耗，提高发电效率。

塔柱600包括主塔和副塔柱630，主塔柱610与副塔柱630转动连接，而 副塔柱630和机舱100之间通过一万向十字轴承640连接，主塔柱610固定设 置于安装地基面上，主塔柱610的周围还设置一圆环轨道700，若干支撑塔柱 650与圆环轨道700滑动连接，具体地，支撑塔柱650的一端与副塔柱630侧 壁转动连接，另一端与圆环轨道700滑动连接，支撑塔柱650绕圆环轨道700 滑动并带动副塔柱630转动，即支撑塔柱650与副塔柱630一副塔柱630为圆 心同步转动。在本实施例中，支撑塔柱650的数量为三根，支撑塔柱650与副 塔柱630之间形成稳定的三角形，使塔柱600的抗风强度更高，能够抵抗更大 级强风。

应理解，转子风叶轮500数量、拉力杆520数量和支撑塔柱650的数量并 非唯一实施方式，在本实施例中仅作为一种数量参考，在其他一些实施例中， 还可以根据实际生产需求，转子风叶轮500和拉力杆520采用五组、六组和七 组等等，而支撑塔柱650可以设置四根、五根甚至更多，随着支撑塔柱650数 量的增加，塔柱600的抗风强度越来越强。本发明对转子风叶轮叶片500数 量、拉力杆520数量和支撑塔柱650的数量不一一赘述，应理解，在不脱离本 发明基本构思的前提下，转子风叶轮叶片500数量、拉力杆520数量和支撑塔 柱650的数量灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，具体地，机舱100的尾部还可拆 卸连接一尾舵130，对于大型的风力发电机320，无需安装尾舵130，对于小型 的风力发电机320，安装尾舵130就能够实现风车风叶轮转向。

下面将把本发明分为图2-图9的驱动部、图10-图16的机舱100和图17- 图20的塔柱600三部分进行描述。

在本发明的一些实施例中，如图2-图9所示，具体地，转子风叶轮500还 包括一环形固定环530，环形固定环530通过一第一轴承531与连接杆513套 接，具体地，环形固定环530上设置有若干第一轴承531，第一轴承531的数 量与连接杆513的数量一一对应，连接杆513穿过第一轴承531，从而使环形 固定环530套接在连接赶上，环形固定环530位于内叶片511和外叶片512之 间的连接杆513上。如图4-图6所示，环形固定环530还设置有若干第二轴承 532，第二轴承532设置在第一轴承531的上方，第二轴承532用于与拉力杆 520连接，所以第一轴承531的端面与第二轴承532的端面相互垂直，拉力杆 520的一端与第二轴承532铰接，另一端与转动轴200连接，通过环形固定环 530把各拉力杆520受到的力平均分配，避免出现单一拉力杆520拉力不足导 致连接杆513断裂的情况。如图5-图7所示，环形固定环530套接在连接杆 513后，通过一限制固定弹簧环533来固定环形固定环530在连接杆513上的 位置。在本实施例中，每根拉力杆520上均对应设置有一松紧调节器521，松 紧调节器521包括套接的两螺母，两螺母之间通过彼此的内外螺纹连接，旋动 任一螺母，能够调节两螺母之间的距离，从而改变松紧调节器521的长度，两 螺母连接拉力杆520的一端的孔径与拉力杆520的直径相等。具体地，拉力杆 520设计成两节，拉力杆520与松紧调节器521连接的一端设置有凸起的圆 球，圆球的直径大于拉力杆520的直径，两螺母分别套接于两拉力杆520内， 再通过两螺母螺纹连接，使两节拉力杆520连接在一起，由于圆球的直径大于 拉力杆520的直径，即圆球的直径大于螺母的孔径，使拉力杆520能够在松紧 调节器521内滑动，通过松紧调节器521的两螺母螺纹吻合扭转，实现拉力杆 520的长短延伸距离，实现松紧的调节。

如图2、图8和图9所示，转动轴200远离机舱100的一端套接一轴承套 210，轴承套210与转动轴200转动连接，而轴承套210的周缘设置有若干第三 轴承211，第三轴承211的数量与拉力杆520的数量一一对应，拉力杆520两 端分别与第三轴承211和第二轴承532铰接，拉力杆520、环形固定环530和 连接杆513同步转动，转动轴200上转动连接一连接套220，而连接杆513通 过连接套220与转动轴200连接，连接套220具体为行星轮系，转动轴200和 连接套220之间通过一中心筒体250连接，转动轴200、中心筒体250和连接 套220同步转动，转子风叶轮500转动并通过连接套220带动转动轴200动轴 转动，从而驱动发电机320发电。在本实施例中，中心筒体250一直延伸到轴 承套210处，能够固定轴承套210到连接套220之间的距离，当转子风叶轮 500工作时，起到固定保持距离的功能，防止轴承套210滑向连接套220，使拉 力杆520失去作用。

如图8和图9所示，连接套220包括第四轴承221和若干第五轴承224， 第四轴承221内圈与中心筒体250的外圈连接，中心筒体250的内圈与转动轴 200连接，第四轴承221的外圈套设有一圆筒体260，具体为第四轴承221的内 圈与中心筒体250的外圈连接，第四轴承221的外圈与圆筒体260内圈连接， 圆筒体260内圈的底部还连接有若干减速电机驱动的传动齿223，连接套220 的内壁设置有齿槽(在附图中未示出)，传动齿223与齿槽啮合，减速电机驱动 传动齿223沿齿槽转动，从而带动第四轴承221的外圈和圆筒体260同步转 动。第五轴承224设置于连接套220的周缘，第五轴承224用于与连接杆513 一端连接，使连接杆513位置固定，连接杆513的末端设置有第一锥型齿 514，第一锥型齿514朝向连接套220内部，而第四轴承221靠近第一锥型齿 514的一侧设置有第二锥型齿222，第二锥型齿222设置于圆筒体260上，第一 锥型齿514与第二锥型齿222啮合连接。通过传动齿223驱动圆筒体260从而 驱动第二锥型齿222，能够带动第一锥型齿514转动，从而驱动连接杆513转 动一定角度，连接杆513与风叶510固定连接，当连接杆513转动一定角度 时，风叶510随连接杆513转动相同角度，实现风叶510的可调距功能，能够 根据风的来向，调整风叶510正对着风，提高发电效率。第二锥型齿222由传 动齿223带动第四轴承221外圈转动而转动，调整风叶510叶距的功能可以独 立于转动轴200调节，因为第四轴承221的内圈套在220中心筒体外圈上220 中心筒体内圈连接着转动轴200，当传动齿223带动第四轴承221的外圈转动 时，转动轴200不会转动。转动轴200由连接杆513转动通过连接套220带动 转动轴200转动，在转动轴200转动的过程中，通过第二锥型齿222驱动第一 锥型齿514来调节风叶510的角度，使转动轴200的转动效率更高，从而提升 发电效率。

在本发明的一些实施例中，如图10-图16所示，具体地，机舱100包括内 舱110，内舱110设置有若干第六轴承120，在本实施例中，第六轴承120有两 组，设置于转动轴200上，第六轴承120的外圈与万向轴承座121的内圈连 接，万向轴承座121的外圈与内舱110连接，转动轴200与第六轴承120的内 圈连接，为了保证转动轴200在转动时的同心度，第六轴承120采用调心球轴 承，能够保证转轴在转动过程中始终保持绕轴心转动，避免产生多余的晃动。 如图12所示，第六轴承120的内圈呈多边形，在本实施例中，第六轴承120的 内圈呈八边形，转动轴200的形状与第六轴承120的内圈相互匹配，且第六轴 承120的内圈直径大于转动轴200的直径，使转动轴200能够带动第六轴承 120内圈转动的同时，还能够沿水平方向前后移动。当转子风叶轮叶片500受 到风力过大时，转动轴200受的力会传递到塔柱600上，且塔柱600的安装点 在地上，形成一个长力臂杠杆，使塔柱600受到的风力增大数倍，600塔柱在 若干根塔柱650合力支撑下600增加稳定性，增强安全性；而转动轴200在第六轴承120内圈前后移动，当转动轴200向后移动时，转动轴200上的反推力 磁悬浮圆盘400会与机舱100底部的反推力磁悬浮圆盘400相互排斥，通过磁 力抵消转动轴200向后推压力，实现减少后推压力所造成的轴承旋转摩擦力， 从而提高转子风叶轮500旋转速度。内舱110位于低速齿310的位置开设有开 槽111，发电机320设置于机舱100内，位于内舱110外，变速箱330设置于 开槽111处，低速齿310与变速箱330的高速齿啮合连接，变速箱330与发电 机320连接，通过变速箱330带动发电机320内部高速转动，具体地，低速齿 310的齿宽大于高速齿的齿宽，确保转动轴200在前后移动过程中，低速齿310 与高速齿能够始终保持保持啮合。

应理解，第六轴承120的内圈和转动轴200采用八边形并非唯一实施方 式，在其他一些实施例中，还可以根据实际生产需求第六轴承120的内圈和转 动轴200采用五边形、六边形和七边形等等形状，确保转动轴200能够在套入 第六轴承120的内圈后在保持转动轴200转动的情况下依然可以前后移动。本 发明对第六轴承120的内圈和转动轴200的形状不一一赘述，应理解，在不脱 离本发明基本构思的前提下，第六轴承120的内圈和转动轴200的形状灵活变 换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。

如图10、图11和图13所示，为了避免转动轴200向前移位距离过大，使 转动轴200从机舱100中脱离，机舱100内的转动轴200上还套接有防撞装置 230，防撞装置230包括镜像设置的防撞轴承231和防撞轴承座232，防撞轴承 231的外圈与防撞轴承座232连接，内圈与转动轴200连接；防撞轴承座232 与转动轴200连接，随转动轴200同步移动，两防撞轴承座232之间设置有限 位套233，限位套233用于限制两防撞轴承座232的前后移动距离，从而限制 转动轴200的前后移动距离，防撞轴承座232距离限位套233的距离小于两反 推力磁悬浮圆盘400之间的距离，避免风力过大，导致移动转动轴200的反推 力磁悬浮圆盘400太贴近碰撞到机舱100底部的反推力磁悬浮圆盘400的安全 距离，避免使两反推力磁悬浮圆盘400受到磨损。如图14所示，转动轴200上 还设置有制动刹车机构240，制动刹车机构240套接于转动轴200上，用于锁 止转动轴200转动，当风速过大，超过设备承受范围时，采取制动刹车机构240锁止转子风叶轮500，避免设备受损，或者在检修设备时通过制动刹车机构240锁止设备，从而进行日常维护。

如图10所示，内舱110的底部为非密封设计，内舱110的底部挖空，能够 避免转动轴200在向后移动时触碰到内舱110的底部；反推力磁悬浮圆盘400 设置于内舱110处的转动轴200的末端，转动轴200的末端位于内舱110的底 部端面以内，另一反推力磁悬浮圆盘400设置于机舱100底部，两反推力磁悬 浮圆盘400相互排斥。如图16所示，反推力磁悬浮圆盘400包括若干N极磁环 410和若干S极磁环420间隔排布，具体地，每组反推力磁悬浮圆盘400上的N 极磁环410和S极磁环420排列顺序可以是从内圈的S极磁环420开始间隔排 布，也可以是从内圈的N极开始间隔排布，两组反推力磁悬浮圆盘400的排列 顺序要保持一致，即对应位置的磁极是同性的，通过同性相斥的原理使两组反 推力磁悬浮圆盘400之间产生斥力来减少抵消转动轴200工作时向后推压力造 成的旋转轴承摩擦力。如图15所示，反推力磁悬浮圆盘400通过一调节螺丝 430与机舱100的底部连接，调节螺丝430用于调节两反推力磁悬浮圆盘400 之间的安全距离。

在本发明的一些实施例中，如图17-图20所示，具体地，主塔柱610包括 上塔柱611和下塔柱612，上塔柱611与副塔柱630通过万向十字轴承640连 接，而上塔柱611和下塔柱612之间通过第七轴承620连接，下塔柱612与安 装地基面上固定连接，上塔柱611通过第七轴承620，实现360°转动，从而带 动副塔柱630以及机舱100进行大角度范围的同步转动，而机舱100又能够通 过副塔柱630的万向十字轴承640实现左右倾角和前后倾角调整，使转子风叶 轮500实现全向调整，正对不同方向的风向。为了副塔柱630增强塔身的抗风 强度，支撑塔柱650与副塔柱630铰接，并沿圆环轨道700滑动，从而辅助副 塔柱630转向。

如图17和图19所示，支撑塔柱650的底部设置有缓冲装置651，缓冲装 置651的顶部与支撑塔柱650连接，缓冲装置651的底部与一轨道移位机构660转动连接，轨道移位机构660能够辅助支撑塔柱650在圆环轨道700上的 滑动，而缓冲装置651能够缓冲副塔柱630受到风力造成的震动，缓冲装置 651内设置有弹簧，当副塔柱630向对应一侧的支撑塔柱650受力时，缓冲装 置651的弹簧被压缩，并通过弹性势能抵消对应侧的风力。而轨道移位机构660的两侧镜像设置有限位机构661，限位机构661与轨道移位机构660通过一 第八轴承662转动连接，限位机构661具体为一连接架，辅助支撑塔柱650在 圆环轨道700上滑动，限位机构661的底部转动连接有第九轴承663，一连接 板664与第九轴承663连接，连接板664的底部转动连接有第十轴承665，一 卡件666与第十轴承665连接，圆环轨道700的底部设置有凹槽701，卡件666 与凹槽701嵌合连接，支撑塔柱650在沿圆环轨道700移动时，连接板664底部的卡件666沿凹槽701移动，起到辅助移动的作用，也防止支撑塔柱650从 圆环轨道700上偏离出轨，如图20所示，连接板664与第十轴承665连接处设 置有与缓冲装置651相似的缓冲结构。

如图19所示，为了使支撑塔柱650能够主动沿圆环轨道700滑动，从而带 动机舱100转动，轨道移位机构660的底部还设置有减速电机710，圆环轨道 700设置有环形齿槽(在附图中未示出)，减速电机710的输出齿711与环形齿 槽啮合连接，减速电机710用于辅助塔柱600转向，还能够用于辅助塔柱600 固定位置，当风力过大，吹动机舱100摆动方向时，通过减速电机710来固定 支撑塔柱650在圆环轨道700上的位置。

应理解，缓冲装置651采用弹簧缓冲并非唯一实施方式，在其他一些实施 例中，还可以根据实际生产需求采用液压缓冲的结构来代替弹簧缓冲。本发明 对缓冲装置651的结构不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提 下，缓冲装置651的结构灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示 意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合 该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一 个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相 同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理 解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，包括机舱(100)、与所述机舱(100)转动连接的转子风叶轮(500)和与所述机舱(100)连接的塔柱(600)；其特征在于，所述机舱(100)包括转动轴(200)，所述转动轴(200)上固定连接一低速齿(310)，一发电机(320)设置于所述机舱(100)内，所述发电机(320)与一变速箱(330)连接，所述低速齿(310)与所述变速箱(330)连接；

所述转子风叶轮(500)与所述转动轴(200)转动连接，所述转子风叶轮(500)包括若干组风叶(510)，所述风叶(510)包括内叶片(511)和外叶片(512)，所述内叶片(511)和所述外叶片(512)通过一连接杆(513)连接，所述连接杆(513)与所述转动轴(200)转动连接，一拉力杆(520)的一端与所述转子风叶轮(500)连接，所述拉力杆(520)的另一端与所述转动轴(200)转动连接，所述转子风叶轮(500)上的各所述风叶(510)均设置所述拉力杆(520)，所述拉力杆(520)环绕所述转轴呈伞状设置；

所述机舱(100)的底部设置有一反推力磁悬浮圆盘(400)，所述转动轴(200)的一端同样设置有所述反推力磁悬浮圆盘(400)，两所述反推力磁悬浮圆盘(400)之间通过磁力相互排斥；

所述塔柱(600)包括主塔柱(610)和副塔柱(630)，所述主塔柱(610)和所述副塔柱(630)转动连接，所述副塔柱(630)与所述机舱(100)之间通过一万向十字轴承(640)连接，所述主塔柱(610)底部固定设置于安装在地基上，所述主塔柱(610)底部周围设置一圆环轨道(700)，若干支撑塔柱(650)与所述圆环轨道(700)滑动连接；所述支撑塔柱(650)的一端与所述副塔柱(630)转动连接，另一端与所述圆环轨道(700)连接，所述支撑塔柱(650)绕所述圆环轨道(700)滑动并带动所述副塔柱(630)转动。

2.根据权利要求1所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述转子风叶轮(500)包括一环形固定环(530)，所述环形固定环(530)通过一第一轴承(531)与所述连接杆(513)套接，所述环形固定环(530)位于所述内叶片(511)和所述外叶片(512)之间的所述连接杆(513)上；

所述第一轴承(531)上方设置有第二轴承(532)，所述第一轴承(531)的端面与所述第二轴承(532)的端面相互垂直，所述第二轴承(532)与所述拉力杆(520)的一端转动连接。

3.根据权利要求2所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述转动轴(200)一端套接一轴承套(210)，所述轴承套(210)周缘设置若干第三轴承(211)，所述第三轴承(211)的数量与所述拉力杆(520)的数量对应，所述拉力杆(520)的另一端与所述第三轴承(211)连接。

4.根据权利要求3所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述转动轴(200)转动连接一连接套(220)，所述连接杆(513)通过所述连接套(220)与所述转动轴(200)连接，所述转动轴(200)和所述连接套(220)之间通过一中心筒体(250)连接，所述转动轴(200)、所述中心筒体(250)和所述连接套(220)同步转动，所述转子风叶轮(500)转动并通过所述连接套(220)带动所述转动轴(200)动轴转动；；

所述连接套(220)包括第四轴承(221)和若干第五轴承(224)，所述第四轴承(221)内圈与所述中心筒体(250)的外圈连接，所述中心筒体(250)的内圈与所述转动轴(200)连接，所述第四轴承(221)的外圈套设有一圆筒体(260)；

所述第五轴承(224)设置于所述连接套(220)周缘，所述第五轴承(224)与所述连接杆(513)一端连接，所述连接杆(513)末端设置有第一锥型齿(514)，所述第四轴承(221)靠近所述第一锥型齿(514)一侧设置有第二锥型齿(222)，所述第二锥型齿(222)设置于所述圆筒体(260)上，所述第一锥型齿(514)与所述第二锥型齿(222)啮合连接；

所述连接套(220)的内壁设置有齿槽，所述圆筒体(260)的另一端内圈底部设置有若干减速电动机的传动齿(223)，所述传动齿(223)与所述齿槽啮合，所述传动齿(223)用于驱动所述圆筒体(260)上的所述第二锥型齿(222)，带动所述第一锥型齿(514)转动。

5.根据权利要求1所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述机舱(100)包括内舱(110)，所述内舱(110)设置有若干第六轴承(120)，所述第六轴承(120)通过万向轴承座(121)与所述内舱(110)连接，所述转动轴(200)与所述第六轴承(120)的内圈连接；

所述第六轴承(120)的内圈呈多边形，所述转动轴(200)的形状与所述第六轴承(120)的内圈相互匹配，所述第六轴承(120)的内圈直径大于所述转动轴(200)的直径；

所述内舱(110)位于所述低速齿(310)一侧设置有开槽(111)，所述发电机(320)设置于所述内舱(110)外，所述变速箱(330)设置于所述开槽(111)处。

6.根据权利要求5所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述内舱(110)的底部为非密封设计，所述反推力磁悬浮圆盘(400)设置于所述转动轴(200)末端，所述转动轴(200)的末端位于所述内舱(110)的底部端面以内，另一所述反推力磁悬浮圆盘(400)设置于所述机舱(100)底部；所述反推力磁悬浮圆盘(400)包括若干N极磁环(410)和若干S极磁环(420)间隔排布；

所述反推力磁悬浮圆盘(400)通过一调节螺丝(430)与所述机舱(100)的底部连接，所述调节螺丝(430)用于调节两所述反推力磁悬浮圆盘(400)之间的安全距离。

7.根据权利要求6所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述转动轴(200)上还套接有防撞装置(230)，所述防撞装置(230)包括镜像设置的防撞轴承(231)和防撞轴承座(232)，所述防撞轴承(231)与所述防撞轴承座(232)连接；所述防撞轴承(231)与所述转动轴(200)连接，随所述转动轴(200)同步移动，两所述防撞轴承座(232)之间设置有限位套(233)，所述限位套(233)用于限制两所述防撞轴承座(232)的前后移动距离；所述防撞轴承座(232)距离所述限位套(233)的距离小于两所述反推力磁悬浮圆盘(400)之间的距离；

所述转动轴(200)上还设置有制动刹车机构(240)，所述制动刹车机构(240)套接于所述转动轴(200)上，所述制动刹车机构(240)用于锁止所述转动轴(200)转动。

8.根据权利要求1所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述主塔柱(610)包括上塔柱(611)和下塔柱(612)，所述上塔柱(611)与所述副塔柱(630)通过所述万向十字轴承(640)连接，所述下塔柱(612)与所述上塔柱(611)之间通过一第七轴承(620)连接，所述上塔柱(611)与所述副塔柱(630)同步转动。

9.根据权利要求8所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述支撑塔柱(650)的底部设置有缓冲装置(651)，所述缓冲装置(651)顶部与所述支撑塔柱(650)连接，所述缓冲装置(651)的底部与一轨道移位机构(660)转动连接；

所述轨道移位机构(660)两侧镜像设置有限位机构(661)，所述限位机构(661)与所述轨道移位机构(660)通过一第八轴承(662)转动连接，所述限位机构(661)底部转动连接有第九轴承(663)，一连接板(664)与所述第九轴承(663)连接，所述连接板(664)的底部转动连接有第十轴承(665)，一卡件(666)与所述第十轴承(665)连接，所述圆环轨道(700)的底部设置有凹槽(701)，所述卡件(666)与所述凹槽(701)嵌合连接；

所述轨道移位机构(660)的底部还设置有减速电机(710)，所述圆环轨道(700)设置有环形齿槽，所述减速电机(710)的输出齿(711)与所述环形齿槽啮合连接，所述减速电机(710)用于辅助所述塔柱(600)转向。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的伞式拉力环形固定力架构风叶轮反推力磁悬浮风力发电机，其特征在于，所述机舱(100)尾部可拆卸连接一尾舵(130)。

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