CN113323798B - 平移式风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平移式风力发电装置，该装置的转筒转动安装在筒座上，展臂固定于转筒上，主动链轮与传动链轮同轴连接，传动链轮与发电机传动连接，以驱动其发电；主、从动链轮分别与展臂左右两端转动连接，上、下主动链轮与上、下从动链轮之间分别绕设有上、下链条，上、下链条在适当的链节上分别设有上、下轴座，用于安装各叶片；叶片与风来向呈斜角，且前、后排的叶片所成角度相反，当叶片从前排转到后排，或从后排转到前排时，通过轴座上的角度转换器改变叶片角度；当风吹过来时，向前、后排叶片施加相反方向的推力，推动叶片和链条绕着同一个环形方向转动，从而把风力转化为机械传动力，驱动主动链轮转动。该装置可以实现对风力的高效利用。

Description

平移式风力发电装置

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种平移式风力发电装置。

背景技术

涡轮风力发电受风面积小，风是一个面的形式吹过来，在同等尺寸，如正方形边的长度与叶片扫掠直径相等的情况下，涡轮叶片面积只有正方形的1/10；涡轮叶片长度受限，叶片只有一端插入轮毂，叶片越长，叶片支撑点受力越大，支撑点容易断；涡轮风力发电噪声大，主要是来自叶尖与空气摩擦产生。以1.5兆瓦的风机机组为例，叶片大约有35米长，平均4-5秒转一圈，叶尖时速却可达到280多公里/小时，相当于高铁的速度。该技术方案的缺点是：涡轮叶片轮毂端转速差别大，就是轮毂端与叶尖划过空气的。

传统叶片变桨靠伺服电机来转动改变角度，而链条式叶片要靠伺服电机来改变叶片角度，只能靠链条导电，正负电靠上下链条分开导电，这样如果下雨天就很危险，如果安装在水里靠链条导电更不可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平移式风力发电装置，该装置可以实现对风力的高效利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种平移式风力发电装置，包括链盘组、链条、叶片、转筒、筒座和展臂，所述转筒转动安装在筒座上并可360°自由转动，所述展臂固定于转筒上以随其转动，所述链盘组包括主动链轮、从动链轮和传动链轮，所述主动链轮包括同轴连接的上、下主动链轮，所述从动链轮包括同轴连接的上、下从动链轮，所述主动链轮与传动链轮同轴连接，所述传动链轮通过传动链条与发电机的链轮连接，以在主动链轮转动时，驱动发电机发电；所述主动链轮、从动链轮分别与展臂向左右延伸的两端转动连接，所述上、下主动链轮与上、下从动链轮之间分别绕设有上、下链条，所述上、下链条根据叶片之间所需间距在适当的链节上分别设有上、下轴座，竖向对应的各上、下轴座之间分别设置所述叶片，各叶片通过其中轴线上的叶片转轴安装在相应的上、下轴座之间，所述轴座上设有角度转换器，以改变叶片的角度；所述叶片与风来向呈斜角，且前排的叶片与后排的叶片所成角度相反，当叶片从前排转到后排，或从后排转到前排时，通过轴座上的角度转换器控制叶片改变角度；当风吹过来时，风吹向前排叶片并穿过前排叶片吹向后排叶片，向前排叶片和后排叶片施加相反方向的推力，推动叶片和链条绕着同一个环形方向转动，从而把风力转化为绕同一个环形方向转动的机械传动力，驱动主动链轮转动。

进一步地，所述发电机也可以是液压泵或空气压缩泵，该装置所采用的链条传动方式也可以是皮带传动或其他柔性传动方式。

进一步地，所述角度转换器为由锁舌器和锁芯器两部分组成的自锁装置，在主动链轮、从动链轮旁侧设有开锁机构和辅助机构，以与自锁装置组成角度转换机构，所述开锁机构为磁铁，以利用磁力为自锁装置解锁，所述辅助机构为滚筒，以通过滚筒与叶片的接触改变叶片的角度；所述锁舌器包括锁舌壳、锁舌和弹簧，所述锁舌为土字形结构，所述弹簧固定于锁舌壳内并顶着土字形结构上横部，以让舌尖向前伸出锁舌壳并插入锁芯器锁住叶片转轴；所述锁芯器包括锁芯壳、锁芯和A、B限位柱，所述锁芯为外周部设有A、B凹槽并具有A、B限位壁的圆环体，所述锁芯套设于叶片转轴上并与其固定连接，所述A、B限位壁与A、B限位柱配合，对锁芯的转动角度进行限位；当锁芯处于锁住状态时，叶片转轴及叶片固定，不能转动，当锁芯处于解锁状态时，叶片转轴及叶片自由转动过程中，A、B限位壁被两侧的A、B限位柱挡住，以限制叶片的转动角度，同时保证锁舌能顺利插入凹槽A或凹槽B进行自锁；当自锁装置经过磁铁时，磁铁吸引锁舌后部，即土字形结构下横部，锁舌后缩，舌尖离开锁芯A凹槽，锁芯处于解锁状态，叶片可以转动；叶片继续往前移动，经过滚筒位置时，叶片边缘被滚筒挡住，滚筒反作用于叶片，使叶片转动起来；在链条和叶片继续转动下，叶片转轴超过滚筒位置时，正好离开磁铁吸力范围，锁舌又被弹簧推出，此时锁舌舌尖顶在A、B凹槽之间的圆柱面上进行滑动；叶片继续绕着链轮转动，叶片边缘还被滚筒挡住，叶片只能继续转动，直到舌尖顶入B凹槽而重新进入自锁状态；当叶片转到后排时，后排叶片的角度正好与前排叶片的角度相反；所述角度转换机构让叶片转到后排时，后排叶片与前排叶片角度相反，所述角度转换机构让叶片从后排转到前排时，角度又恢复原来状态，让前、后排叶片角度始终保持相反，从而在风力作用下，前、后排叶片都朝同一方向环形运动。

进一步地，叶片底部设有第一导轨，叶片转轴下部装有滑轮，滑轮架在第一导轨上滑行，以支撑叶片重量，让叶片在风力推力下，按设计的路线滑行，不让叶片偏离正常的运动轨迹，不让叶片偏离第一导轨两侧或上下位置；装置设有上下展臂，第一导轨架在下展臂上。

进一步地，该装置设有方向控制机构，所述方向控制机构包括控制器、转速感应器和测风向的风向仪电机，所述转速感应器装在主动链轮上，所述控制器通过转速感应器的转速算出风速；所述风向仪向控制器提供实时风来向方位；所述转动齿轮装在电机上，电机装在筒座上，圈齿固定在转筒上，所述转动齿轮与齿圈啮合，电机转动齿轮可以调节正受风面角度；所述控制器根据风向仪电机转动圈齿来转动转筒调节正受风面角度，使得正受风面始终垂直于风来向；当风速超过额定的工作范围时，所述控制器通过转速感应器数字得出风速已经超额，控制器根据超额多少来调整正受风面与风来向角度，通过调整减少正受风面的受风面积来实现正常发电。

进一步地，叶片转轴下部设有滑杆，所述滑杆中间与叶片转轴刚性连接，滑杆与链条平行，滑杆两端有滑轮，滑杆在第二导轨里滑行；未到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨接近链轮时，宽度放大，到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨的外圈直径等于链轮位置滑杆滑轮最外边到链轮轴心垂直距离，滑杆滑轮贴着到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨外圈滑动，链轮处的滑杆保护链轮处的链条不受叶片轴向旋转破坏；到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨内圈直径等于链轮位置滑杆内侧边到链轮轴心垂直距离，于链轮轴心滑杆在链轮位置转动始终与链轮轴向垂直。

进一步地，所述主动和从动轮组垂直平衡，主动和从动轮组的上下齿轮的齿口上下垂直，以起到拉直叶片、固定叶片垂直，让叶片始终垂直于水平面。

进一步地，所述叶片包括框架和帆布，所述框架包括叶片转轴、边框和横杆，所述帆布四周镶嵌边杆，边杆内有孔眼，帆布通过绳子穿过孔眼固定在框架内。

进一步地，所述叶片为上下多层结构；所述转筒顶部连接桁架，桁架侧面呈直角三角形桁架底部装有方位车，控制器控制方位车绕转筒跑，控制器根据风向仪数字控制方位车来转动转筒调节正受风面角度，使得正受风面始终垂直于风来向。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种平移式风力发电装置，该装置结构设计科学合理，通过巧妙的设计，无需动力就可以改变叶片角度，不仅最大限度地利用了风力发电，而且避免了接电在实际使用环境中的安全隐患，大大扩展了装置使用范围，克服了现有技术存在的问题，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例的装置结构示意图。

图2是本发明实施例去掉叶片的装置结构示意图。

图3是本发明实施例中装置增加支脚的结构示意图。

图4是本发明实施例中前、后排叶片与风来向角度一样的示意图。

图5是本发明实施例中前、后排叶片与风来向角度不一样的示意图。

图6是本发明实施例中叶片转动的工作原理图。

图7是本发明实施例中自锁装置的工作状态示意图。

图8是本发明实施例中自锁装置的结构示意图。

图9是本发明实施例中锁舌器的结构示意图。

图10是本发明实施例中角度转换机构的工作原理图。

图11是本发明实施例中自锁装置的工作原理图。

图12是本发明实施例中装置侧面对准风来向的工作状态示意图。

图13是本发明实施例中叶片转轴底部滑轮与第一导轨的连接结构示意图。

图14是本发明实施例中滑杆与叶片转轴的连接结构示意图。

图15是本发明实施例中滑杆与第二导轨的相对位置示意图。

图16是图15的局部放大示意图。

图17是本发明实施例中第二导轨的结构示意图。

图18是本发明实施例中叶片的组成结构示意图。

图19是本发明实施例中叶片为上下两层结构的示意图。

图20是本发明实施例中叶片为上下四层结构的示意图。

图21是图20的侧视图。

图22是本发明另一实施例中链齿与绳索连接的分解结构示意图。

图23、24、25是本发明另一实施例中链齿与链轮连接的示意图。

图26是本发明另一实施例中绳索链与链轮的连接结构示意图。

图27是图26的局部放大视图。

图28是本发明又一实施例中变速器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、2所示，本实施例提供了一种平移式风力发电装置，包括链盘组、链条、叶片1、转筒2、筒座3和展臂，所述转筒转动安装在筒座上并可360°自由转动，所述展臂固定于转筒上以随其转动，所述展臂包括上展臂401和下展臂402，所述链盘组包括主动链轮、从动链轮和传动链轮5，所述主动链轮包括经主动链轮轴603同轴连接的上主动链轮601、下主动链轮602，所述从动链轮包括经从动链轮轴703同轴连接的上从动链轮701、下从动链轮702，所述主动链轮与传动链轮同轴连接，所述传动链轮通过传动链条8与发电机9的链轮901连接，以在主动链轮转动时，驱动发电机发电；所述主动链轮、从动链轮分别与展臂向左右延伸的两端转动连接，所述上、下主动链轮与上、下从动链轮之间分别绕设有上链条101、下链条102，所述上、下链条根据叶片之间所需间距在适当的各链节42上分别设有上轴座、下轴座，竖向对应的各上、下轴座之间分别设置所述叶片，各叶片通过其中轴线上的叶片转轴12安装在相应的上、下轴座之间，所述轴座上设有角度转换器，以改变叶片的角度；所述叶片与风来向呈斜角，且前排的叶片与后排的叶片所成角度相反，当叶片从前排转到后排，或从后排转到前排时，通过轴座上的角度转换器控制叶片改变角度；当风吹过来时，风吹向前排叶片并穿过前排叶片吹向后排叶片，向前排叶片和后排叶片施加相反方向的推力，推动叶片和链条绕着同一个环形方向转动，从而把风力转化为绕同一个环形方向转动的机械传动力，驱动主动链轮转动。

其中，所述发电机也可以是液压泵或空气压缩泵，该装置所采用的链条传动方式也可以是皮带传动或其他柔性传动方式。

如果叶片与链条角度是固定不变的，那么叶片从前排转到后排后，180°转换，后排叶片与风来向角度和前排叶片与风来向角度是一样的，如图4，前后排叶片在风力作用下，前后排叶片会形成同向推力，造成整体不动。要让整个装置能工作，必须如图5所示，让叶片与链条能环形转动起来。要达到图5的效果，叶片在转到后排之前就得变换角度，后排叶片才能与前排叶片形成相反角度。因此，必须如图4的局部放大图所示，提前把叶片往后转角度A(计算公式如下所示)。当叶片从后排要转到前排时，又得把叶片回转角度A，回到原来角度。等于需要增加能双向往复角度转换机构，这个机构还得保证叶片在前后排时，叶片角度固定不动。这样前、后排叶片在风力作用下，才能形成正常的环形循环，链条才能传动电机发电。叶片怎么后转、再复位，最直接方式是在每片叶片转轴加电机和刹车器，但这样电机和刹车器接线通电是个很大麻烦，难度很大。而本发明的工作原理如图6所示，叶片在转到链轮左下角，即时钟8点左右开始变换叶片角度，叶片转到另一链轮右上角，即时钟2点左右位置，叶片角度又往前转动，回复原来角度，叶片在两边链轮处实现往复变换，达到如图5所示效果，装备就能正常工作发电。风力发电机重量上百吨，如果直接装在主动链轮底部，主动链轮与从动链轮两端重量不平衡，展臂越长越明显。把发电机装在转筒上，发电机重量由转筒承载，让主动、从动链轮两端重量平衡。如果需要增加横向受风面积，可以在两端底部增加支脚28，支脚下再安装车轮29，这时发电机可以与主动链轮同轴，如图3所示。

结合图5，我们来看转换角度的计算方法：

设：B为前排叶片与X轴夹角，C为后排叶片与X轴夹角时，求转换角度A(凹槽A中心轴与凹槽B轴心轴角度)，则转角A的计算公式为：A＝C-B。

所述角度转换器为由锁舌器15和锁芯器16两部分组成的自锁装置，在主动链轮、从动链轮旁侧设有开锁机构和辅助机构，以与自锁装置组成角度转换机构，所述开锁机构为磁铁13，以利用磁力为自锁装置解锁，所述辅助机构为滚筒14，以通过滚筒与叶片的接触改变叶片的角度。锁舌器、锁芯器结构如图7、8、9所示，所述锁舌器包括锁舌壳151、锁舌152和弹簧153，所述锁舌为土字形结构，所述弹簧固定于锁舌壳内并顶着土字形结构上横部，以让舌尖向前伸出锁舌壳并插入锁芯器锁住叶片转轴；在本实施例中，舌尖可以设置滚柱154。所述锁芯器包括锁芯壳161、锁芯162和A限位柱163、B限位柱164。如图7所示，所述锁芯为外周部设有A、B凹槽并具有A、B限位壁的圆环体，两A、B凹槽两侧平行，顶部呈尖角或半圆形，所述锁芯套设于叶片转轴上并与其固定连接，所述A、B限位壁与A、B限位柱配合，对锁芯的转动角度进行限位；当锁芯处于锁住状态时，叶片转轴及叶片固定，不能转动，当锁芯处于解锁状态时，叶片转轴及叶片自由转动过程中，A、B限位壁被两侧的A、B限位柱挡住，以限制叶片的转动角度，同时保证锁舌能顺利插入凹槽A或凹槽B进行自锁；当自锁装置经过磁铁时，磁铁吸引锁舌后部，即土字形结构下横部，锁舌后缩，舌尖离开锁芯A凹槽，锁芯处于解锁状态，叶片可以转动；叶片继续往前移动，经过滚筒位置时，叶片边缘被滚筒挡住，滚筒反作用于叶片，使叶片转动起来；在链条和叶片继续转动下，叶片转轴超过滚筒位置时，正好离开磁铁吸力范围，锁舌又被弹簧推出，此时锁舌舌尖顶在A、B凹槽之间的圆柱面上进行滑动；叶片继续绕着链轮转动，叶片边缘还被滚筒挡住，叶片只能继续转动，直到舌尖顶入B凹槽而重新进入自锁状态，此时叶片转到的角度正好不被滚筒挡住；当叶片转到后排时，后排叶片的角度正好与前排叶片的角度相反；所述角度转换机构让叶片转到后排时，后排叶片与前排叶片角度相反，所述角度转换机构让叶片从后排转到前排时，角度又恢复原来状态，让前、后排叶片角度始终保持相反，如图5，从而在风力作用下，前、后排叶片都朝同一方向环形运动。

叶片转到链轮侧面时再转动角度，保证了正受风面和后排受风面面积最大化俘获风能。不用外加电机或其他装置等来改变叶片角度转换，通过节点的精准控制，利用装备链条自身转动原理来改变叶片角度的转换，把复杂问题简单化，这样不但减少生产成本，更大大提高了工作效率。本发明的角度转换机构及自锁装置的工作原理如图10、11所示：叶片外侧边与滚筒接触前打开角度转换器解锁，由于锁芯有角度限位功能，当叶片转到滚筒位置，叶片在限定的角度范围内怎么活动都会碰到滚筒。当叶片转到滚筒位置，叶片外侧边接触滚筒，叶片开始转动，轴座的锁芯同时转动，在锁芯转到过程，这时离开磁铁磁力范围，锁舌伸出，锁舌尖顶住锁芯A、B凹槽之间的圆柱面上，进行滑动。

这里需要说明的是，如图10所示，当叶片从前排转到后排时，辅助机构即滚筒设于链轮外侧，以在解锁后，使滚筒接触叶片外侧，从而让叶片正向转动设定角度。此时，磁铁13经外侧的支架25安装在链轮外侧，滚筒14经扭力弹簧架26也安装在支架25上，如图2、10所示。而当叶片从后排转到前排时，滚筒设于链轮内侧，以在解锁后，使滚筒接触叶片内侧，从而让叶片反向转动设定角度，从而实现叶片从前排转到后排以及从后排转到前排时，转动相反的角度。此时，磁铁还是安装在链轮外侧，而滚筒经扭力弹簧架26安装在链轮内侧的滚筒支架27上，如图2、10所示。

如图2所示，该装置设有方向控制机构，所述方向控制机构包括控制器19、转速感应器20、测风向的风向仪21、电机22、转动齿轮23和圈齿24。所述转速感应器与主动链轮同轴连接在主动链轮轴603上，所述控制器通过转速感应器的转速算出风速；所述风向仪向控制器提供实时风来向方位；所述转动齿轮安装在电机上，电机装在筒座上，圈齿固定在转筒上，所述转动齿轮与齿圈啮合，电机转动齿轮可以调节正受风面(前面一排叶片)角度；所述控制器根据风向仪电机转动圈齿来转动转筒调节正受风面角度，使得正受风面始终垂直于风来向，如图1所示。当风速超过额定的工作范围时，所述控制器通过转速感应器数字得出风速已经超额，控制器根据超额多少来调整正受风面与风来向角度，通过调整减少正受风面的受风面积来实现正常发电，如果超级飓风来了，为了保护叶片，控制器最终把整体机构的侧面对准风来向，用装备最小面积受风，如图12所示。根据受力分析，风力对装置产生的推力，取决于风力与叶片受风面所成的角度及风力沿链运动方向产生的推力分量。因此，即使来风再大，只要适当调整装置角度，就能使风力在链运动方向上产生的推力大大减小，从而保证在任何情况下，装置都不会超额工作。

如图13所示，在本发明实施例中，叶片1底部设有第一导轨17，叶片转轴12下部装有滑轮181，滑轮架在第一导轨上滑行，以支撑叶片重量，让叶片在风力推力下，按设计的路线滑行，不让叶片偏离正常的运动轨迹，不让叶片偏离第一导轨两侧或上下位置。如图13所示，叶片转轴下部装有滑轮181和辅助轮182，滑轮起到承载叶片重量作用，由于风有横向和纵向作用，辅助轮装在第一导轨的下方，起到防止滑轮脱离第一导轨，辅助滑轮正常工作。根据第一导轨形状不一样，辅助轮也可以装在转轴侧面，根据实际情况安装辅助轮。第一导轨架在下展臂402上。

如图14所示，在本发明实施例中，叶片转轴下部设有滑杆30，所述滑杆中间与叶片转轴12刚性连接，滑杆与链条平行，滑杆两端有滑轮31，滑杆两侧设有自由转向承重轮33和承重轮34，滑杆在第二导轨32里滑行；滑杆起到让叶片始终按设计的角度工作，也起到辅助和保护链条作用，让链条不受叶片轴向扭转力破坏。未到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨3201接近链轮时，宽度放大，到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨3202的外圈直径等于链轮位置滑杆滑轮最外边到链轮轴心垂直距离，滑杆滑轮贴着到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨3202外圈滑动，链轮处的滑杆保护链轮处的链条不受叶片轴向旋转破坏。到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨3202内圈直径等于链轮位置滑杆内侧边到链轮轴心垂直距离(可略大些，避免滑杆与到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨3202内圈摩擦)，如图15、16、17所示，于链轮轴心滑杆在链轮位置转动始终与链轮轴向垂直。所述滑轮有齿槽。

叶片受到风力作用，会产生轴向旋转，这种轴向旋转会影响链条正常工作，轴向旋转会让链条拉太紧，链条太紧与链轮啮合转动就会卡，影响链条传动。长时间也会让链条拉长，太长会掉链子，也影响链条寿命。有了滑杆，分工就明确，链条就是单纯的传动作用，滑杆承受叶片轴向扭力，滑轨承载叶片重量。

所述主动和从动轮组垂直平衡，主动和从动轮组的上下齿轮的齿口上下垂直，以起到拉直叶片、固定叶片垂直，让叶片始终垂直于水平面。

如图18所示，在本实施例中，所述叶片1包括框架和帆布39，所述框架包括叶片转轴12、边框35和横杆36，所述帆布四周镶嵌边杆37，边杆内有孔眼38，帆布通过绳子穿过孔眼固定在框架内。目前的风力叶片重又长，运输和安装都很不方便，改为帆布结构，便于运输和安装，而且也大大的减轻叶片重量，减轻链条的负担。

如图19、20、21所示，为了增加受风面，所述叶片为上下多层结构。所述转筒顶部连接桁架40，桁架侧面呈直角三角形，如图21所示，桁架底部装有方位车41，控制器控制方位车绕转筒跑，控制器根据风向仪数字控制方位车来转动转筒调节正受风面角度，使得正受风面始终垂直于风来向。涡轮风机的叶片只有一端连接轮毂，连接点只有一点，叶片太长会断，风机叶片长度受限。本发明中单叶片是两端连接，最少两个连接点，结构更牢固，如果需要更长的叶片，多层叶片相当于多点连接，叶片长度不受限，大大增加了叶片受风面积。

在本发明的不同实施例中，该装置所采用的链条传动还可以为绳索链传动，如图22所示，所述绳索链传动包括链轮、链齿M和绳索N，链齿M包括齿身M1、位于齿身M1两旁侧用于连接绳索的链板M2、用于插接绳索端头与链板的销轴M3、位于齿身M1上的齿尖M4、位于齿尖M4旁侧的齿侧线M5，在齿尖M4上设有槽口，在槽口内设有滚子M6，链齿M齿侧线和在链轮上与链齿M对应的齿槽的弧线画法是，以链板孔的中心为圆心，该圆心落在链轮的分度圆上，圆心与链齿齿尖最长距离为半径画弧线，画出齿侧线；齿侧线上在U形槽的最低点，从这设为弧线坡的起点，弧线坡的端点为弧线坡与链轮周边的交叉点；齿链板连接绳索处为半圆，半圆上设有插入销轴的孔；该实施例的绳索两端有节头，节头连接链板处为半圆，节头内具有与销轴插配的套筒M7，链齿与绳索通过插入销轴连接，链齿与绳索连接后可以像链条一样自由活动，链轮上的齿槽具有齿尖、齿侧线和弧线坡M51，链轮齿槽的齿尖和齿侧线形状与链齿的齿尖和齿侧线形状相吻合，链齿M与链轮上齿槽的数量相当，链齿和槽齿侧线上来有弧线坡，弧线坡主要引导齿尖滑入齿槽。

因为绳索如果有一定的弹性，微观会拉长一点点，那么有弧线坡可以引导链齿与齿槽啮合，经研究后得出画齿侧线以叶板圆心到齿尖最长为直径画弧，画出齿侧线最佳，根据特殊需要，齿槽齿侧线需要更宽些，圆心到齿侧线最长距离为R2，圆心到齿尖距离为R1，如图24，那么取最长第二弧线M8为齿槽的齿侧线，链轮转动，链齿离开齿槽，逐渐展开，齿槽的齿侧线设计才不会与链齿干涉，相反链齿离开齿槽会比目前链条的链齿离开链轮齿槽更顺畅，因为绳索链是柔性的链条，随着链轮转动，绳索与分度圆形成切线会越长，切线越长，以这切线为半径画弧线会越趋向直线，等于直径越长弧线曲度越直，链齿从齿槽出来也是越垂直出来，所以链齿与齿槽啮合更顺畅。如图25第三弧线M11会比第四弧线M12曲度更直，等于链齿出来越顺畅。

为了防止传动时超出设计载荷，造成链齿与链轮齿槽啮合时链齿跳槽，可以在链轮外加半圆轨道，轨道与链轮外圆平行，半圆轨M10覆盖一半链轮，半圆轨固定不动，链轮是转动，链齿顶部也加滚子，一但出现极端天气对绳索链造成超载荷，链齿会往上滑，这时就有半圆轨挡住，不让链齿滑出啮合时的齿槽，齿槽顶部有滚子，当链轮转动时，链齿顶部滚子会贴着半圆轨滑行，减少链齿与半圆轨的摩擦力。如图26、27所示。

在本发明的不同实施例中，装置可以为内外多层叶片结构，主动链轮、从动链轮分别由同轴连接的大链轮L9和小链轮组成，外层链条连接大链轮，内层链条连接小链轮；所述大链轮连接在变速器，如图28所示，所述变速器包括齿圈L1、行星齿轮L2和太阳齿轮L3，大链轮与齿圈刚性连接，行星齿轮安装在行星架L4上，太阳齿轮与链轮轴L5刚性连接，行星齿轮在齿圈和太阳齿轮之间，与它们相互啮合；齿圈、行星齿轮和太阳齿轮三者之间关系分别为：行星架固定在链轮壳L6上，行星轮固定，圈齿为主动齿轮，太阳齿轮为被动齿轮；所述小链轮刚性连接在链轮轴上；所述变速器的速比与大小链轮的直径比关联。

为了更好的，最大化的俘获风能，可以叶片可以增加一层，如果风力更大，可以增加两层以上，做到充分俘获风能。两层叶片分别连接大小链轮，如果大小齿轮都直接连接在链轮轴上，会因为大小齿轮直径不一样，内外层链条运动速度也不一样，有巨大差额，当风推进来时，这效果是外侧叶片运动快，内层叶片运动慢，风进入内层被慢速影响，就像一个1.9米高与一个1.3米高的人，他们各选一只脚绑一起跑步，1.3米的人永远拖1.9米的后腿跑步，这叫错位同行，同时也影响到后排两层叶片工作。因为风穿过一快一慢以后，这种错位到后排几乎没量能了，被慢的内层消耗了，慢的内层也不是把这能量吸收转化，而是把这力变成与大链轮相互能量抵消的扭力，工作效率反而最低。为了改变这情况，我们把大链轮增加一增速器，他的速比与大链轮直接除于小链轮的直接比成正比，就是当大链轮直径时小链轮直径一倍时，大链轮增速1：2，这样就能到达两层叶片同步前行，两层叶片位置错位排列，就是内层叶片位置正好是在外侧两叶片中间，前后排叶片位置相互错开，这样做到效率最大化。为了让内层叶片面积最大化，大小链轮设计为同轴心，大链轮与齿圈刚性连接，行星齿轮安装在行星架上，太阳齿轮与链轮轴刚性连接，行星齿轮在齿圈和太阳齿轮之间，与它们相互啮合。齿圈、行星齿轮和太阳齿轮三者之间关系分别为行星轮为固定，圈齿为主动齿轮，太阳齿轮为被动齿轮。行星架固定在链轮壳上，链轮壳与大链轮、链轮轴连接处有密封圈，保护行星齿轮。当风推动外层叶片时，叶片提过链条转动大链轮，与大链轮刚性连接的齿圈啮合行星齿轮，行星齿轮啮合太阳齿轮，太阳齿轮提供与之刚性连接的齿轮轴转动液压泵工作。液压泵也可以为发电机或空压机。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，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 (7)

1.一种平移式风力发电装置，其特征在于，包括链盘组、链条、叶片、转筒、筒座和展臂，所述转筒转动安装在筒座上并可360°自由转动，所述展臂固定于转筒上以随其转动，所述链盘组包括主动链轮、从动链轮和传动链轮，所述主动链轮包括同轴连接的上、下主动链轮，所述从动链轮包括同轴连接的上、下从动链轮，所述主动链轮与传动链轮同轴连接，所述传动链轮通过传动链条与发电机的链轮连接，以在主动链轮转动时，驱动发电机发电；所述主动链轮、从动链轮分别与展臂向左右延伸的两端转动连接，所述上、下主动链轮与上、下从动链轮之间分别绕设有上、下链条，所述上、下链条根据叶片之间所需间距在适当的链节上分别设有上、下轴座，竖向对应的各上、下轴座之间分别设置所述叶片，各叶片通过其中轴线上的叶片转轴安装在相应的上、下轴座之间，上、下轴座上设有角度转换器，以改变叶片的角度；所述叶片与风来向呈斜角，且前排的叶片与后排的叶片所成角度相反，当叶片从前排转到后排，或从后排转到前排时，通过上、下轴座上的角度转换器控制叶片改变角度；当风吹过来时，风吹向前排叶片并穿过前排叶片吹向后排叶片，向前排叶片和后排叶片施加相反方向的推力，推动叶片和链条绕着同一个环形方向转动，从而把风力转化为绕同一个环形方向转动的机械传动力，驱动主动链轮转动；

所述角度转换器为由锁舌器和锁芯器两部分组成的自锁装置，在主动链轮、从动链轮旁侧设有开锁机构和辅助机构，以与自锁装置组成角度转换机构，所述开锁机构为磁铁，以利用磁力为自锁装置解锁，所述辅助机构为滚筒，以通过滚筒与叶片的接触改变叶片的角度；所述锁舌器包括锁舌壳、锁舌和弹簧，所述锁舌为土字形结构，所述弹簧固定于锁舌壳内并顶着土字形结构上横部，以让舌尖向前伸出锁舌壳并插入锁芯器锁住叶片转轴；所述锁芯器包括锁芯壳、锁芯和A、B限位柱，所述锁芯为外周部设有A、B凹槽并具有A、B限位壁的圆环体，所述锁芯套设于叶片转轴上并与其固定连接，所述A、B限位壁与A、B限位柱配合，对锁芯的转动角度进行限位；当锁芯处于锁住状态时，叶片转轴及叶片固定，不能转动，当锁芯处于解锁状态时，叶片转轴及叶片自由转动过程中，A、B限位壁被两侧的A、B限位柱挡住，以限制叶片的转动角度，同时保证锁舌能顺利插入凹槽A或凹槽B进行自锁；当自锁装置经过磁铁时，磁铁吸引锁舌后部，即土字形结构下横部，锁舌后缩，舌尖离开锁芯A凹槽，锁芯处于解锁状态，叶片可以转动；叶片继续往前移动，经过滚筒位置时，叶片边缘被滚筒挡住，滚筒反作用于叶片，使叶片转动起来；在链条和叶片继续转动下，叶片转轴超过滚筒位置时，正好离开磁铁吸力范围，锁舌又被弹簧推出，此时锁舌舌尖顶在A 、B凹槽之间的圆柱面上进行滑动；叶片继续绕着主动链轮或从动链轮转动，叶片边缘还被滚筒挡住，叶片只能继续转动，直到舌尖顶入B凹槽而重新进入自锁状态；当叶片转到后排时，后排叶片的角度正好与前排叶片的角度相反；所述角度转换机构让叶片转到后排时，后排叶片与前排叶片角度相反，所述角度转换机构让叶片从后排转到前排时，角度又恢复原来状态，让前、后排叶片角度始终保持相反，从而在风力作用下，前、后排叶片都朝同一方向环形运动。

2.根据权利要求1所述的平移式风力发电装置，其特征在于，叶片底部设有第一导轨，叶片转轴下部装有滑轮，滑轮架在第一导轨上滑行，以支撑叶片重量，让叶片在风力推力下，按设计的路线滑行，不让叶片偏离正常的运动轨迹，不让叶片偏离第一导轨两侧或上下位置；装置设有上下展臂，第一导轨架在下展臂上。

3.根据权利要求1所述的平移式风力发电装置，其特征在于，该装置设有方向控制机构，所述方向控制机构包括控制器、转速感应器、测风向的风向仪、电机、转动齿轮和圈齿，所述转速感应器装在主动链轮上，所述控制器通过转速感应器的转速算出风速；所述风向仪向控制器提供实时风来向方位；所述转动齿轮装在电机上，电机装在筒座上，圈齿固定在转筒上，所述转动齿轮与齿圈啮合，电机驱动转动齿轮调节正受风面角度；所述控制器根据风向仪控制电机转动圈齿来转动转筒调节正受风面角度，使得正受风面始终垂直于风来向；当风速超过额定的工作范围时，所述控制器通过转速感应器数字得出风速已经超额，控制器根据超额多少来调整正受风面与风来向角度，通过调整减少正受风面的受风面积来实现正常发电。

4.根据权利要求1所述的平移式风力发电装置，其特征在于，叶片转轴下部设有滑杆，所述滑杆中间与叶片转轴刚性连接，滑杆与链条平行，滑杆两端有滑轮，滑杆在第二导轨里滑行；未到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨接近主动链轮或从动链轮时，宽度放大，到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨的外圈直径等于主动链轮或从动链轮位置滑杆滑轮最外边到主动链轮或从动链轮轴心垂直距离，滑杆滑轮贴着到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨外圈滑动，主动链轮或从动链轮处的滑杆保护主动链轮或从动链轮处的链条不受叶片轴向旋转破坏；到达主动链轮或从动链轮外侧的第二导轨内圈直径等于主动链轮或从动链轮位置滑杆内侧边到主动链轮或从动链轮轴心垂直距离，于主动链轮或从动链轮轴心滑杆在主动链轮或从动链轮位置转动始终与主动链轮或从动链轮轴向垂直。

5.根据权利要求1所述的平移式风力发电装置，其特征在于，所述上、下主动链轮和上、下从动链轮垂直平衡，上、下主动链轮和上、下从动链轮的上下齿轮的齿口上下垂直，以起到拉直叶片、固定叶片垂直，让叶片始终垂直于水平面。

6.根据权利要求1所述的平移式风力发电装置，其特征在于，所述叶片包括框架和帆布，所述框架包括叶片转轴、边框和横杆，所述帆布四周镶嵌边杆，边杆内有孔眼，帆布通过绳子穿过孔眼固定在框架内。

7.根据权利要求1所述的平移式风力发电装置，其特征在于，所述叶片为上下多层结构；所述转筒顶部连接桁架，桁架侧面呈直角三角形桁架底部装有方位车，控制器控制方位车绕转筒跑，控制器根据风向仪数字控制方位车来转动转筒调节正受风面角度，使得正受风面始终垂直于风来向。

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