CN113494672B - 可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构及风力发电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构及风力发电机。其中，该平面连杆机构包括：第一连杆及第二连杆。第一连杆的一端为铰接端，第一连杆的另一端为连接端，第一连杆包括设于铰接端与连接端之间且用于安装测风装置的安装部位；第二连杆的一端与连接端连接，第二连杆的另一端设置为可拆卸连接端，平面连杆机构包括测风状态和维护状态，安装部位在测风状态下的高度高于安装部位在维护状态下的高度，调节可拆卸连接端的连接位置，可带动第一连杆以铰接端的铰接轴为轴，在平面连杆机构所在的平面内转动，使平面连杆机构在测风状态与维护状态之间切换。

Description

可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构及风力发电机

技术领域

本申请涉及风力发电领域，尤其涉及一种可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构及风力发电机。

背景技术

随着风力发电技术的发展，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展起到重要作用。风力发电机可以将风能转化为机械能。但是，在风力发电机长时间运行过程中，风力发电机中测风装置会发生故障或者需要维护。考虑到叶轮、散热器等对于来流风的扰流影响，相关技术中的测风装置需离机舱组件顶部较高的位置，比如测风装置需安装于散热器顶部1米以上的位置，加上2米多高的散热器，导致测风装置距机舱组件顶部太高，需要使用额外的爬梯及二层台等爬高设备，不方便维护。

发明内容

本申请提供一种可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构，包括：

第一连杆，一端为铰接端，另一端为连接端，所述第一连杆包括设于所述铰接端与所述连接端之间且用于安装测风装置的安装部位；及

第二连杆，一端与所述连接端连接，另一端设置为可拆卸连接端，所述平面连杆机构包括测风状态和维护状态，所述安装部位在所述测风状态下的高度高于所述安装部位在所述维护状态下的高度，调节所述可拆卸连接端的连接位置，可带动所述第一连杆以所述铰接端的铰接轴为轴，在所述平面连杆机构所在的平面内转动，使所述平面连杆机构在所述测风状态与所述维护状态之间切换。

可选的，所述平面连杆机构所在的平面为竖直面，所述第一连杆包括首尾相接的竖杆和横杆，所述竖杆远离所述横杆的一端为所述铰接端，所述横杆远离所述竖杆的一端为所述连接端，所述横杆包括所述安装部位，在所述测风状态下，所述竖杆在竖直面内竖直延伸，所述横杆在竖直面内水平延伸，所述横杆连接于所述竖杆的顶端。

可选的，在所述维护状态下，所述竖杆在竖直面内竖直延伸，所述横杆在竖直面内水平延伸，所述横杆连接于所述竖杆的底端。

可选的，在所述测风状态下，所述第二连杆相对于竖直方向倾斜，所述可拆卸连接端向靠近所述铰接端的一侧倾斜。

可选的，所述第二连杆与所述第一连杆的所述连接端的连接方式为铰接。

本申请提供一种风力发电机，包括：

机舱组件，包括安装于所述机舱组件的顶部的安装支架；

如上述的平面连杆机构，所述铰接端与所述安装支架铰接，所述可拆卸连接端与所述安装支架可拆卸连接；及

测风装置，安装于所述平面连杆机构的所述安装部位。

可选的，所述安装支架与所述铰接端中的一者包括铰接支座，另一者包括铰接头，所述铰接支座包括第一铰接板、第二铰接板和铰接轴，所述第一铰接板与所述第二铰接板平行设置，且两板之间留有铰接间隙，所述铰接头组装于所述铰接间隙内，所述铰接轴穿过所述第一铰接板、所述第二铰接板以及所述铰接头，所述铰接头与所述铰接支座以所述铰接轴为轴相对转动。

可选的，所述铰接轴包括穿出第一铰接板、第二铰接板和所述铰接头的穿出端，所述穿出端包括沿所述铰接轴的径向延伸的锁定孔，所述铰接支座包括锁销，所述锁销插装于所述锁定孔内，所述锁销包括穿过所述锁定孔的前端和未穿过所述锁定孔的后端，所述后端向所述前端所在的一侧延伸，所述穿出端被夹持于所述前端与所述后端之间；

和/或，

所述铰接支座包括：铰接限位板，位于所述第一铰接板的一端及所述第二铰接板的一端，所述第一铰接板的一端及所述第二铰接板的一端处于所述铰接间隙的一侧，所述铰接限位板在所述铰接间隙的一侧限位，所述第一连杆处于最大限位状态下，所述第一连杆与所述铰接限位板接触。

可选的，所述第二连杆的所述可拆卸连接端与所述安装支架螺栓连接。

可选的，所述机舱组件包括散热器支架，所述安装支架设置为所述散热器支架。

本申请提供的平面连杆机构，通过调节可拆卸连接端的连接位置，可以使安装部位上升或下降，从而可以使测风装置上升或下降，测风装置下降后，可以方便维修人员对测风装置进行维修。

附图说明

图1为本申请的风力发电机的一个实施例的结构示意图；

图2为本申请提供的可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构的结构示意图；

图3为本申请提供的可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构的结构示意图；

图4为图3中的A处放大的结构示意图；

图5为图3中的B处放大的结构示意图；

图6为本申请提供的可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构处于过渡状态的结构示意图；

图7为本申请提供的可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构处于过渡状态的结构示意图；

图8为本申请提供的可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构处于过渡状态的结构示意图；

图9为本申请提供的可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构的结构示意图；

图10为图3中的C处放大的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”包括两个，相当于至少两个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1所示为本申请的风力发电机10的一个实施例的结构示意图。

如图1所示，风力发电机10包括从支撑表面11延伸的塔架12、安装在塔架12顶部的机舱组件13，以及组装至机舱组件13的前端的风轮结构14。风轮结构14包括可旋转的轮毂15和至少一个叶片16，叶片16连接至轮毂15且从轮毂15向外延伸。在图1所示的实施例中，风轮结构14包括三个叶片16。在一些其他实施例中，风轮结构14可包括更多或更少的叶片16。多个叶片16可围绕轮毂15设置且彼此隔开，以促进使风轮结构14旋转，使风能能够转换成可用的机械能，且随后转换成电能。

其中，风力发电机10还包括设置于机舱组件13顶部的测风装置17和带动测风装置17升降的平面连杆机构20。测风装置17用于测量风向和风速，可以包括但不限于风速风向仪。

图2为本申请提供的可升降风力发电机10测风装置17的平面连杆机构20的结构示意图。图3为本申请提供的可升降风力发电机10测风装置17的平面连杆机构20的又一结构示意图。

如图2和图3所示，平面连杆机构20包括首尾相接的第一连杆21和第二连杆22，其中，第一连杆21可以安装并支撑测风装置17。在平面连杆机构20活动过程中，可以向第二连杆22施加牵引力，牵引第一连杆21运动，从而可以带动测风装置17升降。第一连杆21的一端为铰接端23，第一连杆21的另一端为连接端24，第一连杆21包括设于铰接端23与连接端24之间且用于安装测风装置17的安装部位26。其中，第一连杆21的铰接端23可以活动。第二连杆22的一端与连接端24连接，第二连杆22的另一端设置为可拆卸连接端25。第二连杆22的一端与连接端24可活动连接或者固定连接，前者方便按照用户用力的方向使劲，后者方便用户直接按照第二连杆22引导的用力方向使劲。平面连杆机构20包括测风状态和维护状态，安装部位26在测风状态下的高度高于安装部位26在维护状态下的高度，调节可拆卸连接端25的连接位置，可带动第一连杆21以铰接端23的铰接轴为轴，在平面连杆机构20所在的平面内转动，使平面连杆机构20在测风状态与维护状态之间切换。其中，测风状态可以是指测风装置17未出现故障的状态，比如正常工作，且不需要检修、维修或更换测风装置17。此时的测风状态对应于平面连杆机构20来说，第二连杆22的可拆卸连接端25未拆卸，平面连杆机构20属于一个闭环机构。而维护状态可以是指测风装置17出现故障的状态，需要拆卸测风装置17进行维修更换，此时已下降的平面连杆机构20能够对测风装置17进行维修或更换，或重新安装测风装置17好以后，准备上升平面连杆机构20。此时的维护状态对应于平面连杆机构20来说，第二连杆22的可拆卸连接端25已拆卸且还未安装归位，平面连杆机构20还属于一个开环机构。在平面连杆机构20处于维护状态时，此时测风装置17可以位于机舱组件13顶部的上方，且维修人员可以接触测风装置17进行作业的高度，此高度可以设置在1.6m以下，方便维修人员可以进行运维工作。

在本实施例中平面连杆机构20，通过调节可拆卸连接端25的连接位置，可以使安装部位26上升或下降，从而可以使测风装置17上升或下降，测风装置17下降后，可以方便维修人员对测风装置17进行维修。并且，安装部位26在测风状态下的高度高于安装部位26在维护状态下的高度，在平面连杆机构20处于测风状态时，安装部相对较高，方便测风装置17测风速和风向。并且在平面连杆机构20处于维修状态时，安装部相对较低，维修人员能够接触到测风装置17，方便维修。同时，维修人员可以按照平面连杆机构20所在的平面内方便使力，进而方便控制把握平面连杆机构20以完成上升或下降，避免用力方向不对而损坏平面连杆机构20。

在如图2所示的实施例中，平面连杆机构20所在的平面为竖直面，第一连杆21包括首尾相接的竖杆211和横杆212，竖杆211远离横杆212的一端为铰接端23，横杆212远离竖杆211的一端为连接端24，横杆212包括安装部位26。其中，横杆212的安装部位26用于安装测风装置17。在测风状态下，竖杆211在竖直面内竖直延伸，横杆212在竖直面内水平延伸，横杆212连接于竖杆211的顶端。此时，测风装置17上升至最高位置，有利于风向和风速的测量。在测风状态下，竖杆211位于横杆212之下，不仅用于连接横杆212，还用于支撑横杆212。这样在第一连杆21沿平面连杆机构20所在的竖直面转动时，竖直面的向下方向分别与竖杆211和横杆212的重力方向一致，更有利于按照平面连杆机构20的重力在竖直面转动，也可以节约人力。同时，方便维修人员按照平面连杆机构20所在的竖直面内使劲，操作的稳定性极高，并且整个平面连杆机构20平稳，也不需要人力维持平衡，方便人工操作。在其他一些实施例中，平面连杆机构20所在的平面也可以是相对于竖直面倾斜较小角度的倾斜面，只要能够满足测风装置17测风速和风向要求即可。

在一些实施例中，横杆212上的安装部位26可以是安装凹或安装凸起或者卡接结构，只要与测风装置17的连接结构相适配即可，以完成对测风装置17的安装。

继续图3所示，在测风状态下，第二连杆22相对于竖直方向倾斜，可拆卸连接端25向靠近铰接端23的一侧倾斜。如此设置的可拆卸连接端25向靠近铰接端23的一侧倾斜，可以使得平面连杆机构20在测风状态下的结构更加紧凑，空间占用较小，方便维修人员操作。

图4为图3中的A处放大的结构示意图。

在如图4所示的实施例中，第二连杆22的可拆卸连接端25为螺接端。如此设置，可以通过螺栓31连接，方便拆装，简单可靠，降低了风力发电机10的成本。

图5为图3中的B处放大的结构示意图。

在如图5所示的实施例中，第二连杆22与第一连杆21的连接端24的连接方式为铰接。如此铰接设置，使第二连杆22可以相对第一连杆21活动，增加了第二连杆22的自由度，进而方便维修人员操作第二连杆22。在一些实施例中，第二连杆22包括铰接头，第一连杆21的连接端24可以为两个铰接板，第二连杆22的铰接头通过铰接轴铰接于第一连杆21的两个铰接板内，铰接头与两个铰接板以铰接轴为轴相对转动。在另一些实施例中，第二连杆22包括两个铰接板，第一连杆21的连接端24可以为铰接头，第一连杆21的铰接头通过铰接轴铰接于第二连杆22的两个铰接板内，铰接头与两个铰接板以铰接轴为轴相对转动。

图6至图8为本申请提供的可升降风力发电机10测风装置17的平面连杆机构20处于过渡状态的结构示意图。如图6至图8所示，在维护状态与测风状态的切换过程中，随着平面连杆机构20在所处平面内下降或上升，横杆212和竖杆211的相对位置也发生着变化。平面连杆机构包括处于测风状态和维护状态之间的过渡状态，此过渡状态包括平面连杆机构20在所处平面内下降或上升的状态。假设如图3所示的平面连杆机构20测风状态是为0°初始的状态，举例如下：如图6所示，平面连杆机构20由0°沿竖直面逆时针旋转45°时，带着风速风向仪沿竖直面逆时针旋转45°，实现风速风向仪的开始下降。如图7所示，平面连杆机构20继续沿竖直面逆时针旋转90°时，带着风速风向仪继续沿竖直面逆时针旋转90°，实现风速风向仪的进一步下降。如图8所示，平面连杆机构20继续沿竖直面逆时针旋转135°时，带着风速风向仪继续沿竖直面逆时针旋转135°，实现风速风向仪的更进一步下降，以达到如图9的维护状态。在平面连杆机构20上重新安装风速风向仪好以后，平面连杆机构20沿竖直面转动上升时，带着风速风向仪可以顺时针沿竖直面转动上升，最终回到初始位置，即0°状态(参见图3所示)。当然下降时逆时针旋转的方向及角度，上升时顺时针旋转的方向及角度并不做限定，此处仅仅举例说明，并不做限定。

图9为本申请提供的可升降风力发电机10测风装置17的平面连杆机构20的结构示意图。

如图9所示，在维护状态下，竖杆211在竖直面内竖直延伸，横杆212在竖直面内水平延伸，横杆212连接于竖杆211的底端。如此，在维护状态下，横杆212位于竖杆211的底端，测风装置17处于最低位置，方便维修人员完成对测风装置17的维修和拆装。在一些实例中，继续上述图8的描述，如图9所示，平面连杆机构20沿竖直面逆时针旋转180°时，带着风速风向仪沿竖直面逆时针旋转180°，到达最终状态即维护状态。

继续如图2所示，本申请提供一种风力发电机，包括：平面连杆机构20，机舱组件13包括安装于机舱组件13的顶部的安装支架；平面连杆机构20的铰接端23与安装支架30铰接，可拆卸连接端25与安装支架30可拆卸连接；测风装置17安装于平面连杆机构20的安装部位26。如此设置，方便维修人员直接站在机舱组件13的顶部即可完成整个风速、风向仪的定期运维工作，简单可靠，确保了运维人员的身心安全；并且，不需要增加爬梯及二层台等爬高设备，降低了风力发电机10的成本，提高了风力发电机10的竞争力，还减少了运维需要检查的条目，降低了运维的工时。

本申请的测风装置17可以包括用于监测风速的一个或多个风力传感器52或者风速风向仪。

本申请的测风装置17在机舱组件13顶部的设置方式有多种实施例。在一些实施例中，机舱组件13包括安装于机舱组件13顶部的安装支架30，测风装置17可以通过此安装支架30安装于机舱组件13顶部，能够更有效的接触到来流风。

其中，安装支架30可以高于机舱组件13顶部至少预定高度，比如预定高度可以为1米。如此设置，更能够满足测风装置17风速、风向测量的准确性。

在一些实施例中，机舱组件13包括散热器支架，安装支架30可以包括散热片支架19。如此设置，维修人员在进行维修时，有散热片支架19挡着，可以增强维修人员心理上的安全感，同时有利于提高维修人员的安全性。安装支架30也可以是其他支架，只要是能够让测风装置17接触到来流风的任何安装支架30均可。在如图2所示的实施例中，机舱组件13顶部设置有散热片支架19以及夹设于散热片支架19的散热片18。通过散热片支架19支撑散热片18。由于散热片18的高度两米左右，如此较高的位置，方便测风装置17测量风速和风向，因此，测风装置17安装于散热片支架19上，更有利于测量风速和风向。

在一些实施例中，可拆卸连接端25安装于安装支架30的高度可以为处于测风装置17的高度与预设高度之间，如此高度设置，维修人员可以接触测风装置17进行作业的高度，以方便进行后续维修。其中，预设高度可以根据维修人员的平均身高确定，也可以根据维修人员伸长胳膊由维修人员的脚底到达手腕的平均高度确定。此高度不限，方便维修人员拆下可拆卸连接端即可。

在一些实施例中，可拆卸连接端25安装于安装支架30的位置可以是安装支架的侧面，也可以是安装支架的端面。在此不做限定。

图10为图3中的C处放大的结构示意图。

在如图10所示的实施例中，安装支架30与铰接端23中的一者包括铰接支座32，另一者包括铰接头33，铰接支座32包括第一铰接板311、第二铰接板312和铰接轴313，第一铰接板311与第二铰接板312平行设置，且两板之间留有铰接间隙，铰接头33组装于铰接间隙内，铰接轴313穿过第一铰接板311、第二铰接板312以及铰接头33，铰接头33与铰接支座32以铰接轴313为轴相对转动。如此设置，能够使得平面连杆机构20所在的平面内转动，方便维修人员操作平面连杆机构20。

在其他实施例中，安装支架30包括连接杆，该连接杆横向设置。第一连杆21的铰接端23通过连接杆连接于安装支架30上。如此，可以通过在铰接端23与安装支架30之间增加的连接杆，固定连接安装支架30与第一连杆21。

如图10所示，铰接轴313包括穿出第一铰接板311、第二铰接板312和铰接头33的穿出端35，穿出端35包括沿铰接轴313的径向延伸的锁定孔(图中未标示)，铰接支座32包括锁销37，锁销37插装于锁定孔(图中未标示)内，锁销37包括穿过锁定孔(图中未标示)的前端和未穿过锁定孔(图中未标示)的后端，后端向前端所在的一侧延伸，穿出端35被夹持于前端与后端之间。如此设置，更有利提高铰接的牢靠性，结构简单，有利于实现测风装置17升降。

如图10所示，铰接支座32包括：铰接限位板36，位于第一铰接板311的一端及第二铰接板312的一端，第一铰接板311的一端及第二铰接板312的一端处于铰接间隙的一侧，铰接限位板36在铰接间隙的一侧限位，第一连杆21处于最大限位状态下，第一连杆21与铰接限位板36接触。如此，能够使铰接轴313实现180°的转动，从而使得平面连杆机构20所在的平面内实现180°转动，这样平面连杆机构20可以在测风状态与维护状态之间切换。在测风装置17朝上设置时，可以实现测风装置17的测量风速和测量风向，或者在测风装置17朝下设置时，可以方便测风装置17被用户维护安装。

在如图4的实施例中，第二连杆22的可拆卸连接端25与安装支架30螺栓连接。如此通过螺栓31连接，方便第二连杆22拆装于安装支架30上，简单可靠，降低了风力发电机10的成本。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种可升降风力发电机测风装置的平面连杆机构，其特征在于，包括：

第一连杆，一端为铰接端，另一端为连接端，所述第一连杆包括设于所述铰接端与所述连接端之间且用于安装测风装置的安装部位；及

第二连杆，一端与所述连接端连接，另一端设置为可拆卸连接端，所述平面连杆机构包括测风状态和维护状态，所述安装部位在所述测风状态下的高度高于所述安装部位在所述维护状态下的高度，调节所述可拆卸连接端的连接位置，可带动所述第一连杆以所述铰接端的铰接轴为轴，在所述平面连杆机构所在的平面内转动，使所述平面连杆机构在所述测风状态与所述维护状态之间切换；

所述平面连杆机构所在的平面为竖直面，所述第一连杆包括首尾相接的竖杆和横杆，所述竖杆远离所述横杆的一端为所述铰接端，所述横杆远离所述竖杆的一端为所述连接端，所述横杆包括所述安装部位，在所述测风状态下，所述竖杆在竖直面内竖直延伸，所述横杆在竖直面内水平延伸，所述横杆连接于所述竖杆的顶端。

2.如权利要求1所述的平面连杆机构，其特征在于，在所述维护状态下，所述竖杆在竖直面内竖直延伸，所述横杆在竖直面内水平延伸，所述横杆连接于所述竖杆的底端。

3.如权利要求1所述的平面连杆机构，其特征在于，在所述测风状态下，所述第二连杆相对于竖直方向倾斜，所述可拆卸连接端向靠近所述铰接端的一侧倾斜。

4.如权利要求1至3任一项所述的平面连杆机构，其特征在于，所述第二连杆与所述第一连杆的所述连接端的连接方式为铰接。

5.一种风力发电机，其特征在于，包括：

机舱组件，包括安装于所述机舱组件的顶部的安装支架；

如权利要求1至4任一项所述的平面连杆机构，所述铰接端与所述安装支架铰接，所述可拆卸连接端与所述安装支架可拆卸连接；及

测风装置，安装于所述平面连杆机构的所述安装部位。

6.如权利要求5所述的风力发电机，其特征在于，所述安装支架与所述铰接端中的一者包括铰接支座，另一者包括铰接头，所述铰接支座包括第一铰接板、第二铰接板和铰接轴，所述第一铰接板与所述第二铰接板平行设置，且两板之间留有铰接间隙，所述铰接头组装于所述铰接间隙内，所述铰接轴穿过所述第一铰接板、所述第二铰接板以及所述铰接头，所述铰接头与所述铰接支座以所述铰接轴为轴相对转动。

7.如权利要求6所述的风力发电机，其特征在于，所述铰接轴包括穿出第一铰接板、第二铰接板和所述铰接头的穿出端，所述穿出端包括沿所述铰接轴的径向延伸的锁定孔，所述铰接支座包括锁销，所述锁销插装于所述锁定孔内，所述锁销包括穿过所述锁定孔的前端和未穿过所述锁定孔的后端，所述后端向所述前端所在的一侧延伸，所述穿出端被夹持于所述前端与所述后端之间；

和/或，

所述铰接支座包括：铰接限位板，位于所述第一铰接板的一端及所述第二铰接板的一端，所述第一铰接板的一端及所述第二铰接板的一端处于所述铰接间隙的一侧，所述铰接限位板在所述铰接间隙的一侧限位，所述第一连杆处于最大限位状态下，所述第一连杆与所述铰接限位板接触。

8.如权利要求5所述的风力发电机，其特征在于，所述第二连杆的所述可拆卸连接端与所述安装支架螺栓连接。

9.如权利要求5所述的风力发电机，其特征在于，所述机舱组件包括散热器支架，所述安装支架设置为所述散热器支架。

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