CN113998070B - 一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，包括的储液盒，储液盒内部底端转动连接制浪机构，储液盒内部上侧漂浮设置漂浮板，漂浮板上端中间位置安装调整机构，调整机构上端转动连接风电机组本体，风电机组本体右侧安装风机主体，风机主体的驱动轴上固定连接第一皮带轮，储液盒右端固定连接外箱，外箱内固定连接驱动设备的固定部，驱动设备的活动部固定连接转轴，转轴上固定连接两个第二皮带轮，两个第二皮带轮通过皮带分别与第一皮带轮以及制浪机构连接，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：会利用驱动设备使风机主体工作或波浪座移动，实现模拟吹风或波浪，达到一个驱动设备带动两种模拟现象的目的，降低设备成本。

Description

一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台

技术领域

本发明是一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，属于风电机组模拟技术领域。

背景技术

能源与环境问题已成为可持续发展面临的主要问题，日益引起社会的广泛关注，风能作为一种重要的可再生能源，受到世界各国的普遍重视，而海上风能资源丰富，且具有较好的稳定性，因此各国纷纷把目标投向了近海风能开发，一般会在海上建造漂浮式风电机组，但是在海洋漂浮式风电机组使用前，一般都需要先进行模拟实验，现有技术中海洋漂浮式风电机组模拟实验台一般采用风机设备来模拟吹风工作以及水槽造波机来模拟波浪，这样结构较为复杂，成本较高，因此需要设计一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，包括用于储存海水的储液盒，所述储液盒内部底端转动连接制浪机构且制浪机构延伸出储液盒右侧，所述储液盒内部上侧漂浮设置带有承重块的漂浮板，所述漂浮板上端中间位置安装调整机构，所述调整机构上端转动连接竖向布置的风电机组本体且风电机组本体延伸出储液盒上侧，所述风电机组本体右侧安装风机主体且风机主体固定在储液盒上，所述风机主体的驱动轴上固定连接第一皮带轮，所述储液盒右端固定连接外箱，所述外箱内固定连接驱动设备的固定部，所述驱动设备的活动部固定连接横向布置的转轴且转轴转动连接在外箱内，所述转轴上固定连接两个第二皮带轮，两个所述第二皮带轮通过皮带分别与第一皮带轮以及制浪机构连接，所述外箱内部左侧转动安装两个用于涨紧皮带的控制机构且两个控制机构之间设置转轴。

进一步地，所述储液盒内部前后两壁上侧边缘位置均固定连接横向布置的带刻度线的挡板，所述漂浮板上端对称固定连接两个指示板且指示板贴合在挡板朝内端，所述漂浮板上端四个棱角位置均固定连接检测机构且检测机构贴合在挡板下端。

进一步地，所述检测机构包括固定在漂浮板上端的套筒，所述套筒内部底端中间位置固定接触式控制器，所述套筒内部滑动连接倒T型杆的横向部且倒T型杆处在触式控制器上侧，所述倒T型杆的竖向部延伸出套筒上侧并贴合在挡板下端，所述倒T型杆与套筒内部底端之间设置弹性件。

进一步地，所述套筒内壁开设卡槽，且卡槽上装配限位件，所述限位件设置在倒T型杆的横向部上端。

进一步地，所述调整机构包括固定在漂浮板上端中空结构的底座，所述底座上端中间位置转动连接的风电机组本体的支撑杆部且风电机组本体的支撑杆部延伸至底座内部底端，所述风电机组本体的支撑杆部外端固定连接环形齿轮且环形齿轮处在底座内，所述环形齿轮一端啮合传动齿轮且传动齿轮转动连接在底座内部。

进一步地，所述环形齿轮另一端啮合阻尼齿轮且阻尼齿轮转动连接在底座内。

进一步地，所述控制机构包括转动连接在外箱内部的螺杆，所述螺杆外端螺纹连接移动板，所述移动板一端转动连接用于对皮带进行涨紧的涨紧轮且涨紧轮处在第二皮带轮的外侧。

进一步地，所述螺杆下侧设置第一导向件且第一导向件固定在外箱内，所述第一导向件贯穿移动板并与移动板滑动连接。

进一步地，所述制浪机构包括转动连接在储液盒内部底侧的丝杆，所述丝杆外端通过滚珠螺母副连接波浪座且波浪座滑动连接在储液盒内部底端，所述丝杆延伸出储液盒右侧并固定连接第三皮带轮且第三皮带轮通过皮带与第二皮带轮连接。

进一步地，所述丝杆前后两侧均等距设置多个第二导向件，所述第二导向件贯穿波浪座并与波浪座滑动连接。

本发明的有益效果：本发明的一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台。

1、能利用螺杆，使移动板以及涨紧轮移动，从而对一个皮带进行涨紧，再利用伺服电机，从而驱动转轴以及第二皮带轮旋转，并在涨紧的皮带作用下，使第一皮带轮或第三皮带轮旋转，进而使风机主体工作或波浪座移动，实现模拟吹风或波浪，达到一个伺服电机带动两种模拟现象的目的，降低设备成本。

2、当漂浮板被风力或波浪作用下发生偏移时，会使指示板沿着挡板进行移动，并与挡板上的刻度线配合使用，用于标出漂浮板偏移范围，并记录下风力数值或波浪数值以及相应的偏移范围，达到模拟漂浮板偏移现象的目的。

3、当风电机组本体在被风力或波浪作用下发生倾斜时，会使漂浮板的一侧套筒发生向上运动，并在挡板作用下，会使倒T型杆沿着套筒向下移动，使倒T型杆与接触式控制器接触，从而启动提示设备，用提醒工作人员，风电机组本体发生倾斜，并记录下风力数值或波浪数值，达到模拟风电机组本体倾斜现象的目的。

4、利用传动齿轮，会使环形齿轮旋转，进而带动风电机组本体转动，实现调整风电机组本体角度，达到对风电机组本体不同位置进行吹风的目的，增加模拟效果。

5、再第三皮带轮以及丝杆，会使波浪座运动，从而对储液盒内海水进行推动，进而在储液盒内模拟波浪，采用丝杆使波浪座进行直线运动来进行波速模拟，提升海浪模拟效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台的结构示意图；

图2为本发明一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台中调整机构的示意图；

图3为本发明一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台中检测机构的示意图；

图4为本发明一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台中控制机构的示意图；

图5为本发明一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台中外箱的剖视图；

图6为本发明一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台中制浪机构的示意图。

图中：1-储液盒、2-漂浮板、3-调整机构、4-风电机组本体、5-风机主体、6-第一皮带轮、7-检测机构、8-控制机构、9-外箱、10-制浪机构、11-挡板、12-指示板、31-底座、32-传动齿轮、33-阻尼齿轮、34-环形齿轮、71-套筒、72-接触式控制器、73-弹簧、74-卡簧、75-倒T型杆、81-螺杆、82-移动板、83-涨紧轮、84-第一圆杆、91-伺服电机、92-第二皮带轮、93-转轴、101-第三皮带轮、102-第二圆杆、103-丝杆、104-波浪座。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，包括用于储存海水的储液盒1，储液盒1内部上侧漂浮设置带有承重块的漂浮板2，通过漂浮板2，能对风电机组本体4进行支撑安装，储液盒1内部前后两壁上侧边缘位置均固定连接横向布置的带刻度线的挡板11，漂浮板2上端对称固定连接两个指示板12且指示板12贴合在挡板11朝内端，具体地，当漂浮板2被风力或波浪作用下发生偏移时，会使指示板12沿着挡板11进行移动，并与挡板11上的刻度线配合使用，用于标出漂浮板2偏移范围，并记录下风力数值或波浪数值以及相应的偏移范围，达到模拟漂浮板2偏移现象的目的。

作为本发明的一个实施例：漂浮板2上端四个棱角位置均固定连接套筒71，通过套筒71，为触式控制器以及弹性件提供安装空间，套筒71内部底端中间位置固定接触式控制器72，通过接触式控制器72，用于控制提示设备工作，提示设备可采用报警器，套筒71内部滑动连接倒T型杆的横向部且倒T型杆处在触式控制器上侧，通过倒T型杆，能对接触式控制器72进行操作，倒T型杆的竖向部延伸出套筒71上侧并贴合在挡板11下端，倒T型杆与套筒71内部底端之间设置弹性件，通过弹性件，能使倒T型杆返回原位，便于后续作业，弹性件可采用弹簧73，套筒71内壁开设卡槽，通过卡槽，为限位件提供安装空间，且卡槽上装配限位件，限位件设置在倒T型杆的横向部上端，通过限位件，使倒T型杆与套筒71之间限制安装，限位件可采用卡簧74。

具体地，先将接触式控制器72固定到套筒71内部底端，然后将弹簧73放置到套筒71内，再将倒T型杆的横向部安插到套筒71内，并使倒T型杆与弹簧73贴合，然后将卡簧74装配到套筒71的卡槽上，达到套筒71与倒T型杆之间便捷拆装的目的，便于组装和维护，当风电机组本体4在被风力或波浪作用下发生倾斜时，会使漂浮板2的一侧套筒71发生向上运动，并在挡板11作用下，会使倒T型杆沿着套筒71向下移动，并对弹簧73进行压缩，使弹簧73产生弹性力，能使倒T型杆与接触式控制器72接触，从而启动提示设备，用提醒工作人员，风电机组本体4发生倾斜，并记录下风力数值或波浪数值，达到模拟风电机组本体4倾斜现象的目的。

作为本发明的一个实施例：漂浮板2上端中间位置固定中空结构的底座31，通过底座31，为风电机组本体4提供安装载体，底座31上端中间位置转动连接的风电机组本体4的支撑杆部且风电机组本体4的支撑杆部延伸至底座31内部底端，风电机组本体4的支撑杆部外端固定连接环形齿轮34且环形齿轮34处在底座31内，环形齿轮34一端啮合传动齿轮32且传动齿轮32转动连接在底座31内部，环形齿轮34与传动齿轮32配合使用，能使风电机组本体4转动，环形齿轮34另一端啮合阻尼齿轮33且阻尼齿轮33转动连接在底座31内，通过阻尼齿轮33，能对风电机组本体4转动进行阻尼，增加风电机组本体4的稳定性。

具体地，能对传动齿轮32进行转动，因传动齿轮32与环形齿轮34啮合，所以传动齿轮32转动会使环形齿轮34旋转，进而带动风电机组本体4转动，实现调整风电机组本体4角度，达到对风电机组本体4不同位置进行吹风的目的，增加模拟效果。

作为本发明的一个实施例：风电机组本体4右侧安装风机主体5且风机主体5固定在储液盒1上，通过风机主体5，能对风电机组本体4进行吹风，风机主体5的驱动轴上固定连接第一皮带轮6，储液盒1右端固定连接外箱9，通过外箱9，为驱动设备、螺杆81提供安装空间，外箱9内固定连接驱动设备的固定部，通过驱动设备，能驱动转轴93旋转，驱动设备可采用伺服电机91，驱动设备的活动部固定连接横向布置的转轴93且转轴93转动连接在外箱9内，通过转轴93，为两个第二皮带轮92提供安装载体，转轴93上固定连接两个第二皮带轮92，两个第二皮带轮92通过皮带分别与第一皮带轮6以及第三皮带轮101连接，外箱9内部左侧转动安装两个螺杆81，通过螺杆81，能使移动板82移动，螺杆81外端螺纹连接移动板82，通过移动板82，能为涨紧轮83提供安装载体，移动板82一端转动连接用于对皮带进行涨紧的涨紧轮83且涨紧轮83处在第二皮带轮92的外侧，通过涨紧轮83，能对皮带进行涨紧处理，螺杆81下侧设置第一导向件且第一导向件固定在外箱9内，通过第一导向件，为移动板82移动进行导向，第一导向件可采用第一圆杆84，第一导向件贯穿移动板82并与移动板82滑动连接。

具体地，一方面转动位于上侧的螺杆81，进而带动相应的移动板82移动，进而使涨紧轮83移动，从而对一个皮带进行涨紧，然后启动伺服电机91，从而驱动转轴93旋转，进而带动第二皮带轮92旋转，并在涨紧的皮带作用下，使第一皮带轮6旋转，进而使风机主体5工作，进而产生风力，实现对风电机组本体4进行吹风处理，另一方面转动位于下侧的螺杆81，从而使涨紧轮83移动，并对另一个皮带进行涨紧，然后启动伺服电机91，从而使第三皮带轮101旋转，第三皮带轮101旋转会使丝杆103旋转，进而使波浪座104移动，从而使储液盒1内海水产生波浪，实现对风电机组本体4进行波动处理，达到一个伺服电机91带动两种模拟现象的目的，降低设备成本。

作为本发明的一个实施例：储液盒1内部底侧转动连接丝杆103，通过丝杆103，能使波浪座104运动，丝杆103外端通过滚珠螺母副连接波浪座104且波浪座104滑动连接在储液盒1内部底端，通过波浪座104，进而模拟波浪，丝杆103延伸出储液盒1右侧并固定连接第三皮带轮101且第三皮带轮101通过皮带与第二皮带轮92连接，丝杆103前后两侧均等距设置多个第二导向件，通过第二导向件，能对波浪座104移动进行导向，第二导向件可采用第二圆杆102，第二导向件贯穿波浪座104并与波浪座104滑动连接。

具体地，利用皮带能带动第三皮带轮101旋转，从而带动丝杆103旋转，因丝杆103与波浪座104通过滚珠螺母副连接，所以丝杆103旋转会使波浪座104运动，从而对储液盒1内海水进行推动，进而在储液盒1内模拟波浪，采用丝杆103使波浪座104进行直线运动来进行波速模拟，提升海浪模拟效果。

本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，其特征在于：包括用于储存海水的储液盒（1），所述储液盒（1）内部底端转动连接制浪机构（10）且制浪机构（10）延伸出储液盒（1）右侧，所述储液盒（1）内部上侧漂浮设置带有承重块的漂浮板（2），所述漂浮板（2）上端中间位置安装调整机构（3），所述调整机构（3）上端转动连接竖向布置的风电机组本体（4）且风电机组本体（4）延伸出储液盒（1）上侧，所述风电机组本体（4）右侧安装风机主体（5）且风机主体（5）固定在储液盒（1）上，所述风机主体（5）的驱动轴上固定连接第一皮带轮（6），所述储液盒（1）右端固定连接外箱（9），所述外箱（9）内固定连接驱动设备的固定部，所述驱动设备的活动部固定连接横向布置的转轴（93）且转轴（93）转动连接在外箱（9）内，所述转轴（93）上固定连接两个第二皮带轮（92），两个所述第二皮带轮（92）通过皮带分别与第一皮带轮（6）以及制浪机构（10）连接，所述外箱（9）内部左侧转动安装两个用于涨紧皮带的控制机构（8）且两个控制机构（8）之间设置转轴（93），

检测机构（7）包括固定在漂浮板（2）上端的套筒（71），所述套筒（71）内部底端中间位置固定接触式控制器（72），所述套筒（71）内部滑动连接倒T型杆的横向部且倒T型杆处在触式控制器上侧，所述倒T型杆的竖向部延伸出套筒（71）上侧并贴合在挡板（11）下端，所述倒T型杆与套筒（71）内部底端之间设置弹性件，

所述套筒（71）内壁开设卡槽，且卡槽上装配限位件，所述限位件设置在倒T型杆的横向部上端，

所述储液盒（1）内部前后两壁上侧边缘位置均固定连接横向布置的带刻度线的挡板（11），所述漂浮板（2）上端对称固定连接两个指示板（12）且指示板（12）贴合在挡板（11）朝内端，所述漂浮板（2）上端四个棱角位置均固定连接检测机构（7）且检测机构（7）贴合在挡板（11）下端。

2.根据权利要求1所述的一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，其特征在于：所述调整机构（3）包括固定在漂浮板（2）上端中空结构的底座（31），所述底座（31）上端中间位置转动连接的风电机组本体（4）的支撑杆部且风电机组本体（4）的支撑杆部延伸至底座（31）内部底端，所述风电机组本体（4）的支撑杆部外端固定连接环形齿轮（34）且环形齿轮（34）处在底座（31）内，所述环形齿轮（34）一端啮合传动齿轮（32）且传动齿轮（32）转动连接在底座（31）内部。

3.根据权利要求2所述的一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，其特征在于：所述环形齿轮（34）另一端啮合阻尼齿轮（33）且阻尼齿轮（33）转动连接在底座（31）内。

4.根据权利要求1所述的一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，其特征在于：所述控制机构（8）包括转动连接在外箱（9）内部的螺杆（81），所述螺杆（81）外端螺纹连接移动板（82），所述移动板（82）一端转动连接用于对皮带进行涨紧的涨紧轮（83）且涨紧轮（83）处在第二皮带轮（92）的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，其特征在于：所述螺杆（81）下侧设置第一导向件且第一导向件固定在外箱（9）内，所述第一导向件贯穿移动板（82）并与移动板（82）滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，其特征在于：所述制浪机构（10）包括转动连接在储液盒（1）内部底侧的丝杆（103），所述丝杆（103）外端通过滚珠螺母副连接波浪座（104）且波浪座（104）滑动连接在储液盒（1）内部底端，所述丝杆（103）延伸出储液盒（1）右侧并固定连接第三皮带轮（101）且第三皮带轮（101）通过皮带与第二皮带轮（92）连接。

7.根据权利要求6所述的一种海洋漂浮式风电机组模拟实验台，其特征在于：所述丝杆（103）前后两侧均等距设置多个第二导向件，所述第二导向件贯穿波浪座（104）并与波浪座（104）滑动连接。