CN114017257A - 一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，包括导流罩和三个桨叶，所述导流罩上开设有安装槽，所述安装槽内设有驱动机构，所述安装槽内呈环形阵列设有三组与驱动机构相啮合的传动机构，所述导流罩上设有三组分别与其相对的传动机构相啮合的转动机构，三个所述桨叶与其相对的转动机构均通过连接机构连接，三组所述连接机构的侧壁均开设有第一环形滑槽，所述导流罩上设有多个伸至与其相对的第一环形滑槽内的固定机构。本发明结构设计合理，不仅能够便于实现桨叶稳定转动，保障变桨工作的正常进行，并且能够便于对桨叶进行拆卸安装，进而便于对桨叶进行维护，保障其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置。
背景技术
风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电，变桨式变桨控制技术就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。
目前，在变桨式风力发电机使用过程中，液压变桨距系统采用液压缸作为原动机，通过一套曲柄滑动结构同步驱动三个桨叶变桨距，结构复杂，且桨叶通常与变桨距系统进行焊接，拆卸及安装过程繁琐，不便于在桨叶长时间使用后将其拆卸下来进行维护，影响其使用寿命，为此我们设计了一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中液压变桨距系统结构复杂，且桨叶通常与变桨距系统进行焊接，拆卸及安装过程繁琐，不便于在桨叶长时间使用后将其拆卸下来进行维护，影响其使用寿命问题，而提出的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其不仅能够便于实现桨叶稳定转动，保障变桨工作的正常进行，并且能够便于对桨叶进行拆卸安装，进而便于对桨叶进行维护，保障其使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，包括导流罩和三个桨叶，所述导流罩上开设有安装槽，所述安装槽内设有驱动机构，所述安装槽内呈环形阵列设有三组与驱动机构相啮合的传动机构，所述导流罩上设有三组分别与其相对的传动机构相啮合的转动机构，三个所述桨叶与其相对的转动机构均通过连接机构连接，三组所述连接机构的侧壁均开设有第一环形滑槽，所述导流罩上设有多个伸至与其相对的第一环形滑槽内的固定机构，所述导流罩上设有多个延伸至与其相对的固定机构内的限位机构。
优选地，所述驱动机构包括转动连接在安装槽内后侧壁上的第一齿轮，所述导流罩的外侧壁安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿安装槽的内侧壁并与第一齿轮固定连接，所述安装槽的内后侧壁转动连接有三个与第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径。
优选地，所述传动机构包括开设在安装槽内后侧壁上的导向滑槽，所述导向滑槽内滑动连接有导向滑块，所述导向滑块的上端固定连接有安装板，所述安装板的侧壁固定连接有第一齿条板，所述第一齿条板与其相对的第二齿轮相啮合，所述安装板的上端固定板连接有第二齿条板。
优选地，所述转动机构包括开设在导流罩上并与安装槽相互连通的转动槽，所述转动槽的内侧壁开设有第二环形滑槽，所述第二环形滑槽内滑动连接有两个安装块，两个所述安装块相对的侧壁共同固定连接有延伸至安装槽内的转动杆，所述转动杆的侧壁套设有与其同轴转动的第三齿轮，所述第三齿轮与第二齿条板相啮合，所述转动杆的底部固定连接有矩形块。
优选地，所述连接机构包括开设在导流罩上的连接槽，所述连接槽内滑动连接有与桨叶固定连接的连接杆，所述连接杆的上端开设有矩形槽，所述矩形块延伸至矩形槽内，所述第一环形滑槽开设在连接杆的侧壁。
优选地，所述固定机构包括开设在导流罩上并与连接槽相互连通的第一固定滑槽，所述第一固定滑槽内滑动连接有延伸至与其相对的第一环形滑槽内的第一固定滑块，所述第一固定滑块的侧壁贯穿开设有螺纹槽，所述第一固定滑槽的内顶部开设有第二固定滑槽，所述第二固定滑槽内滑动连接有与第一固定滑块的上端固定连接的第二固定滑块，所述第二固定滑块的上端开设有第一卡槽，所述第一固定滑槽的内侧壁贯穿转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆延伸至螺纹槽内并与其相啮合，所述螺纹杆的侧壁固定连接有转动把手，所述转动把手的侧壁开设有第二卡槽。
优选地，所述限位机构包括开设在导流罩侧壁上的限位滑槽，所述限位滑槽内滑动连接有U型板，所述U型板的两个凸起分别延伸至第一卡槽及第二卡槽内，所述U型板与限位滑槽的内顶部之间连接有多个弹簧。
优选地，所述转动把手的侧壁设有防滑纹。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、通过驱动机构、传动机构、转动机构的设置，能够便于实现桨叶稳定转动，保障变桨工作的正常进行。
2、通过连接机构、第一环形滑槽、限位机构、固定机构的设置，能够便于对桨叶进行拆卸安装，进而便于对桨叶进行维护，保障其使用寿命。
综上所述，本发明结构设计合理，不仅能够便于实现桨叶稳定转动，保障变桨工作的正常进行，并且能够便于对桨叶进行拆卸安装，进而便于对桨叶进行维护，保障其使用寿命。
附图说明
图1为本发明提出的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置的外部结构示意图；
图2为本发明提出的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置的剖视结构示意图；
图3为图2中A处结构放大图；
图4为图3中B处结构放大图；
图5为图3中C处结构放大图；
图6为图3中D处结构放大图。
图中：1导流罩、2桨叶、3安装槽、4第一齿轮、5第二齿轮、6导向滑槽、7导向滑块、8安装板、9第一齿条板、10第二齿条板、11转动槽、12第二环形滑槽、13安装块、14转动杆、15第三齿轮、16连接杆、17矩形块、18矩形槽、19第一环形滑槽、20第一固定滑槽、21第二固定滑槽、22第二固定滑块、23第一卡槽、24第一固定滑块、25螺纹槽、26螺纹杆、27转动把手、28第二卡槽、29限位滑槽、30U型板、31弹簧、32连接槽、33驱动电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，包括导流罩1和三个桨叶2，导流罩1上开设有安装槽3，安装槽3内设有驱动机构，驱动机构包括转动连接在安装槽3内后侧壁上的第一齿轮4，导流罩1的外侧壁安装有驱动电机33，驱动电机33的输出轴贯穿安装槽3的内侧壁并与第一齿轮4固定连接，安装槽3的内后侧壁转动连接有三个与第一齿轮4相啮合的第二齿轮5，第一齿轮4的直径大于第二齿轮5的直径，需要注意的是，驱动电机33为伺服电机，根据使用需要，也可将驱动电机33安装在安装槽3的内前侧壁，第一齿轮4的直径大于第二齿轮5的直径，使得第二齿轮5的转速大于第一齿轮4的转速，进而能够对桨叶2的角度进行快速调节；
安装槽3内呈环形阵列设有三组与驱动机构相啮合的传动机构，传动机构包括开设在安装槽3内后侧壁上的导向滑槽6，导向滑槽6内滑动连接有导向滑块7，导向滑块7的上端固定连接有安装板8，安装板8的侧壁固定连接有第一齿条板9，第一齿条板9与其相对的第二齿轮5相啮合，安装板8的上端固定板连接有第二齿条板10，需要注意的是，导向滑块7在导向滑槽6内滑动能够对安装板8起到导向作用，使安装板8只能够在水平方向上滑动，当第一齿轮4转动时，能够在第二齿轮5的啮合作用下，使导向滑块7带动安装板8滑动；
导流罩1上设有三组分别与其相对的传动机构相啮合的转动机构，转动机构包括开设在导流罩1上并与安装槽3相互连通的转动槽11，转动槽11的内侧壁开设有第二环形滑槽12，第二环形滑槽12内滑动连接有两个安装块13，两个安装块13相对的侧壁共同固定连接有延伸至安装槽3内的转动杆14，需要注意的是，安装块13在第二环形滑槽12内滑动，能够对转动杆14起到导向作用，使其能够稳定在转动槽11内转动，转动杆14的侧壁套设有与其同轴转动的第三齿轮15，第三齿轮15与第二齿条板10相啮合，转动杆14的底部固定连接有矩形块17；
三个桨叶2与其相对的转动机构均通过连接机构连接，三组连接机构的侧壁均开设有第一环形滑槽19，连接机构包括开设在导流罩1上的连接槽32，连接槽32内滑动连接有与桨叶2固定连接的连接杆16，连接杆16的上端开设有矩形槽18，矩形块17延伸至矩形槽18内，需要注意的是，连接槽32为圆形槽且与连接杆16相匹配，使连接杆16能够稳定在连接槽32内转动，矩形块17与矩形槽18相匹配，当转动杆14转动时，能够在矩形块17及矩形槽18的连接作用下，使连接杆16转动，第一环形滑槽19开设在连接杆16的侧壁；
导流罩1上设有多个伸至与其相对的第一环形滑槽19内的固定机构，固定机构包括开设在导流罩1上并与连接槽32相互连通的第一固定滑槽20，第一固定滑槽20内滑动连接有延伸至与其相对的第一环形滑槽19内的第一固定滑块24，第一固定滑块24的侧壁贯穿开设有螺纹槽25，第一固定滑槽20的内顶部开设有第二固定滑槽21，第二固定滑槽21内滑动连接有与第一固定滑块24的上端固定连接的第二固定滑块22，第二固定滑块22的上端开设有第一卡槽23，第一固定滑槽20的内侧壁贯穿转动连接有螺纹杆26，螺纹杆26延伸至螺纹槽25内并与其相啮合，螺纹杆26的侧壁固定连接有转动把手27，转动把手27的侧壁设有防滑纹，需要注意的是，第二固定滑块22在第二固定滑槽21内滑动，能够对第一固定滑块24起到导向作用，使第一固定滑块24能够稳定在第一固定滑槽20内水平滑动，转动转动把手27能够使螺纹杆26转动，进而能够在其啮合作用下，使第一固定滑块24滑动至第一环形滑槽19内，将连接杆16能够稳定位于连接槽32内，转动把手27的侧壁开设有第二卡槽28；
导流罩1上设有多个延伸至与其相对的固定机构内的限位机构，限位机构包括开设在导流罩1侧壁上的限位滑槽29，限位滑槽29内滑动连接有U型板30，U型板30的两个凸起分别延伸至第一卡槽23及第二卡槽28内，U型板30与限位滑槽29的内顶部之间连接有多个弹簧31，需要注意的是，弹簧31为弹力弹簧，自然状态下能够推动U型板30向下滑动，使其两端分别延伸至第一卡槽23及第二卡槽28内，将第二固定滑块22及转动把手27稳固固定，进而能够使第一固定滑块24稳定延伸至第一环形滑槽19内，避免连接杆16从连接槽32内脱落。
本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：
本发明中，桨叶2需要进行变桨时，控制系统控制驱动电机33启动，需要注意的是，控制系统控制驱动电机33启动为现有技术，在此不做过多赘述，驱动电机33带动第一齿轮4转动，在第一齿轮4的啮合作用下，多个第二齿轮5转动，且第二齿轮5的转速大于第一齿轮4的转速，在第二齿轮5的啮合作用下，能够带动第一齿条板9、安装板8及第二齿条板10滑动，进而在第二齿条板10的啮合作用下，第三齿轮15及转动杆14转动，带动连接杆16及桨叶2快速转动进行变桨工作，保障变桨效率及稳定性；
当需要将桨叶2拆卸下来对其进行维护时，向上拉动U型板30使其从第一卡槽23及第二卡槽28内移出，转动转动把手27使螺纹杆26转动，在螺纹杆26的啮合作用及第二固定滑块22的导向作用下，第一固定滑块24能够从第一环形滑槽19内滑出并滑动至第一固定滑槽20内，进而能将桨叶2及连接杆16取下，便于对桨叶2进行维护；
维护完成后，使连接杆16延伸至连接槽32内并使矩形块17延伸至矩形槽18内，使转动杆14转动时能够带动连接杆16及桨叶2转动，向上拉动U型板30，反向转动转动把手27使螺纹杆26转动，在其啮合作用下，第一固定滑块24延伸至第一环形滑槽19内并与其内侧壁相抵，使连接杆16能够稳定位于连接槽32内且连接杆16能够稳定转动，此时U型板30与第一卡槽23及第二卡槽28相对，松开U型板30，弹簧31能够将其推动至第一卡槽23及第二卡槽28内，进而能够使第一固定滑块24稳定延伸至第一环形滑槽19内，保障其连接稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，包括导流罩(1)和三个桨叶(2)，其特征在于，所述导流罩(1)上开设有安装槽(3)，所述安装槽(3)内设有驱动机构，所述安装槽(3)内呈环形阵列设有三组与驱动机构相啮合的传动机构，所述导流罩(1)上设有三组分别与其相对的传动机构相啮合的转动机构，三个所述桨叶(2)与其相对的转动机构均通过连接机构连接，三组所述连接机构的侧壁均开设有第一环形滑槽(19)，所述导流罩(1)上设有多个伸至与其相对的第一环形滑槽(19)内的固定机构，所述导流罩(1)上设有多个延伸至与其相对的固定机构内的限位机构。
2.根据权利要求1所述的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其特征在于，所述驱动机构包括转动连接在安装槽(3)内后侧壁上的第一齿轮(4)，所述导流罩(1)的外侧壁安装有驱动电机(33)，所述驱动电机(33)的输出轴贯穿安装槽(3)的内侧壁并与第一齿轮(4)固定连接，所述安装槽(3)的内后侧壁转动连接有三个与第一齿轮(4)相啮合的第二齿轮(5)，所述第一齿轮(4)的直径大于第二齿轮(5)的直径。
3.根据权利要求2所述的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其特征在于，所述传动机构包括开设在安装槽(3)内后侧壁上的导向滑槽(6)，所述导向滑槽(6)内滑动连接有导向滑块(7)，所述导向滑块(7)的上端固定连接有安装板(8)，所述安装板(8)的侧壁固定连接有第一齿条板(9)，所述第一齿条板(9)与其相对的第二齿轮(5)相啮合，所述安装板(8)的上端固定板连接有第二齿条板(10)。
4.根据权利要求3所述的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其特征在于，所述转动机构包括开设在导流罩(1)上并与安装槽(3)相互连通的转动槽(11)，所述转动槽(11)的内侧壁开设有第二环形滑槽(12)，所述第二环形滑槽(12)内滑动连接有两个安装块(13)，两个所述安装块(13)相对的侧壁共同固定连接有延伸至安装槽(3)内的转动杆(14)，所述转动杆(14)的侧壁套设有与其同轴转动的第三齿轮(15)，所述第三齿轮(15)与第二齿条板(10)相啮合，所述转动杆(14)的底部固定连接有矩形块(17)。
5.根据权利要求4所述的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其特征在于，所述连接机构包括开设在导流罩(1)上的连接槽(32)，所述连接槽(32)内滑动连接有与桨叶(2)固定连接的连接杆(16)，所述连接杆(16)的上端开设有矩形槽(18)，所述矩形块(17)延伸至矩形槽(18)内，所述第一环形滑槽(19)开设在连接杆(16)的侧壁。
6.根据权利要求5所述的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其特征在于，所述固定机构包括开设在导流罩(1)上并与连接槽(32)相互连通的第一固定滑槽(20)，所述第一固定滑槽(20)内滑动连接有延伸至与其相对的第一环形滑槽(19)内的第一固定滑块(24)，所述第一固定滑块(24)的侧壁贯穿开设有螺纹槽(25)，所述第一固定滑槽(20)的内顶部开设有第二固定滑槽(21)，所述第二固定滑槽(21)内滑动连接有与第一固定滑块(24)的上端固定连接的第二固定滑块(22)，所述第二固定滑块(22)的上端开设有第一卡槽(23)，所述第一固定滑槽(20)的内侧壁贯穿转动连接有螺纹杆(26)，所述螺纹杆(26)延伸至螺纹槽(25)内并与其相啮合，所述螺纹杆(26)的侧壁固定连接有转动把手(27)，所述转动把手(27)的侧壁开设有第二卡槽(28)。
7.根据权利要求6所述的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其特征在于，所述限位机构包括开设在导流罩(1)侧壁上的限位滑槽(29)，所述限位滑槽(29)内滑动连接有U型板(30)，所述U型板(30)的两个凸起分别延伸至第一卡槽(23)及第二卡槽(28)内，所述U型板(30)与限位滑槽(29)的内顶部之间连接有多个弹簧(31)。
8.根据权利要求6所述的一种变桨式风力发电机的桨叶转动装置，其特征在于，所述转动把手(27)的侧壁设有防滑纹。
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