CN114212230A - 一种防晃动风力助推转子及其防晃动监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防晃动风力助推转子及其防晃动监测方法，其属于风力助推转子技术领域，防晃动风力助推转子，包括：基座；塔体，所述塔体与所述基座固定连接；外筒，所述外筒套设于所述塔体外，且所述外筒与所述塔体可转动连接；限位装置，包括多个限位轮，所述限位轮可转动安装于所述基座上，多个所述限位轮沿所述外筒的外周分布或者多个所述限位轮沿所述外筒的内周分布，每一所述限位轮的外周均可转动贴设于所述外筒的侧壁；第一调节装置，设置有多个，所述第一调节装置与所述限位轮一一对应设置，能够调节所述限位轮对所述外筒施加的作用力的大小。本发明使得防晃动风力助推转子的安全性能提高，避免安全事故的发生。

Description

一种防晃动风力助推转子及其防晃动监测方法
技术领域
本发明涉及风力助推转子技术领域，尤其涉及一种防晃动风力助推转子及其防晃动监测方法。
背景技术
风力助推转子是人类利用风能的一种创新技术，运用该技术改变船舶航行时的风向，使其为船舶提供航行方向的推力，达到减少油耗，节约运营成本的目的，同时有效降低船舶能效设计指数。通过在船上安装圆筒，驱动圆筒在风中旋转产生垂直于风速方向的力，从而为船舶提供前进的助推动力。
风力助推转子通常十分高大，直径可达到六米，高度可达三十余米，且需要高速旋转。转子外筒的最高旋转线速度高达85公里/小时，若在工作过程中因为晃动而发生意外，将非常容易发生危险。
因此，亟需一种防晃动风力助推转子及其防晃动监测方法来避免风力助推转子因晃动而发生意外。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防晃动风力助推转子及其防晃动监测方法，以解决现有技术中存在的风力助推转子因晃动而存在安全隐患的技术问题。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种防晃动风力助推转子，包括：
基座；
塔体，所述塔体与所述基座固定连接；
外筒，所述外筒套设于所述塔体外，且所述外筒与所述塔体可转动连接；
限位装置，包括多个限位轮，所述限位轮可转动安装于所述基座上，多个所述限位轮沿所述外筒的外周分布或者多个所述限位轮沿所述外筒的内周分布，每一所述限位轮的外周均可转动贴设于所述外筒的侧壁；
第一调节装置，设置有多个，所述第一调节装置与所述限位轮一一对应设置，能够调节所述限位轮对所述外筒施加的作用力的大小。
可选地，多个所述限位轮沿所述外筒的外周分布，所述限位轮包括：
限位轮转轴，设置于所述基座上，多个所述限位轮转轴沿所述外筒的外周分布；
限位轮轮体，可转动设置于所述限位轮转轴的上端。
可选地，所述第一调节装置包括：
第一外框，所述基座的上表面固定设置有多个所述第一外框，所述第一外框与所述限位轮一一对应设置；
第一内框，所述基座的上表面固定设置有多个所述第一内框，所述第一内框与所述第一外框一一对应设置，所述第一内框位于其对应的所述第一外框内，所述限位轮转轴设置于其对应的所述第一内框内；
第一调节螺杆，依次螺纹穿过所述第一外框、所述第一内框后且能够与所述限位轮转轴的侧壁抵接，以调节所述限位轮转轴与所述外筒之间的距离。
可选地，所述第一内框上设置有与所述限位轮转轴转动配合的第一转动孔，所述第一转动孔的直径大于所述限位轮转轴的直径。
可选地，所述防晃动风力助推转子还包括：
防限位失效装置，包括多个安全轮，相邻两个所述限位轮之间设置有一个所述安全轮，每一所述安全轮均可转动设置于所述基座上，所述外筒垂直于所述基座时，所述限位轮与所述外筒侧壁之间的作用力大于所述安全轮与所述外筒侧壁之间的作用力。
可选地，所述安全轮包括：
安全轮转轴，设置于所述基座上；
安全轮轮体，可转动设置于所述安全轮转轴的上端。
可选地，所述防晃动风力助推转子还包括第二调节装置，所述第二调节装置能够调节所述安全轮对所述外筒施加的作用力的大小。
一种防晃动风力助推转子的防晃动监测方法，能够控制上述的防晃动风力助推转子的外筒停止转动；
所述防晃动风力助推转子还包括测距传感器、振动传感器和刹车系统，所述测距传感器安装于所述基座上且位于所述外筒的外侧，所述振动传感器安装于所述外筒的底部内侧；
所述防晃动风力助推转子的防晃动监测方法包括以下步骤：
S1、所述测距传感器实时监测其与所述外筒之间的距离并将测得的第一数据反馈给所述刹车系统，所述振动传感器实时监测所述外筒的振动并将测得的第二数据反馈给所述刹车系统；
S2、所述刹车系统对接收的数据进行分析处理，所述第一数据超过第一阈值且所述第二数据超过第二阈值后，所述刹车系统控制所述外筒停止转动。
可选地，沿所述外筒的外周间隔设置有若干个所述测距传感器，沿所述外筒的内周间隔设置有若干个所述振动传感器，所述刹车系统包括控制器和刹车装置；
所述步骤S2包括：所述控制器接收到多个所述测距传感器测得的所述第一数据，所述控制器接收到多个所述振动传感器测得的所述第二数据，多个所述第一数据中的至少两个均超过所述第一阈值，多个所述第二数据中的至少两个均超过所述第二阈值时，所述控制器控制所述刹车装置作动，使所述外筒停止转动。
可选地，所述刹车装置包括：
刹车片，所述刹车片固设于所述塔体上；
刹车盘，位于所述外筒内且与所述外筒同轴固定连接，所述控制器能够控制所述刹车片夹紧所述刹车盘。
本发明提出的防晃动风力助推转子，沿外筒的周向分布多个限位轮，限位轮可转动贴设于外筒的侧壁，当外筒转动时，限位轮不会干涉外筒的转动，且能够对外筒进行限位，防止外筒发生晃动。同时，设置第一调节装置调节限位轮对外筒施加的作用力的大小，保证限位轮能够对外筒施加稳定的作用力，从而保证限位轮对外筒的稳定限位。
本发明提出的防晃动风力助推转子的防晃动监测方法，能够在防晃动风力助推转子晃动超过安全范围后，控制防晃动风力助推转子的外筒停止转动，避免安全事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的防晃动风力助推转子的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的防晃动风力助推转子的主视图；
图3是图2中A-A截面的剖面结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的防晃动风力助推转子的剖面结构示意图；
图5是图4中B处的放大图。
图中：
1、基座；
2、塔体；
3、外筒；
4、限位轮；41、限位轮转轴；42、限位轮轮体；
5、第一调节装置；51、第一外框；52、第一内框；53、第一调节螺杆；
6、安全轮；
71、测距传感器；72、振动传感器；
81、刹车片；82、刹车盘。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1-图5，本实施例提供一种防晃动风力助推转子，其包括基座1、塔体2、外筒3、限位装置和第一调节装置5。
塔体2与基座1固定连接；外筒3套设于塔体2外，且外筒3与塔体2可转动连接。
限位装置包括多个限位轮4，限位轮4可转动安装于基座1上，多个限位轮4沿外筒3的外周分布或者多个限位轮4沿外筒3的内周分布，每一限位轮4的外周均可转动贴设于外筒3的侧壁。
第一调节装置5设置有多个，第一调节装置5与限位轮4一一对应设置，第一调节装置5能够调节限位轮4对外筒3施加的作用力的大小。
本实施例提供的防晃动风力助推转子，沿外筒3的周向分布多个限位轮4，限位轮4可转动贴设于外筒3的侧壁，当外筒3转动时，限位轮4不会干涉外筒3的转动，且能够对外筒3进行限位，防止外筒3发生晃动。同时，设置第一调节装置5调节限位轮4对外筒3施加的作用力的大小，保证限位轮4能够对外筒3施加稳定的作用力，从而保证限位轮4对外筒3的稳定限位。
具体地，塔体2的顶部设置有传动机构和驱动电机，驱动电机通过传动机构驱动外筒3绕自身轴线转动。
优选地，本实施例中，多个限位轮4沿外筒3的外周分布，限位轮4包括限位轮转轴41和限位轮轮体42。
限位轮转轴41设置于基座1上，多个限位轮转轴41沿外筒3的外周分布；限位轮轮体42可转动设置于限位轮转轴41的上端。
进一步地，第一调节装置5包括第一外框51、第一内框52和第一调节螺杆53。
基座1的上表面固定设置有多个第一外框51，第一外框51与限位轮4一一对应设置；基座1的上表面固定设置有多个第一内框52，第一内框52与第一外框51一一对应设置，第一内框52位于其对应的第一外框51内，限位轮转轴41设置于其对应的第一内框52内；第一调节螺杆53依次螺纹穿过第一外框51、第一内框52后且能够与限位轮转轴41的侧壁抵接，以调节限位轮转轴41与外筒3之间的距离，从而调节限位轮4对外筒3施加的作用力的大小。
具体地，第一内框52上设置有与限位轮转轴41安装配合的第一转动孔，第一转动孔的直径大于限位轮转轴41的直径。可以理解的是，第一转动孔的直径略大于限位轮转轴41的直径，以保证限位轮转轴41的轴向稳定性。
进一步地，为了防止限位装置中的至少一个限位轮4失效后，限位装置无法对防晃动风力助推转子进行防晃动，本实施例中，防晃动风力助推转子还包括防限位失效装置。
防限位失效装置包括多个安全轮6，相邻两个限位轮4之间设置有一个安全轮6，每一安全轮6均可转动设置于基座1上，外筒3垂直于基座1时，限位轮4与外筒3侧壁之间的作用力大于安全轮6与外筒3侧壁之间的作用力。
具体地，本实施例中，安全轮6的直径小于限位轮4的直径。
具体地，本实施例中，安全轮6包括安全轮转轴和安全轮轮体。
其中，安全轮转轴设置于基座1上；安全轮轮体可转动设置于安全轮转轴的上端。
进一步地，防晃动风力助推转子还包括第二调节装置，第二调节装置能够调节安全轮6对外筒3施加的作用力的大小。
具体地，本实施例中，第二调节装置的结构与第一调节装置5的结构相同。
第二调节装置包括第二外框、第二内框和第二调节螺杆。
基座1的上表面固定设置有多个第二外框，第二外框与安全轮6一一对应设置。基座1的上表面固定设置有多个第二内框，第二内框与第二外框一一对应设置，第二内框位于其对应的第二外框内，安全轮转轴设置于其对应的第二内框内；第二调节螺杆依次螺纹穿过第二外框、第二内框后且能够与安全轮转轴的侧壁抵接，以调节安全轮转轴与外筒3之间的距离，从而调节安全轮6对外筒3施加的作用力的大小。
具体地，第二内框内设置有与安全轮转轴转动安装配合的第二转动孔，第二转动孔的直径大于安全轮转轴的直径。可以理解的是，第二转动孔的直径略大于安全轮转轴的直径，以保证安全轮转轴的轴向稳定性。
进一步地，本实施例中，防晃动风力助推转子还包括测距传感器71、振动传感器72和刹车系统，测距传感器71安装于基座1上且位于外筒3的外侧，振动传感器72安装于外筒3的底部内侧，测距传感器71和振动传感器72能够将采集到的信息反馈给刹车系统，刹车系统能够根据获取的信息控制外筒3停止转动。
优选地，沿外筒3的外周间隔设置有若干个测距传感器71，沿外筒3的内周间隔设置有若干个振动传感器72。
具体地，本实施例中，刹车系统8包括控制器和刹车装置，刹车装置包括刹车片81和刹车盘82。
刹车片81固设于塔体2上；刹车盘82位于外筒3内且与外筒3同轴固定连接，控制器能够控制刹车片81夹紧刹车盘82。
刹车片81如何夹紧刹车盘82是本领域人员熟知的现有技术，在此不进行详细描述。
本实施例提供的防晃动风力助推转子，在外筒3正常运转时，仅靠限位轮4对外筒3进行限位运转，安全轮6只是轻贴着外筒3旋转，也即正常运转时安全轮6施加极小的力在外筒3上。当至少一个限位轮4失效后，外筒3的晃动增大，此时安全轮6会施加足够大的力并紧贴外筒3运转。
具体地，在防晃动风力助推转子启动前，通过第二调节装置调节好安全轮6对外筒3施加的作用力的大小，保证外筒3在限位轮4失效后的运行安全。
实施例二
本实施例提供一种防晃动风力助推转子的防晃动监测方法，能够控制实施例一中的防晃动风力助推转子的外筒3停止转动。
防晃动风力助推转子还包括测距传感器71、振动传感器72和刹车系统，测距传感器71安装于基座1上且位于外筒3的外侧，振动传感器72安装于外筒3的底部内侧。
防晃动风力助推转子的防晃动监测方法包括以下步骤：
S1、测距传感器71实时监测其与外筒3之间的距离并将测得的第一数据反馈给刹车系统，振动传感器72实时监测外筒3的振动并将测得的第二数据反馈给刹车系统；
S2、刹车系统对接收的数据进行分析处理，第一数据超过第一阈值且第二数据超过第二阈值后，刹车系统控制外筒3停止转动。
优选地，本实施例中，沿外筒3的外周间隔设置有若干个测距传感器71，沿外筒3的内周间隔设置有若干个振动传感器72，刹车系统包括控制器和刹车装置。
可选地，本实施例中，沿外筒3的外周间隔设置有四个测距传感器71，沿外筒3的内周间隔设置有四个振动传感器72。
步骤S2包括：控制器接收到多个测距传感器71测得的第一数据，控制器接收到多个振动传感器72测得的第二数据，多个第一数据中的至少两个均超过第一阈值，多个第二数据中的至少两个均超过第二阈值时，控制器控制刹车装置作动，使外筒3停止转动。
刹车装置包括刹车片81和刹车盘82。
刹车片81固设于塔体2上；刹车盘82位于外筒3内且与外筒同轴固定连接，控制器能够控制刹车片81夹紧刹车盘82，以使得外筒3平稳停止运转。
刹车片81如何夹紧刹车盘82是本领域人员熟知的现有技术，在此不进行详细描述。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种防晃动风力助推转子，其特征在于，包括：
基座(1)；
塔体(2)，所述塔体(2)与所述基座(1)固定连接；
外筒(3)，所述外筒(3)套设于所述塔体(2)外，且所述外筒(3)与所述塔体(2)可转动连接；
限位装置，包括多个限位轮(4)，所述限位轮(4)可转动安装于所述基座(1)上，多个所述限位轮(4)沿所述外筒(3)的外周分布或者多个所述限位轮(4)沿所述外筒(3)的内周分布，每一所述限位轮(4)的外周均可转动贴设于所述外筒(3)的侧壁；
第一调节装置(5)，设置有多个，所述第一调节装置(5)与所述限位轮(4)一一对应设置，能够调节所述限位轮(4)对所述外筒(3)施加的作用力的大小。
2.根据权利要求1所述的防晃动风力助推转子，其特征在于，多个所述限位轮(4)沿所述外筒(3)的外周分布，所述限位轮(4)包括：
限位轮转轴(41)，设置于所述基座(1)上，多个所述限位轮转轴(41)沿所述外筒(3)的外周分布；
限位轮轮体(42)，可转动设置于所述限位轮转轴(41)的上端。
3.根据权利要求2所述的防晃动风力助推转子，其特征在于，所述第一调节装置(5)包括：
第一外框(51)，所述基座(1)的上表面固定设置有多个所述第一外框(51)，所述第一外框(51)与所述限位轮(4)一一对应设置；
第一内框(52)，所述基座(1)的上表面固定设置有多个所述第一内框(52)，所述第一内框(52)与所述第一外框(51)一一对应设置，所述第一内框(52)位于其对应的所述第一外框(51)内，所述限位轮转轴(41)设置于其对应的所述第一内框(52)内；
第一调节螺杆(53)，依次螺纹穿过所述第一外框(51)、所述第一内框(52)后且能够与所述限位轮转轴(41)的侧壁抵接，以调节所述限位轮转轴(41)与所述外筒(3)之间的距离。
4.根据权利要求3所述的防晃动风力助推转子，其特征在于，所述第一内框(52)上设置有与所述限位轮转轴(41)转动配合的第一转动孔，所述第一转动孔的直径大于所述限位轮转轴(41)的直径。
5.根据权利要求2-4任一项所述的防晃动风力助推转子，其特征在于，所述防晃动风力助推转子还包括：
防限位失效装置，包括多个安全轮(6)，相邻两个所述限位轮(4)之间设置有一个所述安全轮(6)，每一所述安全轮(6)均可转动设置于所述基座(1)上，所述外筒(3)垂直于所述基座(1)时，所述限位轮(4)与所述外筒(3)侧壁之间的作用力大于所述安全轮(6)与所述外筒(3)侧壁之间的作用力。
6.根据权利要求5所述的防晃动风力助推转子，其特征在于，所述安全轮(6)包括：
安全轮转轴，设置于所述基座(1)上；
安全轮轮体，可转动设置于所述安全轮转轴的上端。
7.根据权利要求6所述的防晃动风力助推转子，其特征在于，所述防晃动风力助推转子还包括第二调节装置，所述第二调节装置能够调节所述安全轮(6)对所述外筒(3)施加的作用力的大小。
8.一种防晃动风力助推转子的防晃动监测方法，其特征在于，能够控制权利要求1所述的防晃动风力助推转子的外筒(3)停止转动；
所述防晃动风力助推转子还包括测距传感器(71)、振动传感器(72)和刹车系统，所述测距传感器(71)安装于所述基座(1)上且位于所述外筒(3)的外侧，所述振动传感器(72)安装于所述外筒(3)的底部内侧；
所述防晃动风力助推转子的防晃动监测方法包括以下步骤：
S1、所述测距传感器(71)实时监测其与所述外筒(3)之间的距离并将测得的第一数据反馈给所述刹车系统，所述振动传感器(72)实时监测所述外筒(3)的振动并将测得的第二数据反馈给所述刹车系统；
S2、所述刹车系统对接收的数据进行分析处理，所述第一数据超过第一阈值且所述第二数据超过第二阈值后，所述刹车系统控制所述外筒(3)停止转动。
9.根据权利要求8所述的防晃动风力助推转子的防晃动监测方法，其特征在于，沿所述外筒(3)的外周间隔设置有若干个所述测距传感器(71)，沿所述外筒(3)的内周间隔设置有若干个所述振动传感器(72)，所述刹车系统包括控制器和刹车装置；
所述步骤S2包括：所述控制器接收到多个所述测距传感器(71)测得的所述第一数据，所述控制器接收到多个所述振动传感器(72)测得的所述第二数据，多个所述第一数据中的至少两个均超过所述第一阈值，多个所述第二数据中的至少两个均超过所述第二阈值时，所述控制器控制所述刹车装置作动，使所述外筒(3)停止转动。
10.根据权利要求9所述的防晃动风力助推转子的防晃动监测方法，其特征在于，所述刹车装置包括：
刹车片(81)，所述刹车片(81)固设于所述塔体(2)上；
刹车盘(82)，位于所述外筒(3)内且与所述外筒(3)同轴固定连接，所述控制器能够控制所述刹车片(81)夹紧所述刹车盘(82)。
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