CN115143025B - 一种用于储能电池的风力充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于储能电池的风力充电装置，涉及风力发电技术领域，包括地下外壳、转向组件，转向组件包括塔架，塔架上转动安装有中心主轴，地下外壳上固定安装有电池组件，电池组件包括底座，底座固定安装在地下外壳上，中心主轴上固定安装有离心轮，离心轮上转动安装有离心摆杆，底座上滑动安装有凸面滑块，底座上滑动安装有第一齿条，底座上转动安装有摆动杆，底座上转动安装有小圆柱齿轮，底座上转动安装有大圆柱齿轮，底座上滑动安装有推杆齿条，地下外壳上滑动安装有储能电池，地下外壳上固定安装有接线柱，底座上滑动安装有第二齿条。本发明通过第一齿条推动第二齿条，多组接线柱与储能电池接触，实现根据风力决定接触的储能电池数量。

Description

一种用于储能电池的风力充电装置
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种用于储能电池的风力充电装置。
背景技术
储能电池主要是指用于太阳能发电设备和风力发电设备以及可再生能源储蓄能源用的蓄电池。通过风力发电对储能电池进行充电在日常生活中已经广泛使用。但是由于风向不定，风力大小不定，会造成风力发电机的扇叶部分不能很好的接收到风力，导致蓄电能力下降，转化效率不高，造成资源浪费。
为了解决转化效率不高的技术问题，公开号为CN213461217U的中国实用新型专利公开了一种用于储能电池的风力充电装置，包括底座，底座的顶侧焊接有箱体，箱体的顶侧设有支撑板，支撑板的顶侧焊接有支撑杆，支撑杆的顶端安装有扇叶，底座的内部设有行星齿轮，行星齿轮的副齿轮焊接有螺栓杆，螺栓杆的外部螺纹连接有螺母，螺母的一侧焊接有连接杆，连接杆的底侧安装有脚轮，行星齿轮的主齿轮焊接有第一传动杆，第一传动杆的一端焊接第二锥齿轮；该实用新型只能对扇叶整体进行旋转调整，但是由于风向同时存在着竖直方向的角度偏差，同时风力大小不同，发电的总电流大小不同，如果直接给一个储能电池接通大小不断变化的电流会影响储能电池的寿命，并且存在安全风险。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于储能电池的风力充电装置，包括地下外壳、转向组件、传动组件和扇叶组件，地下外壳固定安装在地下，转向组件、传动组件和扇叶组件安装在地面上，转向组件转动安装在地下外壳上，传动组件固定安装在转向组件上，扇叶组件转动安装在传动组件上；传动组件包括后舱，后舱上固定安装有齿轮箱，扇叶组件包括扇叶轴，扇叶轴与齿轮箱的输入端连接。
齿轮箱的下端输出端固定安装有外接轴，外接轴上固定安装有外接轴齿轮，后舱上转动安装有传动轴，传动轴上固定安装有传动轴齿轮，传动轴齿轮与外接轴齿轮形成齿轮配合。
转向组件包括塔架，塔架转动安装在地下外壳上，后舱固定安装在地下外壳上，塔架上转动安装有中心主轴，中心主轴上固定安装有中心小齿轮，传动轴上固定安装有中心大齿轮，中心大齿轮与中心小齿轮形成齿轮配合。
地下外壳上固定安装有电池组件，电池组件包括底座，底座固定安装在地下外壳上，中心主轴上固定安装有离心轮，离心轮上转动安装有离心摆杆，离心摆杆与离心轮之间安装有扭转弹簧，底座上滑动安装有凸面滑块，凸面滑块与离心摆杆相互配合，底座上滑动安装有第一齿条，底座上转动安装有摆动杆，摆动杆的一端与凸面滑块的背面接触，摆动杆的另一端与第一齿条滑动连接，底座上转动安装有小圆柱齿轮，小圆柱齿轮与第一齿条形成齿轮齿条配合，底座上转动安装有大圆柱齿轮，大圆柱齿轮与小圆柱齿轮形成齿轮配合，底座上滑动安装有推杆齿条，推杆齿条与大圆柱齿轮形成齿轮齿条配合，地下外壳上滑动安装有储能电池，储能电池的背面与推杆齿条固定连接，地下外壳上固定安装有接线柱，储能电池的正面与接线柱接触后，通过接线柱对储能电池进行充电，底座上滑动安装有第二齿条，第二齿条与底座之间安装有复位弹簧，第一齿条移动至与第二齿条接触后推动第二齿条移动。
进一步地，齿轮箱的后端输出端固定安装有发动机轴，后舱上固定安装有发动机，发动机与发动机轴连接。
进一步地，发动机与接线柱通过导线连接。
进一步地，地下外壳上固定安装有转向电机，转向电机的输出轴上固定安装有转向小齿轮，塔架上固定安装有转向大齿轮，转向大齿轮与转向小齿轮形成齿轮配合，转向大齿轮与中心主轴转动连接。
进一步地，转向电机上安装有内置电源Ⅰ，转向电机只在调整塔架的角度时处于打开状态。
进一步地，底座上滑动安装有第三齿条，底座上滑动安装有第四齿条，第二齿条移动至与第三齿条接触后推动第三齿条，第三齿条移动至与第四齿条接触后推动第四齿条。
进一步地，扇叶组件包括扇叶支撑壳，扇叶轴固定安装在扇叶支撑壳上，扇叶支撑壳上转动安装有扇叶叶片，扇叶支撑壳上固定安装有扇叶电机，扇叶电机的输出轴上固定安装有扇叶大齿轮，扇叶支撑壳上转动安装有扇叶小齿轮，扇叶小齿轮与扇叶叶片固定连接。
进一步地，扇叶电机上安装有内置电源Ⅱ，扇叶电机只在调整扇叶叶片的角度时处于打开状态。
进一步地，齿轮箱包括箱体，箱体固定安装在后舱上，扇叶轴上固定安装有扇叶轴圆柱齿轮，扇叶轴上固定安装有扇叶轴锥齿轮，外接轴上固定安装有外接轴锥齿轮，外接轴锥齿轮与扇叶轴锥齿轮形成齿轮配合，箱体上转动安装有变速轴小齿轮，变速轴小齿轮与扇叶轴圆柱齿轮形成齿轮配合，变速轴小齿轮上固定安装有变速轴大齿轮，箱体上转动安装有连接轴主动齿轮，连接轴主动齿轮与变速轴大齿轮形成齿轮配合，连接轴主动齿轮上固定安装有连接轴从动齿轮，发动机轴上固定安装有发动机轴齿轮，发动机轴齿轮与连接轴从动齿轮形成齿轮配合；扇叶轴转动带动扇叶轴圆柱齿轮转动，扇叶轴转动带动扇叶轴锥齿轮转动，扇叶轴锥齿轮转动带动外接轴锥齿轮转动，外接轴锥齿轮转动带动外接轴转动，扇叶轴圆柱齿轮转动带动变速轴小齿轮转动，变速轴小齿轮转动带动变速轴大齿轮转动，变速轴大齿轮转动带动连接轴主动齿轮转动，连接轴主动齿轮转动带动连接轴从动齿轮转动，连接轴从动齿轮转动带动发动机轴齿轮转动，发动机轴齿轮转动带动发动机轴转动。
本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明设置的电池组件根据风力决定与接线柱接触的储能电池数量，使储能电池的接入电流大小稳定，提高电池寿命；(2)本发明设置转向组件，根据水平风向调整扇叶组件面对方向，提高风能转化率；(3)本发明设置扇叶组件，根据竖直风向调整扇叶叶片的角度，提高风能转化率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的扇叶组件示意图。
图3为本发明的扇叶组件内部结构示意图。
图4为本发明的传动组件示意图。
图5为图4中A处局部放大示意图。
图6为本发明的转向组件示意图。
图7为图6中B处局部放大示意图。
图8为本发明的电池组件示意图。
图9为图8中C处局部放大示意图。
图10为本发明的齿轮箱内部结构示意图。
图11为图10中D处局部放大示意图。
附图标号：1-地下外壳；2-转向组件；3-传动组件；4-扇叶组件；5-电池组件；201-塔架；202-转向电机；203-转向小齿轮；204-转向大齿轮；301-后舱；302-齿轮箱；303-发动机轴；304-外接轴；305-发动机；306-外接轴齿轮；307-传动轴齿轮；308-传动轴；309-中心大齿轮；310-中心小齿轮；311-中心主轴；401-扇叶支撑壳；402-扇叶轴；403-扇叶叶片；404-扇叶电机；405-扇叶大齿轮；406-扇叶小齿轮；501-离心轮；502-离心摆杆；503-凸面滑块；504-摆动杆；505-底座；506-第一齿条；507-小圆柱齿轮；508-大圆柱齿轮；509-推杆齿条；510-储能电池；511-接线柱；512-第二齿条；513-第三齿条；514-第四齿条；30201-箱体；30202-扇叶轴圆柱齿轮；30203-扇叶轴锥齿轮；30204-外接轴锥齿轮；30205-变速轴小齿轮；30206-变速轴大齿轮；30207-连接轴主动齿轮；30208-连接轴从动齿轮；30209-发动机轴齿轮。
具体实施方式
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。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例：如图1-图11所示的一种用于储能电池的风力充电装置，包括地下外壳1、转向组件2、传动组件3和扇叶组件4，地下外壳1固定安装在地下，转向组件2、传动组件3和扇叶组件4安装在地面上，转向组件2转动安装在地下外壳1上，传动组件3固定安装在转向组件2上，扇叶组件4转动安装在传动组件3上，传动组件3包括后舱301，后舱301上固定安装有齿轮箱302，扇叶组件4包括扇叶轴402，扇叶轴402与齿轮箱302的输入端连接。
齿轮箱302的下端输出端固定安装有外接轴304，外接轴304上固定安装有外接轴齿轮306，后舱301上转动安装有传动轴308，传动轴308上固定安装有传动轴齿轮307，传动轴齿轮307与外接轴齿轮306形成齿轮配合；齿轮箱302用于调节扇叶轴402与外接轴304的转速比，扇叶轴402转动带动外接轴304转动，外接轴304转动带动外接轴齿轮306转动，外接轴齿轮306转动带动传动轴齿轮307转动，传动轴齿轮307转动带动传动轴308转动。
转向组件2包括塔架201，塔架201转动安装在地下外壳1上，后舱301固定安装在地下外壳1上，塔架201上转动安装有中心主轴311，中心主轴311上固定安装有中心小齿轮310，传动轴308上固定安装有中心大齿轮309，中心大齿轮309与中心小齿轮310形成齿轮配合；传动轴308转动带动中心大齿轮309转动，中心大齿轮309转动带动中心小齿轮310转动，中心小齿轮310转动带动中心主轴311转动。
地下外壳1上固定安装有电池组件5，电池组件5包括底座505，底座505固定安装在地下外壳1上，中心主轴311上固定安装有离心轮501，离心轮501上转动安装有离心摆杆502，离心摆杆502与离心轮501之间安装有扭转弹簧，底座505上滑动安装有凸面滑块503，凸面滑块503与离心摆杆502相互配合，底座505上滑动安装有第一齿条506，底座505上转动安装有摆动杆504，摆动杆504的一端与凸面滑块503的背面接触，摆动杆504的另一端与第一齿条506滑动连接，底座505上转动安装有小圆柱齿轮507，小圆柱齿轮507与第一齿条506形成齿轮齿条配合，底座505上转动安装有大圆柱齿轮508，大圆柱齿轮508与小圆柱齿轮507形成齿轮配合，底座505上滑动安装有推杆齿条509，推杆齿条509与大圆柱齿轮508形成齿轮齿条配合，地下外壳1上滑动安装有储能电池510，储能电池510的背面与推杆齿条509固定连接，地下外壳1上固定安装有接线柱511，储能电池510的正面与接线柱511接触后，通过接线柱511对储能电池510进行充电，底座505上滑动安装有第二齿条512，第二齿条512与底座505之间安装有复位弹簧，第一齿条506移动至与第二齿条512接触后推动第二齿条512移动。中心主轴311转动带动离心轮501转动，离心轮501转动带动离心摆杆502转动，离心摆杆502在离心力作用下在离心轮501上转动，离心轮501的转速越快，离心摆杆502转动的角度越大，离心摆杆502推动凸面滑块503滑动的距离越远，凸面滑块503滑动带动摆动杆504转动，摆动杆504转动带动第一齿条506滑动，离心轮501的转速越快，第一齿条506的滑动距离越远，第一齿条506滑动带动小圆柱齿轮507转动，小圆柱齿轮507转动带动大圆柱齿轮508转动，大圆柱齿轮508转动带动推杆齿条509滑动，推杆齿条509推动储能电池510，储能电池510与接线柱511接触充电，第一齿条506滑动至与第二齿条512接触并带动第二齿条512滑动时，第二齿条512滑动带动下一组储能电池510与接线柱511接触充电，从而实现当风力越大时，扇叶组件4的转速越快，并联充电的储能电池510数量越多，使储能电池510的充电电流稳定。
齿轮箱302的后端输出端固定安装有发动机轴303，后舱301上固定安装有发动机305，发动机305与发动机轴303连接。扇叶轴402转动带动发动机轴303转动，发动机轴303转动带动发动机305工作，发动机305工作产生电能。
发动机305与接线柱511通过导线连接。发动机305产生的电能通过导线传递至接线柱511，再通过接线柱511对储能电池510进行充电。
地下外壳1上固定安装有转向电机202，转向电机202的输出轴上固定安装有转向小齿轮203，塔架201上固定安装有转向大齿轮204，转向大齿轮204与转向小齿轮203形成齿轮配合，转向大齿轮204与中心主轴311转动连接。转向电机202启动带动转向小齿轮203转动，转向小齿轮203转动带动转向大齿轮204转动，转向大齿轮204转动带动塔架201转动，塔架201转动带动后舱301转动，后舱301转动带动扇叶组件4圆周转动，调整扇叶组件4面对风向，提高风能转化率。
转向电机202上安装有内置电源Ⅰ，转向电机202只在调整塔架201的角度时处于打开状态。即发电过程中转向电机202处于关闭状态，不需要消耗电能，转向电机202开启只用于调整塔架201的初始角度。
底座505上滑动安装有第三齿条513，底座505上滑动安装有第四齿条514，第二齿条512移动至与第三齿条513接触后推动第三齿条513，第三齿条513移动至与第四齿条514接触后推动第四齿条514。底座505的直线方向上布置多组储能电池510和接线柱511，第三齿条513和第四齿条514分别控制第三组储能电池510和第四组储能电池510，增大本装置能接受的最大风力值。
扇叶组件4包括扇叶支撑壳401，扇叶轴402固定安装在扇叶支撑壳401上，扇叶支撑壳401上转动安装有扇叶叶片403，扇叶支撑壳401上固定安装有扇叶电机404，扇叶电机404的输出轴上固定安装有扇叶大齿轮405，扇叶支撑壳401上转动安装有扇叶小齿轮406，扇叶小齿轮406与扇叶叶片403固定连接。扇叶电机404启动带动扇叶大齿轮405转动，扇叶大齿轮405转动带动扇叶小齿轮406转动，扇叶小齿轮406转动带动扇叶叶片403转动，调整扇叶叶片403的初始角度。
扇叶电机404上安装有内置电源Ⅱ，扇叶电机404只在调整扇叶叶片403的角度时处于打开状态。即发电过程中扇叶电机404处于关闭状态，不需要消耗电能，扇叶电机404开启只用于调整扇叶叶片403的初始角度。
齿轮箱302包括箱体30201，箱体30201固定安装在后舱301上，扇叶轴402上固定安装有扇叶轴圆柱齿轮30202，扇叶轴402上固定安装有扇叶轴锥齿轮30203，外接轴304上固定安装有外接轴锥齿轮30204，外接轴锥齿轮30204与扇叶轴锥齿轮30203形成齿轮配合，箱体30201上转动安装有变速轴小齿轮30205，变速轴小齿轮30205与扇叶轴圆柱齿轮30202形成齿轮配合，变速轴小齿轮30205上固定安装有变速轴大齿轮30206，箱体30201上转动安装有连接轴主动齿轮30207，连接轴主动齿轮30207与变速轴大齿轮30206形成齿轮配合，连接轴主动齿轮30207上固定安装有连接轴从动齿轮30208，发动机轴303上固定安装有发动机轴齿轮30209，发动机轴齿轮30209与连接轴从动齿轮30208形成齿轮配合；扇叶轴402转动带动扇叶轴圆柱齿轮30202转动，扇叶轴402转动带动扇叶轴锥齿轮30203转动，扇叶轴锥齿轮30203转动带动外接轴锥齿轮30204转动，外接轴锥齿轮30204转动带动外接轴304转动，扇叶轴圆柱齿轮30202转动带动变速轴小齿轮30205转动，变速轴小齿轮30205转动带动变速轴大齿轮30206转动，变速轴大齿轮30206转动带动连接轴主动齿轮30207转动，连接轴主动齿轮30207转动带动连接轴从动齿轮30208转动，连接轴从动齿轮30208转动带动发动机轴齿轮30209转动，发动机轴齿轮30209转动带动发动机轴303转动。

Claims (8)

1.一种用于储能电池的风力充电装置，包括地下外壳(1)、转向组件(2)、传动组件(3)和扇叶组件(4)，地下外壳(1)固定安装在地下，转向组件(2)、传动组件(3)和扇叶组件(4)安装在地面上，转向组件(2)转动安装在地下外壳(1)上，传动组件(3)固定安装在转向组件(2)上，扇叶组件(4)转动安装在传动组件(3)上，其特征在于：
传动组件(3)包括后舱(301)，后舱(301)上固定安装有齿轮箱(302)，扇叶组件(4)包括扇叶轴(402)，扇叶轴(402)与齿轮箱(302)的输入端连接；
齿轮箱(302)的下端输出端固定安装有外接轴(304)，外接轴(304)上固定安装有外接轴齿轮(306)，后舱(301)上转动安装有传动轴(308)，传动轴(308)上固定安装有传动轴齿轮(307)，传动轴齿轮(307)与外接轴齿轮(306)形成齿轮配合；
转向组件(2)包括塔架(201)，塔架(201)转动安装在地下外壳(1)上，后舱(301)固定安装在地下外壳(1)上，塔架(201)上转动安装有中心主轴(311)，中心主轴(311)上固定安装有中心小齿轮(310)，传动轴(308)上固定安装有中心大齿轮(309)，中心大齿轮(309)与中心小齿轮(310)形成齿轮配合；
地下外壳(1)上固定安装有电池组件(5)，电池组件(5)包括底座(505)，底座(505)固定安装在地下外壳(1)上，中心主轴(311)上固定安装有离心轮(501)，离心轮(501)上转动安装有离心摆杆(502)，离心摆杆(502)与离心轮(501)之间安装有扭转弹簧，底座(505)上滑动安装有凸面滑块(503)，凸面滑块(503)与离心摆杆(502)相互配合，底座(505)上滑动安装有第一齿条(506)，底座(505)上转动安装有摆动杆(504)，摆动杆(504)的一端与凸面滑块(503)的背面接触，摆动杆(504)的另一端与第一齿条(506)滑动连接，底座(505)上转动安装有小圆柱齿轮(507)，小圆柱齿轮(507)与第一齿条(506)形成齿轮齿条配合，底座(505)上转动安装有大圆柱齿轮(508)，大圆柱齿轮(508)与小圆柱齿轮(507)形成齿轮配合，底座(505)上滑动安装有推杆齿条(509)，推杆齿条(509)与大圆柱齿轮(508)形成齿轮齿条配合，地下外壳(1)上滑动安装有储能电池(510)，储能电池(510)的背面与推杆齿条(509)固定连接，地下外壳(1)上固定安装有接线柱(511)，储能电池(510)的正面与接线柱(511)接触后，通过接线柱(511)对储能电池(510)进行充电，底座(505)上滑动安装有第二齿条(512)，第二齿条(512)与底座(505)之间安装有复位弹簧，第一齿条(506)移动至与第二齿条(512)接触后推动第二齿条(512)移动。
2.根据权利要求1所述的一种用于储能电池的风力充电装置，其特征在于：齿轮箱(302)的后端输出端固定安装有发动机轴(303)，后舱(301)上固定安装有发动机(305)，发动机(305)与发动机轴(303)连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于储能电池的风力充电装置，其特征在于：发动机(305)与接线柱(511)通过导线连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于储能电池的风力充电装置，其特征在于：地下外壳(1)上固定安装有转向电机(202)，转向电机(202)的输出轴上固定安装有转向小齿轮(203)，塔架(201)上固定安装有转向大齿轮(204)，转向大齿轮(204)与转向小齿轮(203)形成齿轮配合，转向大齿轮(204)与中心主轴(311)转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于储能电池的风力充电装置，其特征在于：转向电机(202)上安装有内置电源Ⅰ，转向电机(202)只在调整塔架(201)的角度时处于打开状态。
6.根据权利要求5所述的一种用于储能电池的风力充电装置，其特征在于：底座(505)上滑动安装有第三齿条(513)，底座(505)上滑动安装有第四齿条(514)，第二齿条(512)移动至与第三齿条(513)接触后推动第三齿条(513)，第三齿条(513)移动至与第四齿条(514)接触后推动第四齿条(514)。
7.根据权利要求6所述的一种用于储能电池的风力充电装置，其特征在于：扇叶组件(4)包括扇叶支撑壳(401)，扇叶轴(402)固定安装在扇叶支撑壳(401)上，扇叶支撑壳(401)上转动安装有扇叶叶片(403)，扇叶支撑壳(401)上固定安装有扇叶电机(404)，扇叶电机(404)的输出轴上固定安装有扇叶大齿轮(405)，扇叶支撑壳(401)上转动安装有扇叶小齿轮(406)，扇叶小齿轮(406)与扇叶叶片(403)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于储能电池的风力充电装置，其特征在于：扇叶电机(404)上安装有内置电源Ⅱ，扇叶电机(404)只在调整扇叶叶片(403)的角度时处于打开状态。
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