CN115962088B - 一种垂直轴风机发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风机发电机技术领域，具体为一种垂直轴风机发电机。一种垂直轴风机发电机，包括支架及外联动轴，联动轴内开设有内腔，内腔的内周壁固定连接有伺服电机,伺服电机的输出轴端部固定连接有传动轴，传动轴中部的外壁开设有环形槽，环形槽外套装连接有套环，套环的外周壁对称设置有多个翼子板，多个翼子板的端部与套环铰接相连，本发明的有益效果是：该垂直轴风机发电机，能够在伺服电机进行运转后，带动套筒基于螺纹块进行上下移动，并以此改变翼子板展开的角度，以使其与外界气流的接触效果发生变动而使气流能够对翼子板产生升力，然后在此升力的作用下缩减风机发电机在运转时产生的额外输出功率。
Description
技术领域
本发明涉及风机发电机技术领域，具体为一种垂直轴风机发电机。
背景技术
垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力，尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和杯子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低；
在风轮受风力作用而进行转动的过程中，容易因为风轮自身的重力而与风机发电机的支架产生摩擦力，由此风轮所受到的阻力增大，影响风机发电机作用的功率。
而现有的垂直轴风机发电机，难以削减风机发电机在运行过程中受风轮自身重力对阻力的影响，从而使得风轮在传动过程中所产生的功率降低，进而导致风机发电机的发电效果难以达到理想状态。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种垂直轴风机发电机，来解决上述中提到的现有的垂直轴风机发电机难以削减风机发电机在运行过程中受风轮自身重力对阻力的影响的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种垂直轴风机发电机，包括支架及外联动轴，外联动轴内开设有内腔，内腔的内周壁固定连接有伺服电机,伺服电机的输出轴端部固定连接有传动轴，传动轴中部的外壁开设有环形槽，环形槽外套装连接有套环，套环的外周壁对称设置有多个翼子板，多个翼子板的端部与套环铰接相连，多个翼子板的底部均铰接相连有连杆，传动轴的端部固定连接有螺纹块，螺纹块的外周壁螺纹连接有套筒，套筒的外周壁与多个连杆的端部铰接相连。本发明的有益效果是：
1)本发明中在现有的基础上进行改进，能够在伺服电机进行运转后，带动套筒基于螺纹块进行上下移动，并以此改变翼子板展开的角度，以使其与外界气流的接触效果发生变动而使气流能够对翼子板产生升力，然后在此升力的作用下缩减风机发电机在运转时产生的额外输出功率；
2)同时在套筒上移后，能够连带着其底部结构进行联动而使截停杆的端部与截停凸块分离，使得此处的摩擦力消失而不影响风力发动机的运行。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述外联动轴的外周壁对称设置有多个垂直风叶，外联动轴的端部固定连接有连接盖，连接盖内开设有凹槽，支架的顶部位于凹槽的内周壁，凹槽的内周壁固定连接有联轴齿轮，支架内开设有空腔，空腔的内周壁固定连接有风电机组，风电机组的顶部转动连接有内主轴，内主轴的端部固定连接有机架，机架套接于联轴齿轮的外周壁。
采用上述进一步方案的有益效果是，凹槽开设于连接盖内，并让支架的顶部处于凹槽的内周壁，以此将连接盖与支架进行连接，之后再由联轴齿轮与机架进行连接，以此使联轴齿轮在进行转动后连带着机架及内主轴进行转动，从而能够将风力以内主轴转动的方式进行传动，使其能够将此功率传至风电机组内进行转换。
进一步，所述联轴齿轮开设有通孔，套筒通过通孔与联轴齿轮贯穿连接，套筒的端部固定连接有联动块，联动块的外周壁铰接相连有多个截停杆，多个截停杆的端部搭接相连有截停凸块，截停凸块固定于空腔的内周壁，截停杆内开设有缓冲滑槽，缓冲滑槽的内周壁贯穿连接有限位轴，限位轴固定于机架内。
采用上述进一步方案的有益效果是，能够在套筒下移而使翼子板收缩后，连带着截停杆的倾斜角度发生变动而使截停杆的端部与截停凸块抵触，从而间接地增加支架与外联动轴之间的摩擦力，并以此作为阻力达到控制外联动轴停止转动的效果，进而能够便于用户以此方式控制风机发电机停止运行。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的正面剖视结构示意图；
图3为本发明中外联动轴的俯视剖面结构示意图；
图4为本发明中支架的俯视剖面结构示意图；
图5是图2中A处放大结构示意图；
图6是图2中B处放大结构示意图；
图7是图2中C处放大结构示意图；
图8是图2中D处放大结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、支架；2、连接盖；201、凹槽；202、联轴齿轮；3、外联动轴；301、内腔；302、伺服电机；303、传动轴；304、翼子板；305、环形槽；306、套环；307、螺纹块；308、连杆；4、垂直风叶；5、风电机组；501、内主轴；502、机架；6、套筒；601、联动块；602、截停杆；603、截停凸块；604、缓冲滑槽；605、限位轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力，风力发电机使用时，在风轮受风力作用而进行转动的过程中，容易因为风轮自身的重力而与风机发电机的支架产生摩擦力，由此风轮所受到的阻力增大，影响风机发电机作用的功率，导致风机发电机的发电效果难以达到理想状态。对此发明人提出了一种垂直轴风机发电机来解决上述问题。
本发明提供了以下优选的实施例
如图1所示，一种垂直轴风机发电机，包括支架1及外联动轴3，外联动轴3内开设有内腔301，内腔301的内周壁固定连接有伺服电机302,伺服电机302的输出轴端部固定连接有传动轴303，传动轴303中部的周壁开设有环形槽305，环形槽305外套装连接有套环306(如图6所示)，套环306的外周壁对称设置有多个翼子板304，多个翼子板304的端部与套环306铰接相连，多个翼子板304的底部均铰接相连有连杆308，传动轴303的端部固定连接有螺纹块307，螺纹块307的外周壁螺纹连接有套筒6，套筒6的外周壁与多个连杆308的端部铰接相连，内腔301开设于外联动轴3内，并在内腔301的内周壁设置伺服电机302，且伺服电机302的输出轴端部与传动轴303相互固定，而后在传动轴303的中间外周壁开设环形槽305，并由此环形槽305与套环306相互卡接以对套环306进行限位，使得套环306所处高度能够基于传动轴303进行定位，但传动轴303的转动不会受到套环306的影响，之后再将套环306与翼子板304铰接相连，以使翼子板304能够以其自身与套环306的连接处为圆心进行转动，然后由连杆308与套筒6进行连接，同时由于传动轴303的端部通过螺纹块307与套筒6的内周壁以螺纹关系连接后，可使伺服电机302在进行运转后，带动套筒6基于螺纹块307进行上下移动，并以此改变间接地带动翼子板304进行翻转而改变其角度，从而能够便于翼子板304的收缩及展开，以至于翼子板304在展开后，能够与外界的气流进行接触，并在气流的作用下，使翼子板304具有向上的升力，然后在升力的作用下，使外联动轴3上升而减小其与支架1的摩擦力，由此缩减风机发电机在运转时产生的额外输出功率，同时在套筒6上移后，能够连带着其底部结构进行联动而使截停杆602的端部与截停凸块603分离，使得此处的摩擦力消失而不影响风力发动机的运行，所以通过设置有翼子板304，能够在伺服电机302进行运转后，带动套筒6基于螺纹块307进行上下移动，并以此改变翼子板304展开的角度，以使其与外界气流的接触效果发生变动而使气流能够对翼子板304产生升力，然后在此升力的作用下缩减风机发电机在运转时产生的额外输出功率。
本实施例中，如图1和图2所示，为了进一步提升设备的连接性能，外联动轴3的外周壁对称设置有多个垂直风叶4，外联动轴3的端部固定连接有连接盖2，连接盖2内开设有凹槽201，支架1的顶部位于凹槽201的内周壁，凹槽201的内周壁固定连接有联轴齿轮202，支架1内开设有空腔，空腔的内周壁固定连接有风电机组5，风电机组5的顶部转动连接有内主轴501，内主轴501的端部固定连接有机架502，机架502套接于联轴齿轮202的外周壁，凹槽201开设于连接盖2内，并让支架1的顶部处于凹槽201的内周壁，以此将连接盖2与支架1进行连接，之后再由联轴齿轮202与机架502进行连接，以此使联轴齿轮202在进行转动后连带着机架502及内主轴501进行转动，从而能够将风力以内主轴501转动的方式进行传动，使其能够将此功率传至风电机组5内进行转换。
本实施例中，如图1、图2、图4和图7所示，为了进一步提升风机发电机的联动截停性能，联轴齿轮202开设有通孔，套筒6通过通孔与联轴齿轮202贯穿连接，套筒6的端部固定连接有联动块601，联动块601的外周壁铰接相连有多个截停杆602，截停凸块603固定于空腔的内周壁，多个截停杆602的端部可选择性的与截停凸块603搭接相连，截停杆602内开设有缓冲滑槽604，缓冲滑槽604的内周壁贯穿连接有限位轴605，限位轴605固定于机架502内，通孔开设于联轴齿轮202，套筒6穿设于此通孔并与联轴齿轮202进行连接(联轴齿轮202可由外联动轴3所带动而进行转动，而套筒6基于联轴齿轮202则处于无法转动的状态，只能够进行上下移动)，然后在套筒6的端部与联动块601进行固定，以使套筒6在移动后能够连带着联动块601跟着一起进行移动，而联动块601的外周壁与多个截停杆602铰接相连，且由于截停杆602内开设有缓冲滑槽604，同时缓冲滑槽604的内周壁由限位轴605进行贯穿，以此能够由限位轴605对截停杆602进行限位，使得截停杆602能够基于限位轴605进行移动的过程中会以限位轴605为圆心进行转动而改变其倾斜角度，然后在截停杆602的倾斜角度发生变动后，能够使截停杆602的端部与截停凸块603抵触，并以此增加截停杆602及套筒6与支架1的摩擦力，从而能够在此摩擦力增大的影响下，使外联动轴3及垂直风力的阻力扩大而停止转动，便于用户以此方式控制风机发电机停止运行，且能够与翼子板304的工作方式进行联动，所以通过设置有截停杆602，能够在套筒6下移而使翼子板304收缩后，连带着截停杆602的倾斜角度发生变动而使截停杆602的端部与截停凸块603抵触，从而间接地增加支架1与外联动轴3之间的摩擦力，并以此作为阻力达到控制外联动轴3停止转动的效果，进而能够便于用户以此方式控制风机发电机停止运行。
本发明的具体工作过程如下：
(1)控制伺服电机302进行运转
首先，在风机发电机进行运转的同时，控制伺服电机302进行转动，以使其能够带动套筒6基于螺纹块307进行上移，从而能够在此作用下将翼子板304展开，由此使得翼子板304与外界气流的接触效果扩大而产生升力；
(2)由升力缩小支架1与外联动轴3的摩擦力
然后，在升力的作用下，能够使外联动轴3具有上升的作用力，由此则能够使外联动轴3与支架1之间产生缝隙，使得两者之间的摩擦力减小，并进一步缩减垂直风叶4所受到的阻力。
(3)由伺服电机302带动翼子板304收缩
之后在用户需要控制风机发电机停止运转时，可控制伺服电机302反向运转而使套筒6下移，并以此使翼子板304反向翻转后进行收缩。
(4)由套筒6的下移带动截停杆602转动
同时在套筒6下移后，能够由联动块601带动截停杆602以限位轴605为圆心进行转动，从而使得截停杆602的端部与截停凸块603抵触，使得两者的摩擦力增大，并以此能够以增加阻力的方式使垂直风叶停止转动。
综上所述：本发明的有益效果具体体现在，该结构在现有的基础上进行改进，该垂直轴风机发电机效果更好，内腔301开设于外联动轴3内，并在内腔301的内周壁设置伺服电机302，且伺服电机302的输出轴端部与传动轴303相互固定，而后在传动轴303的中间外周壁开设环形槽305，并由此环形槽305与套环306相互卡接以对套环306进行限位，使得套环306所处高度能够基于传动轴303进行定位，但传动轴303的转动不会受到套环306的影响，之后再将套环306与翼子板304铰接相连，以使翼子板304能够以其自身与套环306的连接处为圆心进行转动，然后由连杆308与套筒6进行连接，同时由于传动轴303的端部通过螺纹块307与套筒6的内周壁以螺纹关系进连接后，可使伺服电机302在进行运转后，带动套筒6基于螺纹块307进行上下移动，并以此改变间接地带动翼子板304进行翻转而改变其角度，从而能够便于翼子板304的收缩及展开，以至于翼子板304在展开后，能够与外界的气流进行接触，并在气流的作用下，使翼子板304具有向上的升力，然后在升力的作用下，使外联动轴3上升而减小其与支架1的摩擦力，由此缩减风机发电机在运转时产生的额外输出功率，同时在套筒6上移后，能够连带着其底部结构进行联动而使截停杆602的端部与截停凸块603分离，使得此处的摩擦力消失而不影响风力发动机的运行，所以通过设置有翼子板304，能够在伺服电机302进行运转后，带动套筒6基于螺纹块307进行上下移动，并以此改变翼子板304展开的角度，以使其与外界气流的接触效果发生变动而使气流能够对翼子板304产生升力，然后在此升力的作用下缩减风机发电机在运转时产生的额外输出功率。
该结构在使用时，凹槽201开设于连接盖2内，并让支架1的顶部处于凹槽201的内周壁，以此将连接盖2与支架1进行连接，之后再由联轴齿轮202与机架502进行连接，以此使联轴齿轮202在进行转动后连带着机架502及内主轴501进行转动，从而能够将风力以内主轴501转动的方式进行传动，使其能够将此功率传至风电机组5内进行转换；
该结构在使用时，通孔开设于联轴齿轮202，并通过此通孔将套筒6与联轴齿轮202进行连接，然后在套筒6的端部与联动块601进行固定，以使套筒6在移动后能够连带着联动块601跟着一起进行移动，而联动块601的外周壁与多个截停杆602铰接相连，且由于截停杆602内开设有缓冲滑槽604，同时缓冲滑槽604的内周壁由限位轴605进行贯穿，以此能够由限位轴605对截停杆602进行限位，使得截停杆602能够基于限位轴605进行移动的过程中会以限位轴605为圆心进行转动而改变其倾斜角度，然后在截停杆602的倾斜角度发生变动后，能够使截停杆602的端部与截停凸块603抵触，并以此增加截停杆602及套筒6与支架1的摩擦力，从而能够在此摩擦力增大的影响下，使外联动轴3及垂直风力的阻力扩大而停止转动，便于用户以此方式控制风机发电机停止运行，且能够与翼子板304的工作方式进行联动，所以通过设置有截停杆602，能够在套筒6下移而使翼子板304收缩后，连带着截停杆602的倾斜角度发生变动而使截停杆602的端部与截停凸块603抵触，从而间接地增加支架1与外联动轴3之间的摩擦力，并以此作为阻力达到控制外联动轴3停止转动的效果，进而能够便于用户以此方式控制风机发电机停止运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种垂直轴风机发电机，其特征在于，包括支架(1)及外联动轴(3)，所述外联动轴(3)内开设有内腔(301)，所述内腔(301)的内周壁固定连接有伺服电机(302),所述伺服电机(302)的输出轴端部固定连接有传动轴(303)，所述传动轴(303)中部的外壁开设有环形槽(305)，所述环形槽(305)外套装连接有套环(306)，所述套环(306)的外周壁对称设置有多个翼子板(304)，多个所述翼子板(304)的端部与所述套环(306)铰接相连，多个所述翼子板(304)的底部均铰接相连有连杆(308)；所述传动轴(303)的端部固定连接有螺纹块(307)；所述螺纹块(307)的外周壁螺纹连接有套筒(6)，所述套筒(6)的外周壁与多个所述连杆(308)的端部铰接相连；所述外联动轴(3)的端部固定连接有连接盖(2)，所述连接盖(2)内开设有凹槽(201)，所述支架(1)的顶部位于所述凹槽(201)的内周壁，所述凹槽(201)的内周壁固定连接有联轴齿轮(202)所述支架(1)内开设有空腔，所述空腔的内周壁固定连接有风电机组(5)，所述风电机组(5)的顶部转动连接有内主轴(501)，所述内主轴(501)的端部固定连接有机架(502)，所述机架(502)套接于所述联轴齿轮(202)的外周壁；所述联轴齿轮(202)开设有通孔，所述套筒(6)通过所述通孔与所述联轴齿轮(202)贯穿连接，所述套筒(6)的端部固定连接有联动块(601)，所述联动块(601)的外周壁铰接相连有多个截停杆(602)，多个所述截停杆(602)的端部搭接相连有截停凸块(603)，所述截停凸块(603)固定于所述空腔的内周壁。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风机发电机，其特征在于，所述外联动轴(3)的外周壁对称设置有多个垂直风叶(4)。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风机发电机，其特征在于，所述截停杆(602)内开设有缓冲滑槽(604)。
4.根据权利要求3所述的一种垂直轴风机发电机，其特征在于，所述缓冲滑槽(604)的内周壁贯穿连接有限位轴(605)，所述限位轴(605)固定于所述机架(502)内。
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- 2023-02-01 CN CN202310067661.5A patent/CN115962088B/zh active Active
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