CN117167198B - 一种基于新型能源的风力发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于新型能源的风力发电设备，涉及风力发电技术领域，包括有底座，所述底座的上部转动连接有对称分布的丝杆，对称分布的所述丝杆之间共同螺纹连接有移动板，所述移动板转动连接有第一传动轮，所述移动板转动连接有转轴，所述移动板的一侧设置有发电机，所述转轴与发电机的输入轴固接，所述滑轴远离发电机的一端固接有与所述转轴滑动连接的滑动架。本发明通过海风吹动滑动架，使移动板向下移动，如此使得设备整体重心降低，避免设备因重心过高导致遇大风侧翻的情况，同时避免海上风力发电设备在遇到大风的恶劣天气时被风吹动发生侧翻。

Description

一种基于新型能源的风力发电设备

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种基于新型能源的风力发电设备。

背景技术

由于海上的风力资源比较丰富且其相对于陆地上没有建筑物及山地等空间限制，现在越来越多的风力发电机是设置在海上的，但目前海上风力发电设备为了更好地利用风能，扇叶一般设置得比较高，且扇叶大都是固定在某一高度，扇叶越高，导致整个发电设备的重心很高，这样就会导致在遇到大风的恶劣天气时，风力发电设备极容易被风吹动发生侧翻。

发明内容

为了克服现有海上风力发电设备在遇到大风的恶劣天气时，极容易被风吹动发生侧翻的缺点，本发明提供一种基于新型能源的风力发电设备。

本发明的技术方案为：一种基于新型能源的风力发电设备，包括有底座，所述底座的上部转动连接有对称分布的丝杆，对称分布的所述丝杆之间共同螺纹连接有移动板，所述移动板转动连接有第一传动轮，对称分布的所述丝杆与所述第一传动轮之间均通过带轮和皮带传动，所述移动板转动连接有转轴，所述移动板的一侧设置有发电机，所述转轴与发电机的输入轴固接，所述转轴花键连接有滑轴，所述滑轴远离发电机的一侧固接有与所述第一传动轮传动配合的第二传动轮，所述滑轴远离发电机的一端固接有与所述转轴滑动连接的滑动架，所述转轴设置有周向分布的扇叶，所述移动板设有用于自动复位所述移动板的上升组件，所述底座设有用于定位所述移动板最终下降位置的定位组件。

优选的技术方案，所述上升组件包括有第三传动轮，所述第三传动轮固接于所述滑轴远离所述第二传动轮的一侧，所述第三传动轮与所述第一传动轮传动配合，所述滑轴与所述移动板之间固接有第一弹簧，对称分布的所述丝杆的上端共同转动连接有固定架，所述固定架固接有楔形块，所述楔形块与所述滑轴配合。

优选的技术方案，所述定位组件包括有连接板，所述连接板固接于所述底座，所述连接板固接有定位板，所述定位板与所述滑轴配合，所述移动板开有与所述定位板配合的定位孔，所述定位孔位于所述定位板的正上方。

优选的技术方案，还包括有稳定组件，所述稳定组件设置于所述底座，所述稳定组件用于扩大所述底座的支撑面，所述稳定组件包括有伸缩架，所述伸缩架的固定部滑动连接于所述底座，所述伸缩架的伸缩部与所述滑轴限位转动连接，所述底座转动并滑动连接有转动轴，所述转动轴与所述伸缩架配合，所述转动轴固接有位于所述底座内的挤压板，所述挤压板花键连接有转动框，所述底座内设置有空腔，所述转动框位于所述底座的空腔内，且所述转动框与所述底座转动连接，所述挤压板固接有挤压环，所述挤压环与所述转动框滑动连接，所述底座固接有周向分布的支撑球，所述支撑球与所述底座的空腔连通，且所述支撑球与所述底座空腔连通的一端为进水口，所述支撑球远离所述底座的一端开有排水孔。

优选的技术方案，所述转动框开有形状为凸轮的圆孔，且所述转动框的内壁至其外壁之间的最短距离小于所述支撑球进水口的直径，所述转动框的内壁至其外壁之间的最大距离大于所述支撑球进水口的直径。

优选的技术方案，稳定组件还包括有风向标，所述风向标转动连接于所述底座，所述风向标与所述转动轴之间通过带轮皮带传动，所述转动轴与其上的皮带轮花键连接，所述转动轴上的皮带轮与所述底座转动连接。

优选的技术方案，还包括有偏转组件，所述偏转组件设置于所述滑动架，所述偏转组件用于偏转所述扇叶，所述偏转组件包括有周向分布的直齿轮，周向分布的所述直齿轮分别固接于相邻的所述扇叶，所述滑动架内固接有周向分布的齿条，所述直齿轮与相邻的所述齿条啮合，所述转轴与所述扇叶转动连接。

优选的技术方案，还包括有限位组件，所述限位组件设置于所述转轴，所述限位组件用于对所述滑动架进行限位，所述限位组件包括有对称分布的第二弹簧，对称分布的所述第二弹簧均固接于所述转轴，所述第二弹簧远离所述转轴的一端固接有卡柱，所述滑动架开有条形槽，所述滑动架通过所述条形槽与所述卡柱卡合。

优选的技术方案，所述转轴与所述滑动架之间固接有伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端与固定部之间设置有弹簧。

优选的技术方案，所述滑动架与所述卡柱配合，所述卡柱的上端设置为球头。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过海风吹动滑动架，使移动板向下移动，如此，使得设备整体重心降低，避免设备因重心过高导致遇大风侧翻的情况。

2、本发明在风力减小时，移动板自动向上移动，以实现风小时自动上升高度进行风力发电的效果。

3、本发明在风大时，通过风向标随风向转动，使得易翘起一侧的支撑球不被转动框堵住，另一侧的支撑球则被转动框堵住，如此，水只进入易翘起一侧的支撑球内，能根据海风的风向，来防止设备倾斜翘起。

4、本发明通过海风吹动滑动架，传动直齿轮带动扇叶转动，使扇叶偏转能够预先抵抗一定的风力。

5、本发明通过卡柱对滑动架进行限位，避免因风力忽大忽小影响移动板的下降速度。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明滑轴、第二传动轮和滑动架等零件的立体结构示意图；

图3为本发明第三传动轮、第一弹簧和固定架等零件的立体结构示意图；

图4为本发明转动轴、转动框和挤压环的立体结构示意图；

图5为本发明挤压板、转动框和挤压环等零件的立体结构示意图；

图6为本发明扇叶、直齿轮和齿条等零件的立体结构示意图；

图7为本发明第二弹簧、卡柱和条形槽等零件的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1-底座，2-丝杆，3-移动板，4-第一传动轮，5-转轴，6-滑轴，7-第二传动轮，8-滑动架，9-伸缩杆，10-扇叶，101-第三传动轮，102-第一弹簧，103-固定架，104-楔形块，111-伸缩架，112-转动轴，113-挤压板，114-转动框，115-挤压环，116-支撑球，117-风向标，121-直齿轮，122-齿条，131-第二弹簧，132-卡柱，133-条形槽，141-连接板，142-定位板，143-定位孔。

具体实施方式

首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明，例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。

实施例1：一种基于新型能源的风力发电设备，如图1-图3所示，包括有底座1，底座1的上部转动连接有对称分布的两个丝杆2，对称分布的两个丝杆2之间的上部共同螺纹连接有移动板3，移动板3转动连接有第一传动轮4，对称分布的丝杆2与第一传动轮4之间均通过带轮和皮带传动，第一传动轮4转动通过带轮和皮带传动两个的丝杆2转动，移动板3的上部转动连接有转轴5，移动板3的右侧设置有发电机，转轴5与发电机的输入轴固接，转轴5的外壁花键连接有滑轴6，滑轴6的左侧固接有第二传动轮7，第二传动轮7和第一传动轮4均设置为圆台形，且第二传动轮7和第一传动轮4直径小的一端相互靠近，当第二传动轮7与第一传动轮4接触时，第二传动轮7带动第一传动轮4转动，滑轴6的左端固接有与转轴5滑动连接的滑动架8，转轴5设置有周向分布的三个扇叶10，三个扇叶10带动转轴5转动，从而使发电机发电，移动板3设有上升组件，上升组件用于自动复位移动板3，底座1设有定位组件，定位组件用于定位移动板3最终的下降位置。

如图3所示，上升组件包括有第三传动轮101，第三传动轮101固接于滑轴6的右侧，第三传动轮101设置为圆台形，且第三传动轮101和第一传动轮4直径小的一端相互靠近，当第三传动轮101与第一传动轮4接触时，第三传动轮101带动第一传动轮4转动，滑轴6与移动板3之间固接有第一弹簧102，第一弹簧102用于避免在低风力的情况下，滑轴6与转轴5发生相对滑动，对称分布的两个丝杆2的上端共同转动连接有固定架103，固定架103左侧的下部固接有楔形块104，楔形块104的倾斜面位于其下侧且向右，滑轴6的右侧设置有限位圆板，楔形块104通过其下侧的倾斜面挤压滑轴6右侧的限位圆板，使第三传动轮101与第一传动轮4解除传动配合。

如图1和图2所示，定位组件包括有连接板141，连接板141固接于底座1的上部，连接板141的左侧固接有定位板142，定位板142的上侧面设置为倾斜面，且定位板142的倾斜面向左，滑轴6的左侧设置有限位圆板，定位板142上侧的倾斜面挤压滑轴6左侧的限位圆板，使滑轴6向左移动，并使第二传动轮7与第一传动轮4解除传动配合，移动板3的左部开有与定位板142配合的定位孔143，定位孔143位于定位板142的正上方，定位板142可穿过定位孔143挤压滑轴6左侧的限位圆板。

在使用本装置进行发电时，海风吹动扇叶10转动，扇叶10带动转轴5转动，从而带动滑轴6转动，在此过程中，楔形块104对滑轴6进行限位，第一弹簧102处于压缩状态，第二传动轮7和第三传动轮101均不与第一传动轮4配合，当遇到较大的海风时，需要降低设备的重心，以防设备侧翻，具体操作如下：

迎面而来的海风向右吹动滑动架8，滑动架8推动滑轴6沿着转轴5向右滑动，第一弹簧102进一步压缩，滑轴6带动第二传动轮7向右移动与第一传动轮4传动配合，滑轴6通过第二传动轮7带动第一传动轮4转动，第一传动轮4通过传动组件带动丝杆2转动，丝杆2带动移动板3向下移动，从而带动第一传动轮4、转轴5、滑轴6、第二传动轮7、滑动架8、伸缩杆9、扇叶10、第三传动轮101和第一弹簧102整体向下移动，如此，使得设备整体重心降低，避免设备因重心过高导致遇大风侧翻的情况。

在移动板3通过转轴5带动滑轴6下降的过程中，定位板142穿入定位孔143内，并挤压滑轴6，在定位板142的挤压作用下，滑轴6带动第二传动轮7向左移动，使得第二传动轮7与第一传动轮4脱离，使得移动板3停止下降，即可定位到下降的最终位置。

随着海风变小，第一弹簧102逐渐回弹，从而带动滑轴6向左移动，进而带动第二传动轮7、滑动架8和第三传动轮101向左移动，当第三传动轮101向左移动至与第一传动轮4传动配合时，此时滑轴6通过第三传动轮101带动第一传动轮4反转，第一传动轮4通过传动组件带动丝杆2反转，丝杆2带动移动板3向上移动，从而带动第一传动轮4、转轴5、滑轴6、第二传动轮7、滑动架8、伸缩杆9、扇叶10、第三传动轮101和第一弹簧102整体向上移动，在移动板3通过转轴5带动滑轴6上升的过程中，定位板142脱离定位孔143，当滑轴6上升至其上右侧的限位圆板与楔形块104接触时，受楔形块104挤压作用，滑轴6向右滑动，第一弹簧102被压缩，解除第三传动轮101与第一传动轮4的传动配合，如此使得扇叶10自动升至风力发电的高度，综上，在风大时通过降低重心避免侧翻，在风小时自动上升高度进行风力发电。

实施例2：在实施例1的基础上，如图1、图4和图5所示，还包括有稳定组件，稳定组件设置于底座1，稳定组件用于扩大底座1的支撑面，稳定组件包括有伸缩架111，伸缩架111的固定部滑动连接于底座1的左部，伸缩架111的伸缩部与滑轴6的左部限位转动连接，底座1的中心部转动并滑动连接有转动轴112，伸缩架111固定部的左侧设置有传动板，传动板的左侧面设置为弧形面，转动轴112的上端设置为球头状，伸缩架111固定部左侧的传动板挤压转动轴112上端的球头，使转动轴112向下移动，转动轴112的下端挤压板113，挤压板113花键连接有转动框114，底座1内设置有空腔，转动框114位于底座1的空腔内，且转动框114与底座1转动连接，转动框114的下侧开有形状为凸轮的圆孔，挤压板113固接有挤压环115，挤压环115与转动框114滑动连接，挤压环115的外径与底座1内空腔的直径一致，底座1固接有周向分布的多个支撑球116，支撑球116与底座1的空腔连通，且支撑球116与底座1空腔连通的一端为进水口，支撑球116远离底座1的一端开有排水孔，转动框114的内壁至其外壁之间的最短距离小于支撑球116进水口的直径，转动框114的内壁至其外壁之间的最大距离大于支撑球116进水口的直径。

如图4所示，稳定组件还包括有风向标117，风向标117用于感受风力的风向，风向标117转动连接于底座1上侧的右部，风向标117与转动轴112之间通过带轮皮带传动，转动轴112与其上的皮带轮花键连接，转动轴112上的皮带轮与底座1转动连接。

在本设备的使用过程中，风向标117随风向转动，风向标117通过皮带轮组件带动转动轴112随风向转动，转动轴112带动挤压板113随风向转动，挤压板113带动转动框114和挤压环115随风向转动，使得一侧的支撑球116不被转动框114堵住，另一侧的支撑球116则被转动框114堵住。

在遇到较大的海风时，设备被风吹动，设备的一侧可能会翘起，由于风向不定，导致翘起的一侧不定，因而需要根据风向选择性地向翘起的一侧注水，增加翘起一侧的重量，减少侧翻的可能性，具体操作如下：当滑轴6向右滑动时，滑轴6带动伸缩架111向右移动，同时伸缩架111向下移动挤压转动轴112，转动轴112受到挤压向下移动，从而带动挤压板113向下移动，挤压板113带动挤压环115向下移动，从而将底座1腔体内的水通过转动框114的偏心圆孔压入不被转动框114堵住的支撑球116内，如此，水只进入易翘起一侧的支撑球116内，以抵抗风力，达到平衡，使得设备的支撑面积扩大，增强设备的稳定性。

实施例3：在实施例2的基础上，如图1和图6所示，还包括有偏转组件，偏转组件设置于滑动架8，偏转组件用于偏转扇叶10，偏转组件包括有周向分布的直齿轮121，周向分布的直齿轮121分别固接于相邻的扇叶10，滑动架8内固接有周向分布的齿条122，直齿轮121与相邻的齿条122啮合，转轴5与扇叶10转动连接。

如图1和图7所示，还包括有限位组件，限位组件设置于转轴5，限位组件用于对滑动架8进行限位，限位组件包括有对称分布的第二弹簧131，对称分布的第二弹簧131均固接于转轴5，第二弹簧131远离转轴5的一端固接有卡柱132，滑动架8开有条形槽133，滑动架8通过条形槽133与卡柱132卡合，滑动架8与卡柱132配合，卡柱132的上端设置为球头。

如图7所示，转轴5与滑动架8之间固接有伸缩杆9，伸缩杆9的伸缩端与固定部之间设置有弹簧。

当遇到大风时，先改变扇叶10的角度，保持所受的风力在一定的范围内，具体操作如下：风吹动滑动架8向右移动时，滑动架8带动齿条122向右移动，从而带动直齿轮121转动，进而带动扇叶10转动，如此改变扇叶10的角度，通过扇叶10偏转能够预先抵抗一定的风力。

在大风来袭时，因为风力忽大忽小不能恒定，导致设备重心也是忽降忽升，因此为了提高设备下降速率，需要在大风来袭时避免设备回升，具体操作如下：初始状态下，条形槽133的左侧与左侧的卡柱132接触，滑动架8不向右移动直至风力增大至足以使左侧的卡柱132脱离条形槽133时，条形槽133挤压左侧的卡柱132，左侧的卡柱132向下移动并挤压相邻的第二弹簧131，直至滑动架8完全不再对相邻的左侧的卡柱132限位时，在第二弹簧131的作用下，左侧的卡柱132向上移动复位。

在上述过程中，当左侧的卡柱132脱离条形槽133时，伸缩杆9的伸缩端带动滑动架8向右移动，通过伸缩杆9弥补忽大忽小的风力，如此避免设备回升。

在伸缩杆9的伸缩端带动滑动架8向右移动的过程中，当滑动架8的右端与右侧的卡柱132接触时，滑动架8挤压右侧的卡柱132向下移动，右侧的卡柱132向下移动压缩相邻的第二弹簧131，直至右侧的卡柱132不再阻挡滑动架8向右移动，右侧的卡柱132不再向下移动，随后滑动架8继续向右移动，直至右侧的卡柱132位于条形槽133的右端时，此时在第二弹簧131的作用下，右侧的卡柱132向上移动复位，并与条形槽133配合对滑动架8进行限位，此时伸缩杆9的伸缩端仍带动滑动架8向右移动，直至伸缩杆9的伸缩端完全伸出时，此时滑动架8不再向右移动，右侧的卡柱132位于条形槽133的左端，且第二传动轮7向右移动与第一传动轮4传动配合。

在滑轴6下降的过程中，当定位板142挤压滑轴6时，滑轴6带动滑动架8向左移动，直至第二传动轮7与第一传动轮4脱离配合时，右侧的卡柱132位于条形槽133的右端，且伸缩杆9的伸缩端被压缩。

在设备上升的过程中，逆重复上述过程，避免因风力忽大忽小不能恒定，导致设备重心也是忽升忽降，直至滑轴6上升至与楔形块104配合时，滑轴6带动滑动架8向右滑动，直至第三传动轮101与第一传动轮4脱离配合时，条形槽133的左侧与左侧的卡柱132接触。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (9)

1.一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，包括有底座（1），所述底座（1）的上部转动连接有对称分布的丝杆（2），对称分布的所述丝杆（2）之间共同螺纹连接有移动板（3），所述移动板（3）转动连接有第一传动轮（4），对称分布的所述丝杆（2）与所述第一传动轮（4）之间均通过带轮和皮带传动，所述移动板（3）转动连接有转轴（5），所述移动板（3）的一侧设置有发电机，所述转轴（5）与发电机的输入轴固接，所述转轴（5）花键连接有滑轴（6），所述滑轴（6）远离发电机的一侧固接有与所述第一传动轮（4）传动配合的第二传动轮（7），所述滑轴（6）远离发电机的一端固接有与所述转轴（5）滑动连接的滑动架（8），所述转轴（5）设置有周向分布的扇叶（10），所述移动板（3）设有用于自动复位所述移动板（3）的上升组件，所述底座（1）设有用于定位所述移动板（3）最终下降位置的定位组件；

所述上升组件包括有第三传动轮（101），所述第三传动轮（101）固接于所述滑轴（6）远离所述第二传动轮（7）的一侧，所述第三传动轮（101）与所述第一传动轮（4）传动配合，所述滑轴（6）与所述移动板（3）之间固接有第一弹簧（102），对称分布的所述丝杆（2）的上端共同转动连接有固定架（103），所述固定架（103）固接有楔形块（104），所述楔形块（104）与所述滑轴（6）配合。

2.如权利要求1所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，所述定位组件包括有连接板（141），所述连接板（141）固接于所述底座（1），所述连接板（141）固接有定位板（142），所述定位板（142）与所述滑轴（6）配合，所述移动板（3）开有与所述定位板（142）配合的定位孔（143），所述定位孔（143）位于所述定位板（142）的正上方。

3.如权利要求1所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，还包括有稳定组件，所述稳定组件设置于所述底座（1），所述稳定组件用于扩大所述底座（1）的支撑面，所述稳定组件包括有伸缩架（111），所述伸缩架（111）的固定部滑动连接于所述底座（1），所述伸缩架（111）的伸缩部与所述滑轴（6）限位转动连接，所述底座（1）转动并滑动连接有转动轴（112），所述转动轴（112）与所述伸缩架（111）配合，所述转动轴（112）固接有位于所述底座（1）内的挤压板（113），所述挤压板（113）花键连接有转动框（114），所述底座（1）内设置有空腔，所述转动框（114）位于所述底座（1）的空腔内，且所述转动框（114）与所述底座（1）转动连接，所述挤压板（113）固接有挤压环（115），所述挤压环（115）与所述转动框（114）滑动连接，所述底座（1）固接有周向分布的支撑球（116），所述支撑球（116）与所述底座（1）的空腔连通，且所述支撑球（116）与所述底座（1）空腔连通的一端为进水口，所述支撑球（116）远离所述底座（1）的一端开有排水孔。

4.如权利要求3所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，所述转动框（114）开有形状为凸轮的圆孔，且所述转动框（114）的内壁至其外壁之间的最短距离小于所述支撑球（116）进水口的直径，所述转动框（114）的内壁至其外壁之间的最大距离大于所述支撑球（116）进水口的直径。

5.如权利要求3所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，稳定组件还包括有风向标（117），所述风向标（117）转动连接于所述底座（1），所述风向标（117）与所述转动轴（112）之间通过带轮皮带传动，所述转动轴（112）与其上的皮带轮花键连接，所述转动轴（112）上的皮带轮与所述底座（1）转动连接。

6.如权利要求1所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，还包括有偏转组件，所述偏转组件设置于所述滑动架（8），所述偏转组件用于偏转所述扇叶（10），所述偏转组件包括有周向分布的直齿轮（121），周向分布的所述直齿轮（121）分别固接于相邻的所述扇叶（10），所述滑动架（8）内固接有周向分布的齿条（122），所述直齿轮（121）与相邻的所述齿条（122）啮合，所述转轴（5）与所述扇叶（10）转动连接。

7.如权利要求6所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，还包括有限位组件，所述限位组件设置于所述转轴（5），所述限位组件用于对所述滑动架（8）进行限位，所述限位组件包括有对称分布的第二弹簧（131），对称分布的所述第二弹簧（131）均固接于所述转轴（5），所述第二弹簧（131）远离所述转轴（5）的一端固接有卡柱（132），所述滑动架（8）开有条形槽（133），所述滑动架（8）通过所述条形槽（133）与所述卡柱（132）卡合。

8.如权利要求7所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，所述转轴（5）与所述滑动架（8）之间固接有伸缩杆（9），所述伸缩杆（9）的伸缩端与固定部之间设置有弹簧。

9.如权利要求7所述的一种基于新型能源的风力发电设备，其特征是，所述滑动架（8）与所述卡柱（132）配合，所述卡柱（132）的上端设置为球头。