CN202758807U

CN202758807U - 基于离心原理的多级风力开关

Info

Publication number: CN202758807U
Application number: CN 201220292093
Authority: CN
Inventors: 刘少刚; 吴淑就; 郭云龙; 赵华鹤; 刘铮; 潘洋; 鱼展; 张颖; 陈莹玉; 王佃鹏
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2022-06-20

Abstract

本实用新型的目的在于提供基于离心原理的多级风力开关，包括基座、摆杆、叶片、支撑杆、开关拨片、开关座、开关拨片滑板、多级开关接口，开关座安装在基座上端，上转台滑道和下转台安装在基座上，上转台安装在上转台滑道上并可绕上转台滑道转动或沿上转台滑道滑动，弹簧安装在上转台和下转台之间，摆杆一端连接上转台、另一端安装叶片，支撑杆一端连接下转台、另一端安装在摆杆滑道里，开关拨片一端固定在上转台上、另一端安装在开关拨片滑板上并可沿开关拨片滑板滑动，开关拨片滑板和多级开关接口均安装在开关座上，安装在开关拨片端部的开关拨片导体接通多级开关接口。本实用新型使用灵活、多级输出、成本较低、使用领域广、结构简单。

Description

基于离心原理的多级风力开关

技术领域

本实用新型涉及的是一种开关，具体地说是风力开关。

背景技术

随着科学技术的进步，对于在特殊工作环境中所使用的开关装置的技术要求也在不断提高。风力检测装置较为复杂，需搭建复杂的电路及各种传感器作为风力检测的硬件基础，市场上也很难找到风力开关，给需要检测风力来控制输出的领域带来了极大的不便，也增加了风力检测的成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供适用于航海、科研、天气预报、风力发电等需要检测风力领域并控制输出的工作环境的基于离心原理的多级风力开关。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型基于离心原理的多级风力开关，其特征是：包括基座、摆杆、叶片、支撑杆、弹簧、上转台、下转台、上转台滑道、开关拨片、开关座、开关拨片滑板、多级开关接口，开关座安装在基座上端，上转台滑道和下转台安装在基座上，上转台安装在上转台滑道上并可绕上转台滑道转动或沿上转台滑道滑动，弹簧安装在上转台和下转台之间，摆杆一端连接上转台、另一端安装叶片，摆杆上设置摆杆滑道，支撑杆一端连接下转台、另一端安装在摆杆滑道里，开关拨片一端固定在上转台上、另一端安装在开关拨片滑板上并可沿开关拨片滑板滑动，开关拨片滑板和多级开关接口均安装在开关座上，安装在开关拨片端部的开关拨片导体接通多级开关接口。

本实用新型还可以包括：

1、所述的多级开关接口至少包括两个开关接口。

2、所述的叶片为壳体锥形叶片，所有壳体锥形叶片绕基座中心轴的朝向一致。

3、所述的摆杆和叶片有四组，相邻摆杆之间夹角为90度。

本实用新型的优势在于：本实用新型能根据风力大小不同，自动接通开关上对应级别的开关接口。在各级开关接口连上电源和指示灯，可以实现检测风力的功能，也可根据不同的需求改变外部设备，实现更多的功能。本实用新型使用灵活、多级输出、成本较低、使用领域广、结构简单。

附图说明

图1为本实用新型在无风环境中的状态视图；

图2为本实用新型在工作时的状态视图；

图3为开关拨片与滑道装配视图；

图4为下转台视图；

图5为多级开关接口视图：

图6为开关接口的第三级开关被接通视图：

图7为支撑杆、摆杆与滑块装配视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～7，本实用新型主要由基座1、壳体锥形叶片2、支撑杆3、弹簧4、上转台5、开关拨片6、上转台滑道7、开关座8、开关拨片滑板9、多级开关接口10、下转台11、滑块12、摆杆13几部分构成。

如图1所示：四个壳体锥形叶片2分别与四个摆杆13的底端固连，两两相邻的摆杆13成90度角装配；弹簧4装配在上转台5和下转台11之间，且中心线为基座1的中心轴，两端分别与上转台5和下转台11固连；开关座8固连在基座1上。如图3所示：摆杆13的顶端和上转台5通过销轴15连接，摆杆3和上转台5构成转动副；上转台5内圈与上转台滑道7外圈接触装配，上转台5即可绕着上转台滑道7的中心轴转动，也可沿着上转台滑道7的轴线方向滑动，上转台5与上转台滑道7构成线接触高副；上转台滑道7固连在基座1上，与基座1同轴安装；开关拨片6下表面与推力轴承14上表面固连，推力轴承14下表面与上转台5固连，上转台5沿着上转台滑道7转动并滑动时，带动开关拨片6上的开关拨片导体18沿着开关拨片滑板9滑动，开关拨片导体18接通多级开关接口10，开关接通。如图4所示：支撑杆3的一端与下转台11通过销轴16连接，支撑杆3与下转台11构成转动副；圆锥滚子轴承17与下转台11内圈过盈装配，轴承内圈与基座1过盈装配，则下转台11与基座1构成转动配合关系。如图6所示：多级开关接口10与开关座8间用柱状绝缘体19固连，可令每级开关接口处于断开状态；开关拨片导体18固连在开关拨片6上，其作用是接通开关的接口。如图7所示：支撑杆3的另一端与滑块12通过销轴21连接，支撑杆3与滑块12构成转动副，滑块12与摆杆13构成移动副。

通过上述的装配关系可知：当壳体锥形叶片2绕基座1的中心轴转动时，会产生方向远离基座1中心轴线的离心力。离心力作用在摆杆13底端，可分解成沿摆杆13方向的力以及垂直于摆杆13的力，沿摆杆13方向的力作用于上转台5，使上转台5受到向下的力。根据杠杆原理，垂直于摆杆13的力以滑块12为支点，在摆杆13的顶端上产生反向的平衡力，该平衡力作用在上转台5上。两个向下的力作用于弹簧4顶端，弹簧4被压缩，上转台5下降。同理，壳体锥形叶片2转速减小时，离心力减小，弹簧4被压缩后产生的弹力迫使上转台5上升。图1是开关在无风环境中的状态视图，此时开关拨片导体18位于多级开关接口10上方，开关处于断开状态。图2为开的一个工作状态视图，该状态下开关拨片6随上转台5下降，开关被接通。

在无风的环境中，开关系统处于平衡状态。此时开关拨片6上固连的开关拨片导体18位于多级开关接口10的上方，开关为断开状态。

在有风的环境中，壳体锥形叶片2外壳受力大小被自身的锥形结构削弱，受到风的阻力较小；壳体锥形叶片2内壳所受风的阻力与圆锥底面积成正比，所受风阻力较大，四个壳体锥形叶片2内壳受到的合力比外壳大。又因为四个壳体锥形叶片2绕基座1中心轴的朝向一致，所以在有风环境中，四个壳体锥形叶片2会产生与其顶部朝向一致的转动力矩，则四个壳体锥形叶片2可实现绕着基座1的中心轴旋转的动作，同时可通过摆杆13和支撑杆3带动上转台5和下转台11绕着基座1旋转。

壳体锥形叶片2转动时产生离心力，离心力作用在摆杆13底端，该力可分解成沿摆杆13方向向下的分力以及垂直于摆杆13斜向上的分力，其向下的分力作用于上转台5，使上转台5产生向下的分力。根据杠杆原理，垂直于摆杆13的力以滑块12为支点，在摆杆13的顶端上产生反向的平衡力，该平衡力作用在上转台5上，使上转台5产生向下的分力。在两个向下分力的作用下，上转台5下降，弹簧4被压缩，同时带动拨片开关6下降，开关拨片导体18下降，开关接通。

随着风速增加，壳体锥形叶片2绕基座1的旋转速度增大，离心力增大，上转台5受到的向下的作用力增大，上转台5下降的距离增大，弹簧4的受压形变量增大，拨片开关6下降的距离增大，开关拨片导体18下降的距离增大，被开关拨片导体18接通的多级开关接口10的级别增大。开关可以实现随风力增大而控制多级输出的功能。

同理，当风速减小时，壳体锥形叶片2转速减小，离心力减小，在弹簧4受压弹力的作用力下，开关拨片导体18逐渐上升，被接通的多级开关接口10的级别逐渐减小。开关系统逐渐恢复初始的平衡状态，开关断开。开关可以实现随风力减小而控制多级输出的功能。

Claims

1.基于离心原理的多级风力开关，其特征是：包括基座、摆杆、叶片、支撑杆、弹簧、上转台、下转台、上转台滑道、开关拨片、开关座、开关拨片滑板、多级开关接口，开关座安装在基座上端，上转台滑道和下转台安装在基座上，上转台安装在上转台滑道上并可绕上转台滑道转动或沿上转台滑道滑动，弹簧安装在上转台和下转台之间，摆杆一端连接上转台、另一端安装叶片，摆杆上设置摆杆滑道，支撑杆一端连接下转台、另一端安装在摆杆滑道里，开关拨片一端固定在上转台上、另一端安装在开关拨片滑板上并可沿开关拨片滑板滑动，开关拨片滑板和多级开关接口均安装在开关座上，安装在开关拨片端部的开关拨片导体接通多级开关接口。

2.根据权利要求1所述的基于离心原理的多级风力开关，其特征是：所述的多级开关接口至少包括两个开关接口。

3.根据权利要求1或2所述的基于离心原理的多级风力开关，其特征是：所述的叶片为壳体锥形叶片，所有壳体锥形叶片绕基座中心轴的朝向一致。

4.根据权利要求1或2所述的基于离心原理的多级风力开关，其特征是：所述的摆杆和叶片有四组，相邻摆杆之间夹角为90度。

5.根据权利要求3所述的基于离心原理的多级风力开关，其特征是：所述的摆杆和叶片有四组，相邻摆杆之间夹角为90度。