CN216665808U - 一种叶片角度同步调整的旋转装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶片角度同步调整的旋转装置，包括机架壳体，所述机架壳体中间转动连接有支撑筒，所述支撑筒中穿插有与支撑筒转动连接的旋转轴，所述旋转轴上固定连接有下旋转梁，所述下旋转梁上转动连接有竖直轴，所述竖直轴上固定连接有板状扇叶，所述竖直轴的端部固定连接有扇叶轴锥齿轮，所述支撑筒上固定连接有中心锥齿轮，所述下旋转梁上转动连接有水平轴，所述水平轴的一端固定连接有第一行星锥齿轮，所述第一行星锥齿轮与中心锥齿轮通过齿轮啮合形成齿轮传动，所述扇叶轴锥齿轮通过水平轴齿轮传动与中心锥齿轮的传动比为1:2。本实用新型能够使得旋转轴获得最大扭矩，提高风能利用效率。

Description

一种叶片角度同步调整的旋转装置

技术领域：

本实用新型涉及风力发电装置技术领域，具体涉及一种叶片角度同步调整的旋转装置。

背景技术：

风能是一种清洁能源，在能源日益紧张的当今社会，对风能的利用越来越重要。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

现有的大部分风力发电装置采用的是竖直布置的叶片，叶片在风力的作用下沿水平方向的轴线旋转，从而获得动能，然后再将动能转化为电能。此类风力发电装置只适合大型风力发电机，而另一种风机为竖直轴风机，叶片在风力作用下绕竖直布置的旋转轴旋转，此类风机需要叶片在旋转的过程中，需要在旋转轴两侧的叶片迎风面积不等，旋转轴一侧为迎风面，当叶片旋转到另一侧时迎风面减小，从而实现中心旋转轴产生旋转的机械动能，这就需要叶片在旋转的过程中需要同步调整，而现有的同步调整结构复杂，效率不高。

实用新型内容：

本实用新型目的是解决上述的技术问题，提供一种叶片角度同步调整的旋转装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种叶片角度同步调整的旋转装置，包括机架壳体，所述机架壳体中间转动连接有支撑筒，所述支撑筒中穿插有与支撑筒转动连接的旋转轴，所述旋转轴上固定连接有多件下旋转梁，多件下旋转梁沿旋转轴圆周等角度间距布置，所述下旋转梁上转动连接有竖直轴，所述竖直轴上固定连接有板状扇叶，所述竖直轴的端部固定连接有扇叶轴锥齿轮，所述支撑筒上固定连接有中心锥齿轮，所述下旋转梁上转动连接有水平轴，所述水平轴的靠近旋转轴的一端固定连接有第一行星锥齿轮，所述第一行星锥齿轮与中心锥齿轮通过齿轮啮合形成齿轮传动，所述水平轴远离旋转轴的一端固定连接有第二行星锥齿轮，所述第二行星锥齿轮与扇叶轴锥齿轮通过齿轮啮合形成齿轮传动，所述扇叶轴锥齿轮通过水平轴齿轮传动与中心锥齿轮的传动比为1:2。使得扇叶轴锥齿轮旋转半周时下旋转梁完成旋转1周，使得同一板状扇叶在下旋转梁旋转180°后其板状扇叶旋转90°，保证板状扇叶与风向垂直状态到下旋转梁旋转180°带动板状扇叶位于旋转轴另一侧后板状扇叶状态变成与风向平行，使得旋转轴获得最大扭矩。

进一步的，所述支撑筒的上端固定连接有方向舵支架，所述方向舵支架中部安装有第一轴承，所述旋转轴上设有台阶轴，所述台阶轴位于第一轴承的上端；所述机架壳体的下端内腔中安装有第二轴承，所述旋转轴穿过第一轴承和第二轴承。

进一步的，所述方向舵支架上固定连接有方向杆，所述方向杆远离旋转轴一端固定连接有控制方向的舵片，所述舵片的板面方向沿旋转轴径向布置，且通过支撑筒上的中心锥齿轮传动使得下旋转梁在舵片一侧与舵片垂直状态时扇叶与舵片平行，且垂直下旋转梁在舵片另一侧与舵片垂直状态时扇叶与舵片垂直。

进一步的，所述机架壳体的上端安装有方向舵轴承，所述机架壳体的内腔下端安装有舵轴下轴承，所述支撑筒穿插在方向舵轴承与舵轴下轴承中。通过上下布置的方向舵轴承与舵轴下轴承提高支撑筒的支撑力臂，提高结构的稳定性。

进一步的，所述下旋转梁布置有3处。

进一步的，所述旋转轴的上端固定连接有与下旋转梁上下对应设置的上旋转梁，所述板状扇叶位于上旋转梁和下旋转梁之间，所述竖直轴的上端转动连接在上旋转梁上。

进一步的，所述下旋转梁上固定连接有多个第一轴承座，所述第一轴承座上安装有第三轴承，所述第三轴承的轴线与下旋转梁平行布置，所述水平轴通过第三轴承与下旋转梁转动连接。

进一步的，所述竖直轴上固定连接有扇框，所述扇框上固定连接有板状扇叶，所述板状扇叶上开设有U型通槽。当风极大时，板状扇叶中部就会被风吹开，使得风流从U型通槽撑开的缝隙中流走，保护旋转机构不因超速而导致损坏。

进一步的，所述旋转轴的下端通过齿轮与发电装置传动连接从而将旋转轴的动能转化成电能。

进一步的，所述机架外壳的底部固定连接有底座。

本实用新型提供的一种叶片角度同步调整的旋转装置，具有以下有益效果：本实用新型中的板状扇叶与竖直轴固定连接，竖直轴通过水平轴及水平轴两端的齿轮啮合使得竖直轴与中心锥齿轮之间的转动按固定传动比进行转动匹配，从而使得不同下旋转梁上的不同板状扇叶通过中心锥齿轮传动保持相同角速度进行绕竖直轴自转，即不同旋转梁上的不同板面之间实现同步转动，且板状扇叶在自转的同时绕旋转轴进行公转，使系统形成了以旋转轴为中心的左右两边受风力矩的差异，从而带动旋转轴转动，从而得到驱动发电机的转动动能；通过齿轮传动使得扇叶轴锥齿轮旋转半周时下旋转梁完成旋转1周，使得同一板状扇叶在下旋转梁旋转180°后其板状扇叶旋转90°，保证板状扇叶与风向垂直状态到下旋转梁旋转180°带动板状扇叶位于旋转轴另一侧后板状扇叶状态变成与风向平行，使得旋转轴获得最大扭矩，提高风能利用效率；板状扇叶通过风流直接推动，而不是传统的通过空气压差推动，使得传动更加直接高效。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述：

图1为本实用新型提供的一种叶片角度同步调整的旋转装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种叶片角度同步调整的旋转装置中板状扇叶部位结构示意图；

图3为图1中A区域局部结构示意图；

图4为图1中B区域局部结构示意图；

图5为图1中C区域局部结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种叶片角度同步调整的旋转装置的俯视结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种叶片角度同步调整的旋转装置的板状扇叶另一位置状态的俯视结构示意图；

图8为本实用新型使用状态下示意图。

图中标号说明：1、机架壳体；11、第二轴承；12、方向舵轴承；13、舵轴下轴承；14、底座；2、支撑筒；21、中心锥齿轮；22、方向舵支架；23、第一轴承；24、方向杆；25、舵片；3、旋转轴；31、台阶轴；4、下旋转梁；41、第一轴承座；42、第三轴承；5、竖直轴；51、扇叶轴锥齿轮；6、板状扇叶；61、扇框；62、U型通槽；7、水平轴；71、第一行星锥齿轮；72、第二行星锥齿轮；8、上旋转梁。

具体实施方式：

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行清楚-完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型的实施例中所有方向性指示(诸如上-下-左-右-前-后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系-运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

如图1-8所示，一种叶片角度同步调整的旋转装置，包括机架壳体1，所述机架壳体1中间转动连接有支撑筒2，所述支撑筒2中穿插有与支撑筒2转动连接的旋转轴3，所述旋转轴3上固定连接有多件下旋转梁4，多件下旋转梁4沿旋转轴3圆周等角度间距布置，所述下旋转梁4上转动连接有竖直轴5，所述竖直轴5上固定连接有板状扇叶6，所述竖直轴5的端部固定连接有扇叶轴锥齿轮51，所述支撑筒2上固定连接有中心锥齿轮21，所述下旋转梁4上转动连接有水平轴7，所述水平轴7的靠近旋转轴3的一端固定连接有第一行星锥齿轮71，所述第一行星锥齿轮71与中心锥齿轮21通过齿轮啮合形成齿轮传动，所述水平轴7远离旋转轴3的一端固定连接有第二行星锥齿轮72，所述第二行星锥齿轮72与扇叶轴锥齿轮51通过齿轮啮合形成齿轮传动，所述扇叶轴锥齿轮51通过水平轴7齿轮传动与中心锥齿轮21的传动比为1:2；不同下旋转梁4上的板状扇叶6角度不同。使得扇叶轴锥齿轮51旋转半周时下旋转梁4完成旋转1周，使得同一板状扇叶6在下旋转梁4旋转180°后其板状扇叶6旋转90°，保证板状扇叶6与风向垂直状态到下旋转梁4旋转180°带动板状扇叶6位于旋转轴3另一侧后板状扇叶6状态变成与风向平行，使得旋转轴3获得最大扭矩。

采用上述技术方案，通过板状扇叶6与竖直轴5固定连接，竖直轴5通过水平轴7及水平轴7两端的齿轮啮合使得竖直轴5与中心锥齿轮21之间的转动按固定传动比进行转动匹配，从而使得不同下旋转梁4上的不同板状扇叶6通过中心锥齿轮21传动保持相同角速度进行绕竖直轴5自转，即不同旋转梁上的不同板面之间实现同步转动，且板状扇叶6在自转的同时绕旋转轴3进行公转，从而得到驱动发电机的转动动能；通过齿轮传动使得扇叶轴锥齿轮51旋转半周时下旋转梁4完成旋转1周，使得同一板状扇叶6在下旋转梁4旋转180°(如图中顺时针旋转)后其板状扇叶6旋转90°(如图中逆时针旋转)，保证板状扇叶6与风向垂直状态到下旋转梁4旋转180°带动板状扇叶6位于旋转轴3另一侧后板状扇叶6状态变成与风向平行，使得旋转轴3获得最大扭矩，提高风能利用效率；板状扇叶6通过风流直接推动，而不是传统的通过空气压差推动，使得传动更加直接高效。

具体的，所述支撑筒2的上端固定连接有方向舵支架22，所述方向舵支架22中部安装有第一轴承23，所述旋转轴3上设有台阶轴31，所述台阶轴31位于第一轴承23的上端；所述机架壳体1的下端内腔中安装有第二轴承11，所述旋转轴3穿过第一轴承23和第二轴承11。通过上下分开布置的第一轴承23和第二轴承11对旋转轴3进行支撑，提高结构的稳定性。

具体的，所述方向舵支架22上固定连接有方向杆24，所述方向杆24远离旋转轴3一端固定连接有控制方向的舵片25，所述舵片25的板面方向沿旋转轴3径向布置，且通过支撑筒2上的中心锥齿轮21传动使得下旋转梁4在舵片25一侧与舵片25垂直状态时扇叶与舵片25平行，且垂直下旋转梁4在舵片25另一侧与舵片25垂直状态时扇叶与舵片25垂直。舵片25在风的作用下，通过方向杆24加长舵片25转动的力臂，使得舵片25随风向变化而驱动旋转轴3转动，并使得舵片25与风向保持平行；通过舵片25与风向保持平行从而对机构进行调整角度，使得板状扇叶6在与方向杆24垂直时与风向保持垂直，提高风流产生的力矩，从而保持风能利用的最大化。

具体的，所述机架壳体1的上端安装有方向舵轴承12，所述机架壳体1的内腔下端安装有舵轴下轴承13，所述舵轴下轴承13位于第二轴承11上方，所述支撑筒2穿插在方向舵轴承12与舵轴下轴承13中。通过上下布置的方向舵轴承12与舵轴下轴承13提高支撑筒2的支撑力臂，提高结构的稳定性。

具体的，所述下旋转梁4布置有3处。圆周设置三个位置的旋转梁，旋转梁上的板状扇叶6也同样设置有三个位置，从而使得旋转轴3在不同板状扇叶6作用下，进行连续旋转，且减少相互之间的影响。

具体的，所述旋转轴3的上端固定连接有与下旋转梁4上下对应设置的上旋转梁8，所述板状扇叶6位于上旋转梁8和下旋转梁4之间，所述竖直轴5的上端转动连接在上旋转梁8上。通过上旋转梁8对机构进行支撑，保持板状扇叶6结构稳定。

具体的，所述下旋转梁4上固定连接有多个第一轴承23座，所述第一轴承23座上安装有第三轴承42，所述第三轴承42的轴线与下旋转梁4平行布置，所述水平轴7通过第三轴承42与下旋转梁4转动连接。水平轴7布置在下旋转梁4底部，从而使得结构紧凑，且通过第三轴承42连接，使得其转动自如。

具体的，所述竖直轴5上固定连接有扇框61，所述板状扇叶6固定连接在扇框61上，所述板状扇叶6上开设有U型通槽62。当风极大时，板状扇叶6中部就会被风吹开，使得风流从U型通槽62撑开的缝隙中流走，保护旋转机构不因超速而导致损坏。

具体的，所述旋转轴3的下端通过齿轮与发电装置传动连接从而将旋转轴3的动能转化成电能。通过齿轮传动，将旋转轴3的动能传输至发电装置进行发电，实现能量传递。

具体的，所述机架外壳的底部固定连接有底座14。通过底座14对整体结构进行支撑。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的特点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物。

Claims (9)

1.一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：包括机架壳体(1)，所述机架壳体(1)中间转动连接有支撑筒(2)，所述支撑筒(2)中穿插有与支撑筒(2)转动连接的旋转轴(3)，所述旋转轴(3)上固定连接有多件下旋转梁(4)，多件下旋转梁(4)沿旋转轴(3)圆周等角度间距布置，所述下旋转梁(4)上转动连接有竖直轴(5)，所述竖直轴(5)上固定连接有板状扇叶(6)，所述竖直轴(5)的端部固定连接有扇叶轴锥齿轮(51)，所述支撑筒(2)上固定连接有中心锥齿轮(21)，所述下旋转梁(4)上转动连接有水平轴(7)，所述水平轴(7)的靠近旋转轴(3)的一端固定连接有第一行星锥齿轮(71)，所述第一行星锥齿轮(71)与中心锥齿轮(21)通过齿轮啮合形成齿轮传动，所述水平轴(7)远离旋转轴(3)的一端固定连接有第二行星锥齿轮(72)，所述第二行星锥齿轮(72)与扇叶轴锥齿轮(51)通过齿轮啮合形成齿轮传动，所述扇叶轴锥齿轮(51)通过水平轴(7)齿轮传动与中心锥齿轮(21)的传动比为1:2。

2.根据权利要求1所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述支撑筒(2)的上端固定连接有方向舵支架(22)，所述方向舵支架(22)中部安装有第一轴承(23)，所述旋转轴(3)上设有台阶轴(31)，所述台阶轴(31)位于第一轴承(23)的上端；所述机架壳体(1)的下端内腔中安装有第二轴承(11)，所述旋转轴(3)穿过第一轴承(23)和第二轴承(11)。

3.根据权利要求2所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述方向舵支架(22)上固定连接有方向杆(24)，所述方向杆(24)远离旋转轴(3)一端固定连接有控制方向的舵片(25)，所述舵片(25)的板面方向沿旋转轴(3)径向布置，且通过支撑筒(2)上的中心锥齿轮(21)传动使得下旋转梁(4)在舵片(25)一侧与舵片(25)垂直状态时扇叶与舵片(25)平行，且垂直下旋转梁(4)在舵片(25)另一侧与舵片(25)垂直状态时扇叶与舵片(25)垂直。

4.根据权利要求1所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述机架壳体(1)的上端安装有方向舵轴承(12)，所述机架壳体(1)的内腔下端安装有舵轴下轴承(13)，所述支撑筒(2)穿插在方向舵轴承(12)与舵轴下轴承(13)中。

5.根据权利要求1所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述下旋转梁(4)布置有3处。

6.根据权利要求1所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述旋转轴(3)的上端固定连接有与下旋转梁(4)上下对应设置的上旋转梁(8)，所述板状扇叶(6)位于上旋转梁(8)和下旋转梁(4)之间，所述竖直轴(5)的上端转动连接在上旋转梁(8)上。

7.根据权利要求1所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述下旋转梁(4)上固定连接有多个第一轴承(23)座，所述第一轴承(23)座上安装有第三轴承，所述第三轴承的轴线与下旋转梁(4)平行布置，所述水平轴(7)通过第三轴承与下旋转梁(4)转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述竖直轴(5)上固定连接有扇框(61)，所述扇框(61)上固定连接有板状扇叶，所述板状扇叶上开设有U型通槽(62)。

9.根据权利要求1所述的一种叶片角度同步调整的旋转装置，其特征在于：所述旋转轴(3)的下端通过齿轮与发电装置传动连接从而将旋转轴(3)的动能转化成电能。

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