CN220769628U - 一种风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种风力发电装置，属于风力发电技术领域；其中，外壳具有沿第二方向延伸的腔体，腔体沿第一方向分别贯穿外壳的相对两侧面，并形成呈相对的进风口和出风口，第一方向、第二方向和上下方向两两垂直；风力发电部件设于腔体内且其包括发电组件和直线驱动组件，发电组件设有多个且沿第二方向间隔排布，发电组件具有旋转轴线沿上下方向延伸的风轮，直线驱动组件的输出端与发电组件连接以驱使发电组件进出进风口；电动百叶部件设于外壳靠近出风口的一侧且其具有能启闭出风口的百叶。本实用新型具有占用空间少、安装简便、启动转速小、发电效率高、成本低的优点，适用于我国南方地区的家庭用户。

Description

一种风力发电装置

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电装置。

背景技术

现有的风力发电设备基本为水平轴，需要高大的支撑杆或者支撑架撑起风轮才能发电；目前大多采用三叶型大桨叶，以自然风直吹形式来发电。风轮要达到发电要求，必须将风叶设计得足够大，这就导致制作成本高，维修维护困难；而且，风轮的转动方向与风向垂直，那么，风轮的转动惯量大，这就导致风轮的转速低，启动则很困难；如果在小的风力(小于3级风)的情况下，风轮都无法启动以进行发电，因此，还需要设置多组齿轮转轴结构以提高转速，才能把风轮的动能传导至地面的发电机上，这样，风能利用率很低。上述结构的风力发电设备在安装选址上有很大的局限性，只能安装在大草原、平原等土地面积辽阔的地方，那么，每个风力发电设备都占用了很大的土地资源。

而南方主要以水能发电为主，南方虽然风力不大，但是四季有风，且用电量大，应该设法将风能利用起来。可是，目前的风力发电设备无法适用于南方，尤其是房屋密集的区域。因此，急需研发出一种占用空间小、安装方便、启动转速小的风力发电装置，应用于我国南方地区的家庭用户，实现风能发电。

实用新型内容

为解决上述的技术问题，本实用新型目的在于提供一种风力发电装置，具有占用空间少、安装简便、启动转速小、发电效率高、成本低的优点，适用于我国南方地区的家庭用户。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本实用新型提供了一种风力发电装置，其包括：

外壳，其具有腔体，所述腔体沿第一方向分别贯穿所述外壳的相对两侧面，并形成呈相对的进风口和出风口，所述腔体沿第二方向延伸，所述第一方向、第二方向和上下方向两两垂直；

风力发电部件，其设于所述腔体内，所述风力发电部件包括发电组件和直线驱动组件，所述发电组件设有多个且沿第二方向间隔排布，所述发电组件具有旋转轴线沿上下方向延伸的风轮，所述直线驱动组件的输出端与所述发电组件连接，以驱使所述发电组件进出所述进风口；

电动百叶部件，其设于所述外壳靠近所述出风口的一侧，所述电动百叶部件具有能启闭所述出风口的百叶。

本实用新型至少具有如下的有益效果：风力发电部件设置在外壳的腔体内，外壳的出风口处设置电动百叶部件，让发电组件在直线驱动组件的驱动作用下伸出外壳的进风口外，腾出更多的腔体空间，再启用电动百叶部件，让百叶开启出风口，百叶能够起到空气引导作用，让更多的空气经进风口流进外壳的腔体，促使在外壳的第一方向上形成空气对流，使自然风聚集增强，因此，在自然风的风速小时，也能够启动发电组件，实现微风启动风力发电装置；在不使用发电组件时，利用直线驱动组件驱使发电组件回至腔体内，避免发电组件受外界影响；所有的发电组件沿着外壳的第二方向间隔排布，而且，发电组件的风轮的旋转轴线沿上下方向延伸，因此，来自不同方向的风能够吹动风轮，从而提升风力发电效率，让发电组件能够产生更多的电能。该风力发电装置结构简单，体积小，占用空间少，方便在南方地区的房屋密集区域安装，而且，制造成本低。

作为上述技术方案的进一步改进，风力发电装置还包括封盖部件，所述封盖部件设于所述外壳靠近所述进风口的一侧，所述封盖部件包括旋转驱动件和防尘盖，所述防尘盖活动连接于所述外壳，且其旋转轴线沿第二方向延伸，所述旋转驱动件的输出端与所述防尘盖连接，以驱使所述防尘盖启闭所述进风口。

防尘盖的设置，在不使用发电组件时，可以利用旋转驱动件自行驱使防尘盖关闭外壳的进风口，无需人工操作，十分方便，并且，让电动百叶部件对出风口进行关闭，令发电组件能够处于密闭的空间，以保护发电组件。

作为上述技术方案的进一步改进，风力发电装置还包括控制器和风速风向传感器，所述风速风向传感器用于检测所述腔体外的风速和风向，所述风速风向传感器和所述直线驱动组件分别与所述控制器电连接。

利用风速风向传感器来实时检测腔体外的风速和风向情况，并让控制器根据风速和风向情况来控制直线驱动组件运行，避免发电组件在风速过大的情况下受到损坏，并解决了发电组件在风向不对或风速过小时无法产生电能，但位于腔体外的发电组件容易受到外界影响而受损的问题。

作为上述技术方案的进一步改进，风力发电装置还包括雨雪传感器，所述雨雪传感器用于检测所述腔体外的雨雪，所述雨雪传感器和所述直线驱动组件分别与所述控制器电连接。

设置雨雪传感器，在室外下雨或下雪时，发电组件无法工作并产生电能，则控制器控制直线驱动组件工作，让发电组件在直线驱动组件的驱动作用下移动至外壳的腔体内，避免发电组件受到雨雪影响。

作为上述技术方案的进一步改进，风力发电装置还包括防夹传感器，所述防夹传感器用于检测所述防尘盖关闭是否受阻，所述防夹传感器和所述旋转驱动件分别与所述控制器电连接。

如此设置，在防尘盖因受到旋转驱动件的驱动作用下而摆动、并关闭进风口的过程中，可以利用防夹传感器来检测在防尘盖关闭的路径上是否存在异物，若存在异物的阻碍影响，则控制器控制旋转驱动件停止工作，避免防尘盖或旋转驱动件受到损坏。

作为上述技术方案的进一步改进，风力发电装置还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述发电组件在第一方向上的位置，所述位置传感器、所述直线驱动组件和所述发电组件一一对应设置，所述位置传感器和所述直线驱动组件分别与所述控制器电连接。

利用位置传感器来检测发电组件在直线驱动组件的带动作用下是否移动到位，避免发电组件的移动距离过大，从而控制发电组件的行程。

作为上述技术方案的进一步改进，所述直线驱动组件包括齿条、齿轮和电机，所述齿条沿第一方向延伸，并与所述发电组件连接，所述齿轮与所述电机的输出轴连接，并啮合连接于所述齿条，所述电机与所述外壳连接，所述发电组件在第一方向上滑移连接于所述外壳。

如此设置，在电机驱使齿轮旋转时，齿轮会在齿条上滚动，令齿轮和齿条之间产生相对直线移动，而由于发电组件能相对外壳滑动，齿条设置在发电组件上，而电机的安装位置相对外壳固定，因此，发电组件会在齿条的带动作用下进出外壳的进风口。

作为上述技术方案的进一步改进，任意相邻的两个所述发电组件在第二方向上错开设置，所有的所述发电组件矩阵排布。

如此设置，在自然风沿外壳的第二方向流动时，可以利用直线驱动组件驱使所有的发电组件直线移动，并排列成波浪状，以增加风力发电部件与自然风的接触面积，让更多的风轮旋转得更快，从而使得发电组件产生更多的电能。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发电组件包括发电机和所述风轮，所述发电机具有沿上下方向延伸的转动轴，所述风轮包括固定柱和呈螺旋状的风叶，所述风叶设有至少两块且在所述固定柱上圆周排布，所述固定柱与所述转动轴连接。如此设置，风轮能够接受不同方向的自然风的推力，并发生快速转动，从而带动发电机工作，让发电机产生电流。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发电机包括壳体、发电线圈、磁场组件以及所述转动轴，所述壳体设有空腔，所述发电线圈和磁场组件设于所述空腔内，所述磁场组件设有两个且关于所述发电线圈呈上下对称，所述磁场组件包括安装板和多个呈圆柱状的磁铁，所述转动轴穿设于所述发电线圈和所有的所述安装板，所述安装板与所述转动轴连接，所述发电线圈与所述壳体连接，所有的所述磁铁环绕所述转动轴圆周排布，并设于所述安装板靠近所述发电线圈的表面。

通过上述设置，能够在发电线圈之间形成磁场，当风轮带动转动轴旋转时，磁场组件会随着转动轴旋转，促使发电线圈能够切割磁感线，进而产生电流，而且，发电线圈相对外壳固定不动，能够避免发电线圈发生电线缠绕问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；

图1是本实用新型实施例所提供的风力发电装置的结构立体图；

图2是本实用新型实施例所提供的风力发电装置在另一视角下的结构立体图；

图3是本实用新型实施例所提供的风力发电装置中，发电组件在XY平面上的排布示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的风力发电装置中，电动百叶部件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例所提供的风力发电装置中，发电组件的结构立体图；

图6是本实用新型实施例所提供的风力发电装置中，发电组件的结构爆炸图。

附图中标记如下：100、外壳；200、风力发电部件；210、发电组件；211、风轮；212、盖体；213、转动轴；214、安装板；215、磁铁；216、发电线圈；217、控制电路板；218、底座；220、导轨；230、齿条；240、齿轮；250、电机；260、位置传感器；310、百叶；320、安装件；330、驱动电机；340、连接杆；400、防尘盖；510、雨雪传感器；520、防夹传感器；530、风速风向传感器。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个及以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

需要说明的是，附图中X方向是由风力发电装置的后侧指向前侧；Y方向是由风力发电装置的左侧指向右侧；Z方向是由风力发电装置的下侧指向上侧。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图6，下面对本实用新型的风力发电装置举出若干实施例。

如图1至图6所示，本实用新型实施例一提供一种风力发电装置，该风力发电装置具有占用空间少、安装简便、启动转速小、发电效率高、成本低的优点，适用于我国南方地区的家庭用户。

风力发电装置的结构包括有外壳100、风力发电部件200和电动百叶部件。风力发电装置具有上下方向、第一方向和第二方向，其中，第一方向、第二方向和上下方向两两垂直。在本实施例中，将第一方向设为左右方向，将第二方向设为前后方向。

外壳100内部中空形成有腔体，腔体的宽度方向沿着外壳100的第一方向延伸，并分别贯穿外壳100的相对两个侧面，从而形成出风口和进风口，出风口和进风口在第一方向上呈相对设置，腔体的长度方向沿着第二方向延伸设置。在本实施例中，外壳100呈长方体状，腔体也呈长方体状。进风口位于外壳100的右侧面，出风口位于外壳100的左侧面。

风力发电部件200设置在外壳100的腔体内。风力发电部件200的结构包括有直线驱动组件和发电组件210。其中，发电组件210的数量为多个，所有的发电组件210沿着外壳100的第二方向按照一定的间隔排布。发电组件210具有风轮211，风轮211的旋转轴线沿着外壳100的上下方向延伸设置，在风轮211受外力作用而发生旋转时，发电组件210便会产生电能。

直线驱动组件的输出端与发电组件210连接，在直线驱动组件工作时，直线驱动组件的输出端能够驱使发电组件210沿着第一方向发生直线移动，令发电组件210能够进出外壳100的进风口，实现发电组件210的伸缩功能。

电动百叶部件设置在外壳100靠近出风口的一侧，电动百叶部件和外壳100连接，电动百叶部件具有可活动的百叶310，百叶310能够启闭外壳100的出风口。

可以理解的是，出风口的前后尺寸大，可以针对每个出风口设置多块百叶310，在百叶310顺时针转动时，可以令百叶310完全遮挡住外壳100的出风口；在百叶310逆时针转动时，可以使得百叶310开启外壳100的出风口，那么，空气并能依次流进进风口、腔体和出风口。出风口的数量不限于一个。在本实施例中，外壳100上设置有四个出风口，四个出风口沿着前后方向间隔设置。

可以理解的是，由于风力发电部件200设置在外壳100的腔体内，发电组件210能够在直线驱动组件的驱动作用下移动至腔体外，而外壳100的出风口处设置有电动百叶部件，电动百叶部件的百叶310能够打开出风口，因此，在使用本实施例提供的风力发电装置时，可以让发电组件210在直线驱动组件的驱动作用下移动至外壳100的进风口之外，从而令腔体腾出更多的空余空间，以容纳更多的空气；并启用电动百叶部件，让百叶310开启出风口，此时，百叶310能够起到良好的导风作用，让更多的空气经进风口流进外壳100的腔体内，并从出风口流出，从而在外壳100的第一方向上形成强大的空气对流，促使自然风聚集增强；那么，在自然风的风速小的情况下，也能够启动发电组件210，实现微风启动风力发电装置。

当无需使用发电组件210时，可以通过直线驱动组件来驱使发电组件210移动至外壳100的腔体内，从而避免暴露于腔体外的发电组件210受到外界如雨雪、冰雹等的影响。

此外，所有的发电组件210沿着外壳100的第二方向间隔排布，而且，发电组件210的风轮211会绕着沿上下方向延伸的旋转轴线转动，因此，来自不同方向的风能够吹动风轮211，从而提升风力发电效率，让发电组件210能够产生更多的电能。

本实施例提供的风力发电装置具有结构简单、体积小和占用空间少的特点，方便在南方地区的房屋密集区域安装，而且，制造成本低。

在一些实施例中，如图1和图2所示，风力发电装置的结构还包括有封盖部件。

封盖部件设置在外壳100靠近进风口的一侧。封盖部件的结构包括有防尘盖400和旋转驱动件。其中，防尘盖400活动连接于外壳100，而且，防尘盖400的旋转轴线沿着外壳100的第二方向延伸设置，旋转驱动件的输出端与防尘盖400连接，在旋转驱动件工作时，旋转驱动件的输出端能够驱使防尘盖400启闭进风口。

在本实施例中，防尘盖400位于外壳100的右侧，防尘盖400的下端通过铰接轴安装在外壳100上，旋转驱动件可以为减速电机和连杆结构，减速电机设置在外壳100的腔体内，防尘盖400的前端和后端都设置连杆结构，减速电机与其中一个连杆结构连接，减速电机通过连杆结构带动防尘盖400绕铰接轴顺时针或逆时针摆动，从而实现防尘盖400打开进风口或关闭进风口。在发电组件210工作时，防尘盖400和百叶310处于打开状态，促使空气对流。

当然，不排除针对每个连杆结构都设置一个减速电机。另外，也不排除减速电机与铰接轴传动连接。在另一些实施例中，防尘盖400的上端铰接于外壳100。在另一些实施例中，防尘盖400通过铰链安装在外壳100上。

可以理解的是，在外壳100的进风口处设置封盖部件，当无需使用发电组件210来发电时，令发电组件210在直线驱动组件的作用下回至腔体，然后，借助旋转驱动件来自动驱使防尘盖400关闭外壳100的进风口，无需人工操作，十分方便，并且，控制电动百叶部件动作，让百叶310对出风口进行关闭。在防尘盖400和百叶310的共同作用下，使得发电组件210能够处于密闭的空间，从而起到保护发电组件210的作用。

在一些实施例中，如图1所示，风力发电装置的结构还包括有风速风向传感器530和控制器。

风速风向传感器530和直线驱动组件分别与控制器进行电性连接。风速风向传感器530的作用是用于检测腔体外的风速和风向等数据，并发送至控制器。

可以理解的是，控制器可以为单片机、PLC控制器等，能够实现简单的逻辑控制功能。风速风向传感器530安装在外壳100上。在一些实施例中，风速风向传感器530设在腔体之外。在另一些实施例中，风速风向传感器530设在腔体内，此时，防尘盖400设置有供风速风向传感器530的探头外露的通孔。

在实际使用本实施例的风力发电装置中，利用风速风向传感器530来实时检测腔体外的风速和风向情况，然后，让控制器根据风速和风向情况来控制直线驱动组件动作，避免发电组件210在风速过大的情况下暴露于腔体外而遭受到损坏，并且，能够解决发电组件210在风向不对或者风速过小的情况下产生电能，但位于腔体外的发电组件210容易受到外界影响而受损的问题。

在一些实施例中，如图1所示，风力发电装置的结构还包括有雨雪传感器510。

雨雪传感器510和直线驱动组件分别与控制器进行电性连接。雨雪传感器510的作用是用于检测腔体外是否出现雨雪情况，并发送信号至控制器。雨雪传感器510安装在外壳100上，并且，可以设置在腔体外，也可以设置在腔体内。

可以理解的是，当室外处于下雨或下雪的情形时，雨雪传感器510便会产生检测信号，并传输至控制器，此时，由于这种天气不利于发电组件210工作，因此，控制器便会控制直线驱动组件工作，让发电组件210在直线驱动组件的驱动作用下移动至外壳100的腔体内，从而避免发电组件210受到雨雪影响。

进一步的，如图1所示，风力发电装置的结构还包括有防夹传感器520。

防夹传感器520和旋转驱动件分别电性连接于控制器。防夹传感器520的作用是用于检测防尘盖400关闭是否受阻。防夹传感器520可以但不限于为激光传感器，防夹传感器520的探头朝向防尘盖400设置。防夹传感器520设置在腔体内。

可以理解的是，在防尘盖400因受到旋转驱动件的驱动作用下而发生摆动、并关闭进风口的过程中，可以通过防夹传感器520来检测在防尘盖400关闭的路径上是否存在异物。若在防尘盖400关闭的路径上存在异物的阻碍影响，那么，防尘盖400无法继续摆动，而旋转驱动件继续运行，此时，防夹传感器520会检测到其与防尘盖400之间的距离没发生变化，则控制器会接收到防夹传感器520的信号，并控制旋转驱动件停止工作，令防尘盖400不动作，从而避免防尘盖400或旋转驱动件受到损坏。

当防夹传感器520检测到没有异物阻碍时，控制器便会控制旋转驱动件继续带动防尘盖400运动，直至防尘盖400完全关闭。

在一些实施例中，风力发电装置的结构还包括有位置传感器260。

位置传感器260、直线驱动组件和发电组件210一一对应设置，那么，每个发电组件210都能独立运动，进出外壳100的进风口。位置传感器260和直线驱动组件分别与控制器电连接。位置传感器260的作用是用于检测发电组件210在第一方向上的位置。可以理解的是，位置传感器260可以为限位开关、光电开关等。

在本实施例中，位置传感器260设置在腔体内，并且，位置传感器260相对外壳100固定。位置传感器260的数量为两个，两个位置传感器260分别位于发电组件210的左侧和右侧。其中一个位置传感器260能够检测发电组件210在移动至腔体内过程中是否移动到位，另一个位置传感器260能够检测发电组件210在移动至腔体外过程中是否移动到位。发电组件210设置有挡片，位置传感器260为限位开关。在发电组件210往左移动到位时，挡片会触发其中一个位置传感器260，此时，表明发电组件210刚好停止在腔体内的设定位置，那么，直线驱动组件便可停止运行；在发电组件210往右移动到位时，挡片会触发另一个位置传感器260，此时，表明发电组件210刚好停止在腔体外的设定为止，那么，直线驱动组件会停止运行。

利用位置传感器260来检测发电组件210在直线驱动组件的带动作用下是否移动到位，避免发电组件210的移动距离过大，从而控制发电组件210在第一方向上的行程。

在一些实施例中，如图5所示，直线驱动组件的结构包括有电机250、齿条230和齿轮240。其中，齿条230的长度方向沿着外壳100的第一方向延伸，齿条230可以通过螺栓固定连接于发电组件210，齿轮240与电机250的输出轴同轴设置并固定连接，而且，齿轮240与齿条230啮合连接，齿轮240的旋转轴线沿上下方向延伸。电机250为减速电机，电机250固定连接于外壳100。发电组件210通过导轨220安装在外壳100的腔体内，实现发电组件210在第一方向上滑移连接于外壳100。导轨220可以为三节式导轨，优选三节式微型铝合金滑轨，并设置在发电组件210的下端。

在电机250工作、并驱使齿轮240旋转时，齿轮240会在齿条230上滚动，令齿轮240和齿条230之间能够产生相对直线移动，而由于发电组件210能相对外壳100滑动，齿条230设置在发电组件210上，而电机250的安装位置相对外壳100固定，因此，发电组件210会在齿条230的带动作用下进出外壳100的进风口。

在另一些实施例中，可以使用同一个直线驱动组件来带动所有的发电组件210运动。当然，不排除直线驱动组件采用电缸、丝杆驱动机构等。

在一些实施例中，如图1和图3所示，任意相邻的两个发电组件210在第二方向上错开设置，所有的发电组件210矩阵排布。

在本实施例中，每相邻两个发电组件210按照一正一反的形式安装，正装的发电组件210的风轮211更远离进风口，反装的发电组件210的风轮211更靠近进风口。

在自然风沿外壳100的第二方向流动时，可以利用直线驱动组件驱使所有的发电组件210直线移动，并排列成波浪状，以增加风力发电部件200与自然风的接触面积，让更多的风轮211旋转得更快，从而使得发电组件210产生更多的电能。

可以理解的是，外壳100的长度方向可以根据实际情况而设定，所有的发电组件210可以分为多组，每组发电组件210都包括复数个发电组件210，且它们都是采用矩阵排布方式，并在第二方向上错开设置。针对每组发电组件210，外壳100各设置一个出风口。在本实施例中，设置有四组发电组件210和四个出风口，每组发电组件210具有四个发电组件210。任意相邻两组发电组件210之间设置有分隔板，分隔板与外壳100固定连接，能够加强外壳100的稳固性。

在一些实施例中，如图5和图6所示，发电组件210的结构包括发电机和风轮211。

其中，发电机具有转动轴213，转动轴213沿着上下方向延伸，风轮211包括有风叶和固定柱，风叶呈螺旋状，风叶的数量至少为两块，而且，所有的风叶在固定柱上呈圆周排布，固定柱与转动轴213连接，能够随转动轴213一并旋转。

在本实施例中，风轮211可以由3D打印技术制作，采用质地轻盈的分子材料，使风轮211具有重量轻、韧性好、硬度高的特点，非常适合做微型风轮211。固定柱的下表面设置有连接孔，能够固定连接于发电机。风叶的数量为两块，并与固定柱一体成型。固定柱的形状呈金字塔。每块风叶采用螺旋状的设计，固定柱上的两块风叶看似太极两仪图，如图3所示。

风轮211采用上述的结构设置，能够接受不同方向的自然风的推力，并发生快速转动，从而带动发电机工作，让发电机产生电流。

具体的，发电机的结构包括有转动轴213、壳体、发电线圈216以及磁场组件。

其中，壳体内部中空形成有空腔。在本实施例中，空腔呈圆柱状。壳体由盖体212和底座218通过螺栓连接而成。底座218设置有凹槽，盖体212设在底座218上，并覆盖凹槽的开口，从而形成空腔。

发电线圈216和磁场组件都设置在壳体的空腔内。发电线圈216可以由绝缘材料包裹铜芯而形成。磁场组件的数量为两个，两个磁场组件关于发电线圈216呈上下对称。

每个磁场组件包括磁铁215和安装板214。磁铁215呈圆柱状，磁铁215的数量为多个，安装板214可以为圆板，安装板214设置有连接孔，所有的磁铁215环绕连接孔圆周排布，磁铁215固定连接于安装板214上，并位于安装板214靠近发电线圈216的表面。将位于发电线圈216上方的安装板214设为上安装板，将位于发电线圈216下方的安装板214设为下安装板，上安装板的下表面设有磁铁215，下安装板的上表面设有磁铁215。

转动轴213的一端穿设于发电线圈216和所有的安装板214的连接孔，转动轴213的另一端穿过盖体212的通孔，并与风轮211连接。安装板214固定连接于转动轴213，发电线圈216固定连接于壳体，所有的磁铁215环绕转动轴213圆周排布，且磁铁215与发电线圈216之间存在一定的上下间隙。

通过上述设置，能够在发电线圈216之间形成磁场，当风轮211带动转动轴213旋转时，磁场组件会随着转动轴213旋转，促使发电线圈216能够切割磁感线，进而产生电流，而且，发电线圈216相对外壳100固定不动，能够避免发电线圈216发生电线缠绕问题。

在本实施例中，上安装板的上方和下安装板的下方都设置有固定板，使用铜螺柱插入发电线圈216的固定孔上，并使用螺丝将固定板与铜螺柱相连接，固定板并与外壳100固定连接。

另外，发电机的结构还包括控制电路板217，控制电路板217设置在下安装板的下方，控制电路板217位于空腔内。可以理解的是，控制电路板217集成有稳压器和控制功能，当发电组件210工作时，发电线圈216会产生电流，并通过线缆依次连接于稳压器和控制电路板217，经过控制电路板217处理，便能为蓄电池充电。控制电路板217集成有过充过放保护功能、充电防倒流功能、稳流稳压功能。

另外，可以在盖体212的通孔处设置微型轴承，转动轴213穿过微型轴承设置，如此能保证转动轴213的转动平稳，抖动小。而且，可以在微型轴承处增加防水垫圈，防止雨水等进入空腔内。控制电路板217的线缆从底座218的出线孔处引出，出线孔使用防水胶圈包住线缆，以防进水。

如图2和图4所示，电动百叶部件包括百叶310、驱动电机330和连接杆340。

百叶210可以为长方板块。百叶310的上方和下方都设置有安装件320，安装件320固定连接于外壳100，安装件320可以为连接板，百叶310通过铰接轴安装在安装件320上。连接杆340设置在百叶310的上方，百叶310不仅设置有铰接轴，而且设置有沿上下延伸的连接轴，连接杆340设置有多个连接孔，所有的百叶310的连接轴分别对应插入连接杆340上的连接孔。驱动电机330的输出轴设置有连杆结构，连杆结构与连接杆340的一端连接。

在驱动电机330工作时，通过连杆结构，驱动电机330能够带动连接杆340运动，促使每块百叶310能够绕其铰接轴摆动，从而使得百叶310能够启闭出风口。

在另一些实施例中，百叶310的铰接轴设置有齿轮，连接杆340设置有多个齿部，能够与铰接轴上的齿轮啮合，驱动电机330通过另一齿轮驱动连接杆340沿第二方向直线运动，从而令连接杆340可以带动齿轮旋转，使得百叶310在齿轮转动作用下发生摆动。

当然，不排除百叶310的旋转轴线沿第二方向延伸设置。

上述实施例的风力发电装置采用矩阵排布的发电组件210，能够充分利用不同环境的空间，以提高风力发电效率，能够降低风力发电装置对于安装环境和风量的过高要求，可以使用在南方地区的房屋密集的区域，比如楼顶、阳台以及其他狭窄空间，在3级风以下也能够启动发电，可以满足家庭用户的用电自给自足，降低用电成本以及对国家电网的用电需求，并间接减少对自然矿产资源的过度开采，保护环境。

相对于现有技术中的风力发电机，本实施例的风力发电装置体积小，占地面积小，安装非常方便，所需的人力物力成本低；而且，风力发电装置的启动风速小，风轮211的直径大大减小，风轮211的转动惯量随之减小，有利于实现微风启动，有效利用南方地区的风能来发电。

风力发电装置通过逆变器连接于蓄电池，蓄电池能够为用户提供电能。

在使用上述实施例的风力发电装置过程中，当微风吹过时，风速风向传感器530检测到自然风达到3级、风向是朝向外壳100的右侧面(也即正面吹风)，那么，控制器会根据风速风向传感器530的信号，先控制旋转驱动件带动防尘盖400打开，同时，控制电动百叶部件动作，使得进风口和出风口处于开启状态。然后，控制直线驱动组件带动发电组件210往腔体外移动，直至移动到设定位置。接着，自然风吹过发电组件210的风轮211，促使风轮211带动发电机工作，实现利用风能发电。

当微风吹过时，风速风向传感器530检测到自然风达到3级、风向是外壳100的第二方向(也即侧面吹风)，那么，防尘盖400和百叶310会发生动作，以打开进风口和出风口。然后，控制器会给每个发电组件210所配置的直线驱动组件发送控制命令。

具体的，风力发电装置设置有M组发电组件210，每组发电组件210包括N个发电组件210，设定每个发电组件210完全伸出腔体外所需的时间为T，则第i个发电组件210在直线驱动组件的带动作用下运动的时间为(i*T)/N，其中，i为自然数，i＞0且i≤N。比如，对于每组发电组件210而言，第1个发电组件210在直线移动时间达T/N后停止移动，第2个发电组件210在直线移动时间达2T/N后停止移动。

在控制器的控制作用下，每组发电组件210可以陆续进行直线运动，也可以同时进行直线移动，促使位于腔体外的所有的发电组件210呈现波浪形的形态。如此能够增加发电组件210与自然风的接触面积，让更多的风轮211旋转得更快，从而使得发电组件210产生更多的电能。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种风力发电装置，其特征在于，包括：

外壳，其具有腔体，所述腔体沿第一方向分别贯穿所述外壳的相对两侧面，并形成呈相对的进风口和出风口，所述腔体沿第二方向延伸，所述第一方向、第二方向和上下方向两两垂直；

风力发电部件，其设于所述腔体内，所述风力发电部件包括发电组件和直线驱动组件，所述发电组件设有多个且沿第二方向间隔排布，所述发电组件具有旋转轴线沿上下方向延伸的风轮，所述直线驱动组件的输出端与所述发电组件连接，以驱使所述发电组件进出所述进风口；

电动百叶部件，其设于所述外壳靠近所述出风口的一侧，所述电动百叶部件具有能启闭所述出风口的百叶。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，还包括封盖部件，所述封盖部件设于所述外壳靠近所述进风口的一侧，所述封盖部件包括旋转驱动件和防尘盖，所述防尘盖活动连接于所述外壳，且其旋转轴线沿第二方向延伸，所述旋转驱动件的输出端与所述防尘盖连接，以驱使所述防尘盖启闭所述进风口。

3.根据权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于，还包括控制器和风速风向传感器，所述风速风向传感器用于检测所述腔体外的风速和风向，所述风速风向传感器和所述直线驱动组件分别与所述控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的风力发电装置，其特征在于，还包括雨雪传感器，所述雨雪传感器用于检测所述腔体外的雨雪，所述雨雪传感器和所述直线驱动组件分别与所述控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的风力发电装置，其特征在于，还包括防夹传感器，所述防夹传感器用于检测所述防尘盖关闭是否受阻，所述防夹传感器和所述旋转驱动件分别与所述控制器电连接。

6.根据权利要求3所述的风力发电装置，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述发电组件在第一方向上的位置，所述位置传感器、所述直线驱动组件和所述发电组件一一对应设置，所述位置传感器和所述直线驱动组件分别与所述控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的风力发电装置，其特征在于，所述直线驱动组件包括齿条、齿轮和电机，所述齿条沿第一方向延伸，并与所述发电组件连接，所述齿轮与所述电机的输出轴连接，并啮合连接于所述齿条，所述电机与所述外壳连接，所述发电组件在第一方向上滑移连接于所述外壳。

8.根据权利要求3所述的风力发电装置，其特征在于，任意相邻的两个所述发电组件在第二方向上错开设置，所有的所述发电组件矩阵排布。

9.根据权利要求8所述的风力发电装置，其特征在于，所述发电组件包括发电机和所述风轮，所述发电机具有沿上下方向延伸的转动轴，所述风轮包括固定柱和呈螺旋状的风叶，所述风叶设有至少两块且在所述固定柱上圆周排布，所述固定柱与所述转动轴连接。

10.根据权利要求9所述的风力发电装置，其特征在于，所述发电机包括壳体、发电线圈、磁场组件以及所述转动轴，所述壳体设有空腔，所述发电线圈和磁场组件设于所述空腔内，所述磁场组件设有两个且关于所述发电线圈呈上下对称，所述磁场组件包括安装板和多个呈圆柱状的磁铁，所述转动轴穿设于所述发电线圈和所有的所述安装板，所述安装板与所述转动轴连接，所述发电线圈与所述壳体连接，所有的所述磁铁环绕所述转动轴圆周排布，并设于所述安装板靠近所述发电线圈的表面。