CN118224029B - 一种智能风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风力发电机技术领域，具体为一种智能风力发电机，一种智能风力发电机，包括机壳，机壳内对称开设有三个球形槽，球形槽的内周壁转动连接有连轴，连轴的外周壁固定连接有联动板，联动板的两侧设置有两个夹块，两个夹块的底部均固定连接有十字杆，两个十字杆的外周壁均设置有十字槽，两个十字槽基于连轴对称开设于机壳内，十字杆的端部铰接相连有联动杆，本发明的有益效果是：该一种智能风力发电机，由三角槽以等边三角的状态通过卡块与三个滑杆进行连接，从而使转动盘在进行转动后，同步改变三个转子叶片的朝向，以使转子叶片的朝向与风力的方向对应，进而保证三个转子叶片的匀速转动，同时提高转子叶片对风力的捉获效果。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机技术领域，具体为一种智能风力发电机。
背景技术
风力发电机是一种将风能转换为机械功，再由机械功带动发电机发电的电力设备。它主要由风轮(包括尾舵)、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，风力发电机的工作原理相对简单。风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，然后发电机在风轮轴的带动下旋转发电。这种转换过程无需使用燃料，因此不会产生辐射或空气污染，是一种非常环保的能源获取方式，风力发电机在许多领域都有广泛的应用。在能源领域，风力发电机被广泛用于发电厂和风电厂，是重要的可再生能源发电基地。在建筑领域，风力发电机被应用于建筑物屋顶、立面以及公共照明系统中。在工业领域，风力发电机可以为机器人、自动化生产线、泵站和气体输送等工业设备供电。在农业领域，风力发电机可以帮助农村地区进行现代化改造，提供电力供应。此外，在水利和船舶领域，风力发电机也有广泛的应用，近年来，风力发电技术也在不断发展。一方面，风电单机容量越来越大，风电机组引领全球大型化潮流。另一方面，风电风轮直径也越来越大，使得风力发电机能够捕获更多的风能，提高发电效率；
然而在风力发电机在将风能转化成机械功时，风力的方向经常发生变化，从而影响发电机的转化效率；
而现有的风力发电机，难以根据风向的变动去对三个转子叶片的朝向进行调整，从而使得三个转子叶片的朝向变化不同步时，容易因其所受风力不同而使转子叶片不稳定，进而导致转子叶片的转动不规律，并容易因此进一步影响转子叶片与发电机连接处的结构寿命。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种智能风力发电机，来解决上述中提到的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能风力发电机，包括机壳，机壳内对称开设有三个球形槽，球形槽的内周壁转动连接有连轴，连轴的外周壁固定连接有联动板，联动板的两侧设置有两个夹块，两个夹块的底部均固定连接有十字杆，两个十字杆的外周壁均设置有十字槽，两个十字槽基于连轴对称开设于机壳内，十字杆的端部铰接相连有联动杆，联动杆的端部铰接相连有连接板。
本发明的有益效果是：
该一种智能风力发电机效果更好，本发明中在现有的基础上进行改进，能够在十字杆于十字槽内滑动的过程中，让夹块基于连轴与两个十字槽之间的平行线上始终处于不变的状态，而在两个夹块的间距发生变动后，两个夹块对联动板的夹持角度则会随之发生变动，进而能够由此达到对转子叶片的角度进行间接控制的效果，并在此角度处于可控状态时，让其随着风力的方向做出相应的变动，增加风力对发电机所产生的效果，提高发电机的发电效率，同时可将控制转子叶片角度变动的结构与检测风向的传感结构进行连接，以便于其能够进行自动控制，以使风力发电机具有智能化效果。
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，所述连轴的外周壁固定连接有球形块，球形块的外周壁开设有多个凹槽，多个凹槽的内周壁均转动连接有滚珠，连轴通过滚珠与球形槽的内周壁抵触。
采用上述进一步方案的有益效果是，球形块固定于连轴的外周壁，且直径大于连轴的直径，同时将凹槽开设于球形块的外周壁处，并使滚珠能够于凹槽内滚动，然后使球形块通过滚珠与球形槽的内周壁抵触，从而能够在滚珠的作用下，使连轴能够基于球形块与滚珠进行转动，继而辅助夹块在移动后对转子叶片的朝向进行改变，同时在多个滚珠同时与球形槽内周壁抵触的过程中，对连轴进行限位，使得连轴与机壳之间更加紧密。
进一步的，所述机壳内开设有空腔，空腔的内周壁固定连接有固定盘，固定盘内对称开设有三个限位槽，三个限位槽的内周壁均滑动连接有滑杆，滑杆的端部与连接板固定连接，滑杆的外周壁固定连接有卡块,卡块的外周壁设置有侧开口，侧开口开设于固定盘的一侧，侧开口与限位槽连通，卡块经侧开口向外延伸，卡块的直径小于侧开口的内径小于滑杆的直径，卡块的端部固定连接有圆形头，空腔内设置有转动盘，转动盘的一侧固定连接有传动轴，传动轴通过电动机与空腔的内周壁转动连接，转动盘内开设有三角槽，卡块与三角槽滑动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，能够在转动盘经由与之相连的电动机进行带动后，能够间接地带动滑杆进行相应的滑动，从而在滑杆端部与连接板进行固定后，连带着连接板所处位置发生变动，进而改变夹块与联动板之间的位置关系，达到控制转子叶片的朝向，且能够基于三角槽的等边形状，使三个转子叶片被控制后的朝向角度变化一致，由此则能够使三个转子叶片所能够捉获的风力可使其匀速转动，继而便于其将风力传送至转子轴心处，避免三个转子叶片所捉获的风力不等而对转子叶片的转动造成影响而使此结构受损。
附图说明
图1为本发明的正面剖视结构示意图；
图2是图1中A处放大结构示意图；
图3为本发明的局部俯视剖面结构示意图；
图4为本发明的局部侧面剖视结构示意图；
图5是图1中B处放大结构示意图；
图6为本发明的局部背面剖视结构示意图；
图7为本发明中固定盘与转动盘的俯视剖面结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、机壳；101、球形槽；102、空腔；2、连轴；201、球形块；202、凹槽；203、滚珠；3、联动板；301、夹块；302、十字杆；303、十字槽；304、联动杆；305、连接板；4、固定盘；401、限位槽；402、滑杆；403、卡块；404、侧开口；405、圆形头；5、转动盘；501、三角槽；502、传动轴。
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。
风力发电机是一种将风能转换为机械功，再由机械功带动发电机发电的电力设备。它主要由风轮(包括尾舵)、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，风力发电机的工作原理相对简单。风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，然后发电机在风轮轴的带动下旋转发电。这种转换过程无需使用燃料，因此不会产生辐射或空气污染，是一种非常环保的能源获取方式，风力发电机在许多领域都有广泛的应用。在能源领域，风力发电机被广泛用于发电厂和风电厂，是重要的可再生能源发电基地。在建筑领域，风力发电机被应用于建筑物屋顶、立面以及公共照明系统中。在工业领域，风力发电机可以为机器人、自动化生产线、泵站和气体输送等工业设备供电。在农业领域，风力发电机可以帮助农村地区进行现代化改造，提供电力供应。此外，在水利和船舶领域，风力发电机也有广泛的应用，近年来，风力发电技术也在不断发展。一方面，风电单机容量越来越大，风电机组引领全球大型化潮流。另一方面，风电风轮直径也越来越大，使得风力发电机能够捕获更多的风能，提高发电效率，对此发明人提出了一种智能风力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1-7所示，一种智能风力发电机，包括机壳1，机壳1内对称开设有三个球形槽101，球形槽101的内周壁转动连接有连轴2，连轴2的外周壁固定连接有联动板3，联动板3的两侧设置有两个夹块301，两个夹块301的底部均固定连接有十字杆302，两个十字杆302的外周壁均设置有十字槽303，两个十字槽303基于连轴2对称开设于机壳1内，十字杆302的端部铰接相连有联动杆304，联动杆304的端部铰接相连有连接板305，连轴2设置于球形槽101内，并通过球形槽101与机壳1转动连接，即连轴2能够基于球形槽101及球形块201的作用下进行转动，并基于此，在连轴2的外周壁固定联动板3，而联动板3的两侧设置两个与之相抵触的夹块301，并通过十字杆302与联动杆304铰接相连，而两个联动杆304在同时与连接板305进行连接后，通过联动杆304可同时与十字杆302及连接板305进行转动的作用下，使连接板305所处位置在发生变动后，通过十字槽303对十字杆302中间部位的限位作用，使联动杆304与连接板305之间的交叉角度能够由此发生变化，继而使十字杆302基于十字槽303进行滑动，从而能够间接地改变两个夹块301的间距，而由于十字槽303基于连轴2对称开设于机壳1内，且两个十字槽303呈平行状态，即十字杆302于十字槽303内滑动的过程中，夹块301基于连轴2与两个十字槽303之间的平行线上始终处于不变的状态，而在两个夹块301的间距发生变动后，两个夹块301对联动板3的夹持角度则会随之发生变动，进而能够由此达到对转子叶片的角度进行间接控制的效果，并在此角度处于可控状态时，让其随着风力的方向做出相应的变动，增加风力对发电机所产生的效果，提高发电机的发电效率，同时可将控制转子叶片角度变动的结构与检测风向的传感结构进行连接，以便于其能够进行自动控制，以使风力发电机具有智能化效果。
本实施例中，如图1和图2所示，为了进一步提升风力发电机对转子叶片的限位效果，连轴2的外周壁固定连接有球形块201，球形块201的外周壁开设有多个凹槽202，多个凹槽202的内周壁均转动连接有滚珠203，连轴2通过滚珠203与球形槽101的内周壁抵触，球形块201固定于连轴2的外周壁，且直径大于连轴2的直径，同时将凹槽202开设于球形块201的外周壁处，并使滚珠203能够于凹槽202内滚动，然后使球形块201通过滚珠203与球形槽101的内周壁抵触，从而能够在滚珠203的作用下，使连轴2能够基于球形块201与滚珠203进行转动，继而辅助夹块301在移动后对转子叶片的朝向进行改变，同时在多个滚珠203同时与球形槽101内周壁抵触的过程中，对连轴2进行限位，使得连轴2与机壳1之间更加紧密。
本实施例中，如图1、图4-6和图7所示，为了进一步提升风力发电机中三个转子叶片的同步调向效果，机壳1内开设有空腔102，空腔102的内周壁固定连接有固定盘4，固定盘4内对称开设有三个限位槽401，三个限位槽401的内周壁均滑动连接有滑杆402，滑杆402的端部与连接板305固定连接，滑杆402的外周壁固定连接有卡块403,卡块403的外周壁设置有侧开口404，侧开口404开设于固定盘4的一侧，侧开口404与限位槽401连通，卡块403经侧开口404向外延伸，卡块403的直径小于侧开口404的内径小于滑杆402的直径，卡块403的端部固定连接有圆形头405，空腔102内设置有转动盘5，转动盘5的一侧固定连接有传动轴502，传动轴502通过电动机与空腔102的内周壁转动连接，转动盘5内开设有三角槽501，卡块403与三角槽501滑动连接，空腔102开设于机壳1内，并在空腔102内设置固定盘4及转动盘5，同时在固定盘4及转动盘5内分别开设限位槽401及三角槽501，且限位槽401除其于固定盘4外周壁设有开口外，与三角槽501的对向位置同样设置有开口，即开设于固定盘4一侧的侧开口404，以使侧开口与三角槽501处于对向状态，继而在将滑杆402设置于限位槽401后，能够让滑杆402于限位槽401内进行滑动的同时，能够由卡块403将滑杆402与三角槽501进行连接，继而使转动盘5在进行转动后能够与滑杆402进行联动，同时由于卡块403的直径小于侧开口404的内径小于滑杆402的直径，使得滑杆402在滑动过程中，滑杆402基于固定盘4的圆心处始终处于笔直状态，即滑杆402在由转动盘5进行牵引后，其基于限位槽401不会产生倾斜，进而能够间接地保证连接板305在经由滑杆402所带动后处于稳定状态，同时卡块403端部固定圆形头405，然后由圆形头405与三角槽501内周壁抵触，继而可通过圆形头405的弧形作用，使两者所接触的面积得到缩减，进而减小卡块403于三角槽501内滑动时所产生的摩擦力，之后由于三角槽501设置成等边三角形的状态，能够使三角槽501每个边的槽至转动盘5的圆心处距离能够在转动后发生变动，从而能够在转动盘5经由与之相连的电动机进行带动后，能够间接地带动滑杆402进行相应的滑动，从而在滑杆402端部与连接板305进行固定后，连带着连接板305所处位置发生变动，进而改变夹块301与联动板3之间的位置关系，达到控制转子叶片的朝向，且能够基于三角槽501的等边形状，使三个转子叶片被控制后的朝向角度变化一致，由此则能够使三个转子叶片所能够捉获的风力可使其匀速转动，继而便于其将风力传送至转子轴心处，避免三个转子叶片所捉获的风力不等而对转子叶片的转动造成影响而使此结构受损。
本发明的具体工作过程如下：
(1)限位
首先，通过滚珠203于凹槽202内的活动效果，使连轴2能够基于球形块201进行转动，同时可间接地对连轴2进行限位，保证连轴2与机壳1的紧密性；
(2)卡接
然后通过卡块403将滑杆402卡接于三角槽501内，从而使转动盘5在发生转动后，可间接地带动滑杆402于限位槽401内进行滑动。
(3)同步
而后基于三角槽501处于等边的形状，使三个滑杆402所移动的方向及速度一致，继而使三个连接板305所偏移的位置及距离相适配。
(4)调向
最后在连接板305的位置发生变动后，带动同一组中的两个夹块301的间距发生变动，继而改变联动板3的角度，以使转子叶片的朝向与风力的方向相对应。
综上所述：本发明的有益效果具体体现在，在现有的基础上进行改进，该种智能风力发电机，连轴2设置于球形槽101内，并通过球形槽101与机壳1转动连接，即连轴2能够基于球形槽101及球形块201的作用下进行转动，并基于此，在连轴2的外周壁固定联动板3，而联动板3的两侧设置两个与之相抵触的夹块301，并通过十字杆302与联动杆304铰接相连，而两个联动杆304在同时与连接板305进行连接后，通过联动杆304可同时与十字杆302及连接板305进行转动的作用下，使连接板305所处位置在发生变动后，通过十字槽303对十字杆302中间部位的限位作用，使联动杆304与连接板305之间的交叉角度能够由此发生变化，继而使十字杆302基于十字槽303进行滑动，从而能够间接地改变两个夹块301的间距，而由于十字槽303基于连轴2对称开设于机壳1内，且两个十字槽303呈平行状态，即十字杆302于十字槽303内滑动的过程中，夹块301基于连轴2与两个十字槽303之间的平行线上始终处于不变的状态，而在两个夹块301的间距发生变动后，两个夹块301对联动板3的夹持角度则会随之发生变动，进而能够由此达到对转子叶片的角度进行间接控制的效果，并在此角度处于可控状态时，让其随着风力的方向做出相应的变动，增加风力对发电机所产生的效果，提高发电机的发电效率，同时可将控制转子叶片角度变动的结构与检测风向的传感结构进行连接，以便于其能够进行自动控制，以使风力发电机具有智能化效果；
该发电机在使用时，球形块201固定于连轴2的外周壁，且直径大于连轴2的直径，同时将凹槽202开设于球形块201的外周壁处，并使滚珠203能够于凹槽202内滚动，然后使球形块201通过滚珠203与球形槽101的内周壁抵触，从而能够在滚珠203的作用下，使连轴2能够基于球形块201与滚珠203进行转动，继而辅助夹块301在移动后对转子叶片的朝向进行改变，同时在多个滚珠203同时与球形槽101内周壁抵触的过程中，对连轴2进行限位，使得连轴2与机壳1之间更加紧密；
该发电机在使用时，空腔102开设于机壳1内，并在空腔102内设置固定盘4及转动盘5，同时在固定盘4及转动盘5内分别开设限位槽401及三角槽501，且限位槽401除其于固定盘4外周壁设有开口外，与三角槽501的对向位置同样设置有开口，即开设于固定盘4一侧的侧开口404，以使侧开口与三角槽501处于对向状态，继而在将滑杆402设置于限位槽401后，能够让滑杆402于限位槽401内进行滑动的同时，能够由卡块403将滑杆402与三角槽501进行连接，继而使转动盘5在进行转动后能够与滑杆402进行联动，同时由于卡块403的直径小于侧开口404的内径小于滑杆402的直径，使得滑杆402在滑动过程中，滑杆402基于固定盘4的圆心处始终处于笔直状态，即滑杆402在由转动盘5进行牵引后，其基于限位槽401不会产生倾斜，进而能够间接地保证连接板305在经由滑杆402所带动后处于稳定状态，同时卡块403端部固定圆形头405，然后由圆形头405与三角槽501内周壁抵触，继而可通过圆形头405的弧形作用，使两者所接触的面积得到缩减，进而减小卡块403于三角槽501内滑动时所产生的摩擦力，之后由于三角槽501设置成等边三角形的状态，能够使三角槽501每个边的槽至转动盘5的圆心处距离能够在转动后发生变动，从而能够在转动盘5经由与之相连的电动机进行带动后，能够间接地带动滑杆402进行相应的滑动，从而在滑杆402端部与连接板305进行固定后，连带着连接板305所处位置发生变动，进而改变夹块301与联动板3之间的位置关系，达到控制转子叶片的朝向，且能够基于三角槽501的等边形状，使三个转子叶片被控制后的朝向角度变化一致，由此则能够使三个转子叶片所能够捉获的风力可使其匀速转动，继而便于其将风力传送至转子轴心处，避免三个转子叶片所捉获的风力不等而对转子叶片的转动造成影响而使此结构受损。
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 (3)
1.一种智能风力发电机，其特征在于：包括机壳(1)，所述机壳(1)内对称开设有三个球形槽(101)，所述球形槽(101)的内周壁转动连接有连轴(2)，所述连轴(2)的外周壁固定连接有联动板(3)，所述联动板(3)的两侧设置有两个夹块(301)，两个所述夹块(301)的底部均固定连接有十字杆(302)，两个所述十字杆(302)的外周壁均设置有十字槽(303)，两个所述十字槽(303)基于所述连轴(2)对称开设于所述机壳(1)内；
所述十字杆(302)的端部铰接相连有联动杆(304)，所述联动杆(304)的端部铰接相连有连接板(305)；
所述机壳(1)内开设有空腔(102)，所述空腔(102)的内周壁固定连接有固定盘(4)，所述固定盘(4)内对称开设有三个限位槽(401)；三个所述限位槽(401)的内周壁均滑动连接有滑杆(402)，所述滑杆(402)的端部与所述连接板(305)固定连接；所述滑杆(402)的外周壁固定连接有卡块(403),所述卡块(403)的外周壁设置有侧开口(404)，所述侧开口(404)开设于所述固定盘(4)的一侧，所述侧开口(404)与所述限位槽(401)连通，所述卡块(403)经所述侧开口(404)向外延伸，所述卡块(403)的直径小于所述侧开口(404)的内径小于所述滑杆(402)的直径，所述卡块(403)的端部固定连接有圆形头(405)；所述空腔(102)内设置有转动盘(5)，所述转动盘(5)的一侧固定连接有传动轴(502)，所述传动轴(502)通过电动机与所述空腔(102)的内周壁转动连接；所述转动盘(5)内开设有三角槽(501)，所述卡块(403)与所述三角槽(501)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能风力发电机，其特征在于：所述连轴(2)的外周壁固定连接有球形块(201)，所述球形块(201)的外周壁开设有多个凹槽(202)。
3.根据权利要求2所述的一种智能风力发电机，其特征在于：多个所述凹槽(202)的内周壁均转动连接有滚珠(203)，所述连轴(2)通过所述滚珠(203)与所述球形槽(101)的内周壁抵触。
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