一种可自动调节高程的风力发电设备

摘要

本发明公开了一种可自动调节高程的风力发电设备，风叶固定在所述输入轴的一端，输入轴的另一端连接发电机，在所述活动杆的后部固定有水平的安装板，所述发电机固定在所述安装板上；在所述活动杆与所述固定杆之间设置有用于在所述风叶和所述输入轴转动时带动所述活动杆从所述固定杆上滑出的传动机构；当风力较大时带动风叶转动，风叶驱动输入轴转动从而带动发电机工作发电，同时，在输入轴的转速达到预设值后，输入轴使得离合结构在离心力的作用下处于结合状态，进而带动缠绕组件动作，缠绕组件带动活动杆顺着固定杆抬升，从而将风叶和输入轴以及发电机抬升，调高风叶的高度，避免低矮树木或建筑物遮挡风力。

说明书

技术领域

本发明涉及发电设备，尤其是一种可自动调节高程的风力发电设备。

背景技术

风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭，对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。

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；风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。

现有的风力发电设备大多不带有高程调节功能，众所周知，高耸的发电塔重心较高，在无风作用下其较大的高程并无作用，而且还增加了倒塌的风险，因此需要开发一种在风力较足时自动抬高的发电设备。

发明内容

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种可自动调节高程的风力发电设备。

本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种可自动调节高程的风力发电设备，包括活动杆和通过输入轴转动安装在所述活动杆上部的风叶，所述风叶固定在所述输入轴的一端，输入轴的另一端连接发电机，在所述活动杆的后部固定有水平的安装板，所述发电机固定在所述安装板上；

所述活动杆滑动套设在固定杆上，所述固定杆的下端固定有底座，在所述活动杆与所述固定杆之间设置有用于在所述风叶和所述输入轴转动时带动所述活动杆从所述固定杆上滑出的传动机构；

所述传动机构包括安装在所述活动杆上部并连接所述输入轴的离合结构和安装在所述固定杆上并连接所述离合结构的缠绕组件，所述离合结构具有分离和结合两种状态，所述缠绕组件用于在所述离合结构处于结合状态时带动所述活动杆顺着所述固定杆抬升。

作为本发明进一步的方案：所述安装板的下部固定有电性连接所述发电机用于存储电力的电源箱，所述离合结构包括转动设置在活动杆上部背面的转轴、安装在所述转轴一端的离合器、以及与所述离合器同轴设置的结合器；

所述安装板的下方平行设置有同所述活动杆固定的横板，所述结合器转动安装在所述横板上，所述转轴通过第一传动件连接所述转轴。

作为本发明再进一步的方案：所述离合器包括固定在所述转轴端部上的转盘、活动设置在所述转盘外缘的弧形结合板、以及用于弹性连接所述弧形结合板与所述转盘边缘的柱形拉簧；

所述弧形结合板至少为两个，且呈圆周等距设置在所述转盘的边缘，弧形结合板的外壁上设置有齿牙。

作为本发明再进一步的方案：所述结合器的内圈设置有同所述弧形结合板外壁上的齿牙相配合的齿槽，结合器通过锥齿轮组连接所述缠绕组件；

所述锥齿轮组包括固定在所述结合器上的第一锥齿轮和用于连接所述第一锥齿轮与所述缠绕组件的第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮相互啮合。

作为本发明再进一步的方案：所述缠绕组件包括转动安装在所述活动杆上的随动轴、滑动套合在所述随动轴上的套轴、以及连接所述套轴的转动结构；

在所述活动杆的下部固定有另一横板，在所述固定杆上开设有供所述下部的横板穿过的导向槽，所述随动轴竖直转动设置在两个所述横板之间，所述第二锥齿轮固定在所述随动轴的顶部。

作为本发明再进一步的方案：所述随动轴的外壁上设置有条状凸起，在所述套轴的内壁上开设有同所述条状凸起滑动嵌合的嵌槽，所述套轴转动安装在所述固定杆上并与所述固定杆平行。

作为本发明再进一步的方案：所述转动结构包括转动安装在所述固定杆上的蜗杆、用于连接所述蜗杆与所述套轴的齿轮组、连接所述蜗杆并转动安装在所述固定杆上的绕盘、以及用于连接所述绕盘与所述活动杆的钢丝；

所述齿轮组包括固定在所述套轴上的一号齿轮和固定在所述蜗杆上并与所述一号齿轮啮合的二号齿轮；所述蜗杆与所述固定杆平行。

作为本发明再进一步的方案：所述固定杆上转动安装有同所述蜗杆啮合的蜗轮，所述蜗轮通过第二传动件连接所述绕盘；

所述活动杆的下部固定有拉柱，在所述固定杆上开设有供所述拉柱穿过的通槽，所述钢丝的一端固定在所述绕盘上，其另一端连接所述拉柱。

采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：当风力较大时带动风叶转动，风叶驱动输入轴转动从而带动发电机工作发电，同时，在输入轴的转速达到预设值后，输入轴使得离合结构在离心力的作用下处于结合状态，进而带动缠绕组件动作，缠绕组件带动活动杆顺着固定杆抬升，从而将风叶和输入轴以及发电机抬升，调高风叶的高度，避免低矮树木或建筑物遮挡风力，最终实现提高风力发电效率的效果。

附图说明

图1为可自动调节高程的风力发电设备的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为可自动调节高程的风力发电设备中离合器和结合器的分开图。

图4为可自动调节高程的风力发电设备中离合器和结合器的右视图。

图5为可自动调节高程的风力发电设备中套轴和随动轴的俯视图。

图6为可自动调节高程的风力发电设备中固定杆和通槽及导向槽的结构示意图。

图中：1-活动杆；2-输入轴；3-风叶；4-安装板；5-发电机；6-电源箱；7-第一传动件；8-转轴；9-离合器；10-结合器；11-第一锥齿轮；12-第二锥齿轮；13-随动轴；14-套轴；15-一号齿轮；16-二号齿轮；17-固定杆；18-蜗杆；19-蜗轮；20-第二传动件；21-绕盘；22-钢丝；23-拉柱；24-底座；25-通槽；26-导向槽；91-转盘；92-弧形结合板；93-柱形拉簧。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1～6，本发明实施例中，一种可自动调节高程的风力发电设备，包括活动杆1和通过输入轴2转动安装在所述活动杆1上部的风叶3，所述风叶3固定在所述输入轴2的一端，输入轴2的另一端连接发电机5，在所述活动杆1的后部固定有水平的安装板4，所述发电机5固定在所述安装板4上；所述活动杆1滑动套设在固定杆17上，所述固定杆17的下端固定有底座24，在所述活动杆1与所述固定杆17之间设置有用于在所述风叶3和所述输入轴2转动时带动所述活动杆1从所述固定杆17上滑出的传动机构；所述传动机构包括安装在所述活动杆1上部并连接所述输入轴2的离合结构和安装在所述固定杆17上并连接所述离合结构的缠绕组件，所述离合结构具有分离和结合两种状态，所述缠绕组件用于在所述离合结构处于结合状态时带动所述活动杆1顺着所述固定杆17抬升；

当风力较大时带动风叶3转动，风叶3驱动输入轴2转动从而带动发电机5工作发电，同时，在输入轴2的转速达到预设值后，输入轴2使得离合结构在离心力的作用下处于结合状态，进而带动缠绕组件动作，缠绕组件带动活动杆1顺着固定杆17抬升，从而将风叶3和输入轴2以及发电机5抬升，调高风叶3的高度，避免低矮树木或建筑物遮挡风力，最终实现提高风力发电效率的效果。

在本发明的一个实施例中，所述安装板4的下部固定有电性连接所述发电机5用于存储电力的电源箱6，所述离合结构包括转动设置在活动杆1上部背面的转轴8、安装在所述转轴8一端的离合器9、以及与所述离合器9同轴设置的结合器10；

所述安装板4的下方平行设置有同所述活动杆1固定的横板，所述结合器10转动安装在所述横板上，所述转轴8通过第一传动件7连接所述转轴8；

在输入轴2转动时利用第一传动件7驱动转轴8转动，转动的转轴8带动离合器9转动，当离合器9的转动速度达到预设值时与结合器10结合，从而带动结合器10动作，最终带动缠绕组件工作。

在本发明的另一个实施例中，所述离合器9包括固定在所述转轴8端部上的转盘91、活动设置在所述转盘91外缘的弧形结合板92、以及用于弹性连接所述弧形结合板92与所述转盘91边缘的柱形拉簧93；

所述弧形结合板92至少为两个，且呈圆周等距设置在所述转盘91的边缘，弧形结合板的外壁上设置有齿牙；

当转轴8的转速较低时，转盘91的转速也较低，此时弧形结合板92基本同转盘91的边缘贴合；当转轴8的转速较高时，转盘91带动弧形结合板92的转速增加，在离心力的作用下弧形结合板92向外扩张，柱形拉簧93被拉伸，此时弧形结合板92与结合器10接触并作用。

在本发明的又一个实施例中，所述结合器10的内圈设置有同所述弧形结合板92外壁上的齿牙相配合的齿槽，结合器10通过锥齿轮组连接所述缠绕组件；

所述锥齿轮组包括固定在所述结合器10上的第一锥齿轮11和用于连接所述第一锥齿轮11与所述缠绕组件的第二锥齿轮12，第一锥齿轮11与第二锥齿轮12相互啮合；

当弧形结合板92外壁上的齿牙与结合器10内圈的齿槽啮合后，转动的转盘91带动结合器10转动，借助锥齿轮组带动缠绕组件动作。

在本发明的又一个实施例中，所述缠绕组件包括转动安装在所述活动杆1上的随动轴13、滑动套合在所述随动轴13上的套轴14、以及连接所述套轴14的转动结构；

在所述活动杆1的下部固定有另一横板，在所述固定杆17上开设有供所述下部的横板穿过的导向槽26，所述随动轴13竖直转动设置在两个所述横板之间，所述第二锥齿轮12固定在所述随动轴13的顶部；

当弧形结合板92与所述结合器10配合并带动结合器10转动时，利用锥齿轮组带动随动轴13转动，转动的随动轴13驱动套轴14转动，从而带动转动结构动作。

在本发明的又一个实施例中，所述随动轴13的外壁上设置有条状凸起，在所述套轴14的内壁上开设有同所述条状凸起滑动嵌合的嵌槽，所述套轴14转动安装在所述固定杆17上并与所述固定杆17平行；

在随动轴13转动时通过条状凸起与嵌槽配合带动套轴14转动，套轴14带动转动结构动作，从而使得活动杆1顺着固定杆17竖直滑动，同时随动轴13顺着套轴14滑动。

在本发明的又一个实施例中，所述转动结构包括转动安装在所述固定杆17上的蜗杆18、用于连接所述蜗杆18与所述套轴14的齿轮组、连接所述蜗杆18并转动安装在所述固定杆17上的绕盘21、以及用于连接所述绕盘21与所述活动杆1的钢丝22；

所述齿轮组包括固定在所述套轴14上的一号齿轮15和固定在所述蜗杆18上并与所述一号齿轮15啮合的二号齿轮16；所述蜗杆18与所述固定杆17平行；

当套轴14转动时带动一号齿轮15转动，转动的一号齿轮15驱动二号齿轮16转动，转动的二号齿轮16带动蜗杆18转动，进而带动绕盘21转动缠绕钢丝22带动活动杆1升高。

在本发明的又一个实施例中，所述固定杆17上转动安装有同所述蜗杆18啮合的蜗轮19，所述蜗轮19通过第二传动件20连接所述绕盘21；

所述活动杆1的下部固定有拉柱23，在所述固定杆17上开设有供所述拉柱23穿过的通槽25，所述钢丝的一端固定在所述绕盘21上，其另一端连接所述拉柱23；

当蜗杆18转动时带动蜗轮19转动，转动的蜗轮19通过第二传动件20带动绕盘21转动，绕盘21缠绕钢丝22带动拉柱23带动活动杆1顺着固定杆17滑动，从而将风叶3和输入轴2级发电机5抬高。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。