专利名称：一种空中风筝发电方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空中风筝发电方法及设备，属于空中风力发电技术领域。
背景技术：
风力发电是重要的发电方式之一，具有节能、环保的特点，受到世界各国的广泛重视。 普通的风力发电，主要方法及设备是在地面风力较大的地区(例如山口、沙漠、草原、海边) 设置风电塔架，依靠风力吹动塔架上的叶片转动，来实现风力发电的。这类风力发电方式由 于塔架的高度限制，只是利用了地面的风能，空中的风能无法被利用，空中(尤其是中高空) 的风能要远远高于地面的风能，如何有效利用这些风能，是本领域人们亟待解决的技术问 题之一。有人提出利用许多(例如12个)风筝来拉动地面上的圆盘转动，通过电动卷扬机来 控制风筝拉线的收放，实现空中风筝发电；但是，这类方法及设备存在如下问题空中的风 筝拉线不能实现自动收放，必须使用电动卷扬机来控制风筝拉线的收放，本身就消耗电能， 不利于较能环保；结构复杂，成本高，需要十几个风筝才能拉动地面圆盘转动，实用性差。
发明内容
本发明目的是提供一种空中风筝发电方法及设备，结构合理，不消耗其它能量，自动收 放空中风筝拉线，连续做功成本低，解决背景技术中存在的上述问题。本发明的技术方案是
一种空中风筝发电方法，包含如下步骤
①风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风力 的作用下，上下运动起伏做功，通过两根风筝拉线的运动，拉动曲柄连杆机构的连杆运动， 带动曲柄作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮转动；
②在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控 制风筝两根线的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下 降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升， 风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复；
③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。本发明可以是一组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电 机组配置，实现空中风筝发电，风筝对旋转轴转动的半个周期(180度)做功，旋转轴另外半 个转动周期是依靠惯性轮转动的惯性来实现的。本发明可以采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转 轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、 惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在 自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整 旋转一周，也就是说每组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋 转轴连续转动。例如采用两组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发 电机组配置，每组做功使旋转轴转动180度；采用三组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯
4性轮与一组旋转轴、发电机组配置，每组做功使旋转轴转动120度，等等。本发明设有升降杆支架，升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上 部连接拉线控制器，下部连接曲柄连杆机构的连杆，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在 轨道内上下运动，带动与之相连接的连杆运动，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发 电机组，通过升降杆的上下移动，延长了风筝做功时间和做功距离。本发明地面上的设备均设置在可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态风向自动转 动，调整角度。为提高本发明的发电效率，所说的曲柄连杆机构的连杆延长，连杆中间设有支点， 构成杠杆、曲柄连杆机构。本发明设有电脑控制中心，所述的风筝上设有高空探测器、传感器、飞行状态调整 装置，并随时将各种数据传输到地面电脑控制中心进行分析处理，实现自动调整、自动控 制。所说的拉线控制器包含横梁、限位、复位、千斤，风筝的两根拉线固定在横梁上，限 位、千斤相互匹配，控制风筝保持下降姿态不变，复位、千斤匹配，控制风筝保持上升姿态， 上升至顶点。横梁可以设置延长臂，使两根风筝线的距离加大，提高效率。一种空中风筝发电设备，包含风筝、拉线、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮、发 电机组，①风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风 力的作用下，上下起伏做功，通过两根风筝拉线的起伏，拉动曲柄连杆机构的连杆运动，带 动曲柄作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮转动；②在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之 间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根线的起伏自动切换，自动转换风 筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到 达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升，风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复； ③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。本发明可以采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转 轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、 惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在 自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整 旋转一周，也就是说每组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋 转轴连续转动。本发明设有升降杆支架，升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上 部连接拉线控制器，下部连接曲柄连杆机构的连杆，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在 轨道内上下运动，带动与之相连接的连杆运动，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发 电机组，通过升降杆的上下移动，延长了风筝做功时间和做功距离。本发明地面上的设备均设置在可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态自动转动，调 整角度。为提高本发明的发电效率，所说的曲柄连杆机构的连杆延长，连杆中间设有支点， 构成杠杆、曲柄连杆机构。本发明设有电脑控制中心，所述的风筝上设有高空探测器、传感器、飞行状态调整 装置，并随时将各种数据传输到地面电脑控制中心进行分析处理，实现自动调整、自动控
5制。所说的拉线控制器包含横梁、限位、复位、千斤，风筝的两根拉线固定在横梁上，限 位、千斤相互匹配，控制风筝保持下降姿态不变，复位、千斤匹配，控制风筝保持上升姿态， 上升至顶点。横梁可以设置延长臂，使两根风筝线的距离加大，提高效率。本发明的积极效果采用本发明，可以有效利用空中的风能，实现绿色环保发电； 本发明不需要消耗其它能源，自动转换风筝的飞行姿态，结构合理，效率高，具有广阔的推 广应用价值。
图1为本发明实施例示意图； 图2为本发明可旋转底盘及相关设备示意图； 图3为本发明曲柄、杠杆机构示意图。图中风筝1、拉线2、拉线控制器3、升降杆4、连杆5、惯性轮6、旋转轴7、曲柄8、 发电机组9、底盘10、升降杆支架11、轨道12、限位13、复位14、千斤15、横梁16、支点17。
具体实施例方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。在实施例中，采用两组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发 电机组配置，每组做功使旋转轴转动180度。一种空中风筝发电方法，包含如下步骤①在空中设置两个风筝1，每个风筝通过 两根拉线2连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风力的作用下，上下起伏做功，通过两 根风筝拉线的起伏，拉动曲柄连杆机构的连杆5运动，带动曲柄8作圆周运动，带动与曲柄 连接的惯性轮6转动；
②两组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮匹配设置，两组惯性轮设置在同一旋转轴7上转 动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风 筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，使惯性轮旋转180度，两组风筝、曲 柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周；
③在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器3，通过对拉线限位、复位来 控制风筝两根的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下 降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升， 风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复；本发明设有升降杆支架11，升降杆支架上设有 升降杆4和与之匹配的轨道12，升降杆上部连接拉线控制器3，下部连接曲柄连杆机构的连 杆5，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在轨道内上下运动，带动与之相连接的连杆运动做 功，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发电机组9 ；所说的拉线控制器3包含横梁16、 限位13、复位14、千斤15，风筝的两根拉线固定在横梁上，限位、千斤相互匹配，当风筝保持 下降姿态时，千斤钩住限位，使拉线控制器的横梁保持倾斜，控制风筝保持下降姿态不变， 升降杆向下运动做功，推动连杆、曲柄动作，惯性轮、旋转轴旋转180度；当升降杆下降到达 极限位置，复位动作，顶起千斤，同时推动拉线控制器的横梁处于平衡状态，控制风筝保持 上升姿态，升降杆开始上升，上升至顶点，为下一次下降做准备，此过程不做功，此过程另一 组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮做功，推动旋转轴旋转180度，如此往复，实现不间断做功， 使得旋转轴持续旋转，完成发电工作，本发明限位13、复位14、千斤15的动作都是自动进行的，自动完成相互匹配控制风筝在空中的姿态；为提高效率，横梁可以设置延长臂，使两根 风筝线的距离加大；
本发明地面上的设备均设置在可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态风向自动转动，调 整角度；为提高本发明的发电效率，所说的曲柄连杆机构的连杆延长，连杆中间设有支点 17，构成杠杆、曲柄连杆机构；本发明设有电脑控制中心，所述的风筝上设有高空探测器、传 感器、飞行状态调整装置，并随时将各种数据传输到地面电脑控制中心进行分析处理，实现 自动调整、自动控制；在地面的电脑控制中心，随时对风筝飞行状态进行调整，根据高空数 据，自动将风筝的飞行状态调整到适合的状态； ④旋转轴输出的动力驱动发电机组9发电。一种空中风筝发电设备，包含风筝1、拉线2、曲柄连杆机构、惯性轮6、发电机组9， 两个风筝设置在空中，每个风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，曲柄连杆机构 连接惯性轮；两组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮匹配设置，两组惯性轮设置在同一旋转轴7 上；在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器3，旋转轴7输出连接发电机组。本发明设有升降杆支架11、升降杆4、轨道12，曲柄连杆机构包含曲柄8和连杆5， 升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上部连接拉线控制器3，下部连接曲柄 连杆机构的连杆5，曲柄、连杆铰接，曲柄连接惯性轮6。所说的拉线控制器包含横梁16、限位13、复位14、千斤15，风筝的两根拉线2固定 在横梁上，限位、千斤相互匹配，复位、千斤匹配。横梁16设置延长臂。所说的曲柄连杆机构的连杆5延长，连杆中间设有支点17，构成杠杆、曲柄连杆机 构。本发明设有底盘10，地面上的设备均设置在可旋转的底盘10上。
权利要求
一种空中风筝发电方法，其特征在于包含如下步骤①风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风力的作用下，上下运动起伏做功，通过两根风筝拉线的运动，拉动曲柄连杆机构的连杆运动，带动曲柄作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮转动；②在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根线的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升，风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复；③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。
2.根据权利要求1所述之空中风筝发电方法，其特征在于采用两组以上的风筝、拉线 控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同 一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期 360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆 机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周，也就是说每组风筝、拉线控制器、 曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋转轴连续转动。
3.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于本发明设有升降杆支架， 升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上部连接拉线控制器，下部连接曲柄 连杆机构的连杆，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在轨道内上下运动，带动与之相连接 的连杆运动，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发电机组，通过升降杆的上下移动， 延长了风筝做功时间和做功距离。
4.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于所说的曲柄连杆机构的 连杆延长，连杆中间设有支点，构成杠杆、曲柄连杆机构。
5.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于地面上的设备均设置在 可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态风向自动转动，调整角度。
6.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于本发明设有电脑控制中 心，所述的风筝上设有高空探测器、传感器、飞行状态调整装置，并随时将各种数据传输到 地面电脑控制中心进行分析处理，实现自动调整、自动控制；在地面的电脑控制中心，随时 对风筝飞行状态进行调整，根据高空数据，自动将风筝的飞行状态调整到适合的状态。
7.—种空中风筝发电设备，其特征在于包含风筝、拉线、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯 性轮、发电机组，①风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，空中 风筝在风力的作用下，上下运动起伏做功，通过两根风筝拉线的起伏，拉动曲柄连杆机构的 连杆运动，带动曲柄作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮转动；②在两根风筝拉线与曲柄 连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根线的起伏自动切换， 自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下降，限位动作使风筝保持下降姿 态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升，风筝保持上升姿态，上升至顶点， 如此往复；③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。
8.根据权利要求7所述之空中风筝发电设备，其特征在于采用两组以上的风筝、拉线 控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同 一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆 机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周，也就是说每组风筝、拉线控制器、 曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋转轴连续转动。
9.根据权利要求7或8所述之空中风筝发电设备，其特征在于本发明设有升降杆支架， 升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上部连接拉线控制器，下部连接曲柄 连杆机构的连杆，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在轨道内上下运动，带动与之相连接 的连杆运动，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发电机组，通过升降杆的上下移动， 延长了风筝做功时间和做功距离。
10.根据权利要求7或8所述之空中风筝发电设备，其特征在于所说的拉线控制器包 含横梁、限位、复位、千斤，风筝的两根拉线固定在横梁上，限位、千斤相互匹配，控制风筝保 持下降姿态不变，复位、千斤匹配，控制风筝保持上升姿态，上升至顶点；横梁可以设置延长 臂，使两根风筝线的距离加大，提高效率。
全文摘要
本发明涉及一种空中风筝发电方法及设备，属于空中风力发电技术领域。技术方案是风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，一组或两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。采用本发明，可以有效利用空中的风能，实现绿色环保发电；本发明不需要消耗其它能源，自动转换风筝的飞行姿态，结构合理，效率高，具有广阔的推广应用价值。
文档编号F03D7/00GK101963138SQ20101052131
公开日2011年2月2日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者李建民, 李征 申请人:李建民