专利名称：一种系留球载风力发电装置的制作方法
技术领域：
本发明属于高空侦查、监视、通讯和武器检测技术领域，具体地说，是指一种系留球载风力发电装置。
背景技术：
系留球是一种将飞艇在系留绳的牵引作用下实现空中稳定漂浮的空中载体，被广泛应用于军事、科学、商业等领域，其中军事领域的系留球根据其上所载传感器不同主要应用于侦查、监视、通讯和武器检测等用途。所述的系留球主要由飞艇、设备舱、系留绳组成。 工作原理如下飞艇内部充有轻比重气体(一般为氦气)，由于密度低于空气，飞艇会在浮力的作用下上升，同时由于风的存在，这样在浮力、牵引力、重力的综合作用下，系留球实现高空静漂浮，从而可以利用高空优势进行通讯、侦查、监视等任务，与其他飞行载体相比，系留球空中载体具有成本低、使用方便等优点。但是，现有的系留球高空载体的电力供应是通过系留绳内置电缆由地面传输上去的，当系留球滞空高度较高时，不仅会增加系留球的制造成本，而且较长的电缆也会增加飞艇的载荷，从而减小飞艇的有效载荷；同时，由于系留球所载设备用电要依赖于地面供应， 因此必须与发电车配对使用，带来极大麻烦，较长的电缆还会造成较大的电能损失。在高空条件下，受地面干扰较少，气流场较稳定，而且与地面相比较，风速也相对较高，是一种较为优质的风能资源。近些年随着新能源技术的不断进步，风能利用技术得到了较大的发展，不仅风能的利用率得到了较大提高，而且采用新材料的风力发电设备不仅重量轻，而且安全性也得到了较大的提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，并且实现利用高空风能资源实现系留球的电力
自供给。针对目前系留球使用麻烦、成本较高的不足，提供了一种利用浮空器将风力发电机提升到一定高度，实现利用此高度风能资源实现系留球能源的自供给目的。为了实现上述发明目的，本发明的系留球载风力发电装置的整体结构主要包括系留电绳、浮空器、设备舱、风力发电设备(风力机叶片与发电机)四部分组成。浮空器依靠浮力作为运载平台，风力发电设备和设备舱被安装在该运载平台之上，风力发电设备所发电能为设备舱内用电系统提供电能，通过系留绳的牵引，系留球可以稳定在一定高度，并且实现所需电能的自供给。本发明具有如下优点I、由于系留球上所载用电装置的电力由风力发电设备提供，因此无需系留绳内置电缆，降低了系留球的制造成本；2、由于系留球上所载用电装置的电力由风力发电设备提供，不依赖地面电源，因此使得系留球的使用更为简单。
图I为本发明的系留球载风力发电装置的整体结构示意图；图2为本发明中的飞艇结构示意；图3为本发明中风力发电设备的结构示意图。图中1.飞艇；2.风力发电设备；3.设备舱；4.系留绳；5.支撑骨架；6.蒙皮； 7.风力机叶片；8·发电机。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。本发明提供一种系留球载风力发电装置，利用浮空器(即飞艇)将风力发电设备载到一定高度，利用高空风能发电，并将获得的电能传输给设备舱。如图I所示，所述的系留球载风力发电装置包括飞艇I、风力发电设备2、设备舱3和系留绳4。所述的飞艇I通过系留绳4进行固定，在飞艇I上连接有风力发电设备2和设备舱3，其中设备舱3设置在飞艇I的正下方位置，风力发电设备2设置在飞艇I上与系留绳4相对的一端。其中飞艇1，如图2，由支撑骨架5和蒙皮6组成，其中支撑骨架5是一种刚性杆， 其作用是维持飞艇I的形状与支撑负载。在本发明中，所述的负载主要为风力发电设备2 和设备舱3。蒙皮6包覆在支撑骨架5的外侧，用以维持飞艇形状，其材料一般为TPU、PVC、 PE等。所述的风力发电设备2，如图3所示，由风力机叶片7和发电机8组成，其中风力机叶片7与发电机8的转轴进行连接，可以绕所述的转轴旋转，将风能转化为机械能并将机械能传给发电机8,发电机8将机械能转化为电能传输到设备舱3内的用电系统。设备舱3内安装有整流器和蓄电池以及目的传感器等用电系统，整流器的作用是将发电机8所产生的电能经过整流使之成为用电设备所使用的电能，多余的电能存储于蓄电池内以供发电量不足时使用。将风力发电设备2的发电机8通过螺栓紧固于飞艇I尾部的支撑骨架5上，向飞艇I内充入低密度气体如氦气，飞艇I会在浮力的作用下带着风力发电设备2共同上升，在系留绳4的作用下，飞艇I达到浮力、拉力以及风的阻力的平衡，从而稳定在一定高度，实现风力发电。设备舱3用于安装相应的设备。所述的相应设备是指设备舱内3内安装的整流器、蓄电池、逆变器以及目的负载设备(如高清摄像机)等。整流器的作用是将风力发电设备2所发出的电能经整流由交流变成直流，蓄电池将该直流电存储，以此来稳定电压、电流，并且可以将过剩的电能存储于蓄电池内，当负载设备采用的是交流电时，还需要在设备舱内安装逆变器，用以将蓄电池内的直流电转化为交流电供给负载设备。当需要调整飞艇I高度或者位置时，收放或牵引系留绳4即可。
权利要求
1.一种系留球载风力发电装置，其特征在于包括飞艇(I)、风力发电设备(2)、设备舱(3)和系留绳(4)，所述的飞艇(I)通过系留绳(4)进行固定，在飞艇(I)上连接有风力发电设备(2)和设备舱(3)，其中设备舱(3)设置在飞艇(I)的正下方位置，风力发电设备(2) 设置在飞艇(I)上与系留绳(4)相对位置的一端。
2.根据权利要求I所述的系留球载风力发电装置，其特征在于所述飞艇(I)由支撑骨架(5)和蒙皮(6)组成，其中支撑骨架(5)是刚性杆，作用是维持飞艇(I)的形状与支撑负载；蒙皮(6)包覆在支撑骨架(5)的外侧。
3.根据权利要求I所述的系留球载风力发电装置，其特征在于所述的风力发电设备(2)，由风力机叶片(7)和发电机⑶组成，风力机叶片(7)与发电机⑶的转轴连接，并且可绕转轴旋转，其中风力机叶片(7)用于将风能转化为机械能并将其传给发电机(8)，发电机(8)将机械能转化为电能传输到设备舱(3)。
全文摘要
本发明公开了一种系留球载风力发电装置，属于高空侦察技术领域，所述的装置主要包括飞艇、风力发电设备、设备舱和系留绳。所述的飞艇通过系留绳进行固定，在飞艇上连接有风力发电设备和设备舱，其中设备舱设置在飞艇的正下方位置，风力发电设备设置在飞艇上与系留绳相对的一端。由于系留球上所载用电装置的电力由风力发电设备提供，因此无需系留绳内置电缆，降低了系留球的制造成本；系留球上所载用电装置不依赖地面电源，因此使得系留球的使用更为简单。
文档编号F03D9/00GK102582818SQ201210058218
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者刘佳, 刘振臣, 刘沛清, 屈秋林, 郭昊 申请人:北京航空航天大学