一种具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备的制作方法

文档序号:15579089发布日期:2018-09-29 06:23

本发明涉及风力发电设备领域,特别涉及一种具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备。



背景技术:

风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动发电轴旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机的工作原理是风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。

小型风力发电机发出的电能是通过蓄电池再给用电设备使用的,因此科学地、合理地使用并保养蓄电池,是延长风力发电机使用寿命的技术关键,而保养蓄电池时,要用热水或碱水擦洗其表面,并用干布擦净,同时清洗时注意防止水从通气孔进入蓄电池内部,不仅如此,现有的小型风力发电设备一般不具备制动功能,导致现有的小型风力发电设备在大风天气中极易由于转速过快而烧毁。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备,包括灯柱、发电箱、轮毂和若干叶片,所述灯柱竖向设置,所述发电箱设置在灯柱的上方,所述轮毂设置在发电箱的一侧,所述轮毂与发电箱同轴设置,各叶片周向均匀分布在轮毂的外周,所述轮毂内设有调节机构、转速传感器和PLC,所述PLC与转速传感器电连接,所述调节机构与PLC电连接,所述调节机构与叶片传动连接,所述发电箱内设有发电机构和清洗箱,所述清洗箱内设有蓄电池和清洗机构,所述蓄电池和清洗机构分别设置在清洗箱内的底部和顶部;

所述调节机构包括驱动单元、若干转动单元和若干摆动单元,所述驱动单元与转动单元和摆动单元传动连接,所述转动单元的数量与叶片的数量相等,所述转动单元与叶片一一对应,所述摆动单元的数量与叶片的数量相等,所述摆动单元与叶片一一对应;

所述驱动单元包括第一电机、第一齿轮和蜗杆,所述第一电机与第一齿轮传动连接,所述蜗杆与第一齿轮固定连接,所述蜗杆与第一齿轮同轴设置,所述第一齿轮为锥齿轮,各转动单元周向均匀分布在第一齿轮的外周,各摆动单元周向均匀分布在蜗杆的外周;

所述转动单元包括第二齿轮、转子和转动槽,所述第二齿轮为锥齿轮,所述第二齿轮套设在叶片上,所述第二齿轮与叶片过盈配合,所述第二齿轮与第一齿轮啮合,所述转动槽设置在轮毂内,所述转子设置在转动槽内,所述转子与转动槽匹配,所述转子与叶片固定连接;

所述摆动单元包括第一固定绳、蜗轮、转轴和回复组价,所述第一固定绳的一端与叶片固定连接,所述第一固定绳的另一端缠绕在转轴的外周,所述蜗轮套设在转轴上,所述蜗轮与转轴同轴设置,所述蜗轮与转轴过盈配合,所述蜗轮与蜗杆匹配;

所述回复组件包括滑块和两个滑槽,两个滑槽分别设置在叶片的两侧,所述滑块的两端分别设置在两个滑槽内,两个滑槽内均设有第一弹簧,所述第一弹簧的一端与滑槽的内壁固定连接,所述第一弹簧的另一端与滑块固定连接,所述第一弹簧处于压缩状态;

所述清洗机构包括升降块、第二弹簧、抵靠单元和两个升降单元,两个升降单元分别设置在升降块的上方的两侧,所述抵靠单元设置在升降块的下方,所述升降单元与升降块传动连接,所述升降块内设有移动单元,所述移动单元与抵靠单元传动连接,所述第二弹簧的一端与清洗箱内的顶部固定连接,所述第二弹簧的另一端与升降块固定连接,所述第二弹簧处于压缩状态;

所述升降单元包括第二电机、驱动轮和第二固定绳,所述第二电机与驱动轮传动连接,所述第二固定绳的一端缠绕在驱动轮的外周,所述第二固定绳的另一端与升降块固定连接;

所述移动单元包括第三电机、丝杆和移动块,所述第三电机设置在升降块内,所述第三电机与丝杆传动连接,所述丝杆上设有外螺纹,所述移动块套设在丝杆上,所述移动块内设有与丝杆上的外螺纹匹配的内螺纹;

所述抵靠单元包括移动板、第二毛刷和两个伸缩组件,所述移动板固定在移动块的下方,所述第二毛刷固定在移动板的下方,两个伸缩组件分别设置在移动板的下方的两侧;

所述伸缩组件包括凹槽、第三弹簧、支撑杆和第一毛刷,所述凹槽设置在移动板,所述第三弹簧设置在凹槽内,所述第三弹簧的一端与凹槽的内壁固定连接,所述第三弹簧的另一端与支撑杆的顶端固定连接,所述第一毛刷固定在支撑杆的靠近蓄电池的一侧,所述第三弹簧处于压缩状态。

作为优选,为了防止支撑杆脱离凹槽,所述凹槽为燕尾槽。

作为优选,为了使得第一电机、第二电机和第三电机能够长时间精确稳定工作,所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。

作为优选,为了减小第一齿轮与第二齿轮之间的传动损耗,所述第一齿轮与第二齿轮之间涂有润滑油。

作为优选,为了使得第一固定绳和第二固定绳能够长时间稳定工作,所述第一固定绳和第二固定绳均为尼龙绳。

作为优选,为了增加蓄电池的储电能力,所述蓄电池为磷酸铁锂电池。

作为优选,为了增强清洗效果,所述第一毛刷的刷毛和第二毛刷的刷毛均为马毛。

作为优选,为了防止移动块发生转动,所述升降块内设有导向杆,所述导向杆水平设置,所述导向杆穿过移动块。

作为优选,为了使得该风力发电设备能够始终朝着风向,所述发电箱的远离轮毂的一侧设有风向舵。

作为优选,为了使得转子在转动槽内转动得更加顺畅,所述转子与转动槽之间涂有润滑脂。

本发明的有益效果是,该具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备,通过调节机构,能够根据风力的大小,转动叶片或调节叶片的角度,使得叶片的迎风面积产生变化,从而防止该风力发电设备在大风天气中由于转速过快而烧毁,与现有的调节机构相比,该调节机构的调节效果较好,不仅如此,通过清洗机构,该风力发电设备能够定期对蓄电池进行清洗,将蓄电池表面的灰尘和水珠去除,防止灰尘和水珠进入蓄电池内部,延长蓄电池的使用寿命,与现有的清洗机构相比,该清洗机构的清洗速度较快,清洗效果较好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备的结构示意图;

图2是本发明的具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备的调节机构的结构示意图;

图3是本发明的具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备的回复组件的结构示意图;

图4是本发明的具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备的清洗机构的结构示意图;

图中:1.灯柱,2.发电箱,3.轮毂,4.叶片,5.风向舵,6.清洗箱,7.第一电机,8.第一齿轮,9.第二齿轮,10.转子,11.转动槽,12.第一固定绳,13.蜗轮,14.转轴,15.蜗杆,16.滑块,17.滑槽,18.第一弹簧,19.第二电机,20.驱动轮,21.第二固定绳,22.升降块,23.第二弹簧,24.第三电机,25.丝杆,26.移动块,27.移动板,28.凹槽,29.第三弹簧,30.支撑杆,31.第一毛刷,32.第二毛刷,33.蓄电池,34.转速传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示,一种具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备,包括灯柱1、发电箱2、轮毂3和若干叶片4,所述灯柱1竖向设置,所述发电箱2设置在灯柱1的上方,所述轮毂3设置在发电箱2的一侧,所述轮毂3与发电箱2同轴设置,各叶片4周向均匀分布在轮毂3的外周,所述轮毂3内设有调节机构、转速传感器34和PLC,所述PLC与转速传感器34电连接,所述调节机构与PLC电连接,所述调节机构与叶片4传动连接,所述发电箱2内设有发电机构和清洗箱6,所述清洗箱6内设有蓄电池33和清洗机构,所述蓄电池33和清洗机构分别设置在清洗箱6内的底部和顶部;

灯柱1固定在地面上,气流驱动叶片4转动,带动轮毂3转动,使得发电箱2的发电机构工作发电,转速传感器34计算轮毂3的转动速度,当轮毂3的转速超过额定转速时,将信息传输给PLC,PLC控制调节机构工作,使得叶片4的迎风面积产生变化,从而防止该风力发电设备在大风天气中由于转速过快而烧毁,定期清洗单元工作,将蓄电池33表面的灰尘和水珠去除,防止灰尘和水珠进入蓄电池33内部,延长蓄电池33的使用寿命。

如图2所示,所述调节机构包括驱动单元、若干转动单元和若干摆动单元,所述驱动单元与转动单元和摆动单元传动连接,所述转动单元的数量与叶片4的数量相等,所述转动单元与叶片4一一对应,所述摆动单元的数量与叶片4的数量相等,所述摆动单元与叶片4一一对应;

所述驱动单元包括第一电机7、第一齿轮8和蜗杆15,所述第一电机7与第一齿轮8传动连接,所述蜗杆15与第一齿轮8固定连接,所述蜗杆15与第一齿轮8同轴设置,所述第一齿轮8为锥齿轮,各转动单元周向均匀分布在第一齿轮8的外周,各摆动单元周向均匀分布在蜗杆15的外周;

所述转动单元包括第二齿轮9、转子10和转动槽11,所述第二齿轮9为锥齿轮,所述第二齿轮9套设在叶片4上,所述第二齿轮9与叶片4过盈配合,所述第二齿轮9与第一齿轮8啮合,所述转动槽11设置在轮毂3内,所述转子10设置在转动槽11内,所述转子10与转动槽11匹配,所述转子10与叶片4固定连接;

所述摆动单元包括第一固定绳12、蜗轮13、转轴14和回复组价,所述第一固定绳12的一端与叶片4固定连接,所述第一固定绳12的另一端缠绕在转轴14的外周,所述蜗轮13套设在转轴14上,所述蜗轮13与转轴14同轴设置,所述蜗轮13与转轴14过盈配合,所述蜗轮13与蜗杆15匹配;

如图3所示,所述回复组件包括滑块16和两个滑槽17,两个滑槽17分别设置在叶片4的两侧,所述滑块16的两端分别设置在两个滑槽17内,两个滑槽17内均设有第一弹簧18,所述第一弹簧18的一端与滑槽17的内壁固定连接,所述第一弹簧18的另一端与滑块16固定连接,所述第一弹簧18处于压缩状态;

当转速传感器34检测到轮毂3的转速过大时,PLC控制调节机构运行,首先,驱动单元工作,第一电机7驱动第一齿轮8和蜗杆15转动,带动转动单元和摆动单元工作,接着转动单元工作,第一齿轮8带动第二齿轮9转动,使得叶片4转动,调节叶片4的迎风面积,同时摆动单元工作,蜗杆15带动蜗轮13转动,通过转轴14收紧第一固定绳12,调节叶片4的角度,从而调节叶片4的迎风面积,当风力减小时,回复组件工作,处于压缩状态的第一弹簧18通过滑块16将叶片恢复原位。

通过调节机构,该风力发电设备能够根据风力的大小,转动叶片4或调节叶片4的角度,使得叶片4的迎风面积产生变化,从而防止该风力发电设备在大风天气中由于转速过快而烧毁,与现有的调节机构相比,该调节机构的调节效果较好。

如图4所示,所述清洗机构包括升降块22、第二弹簧23、抵靠单元和两个升降单元,两个升降单元分别设置在升降块22的上方的两侧,所述抵靠单元设置在升降块22的下方,所述升降单元与升降块22传动连接,所述升降块22内设有移动单元,所述移动单元与抵靠单元传动连接,所述第二弹簧23的一端与清洗箱6内的顶部固定连接,所述第二弹簧23的另一端与升降块22固定连接,所述第二弹簧23处于压缩状态;

所述升降单元包括第二电机19、驱动轮20和第二固定绳21,所述第二电机19与驱动轮20传动连接,所述第二固定绳21的一端缠绕在驱动轮20的外周,所述第二固定绳21的另一端与升降块22固定连接;

所述移动单元包括第三电机24、丝杆25和移动块26,所述第三电机24设置在升降块22内,所述第三电机24与丝杆25传动连接,所述丝杆25上设有外螺纹,所述移动块26套设在丝杆25上,所述移动块26内设有与丝杆25上的外螺纹匹配的内螺纹;

所述抵靠单元包括移动板27、第二毛刷32和两个伸缩组件,所述移动板27固定在移动块26的下方,所述第二毛刷32固定在移动板27的下方,两个伸缩组件分别设置在移动板27的下方的两侧;

所述伸缩组件包括凹槽28、第三弹簧29、支撑杆30和第一毛刷31,所述凹槽28设置在移动板27,所述第三弹簧29设置在凹槽28内,所述第三弹簧29的一端与凹槽28的内壁固定连接,所述第三弹簧29的另一端与支撑杆30的顶端固定连接,所述第一毛刷31固定在支撑杆30的靠近蓄电池33的一侧,所述第三弹簧29处于压缩状态。

两个升降单元工作,第二电机19驱动驱动轮20转动,放松第二固定绳21工作,处于压缩状态的第二弹簧23将升降块22向下推动,使得第二毛刷32与蓄电池33的顶部接触,同时抵靠单元工作,处于压缩状态的第三弹簧29将支撑杆30推向蓄电池33,使得第一毛刷31与蓄电池33的侧面抵靠,移动单元工作,第三电机24驱动丝杆25转动,使得移动块26沿着丝杆25来回移动,从而使得第一毛刷31和第二毛刷32将蓄电池33表面的灰尘和水雾去除。

通过清洗机构,该风力发电设备能够定期对蓄电池33进行清洗,将蓄电池33表面的灰尘和水珠去除,防止灰尘和水珠进入蓄电池33内部,延长蓄电池33的使用寿命,与现有的清洗机构相比,该清洗机构的清洗速度较快,清洗效果较好。

作为优选,为了防止支撑杆30脱离凹槽28,所述凹槽28为燕尾槽。

作为优选,为了使得第一电机7、第二电机19和第三电机24能够长时间精确稳定工作,所述第一电机7、第二电机19和第三电机24均为伺服电机。

作为优选,为了减小第一齿轮8与第二齿轮9之间的传动损耗,所述第一齿轮8与第二齿轮9之间涂有润滑油。

作为优选,为了使得第一固定绳12和第二固定绳21能够长时间稳定工作,所述第一固定绳12和第二固定绳21均为尼龙绳。

作为优选,为了增加蓄电池33的储电能力,所述蓄电池33为磷酸铁锂电池。

作为优选,为了增强清洗效果,所述第一毛刷31的刷毛和第二毛刷32的刷毛均为马毛。马毛的韧性较好,灰尘和水雾的吸附效果较好,因此第一毛刷31的刷毛和第二毛刷32的刷毛均为马毛可以快速的将蓄电池33表面的灰尘和水雾去除。

作为优选,为了防止移动块26发生转动,所述升降块22内设有导向杆,所述导向杆水平设置,所述导向杆穿过移动块26。

作为优选,为了使得该风力发电设备能够始终朝着风向,所述发电箱2的远离轮毂3的一侧设有风向舵。

作为优选,为了使得转子10在转动槽11内转动得更加顺畅,所述转子10与转动槽11之间涂有润滑脂。

该具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备的工作原理:灯柱1固定在地面上,气流驱动叶片4转动,带动轮毂3转动,使得发电箱2的发电机构工作发电,转速传感器34计算轮毂3的转动速度,当轮毂3的转速超过额定转速时,将信息传输给PLC,PLC控制调节机构工作,使得叶片4的迎风面积产生变化,从而防止该风力发电设备在大风天气中由于转速过快而烧毁,定期清洗单元工作,将蓄电池33表面的灰尘和水珠去除,防止灰尘和水珠进入蓄电池33内部,延长蓄电池33的使用寿命。

与现有技术相比,该具有蓄电池清洗和叶片调节功能的风力发电设备,通过调节机构,能够根据风力的大小,转动叶片4或调节叶片4的角度,使得叶片4的迎风面积产生变化,从而防止该风力发电设备在大风天气中由于转速过快而烧毁,与现有的调节机构相比,该调节机构的调节效果较好,不仅如此,通过清洗机构,该风力发电设备能够定期对蓄电池33进行清洗,将蓄电池33表面的灰尘和水珠去除,防止灰尘和水珠进入蓄电池33内部,延长蓄电池33的使用寿命,与现有的清洗机构相比,该清洗机构的清洗速度较快,清洗效果较好。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

再多了解一些
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