垂直轴发电环、对拉飞悬机、方法暨翼片、翼轮、翼轮机的制作方法_5

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4]在任一种垂直轴翼环机构(尤其是卸纳式翼环机构)的基础上,包含有竖切式升力翼片的复合式升力翼片复合式升力翼片取代其原有翼片。必须使翼片的前缘指向其圆周运动的前进方向。
[0475]十、筝式环状翼轮的实施例
[0476]例1:
[0477]在任一种具有平切式升力翼片的翼环的基础上,将平切式升力翼片换为平切式筝型翼片。
[0478]例2:
[0479]在任一种具有竖切式升力翼片或卸纳翼片的翼环的基础上,将竖切式升力翼片或卸纳翼片换为平切式筝型翼片。
[0480]例3:
[0481]如“翼环式水平自转翼轮实施例”之例25、例26。
[0482]^^一、水平自转翼轮实施例
[0483](一 )翼环式水平自转翼轮实施例:
[0484]例1(如图 1、图 6):
[0485]环圈I的外侧连接有一组平切式升力翼片2,凡相邻的两个平切式升力翼片2之间距离相等,由此构成采用平切式升力翼片的翼环,然后在该翼环的环圈I的上侧连接一组卸纳翼片2-3。
[0486]在本实施例中,各个平切式升力翼片2皆具有迎角且各迎角角度相等(迎角即攻角,在这里也可以理解为翼弦线与翼环的轮面形成的角,一般来说应小于45度角)。
[0487]并且,本实施例中的各平切式升力翼片2与环圈I作固定连接(即是说其迎角的角度是固定不变的)。
[0488]本实施例俯视则如图1,径向切面则如图6。俯视图中表示卸纳翼片2-3的弧线,其隆起面为翼片的卸流面,而凹陷面为翼片的纳流面,翼环朝卸流面的朝向旋转。以下各实施例中的俯视图中的中表示卸纳翼片2-3的弧线皆如此。
[0489]例2(如图 2):
[0490]以实施例1为基础,在环圈I的内侧另外增加一组平切式升力翼片2,或将原有各个平切式升力翼片2延伸到环圈I的内侧。新增的各个升力翼片迎角相等且翼展方向的长度相等。
[0491]例3(如图3和图13)
[0492]以实施例1为基础,将原本处于环圈I外侧的平切式升力翼片2转移到环圈I的内侧。
[0493]例4(如图 7):
[0494]在实施例1?例3的基础上,将原本处于环圈I上侧的卸纳翼片2-3移到环圈I的下侧。
[0495]例5(如图 8):
[0496]在实施例1的基础上,在环圈I的下侧增加一组卸纳翼片2-3,即是使环圈的上侧面和下侧面皆连接有卸纳翼片。
[0497]例6(如图 4、图 9):
[0498]以实施例1为基础,将原有环圈I改名为同圆心的内环圈1-1并增加同圆心的外环圈1-2 (两个环圈处于于同一平面或相互平行,它们的圆心重叠合一或处于同一轴心线),且后者连接了原有各个平切式升力翼片2的末端。
[0499]此种结构的好处是从翼片两端提供支撑力,翼片抗风能力极强,运行极稳定,并且两个环圈由一组环形阵列的翼片连接,环圈和翼片相互间彼此都得到了加强。
[0500]例7:
[0501]径向切面如图10。
[0502]例8:
[0503]径向切面如图11。
[0504]例9:
[0505]径向切面如图12。
[0506]例10:
[0507]径向切面如图13。
[0508]例11:
[0509]径向切面如图14。
[0510]此种结构具有例6(见于图9)的好处,不同之处是例6是通过水平翼展的翼片作横向加固,而本实施例是通过垂直翼展的翼片作竖向加固。
[0511]例12:
[0512]径向切面如图15。
[0513]此种结构综合了例6 (见于图9)和例11 (见于图14)的好处,在横向和竖向都得到了加固,这种立体加固所提升的强度级别不是横向与竖向之和,而是横向与竖向的乘积。
[0514]例13:
[0515]径向切面如图16。
[0516]例14:径向切面如图17。
[0517]例16:径向切面如图18。
[0518]例17:径向切面如图19。
[0519]例18:
[0520]在以上各实施例中任一例的基础上,取消所有平切式升力翼片2的迎角,即是使它们的翼弦线与翼环的轮面重叠或平行,从而使以上各实施例变成翼片不具有迎角的翼环式水平自转翼轮。
[0521]例19:
[0522]以例I至例17中任一例为基础,将其卸纳翼片2-3全部换为竖切式升力翼片或复合式升力翼片,竖切式升力翼片的翼面或复合式升力翼片中的竖切式升力翼段的翼面平行于中轴。竖切式升力翼片的翼面及翼展方向皆平行于翼环的中轴线,竖切式升力翼片在圆周运动时翼指向翼片前进方向,而且,其翼弦线与其圆周运动切线的夹角可以仿效现有中轴式的升力型垂直轴风轮。
[0523]例20:
[0524]在例I至例17中任一例的基础上,增加竖切式升力翼片。
[0525]例21:
[0526]环形阵列的复合式升力翼片连接到一个轴向呈垂直状态的环圈(环状支架)上,翼片阵列的圆心或中轴线与环圈的圆心或中轴线重合。
[0527]每个复合式升力翼片中都有一个竖切式升力翼段,即是该段升力翼型的翼展方向平行于中轴(当其活动板块闭合使翼片恢复升力翼片的形态时,该升力翼片属于竖切式升力翼片,而当该其活动板块张开时,该升力翼片变为卸纳翼片)。
[0528]例22:
[0529]在以上各实施例中任一例的基础上给平切式升力翼片或竖切式升力翼片增加翼片偏转机构(每一个平切式升力翼片都必须增加相同的翼片偏转机构,使同组的全部翼片能够同步发生偏转,否则将影响翼环的空气动力性能)。
[0530]翼片偏转机构的关键,是使环圈(环状支架)与翼片的骨架作动连接并在连接部构成转动副,转动副的轴向与翼片的伸展方向平行或基本平行。
[0531]在设置以上转动副后,采用任一种动力机构与翼片的骨架作动力连接即可。
[0532]动力机构与翼片的骨架之间的动力连接方式示例一:
[0533]如图73、图74 (其中图74是液压伸缩杆缩回时带动翼片发生偏转后的示图),每个翼片的中轴线上都设置翼片偏转轴55,翼片偏转轴55与翼片的骨架作静连接(因此,只要该轴发生偏转,就必然带动翼片同步偏转)。翼环的环圈(环状支架)与液压缸50的偏转轴53-1作静连接,液压缸的偏转轴53-1与液压缸底端的轴承53作动连接而构成转动副,液压伸缩杆51的顶端有轴承52。翼片偏转轴55与杠杆54作静连接,杠杆54的顶端(即杠杆的力点处)有轴,该轴与液压伸缩杆顶端的轴承52作动连接并构成转动副。
[0534]因此,当电机驱动液压缸50,液压伸缩杆51顶端的轴承52必然随之同步运动,轴承52的运动必然使杠杆54顶端的轴(也就是杠杆54的力点)同步运动,从而使杠杆54扳动翼片偏转轴55,使其发生偏转,而翼片偏转轴55的偏转必然带动翼片作同步偏转。
[0535]动力机构与翼片的骨架之间的动力连接方式示例二:
[0536]在不例一的基础上,取消液压缸和杠杆,用传动机构将翼片偏转轴55与可双向旋转的电动机作动力连接。本实施例的优点是可以随时根据需要改变迎角,从而调整速度和升力。本例在实用中一般可以将同一翼环上的所有翼片设置为统一偏转,特殊情况(尤其是单机翼环飞行器)也可以效仿直升机翼片而设置为不统一偏转。
[0537]例23:
[0538]在实施例1?21中任一例的基础上,将翼环换为“拢翼式环状翼轮实施例”中的拢翼式环状翼轮(如图75所示)。
[0539]例24:
[0540]在实施例1?21中任一例的基础上给平切式升力翼片或竖切式升力翼片配置副翼或襟翼,或者直接采用具有副翼或襟翼的机翼作为平切式升力翼片或竖切式升力翼片。通过偏转可以达到改变升力和速度比的效果。
[0541]本例在实用中一般可以将同一翼环上所有翼片的副翼或襟翼设置为统一偏转,特殊情况(尤其是单机翼环飞行器)也可以效仿直升机翼片而设置为不统一偏转。
[0542]例25:
[0543]在例I?例23中任一例的基础上,将其平切式升力翼片换为平切式筝式翼片。
[0544]例26:
[0545]在例I?例23中任一例的基础上,将其竖切式升力翼片换为竖切式筝式翼片。
[0546]例27:
[0547]在任一种现有翼环的基础上,用一组以环圈的中轴线为中心呈环形阵列的复合式升力翼片取代其原有的翼片。
[0548]例28:
[0549]在任一种现有翼环的基础上,用一组以环圈的中轴线为中心呈环形阵列的变形翼片取代其原有的翼片。
[0550](二)中轴式水平自转翼轮实施例:
[0551]例1(如图 20):
[0552]一组呈环形阵列的平切式升力翼片2连接到中轴6构成翼片与中轴固定连接的平切式升力翼轮,然后在其每个平切式升力翼片2的中段各连接一个卸纳翼片2-3,每个连接点2-5与中轴的距离皆相等,从而使平切式升力翼轮成为一个中轴式水平自转翼轮。
[0553]在本实施例中,各个平切式升力翼片2皆具有迎角且各迎角角度相等,并且各平切式升力翼片2与环圈I作静连接使其迎角的角度固定不变)。
[0554]例2(如图 21):
[0555]以例I为基础,给该平切式升力翼轮增加轴承7,即是平切式升力翼片2连接于轴承7的外围,轴承7的内围连接中轴。
[0556]例3(如图 22):
[0557]以例I或例2为基础,在每两个相邻的连接点2-5之间用横向支撑杆3相连,即是每根横向支撑杆3的两端皆分别连接一个连接点2-5。在本实施例中,各个平切式升力翼片2皆具有迎角且各迎角角度相等
[0558]例4(如图 23):
[0559]以例3为基础,在每个连接点2-5与中轴之间用斜向支撑杆3-1连接加固。
[0560]例5:
[0561]以例I至例4中任一例为基础,将其各个平切式升力翼片2的迎角取消,从而使该实施例成为翼片不具有迎角的中轴式水平自转翼轮。
[0562]例6:
[0563]以例I至例5中任一例为基础,将其卸纳翼片2-3全部换为竖切式升力翼片或复合式升力翼片(其翼面平行于中轴)
[0564]例7:
[0565]以例I至例5中任一例为基础,将其卸纳翼片2-3全部换为复合式升力翼片其翼面平行于中轴(即是当其活动板块闭合使翼片恢复升力翼片的形态时,该升力翼片属于竖切式升力翼片)。
[0566]例7:
[0567]在例I至例5中任一例的基础上,增加竖切式升力翼片,竖切式升力翼片距离中轴的距离大于卸纳翼片距离中轴的距离。
[0568]例8:
[0569]在以上各实施例中任一例的基础上给平切式升力翼片增加翼片偏转机构(每一个翼片都必须增加相同的翼片偏转机构,使同组的全部翼片能够同步发生偏转,否则将影响翼环的空气动力性能)。
[0570]翼片偏转机构的关键,是使中轴与翼片的骨架作动连接并在连接部构成转动副,转动副的轴向与翼片的伸展方向平行或一致。
[0571]具体设置方式参照“翼环式水平自转翼轮实施例”之例22,但是要用中轴取代环圈(即环状支架)与翼片连接。。
[0572]本实施例的优点是可以随时根据需要改变迎角,从而调整水平自转翼轮的速度和升力。
[0573]例9:
[0574]在实施例1?8中任一例的基础上,给其中的卸纳翼片2-3配置将翼环换为“拢翼式环状翼轮实施例”中的翼片偏转机构,不同之处是:液压缸的偏转轴53-1和翼片偏转轴55在图75中是与环圈I连接,而在本实施例中是与平切式升力翼片2连接。
[0575]当风力过大时,通过偏转机构使卸纳翼片2-3倒伏靠拢平切式升力翼片2,就可以达到降低风压的效果。
[0576]十二、水平自转翼轮机实施例
[0577](一 )翼环式水平自转翼轮机实施例
[0578]例1(如图24或图25):
[0579]选用“水平自转翼轮实施例”之(一)翼环式水平自转翼轮实施例”中任一例,在其任 Iv环圈(环圈I或环圈1_1、环圈1_2、环圈1_1_3、环圈1_1_4、环圈1_2_3或环圈1-2-4)的上侧面或下侧面对接车轨耦合体8的轨道端(即环状轨道4)或车架端。
[0580]图2可以作为图24所表现的水平自转翼轮机构的俯视图。
[0581]图5可以作为图25所表现的水平自转翼轮机构的俯视图。
[0582]车轨耦合体(如图24中的局部放大图)由环状轨道4与轨道车的轮3-4相互耦合组成,车轨耦合体由一条环状轨道与数量不少于三个的轨道车组合而成,所有的轨道车呈环形阵列,其环形阵列的圆心与环圈I的圆心重叠或处于中一中轴线上。
[0583]车轨耦合体的两端
[0584]其一端是轨道端(即是环状轨道4),其另一端是车架端(即是沿环状轨道等距离排列的各个轨道车的车架或车身)。此两端分别连接,或一端连接翼环的环圈,另一端连接翼环的载体(指基座、塔台或飞行器的机身等)。
[0585]例2(如图 26):
[0586]选用“翼环式水平自转翼轮实施例”中任一例,在其环圈的内围连接车轨耦合体8的轨道端(即环状轨道4),而在车轨耦合体的车架端连接翼环的载体(指基座、塔台或飞行器的机身等)或另一个翼环的环圈(环状支架)。
[0587]图26所表现的水平自转翼轮机构,其选用的翼环式水平自转翼轮见于图1。
[0588]例3(如图 27):
[0589]选用“翼环式水平自转翼轮实施例”中任一例,在其环圈的外围连接车轨耦合体8的环状轨道端4(即环圈1-1、环圈1-2、环圈1_1_3、环圈1_1_4、环圈1_2_3或环圈1-2_4连接环状轨道4),而在车轨耦合体的车架端连接翼环的载体(指基座、塔台或飞行器的机身等)或另一个翼环的环圈(环状支架),也可以连接牵引缆或固定缆。
[0590]图27所表现的水平自转翼轮机构,其选用的翼环式水平自转翼轮见于图4。
[0591]例4(如图 28):
[0592]将两个环圈半径不同的翼环式水平自转翼轮置于同一平面且圆心重合在同一个点上(半径较大者包围半径较小者),然后用同一组车轨耦合体连接两者的环圈(车轨耦合体的两端皆分别连接到两者的环圈)。
[0593]注意事项一:凡相邻的两个具有卸纳翼片或竖切式升力翼片的翼环,包括内外相邻的两个翼环(即具有同一圆心的两个相邻翼环,如本实施例)和上下相邻的两个翼环,即具有同一中轴线的两个相邻翼环,如实施例5 (见于图29或图30),它们的卸纳翼片卸纳面的朝向或竖切式升力翼片前缘的朝向必须相反(目的是使上下翼环的旋转方向相反),但是,两者之间设置有棘轮机构、超越离合器或类似机构的两个翼环除外(如实施例8,因为此种两者之间设置有棘轮机构、超越离合器或类似机构的两个翼环,皆为相邻且同向运动的翼环,这两个看似分开的翼环组成了一种特殊的翼环,即超越式垂直轴风轮)。这点适用于任何一个具有双翼环或多翼环的翼环机构。
[0594]注意事项二:如果需要使车轨耦合体车架端或轨道端保持静止不动,就必须使通过车轨耦合体连接起来的两个翼环的旋转方向相反且扭矩相等。要使两翼环的扭矩相等,有多种方法,最简便的方法是调整两者卸纳翼片的面积比例,或调整两者升力翼片的迎角的比例。这点同样适用于任何一个具有双翼环或多翼环的翼环机构。
[0595]例5(如图29或图30):
[0596]将两个环圈半径相同的翼环式水平自转翼轮的圆心置于同一中轴线上,亦即是使两者相互平行且让两者的轴心线重叠合一,然后用同一组车轨耦合体连接两者的环圈(车轨耦合体的两端皆分别连接到两者的环圈)。
[0597]例6(如图 31):
[0598]选用例4所述的水平自转翼轮机构(如图28)两个,将它们平行排列且使它们的轴心线重叠合一,并且用车轨耦合体8将上下相邻且相对的环圈连接起来。
[0599]例7(如图 32):
[0600]在例6的基础上,改变上下翼环的连接方式,将车轨耦合体与环圈的连接点转移到各环圈的内侧(即内围)或外侧(即外围)。
[0601]本实施例既可加固翼环,又便于从翼环机的腰部连接牵引缆,可完全避免翼片与牵引缆相碰。
[0602]例8(如图 33、图 34):
[0603]选用例5、例6或例7所述的水平自转翼轮机构,在其上下两个翼环的环圈之间设置棘轮机构或超越离合器。
[0604]本实施例的棘轮机构置于上下两个翼环的内环圈1-1的外侧,具体结构:
[0605]在下翼环的内环圈1-1外侧连接若干个棘齿9,在上翼环的内环圈1-1外侧相应连接若干个棘爪10,凡两个在同一圆周线上相邻的棘齿9间距相等(棘爪10亦然);各个棘爪10的根部连接棘爪轴承10-1的外环,棘爪轴承10-1的内环连接棘爪轴承的转动轴10-2,棘爪轴承的转动轴10-2连接上翼环的环圈I的外侧。
[0606]在各个棘爪10的后面(即棘爪10朝向其旋转方向的反方向的那一面)各设置一个限位阻拦棒11,限位阻拦棒11与棘爪10的接触部设置有限位阻拦棒的缓冲件11-1,限位阻拦棒11的根部也连接到处于上位的环圈I。这里所谓“棘爪10的后面”,即棘爪10朝向其旋转方向的反方向的那一面,也就是与卸纳翼片的纳流面朝向一至的那一面。
[0607]凡旋转轨迹处于两个翼环的环圈之间的翼片,其旋转面都必须避让棘轮机构所属部件的旋转面,即是说在设计翼片(尤其是平切式升力翼片2)的位置(其是与环圈的连接点)时必须注意避让棘齿9、棘爪10等属于棘轮机构的部件。
[0608]例9(如图 35):
[0609]取例8 (如图33、图34)所述的水平自转翼轮机构两个,将它们的圆心置于同一垂直线上,并使它们的卸纳翼片2-3的卸纳方向相反,并且在四组卸纳翼片2-3的末端各连接一个车轨耦合体8,凡上下相对应的两个车轨耦合体,皆用连接杆3-3连接起来。在本实施例中,由于车轨耦合体不是直接连接到环圈,而是连接到卸纳翼片2-3,因此本实施例中的卸纳翼片2-3必须具有足够强大的骨架。
[0610]例10 (如图 36):
[0611]外环圈1-2具有平切式升力翼片2,而内环圈1-1具有卸纳翼片2-3,且前者半径大于后者,在其较大的环圈I和较小的环圈I之间设置棘轮机构或超越离合器。
[0612]本实施例的棘轮机构置于内环圈1-1的外侧,其具体结构如下:
[0613]在外环圈1-2的内侧连接多个棘齿9,在内环圈I的外侧连接多个棘爪10(数量与棘齿9相等),凡两个在同一圆周线上相邻的棘齿9间距相等(棘爪10亦然);各个棘爪10的根部连接棘爪轴承10-1的外环,棘爪轴承10-1的内环连接棘爪轴承的转动轴10-2,棘爪轴承的转动轴10-2连接处于上位的内环圈1-1的外侧。
[0614]本实施例的棘轮机构各部件的设置细节请参阅实施例8。
[0615]例11:
[0616]以例I?例10中任一例为基础,将其各个平切式升力翼片2的迎角取消,从而使该实施例成为翼片不具有迎角的翼环式水平自转翼轮机构。
[0617]例12:
[0618]在任一种卸纳翼式翼环机构的基础上,给翼环的环圈加装一组以环圈的中轴线为中心呈环形阵列的平切式升力翼片,并且用竖切式升力翼片取代其原有的卸纳翼片。竖切式升力翼片的翼展方向平行于翼环的中轴线,竖切式升力翼片的翼弦线与环圈半径线的夹角可以仿效任一种现行(有中轴的)升力型垂直轴风轮。
[0619]例13:
[0620]在任一种现有翼环机的基础上,用一组以环圈的中轴线为中心呈环形阵列的复合式升力翼片取代其原有的翼片。
[0621]例14:
[0622]在任一种现有翼环机的基础上,用一组以环圈的中轴线为中心呈环形阵列的变形翼片取代其原有的翼片。
[0623](二)中轴式水平自转翼轮机构实施例
[0624]例1(如图 37):
[0625]选用“水平自转翼轮实施例”之(二)中轴式水平自转翼轮实施例”中的实施例I所述的翼片与中轴固定连接的中轴式水平自转翼轮,以其中轴6连接到轴承7(的内环圈),即构成了翼片与中轴作静连接的中轴式水平自转翼轮机构。
[0626]此类风轮机构的轴承7 (的外环圈)连接到载体(如高空机构的机身或塔架),而中轴6连接到发电机或发动机。
[0627]例2(如图 38、图 39、图 40):
[0628]选用水平自转翼轮“中轴式水平自转翼轮实施例”中的实施例2所述的翼片通过轴承与中
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