机翼式高空风能太阳能发电装置的制造方法
【专利摘要】一种机翼式高空风能太阳能发电装置，它是在矩形机翼上表面全部铺设太阳能电池，矩形机翼下端设置由转向电机、减速器、曲轴、连杆、外转子电机、螺旋桨组成的组合式转向风机，所述转向电机控制前排4个螺旋桨和后排4个螺旋桨同步向上或者向前转向，所述组合式转向风机下端设置左、右控制线缆和左、右钢丝电缆，左、右钢丝电缆下端设置风动转向支架和左、右电动卷扬机，该装置具有升空或者降落时依靠电机风叶垂直升降功能，还具有依靠机翼升空，电机风叶高空风能发电功能，而且机翼上面的太阳能电池在风能发电过程中充分利用了太阳能发电，增加了整机电能输出，另外该装置的风能发电机风叶相对多，风叶总面积与机翼面积的比值小，风能利用率高。
【专利说明】
机翼式高空风能太阳能发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及高空风能太阳能发电装置，确切地说是一种机翼式高空风能太阳能发电装置。
【背景技术】
[0002]当今，世界各国在风电技术的发展和应用中，主要体现在技术成熟的低空风力发电技术领域，高空风能是人类刚开始研发利用的新能源，有研究指出:高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍，因此，高空风电技术是未来的发展趋势。
[0003]申请号为“201410545445.8”的发明专利公开一种“机翼式垂直升降高空风力发电装置”，它的缺点分别是:1.发电机风叶总面积与机翼面积的比值大，风叶相对少，风能利用率低。2.没有利用机翼面积铺设光伏电池获取太阳能。
[0004]为了克服现有高空风力发电技术的缺点，本发明公开一种机翼式高空风能太阳能发电装置，该装置具有升空或者降落时依靠电机风叶垂直升降功能，还具有依靠机翼升空，电机风叶高空风能发电功能，而且机翼上面的太阳能电池在风能发电过程中充分利用了太阳能发电，增加了整机电能输出，另外该装置的风能发电机风叶相对多，风叶总面积与机翼面积的比值小，风能利用率高。
【发明内容】
[0005]所述机翼式高空风能太阳能发电装置所采取的技术方案是由矩形机翼、太阳能电池、风速传感器、组合式转向风机、转向电机、卷线电机、无线智能控制盒、控制线缆、钢丝电缆、风动转向支架、无线控制盒、电动卷扬机、声光报警器、手控无线遥控器组成，其结构特点是:所述机翼式高空风能太阳能发电装置设有矩形机翼，矩形机翼设有龙骨架，龙骨架俯视平面是矩形，左右侧面是流线型，龙骨架表面用铝皮包装成机翼形，所述矩形机翼上表面全部铺设太阳能电池，矩形机翼上端设有风速传感器，矩形机翼下端设置组合式转向风机，所述组合式转向风机设置左、右机架，在左机架右端和右机架左端均设置前、后连接板，所述左、右机架的前、后连接板上端分别安装在所述矩形机翼下面4个固定点，左、右机架对称于矩形机翼中线的左、右端，所述左、右机架前端设置前左、右轴孔，前左、右轴孔内安装前转向轴，前左、右轴孔对称于前转向轴的中点，前转向轴上焊接4个排列整齐的前电机轴，4个前电机轴对称排列在前转向轴中点的左、右端，4个前电机轴均垂直于前转向轴;所述左、右机架后端设置后左、右轴孔，后左、右轴孔内安装后转向轴，后左、右轴孔对称于后转向轴的中点，所述后转向轴长度小于前转向轴长度，后转向轴上焊接4个等分的排列整齐的后电机轴，4个后电机轴均垂直于后转向轴，所述前、后转向轴互相平行，前、后转向轴上共计8个电机轴，8个电机轴在前视图中的直线上互相错位排列，所述前、后8个电机轴上均设置外转子电机，所述外转子电机选用同一型号的无刷永磁直流电机，外转子电机前端均设置同一型号的螺旋桨，前转向轴上4个前外转子电机的相邻螺旋桨的转向互为相反;后转向轴上4个后外转子电机的相邻螺旋桨的转向互为相反，使得对称于矩形机翼中线的前、后螺旋桨工作在电动模式或者发电模式时处于动态平衡状态;所述转向电机设置减速器，减速器左端通过支架安装在所述左机架右端，所述减速器右端设置主动曲轴和连杆，主动曲轴下端的轴头连接在连杆中部的轴承内，连杆前端设置前轴承，前轴承内设置前曲轴，前曲轴上端焊接在前转向轴上;连杆后端设置后轴承，后轴承内设置后曲轴，后曲轴上端焊接在后转向轴上，所述转向电机经过减速器驱动主动曲轴、连杆、前曲轴、前转向轴、后曲轴、后转向轴，使所述前、后8个电机轴同步垂直向上或者同步水平向前的正反转动;所述右机架左中端设置无线智能控制盒;所述左、右机架的前连接板下端设置左、右连接孔，左、右连接孔内设置左、右绝缘套，左、右绝缘套内穿有左、右钢丝电缆，左、右钢丝电缆的首端固定在左、右电缆夹上，左、右电缆夹上各焊接一根导线连接到无线智能控制盒的电源端，左、右钢丝电缆既是无线智能控制盒的电源传输导线，又是矩形机翼的高空牵引线缆，矩形机翼的前方地面上设有风动转向支架，它是一个能自动跟随风向转动的转向支架，风动转向支架设有圆底座，圆底座圆周设有4个连接孔，4个连接孔与地面基础上4个螺丝钉连接，圆底座上面设有中心轴，中心轴中部设有轴承及轴承架，中心轴上端设有固定螺帽，轴承架上端安装长方形平台，长方形平台上面左、右端各安装一台电动卷扬机，它们对称安装在长方形平台左、右端，长方形平台上面中部安装蓄电池，所述左、右钢丝电缆的下端分别缠绕在左，右电动卷扬机的卷筒上，所述卷线电机用于控制矩形机翼在空中的水平仰角，卷线电机的右端固定在所述右机架的后连接板左下端，卷线电机设置长驱动轴，所述左机架的后连接板下端设置长轴孔，所述长驱动轴左端装进长轴孔内，长驱动轴左、右端缠绕左、右控制线缆，左、右控制线缆是绝缘的高强度纤维线缆，左、右控制线缆的首端固定在长驱动轴左、右端，左、右控制线缆的尾端固定在左、右钢丝电缆的左、右卡线头上;所述机翼式高空风能太阳能发电装置设有手控无线遥控器，实现对空中和地面的各种电机工作状态进行集中实时遥控，从而对矩形机翼的空中姿态以及垂直升降进行手动控制。
[0006]所述减速器右端设置上霍尔限位开关和下霍尔限位开关，所述主动曲轴左端设置圆片永磁体，所述转向电机正向转动使所述前、后电机轴同步垂直向上到位时，上霍尔限位开关接近圆片永磁体后关断电源，转向电机自动停止，所述前、后螺旋桨与地面平行，所述组合式转向风机在电动模式下使得整机工作在升降状态;所述转向电机反向转动使所述前、后电机轴同步水平向前转动到位时，下霍尔限位开关接近圆片永磁体后关断电源，转向电机自动停止，所述前、后螺旋桨与地面垂直，所述组合式转向风机在发电模式下使得整机工作在风能发电状态。
[0007]所述电动卷扬机是两个对称安装的左、右电动卷扬机，左电动卷扬机设有左、右支架，左、右支架上端设有卷筒轴，卷筒轴上安装塑料卷筒，塑料卷筒的左边设有齿轮圈，所述左支架左端设有卷扬电机，卷扬电机驱动轴上安装小齿轮，小齿轮与齿轮圈啮合，塑料卷筒右端面设有滑环圈，滑环圈是铜制品，与左钢丝电缆的尾端连接，所述左支架设有炭刷架及炭刷，炭刷与滑环圈弹性接触，炭刷引出线与所述无线控制盒的电源输入端连接，无线控制盒的电源输出线与所述的蓄电池组连接，蓄电池组的输出线连接用电单位;所述右电动卷扬机的结构与所述左电动卷扬机相同，是同一种规格和型号的产品，安装在长方形平台右端，与左电动卷扬机对称，所述右电动卷扬机的滑环圈连接右钢丝电缆的尾端;炭刷引出线与所述无线控制盒的输入端连接。
[0008]所述无线智能控制盒由外壳、电路板、稳压电源电路、数字解码无线信号接收电路、8个独立的外转子电机智能控制电路、卷线电机控制电路、风控转向电机控制电路、报警控制电路，继电器组输出电路以及接收天线组成，数字解码无线信号接收电路的各种控制输出端，分别与各种电机控制电路的输入端对应连接，各种电机控制电路的输出端到各个继电器，各个继电器输出端分别与各种电机连接，分别控制卷线电机和风控转向电机正转、反转或者开关，外转子电机智能控制电路不仅控制外转子电机的开关和快慢，还具有升压反充电功能，外转子电机反转时，能自动给蓄电池组反充电；所述风速传感器的输出线和上、下限位霍尔开关的输出线分别连接风控转向电机控制电路相应的输入端，风速传感器的输出线与报警控制电路输入端连接，报警控制电路输出端经过继电器连接声光报警器，所有控制电路单元都由稳压电源电路供电，稳压电源电路由蓄电池组供电；所述太阳能电池的输出端经过连接导线到无线智能控制盒的电源电路，太阳能电池利用白天的阳光发电，增加整机电能输出。
[0009]所述无线控制盒由外壳、电路板、稳压电路、数字解码无线信号接收电路、左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制电路、电源开关控制电路和继电器组输出电路以及接收天线组成，数字解码无线信号接收电路的各种控制输出端，分别与左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制电路和电源开关电路的各控制输入端对应连接，左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制的输出端到各个继电器，各个继电器输出端分别连接左卷扬电机和右卷扬电机，电源开关控制电路的继电器输出线串联在蓄电池组输出线上，所有控制电路单元都由稳压电路供电，稳压电路由蓄电池组供电。
[0010]所述手控无线遥控器由外壳、电路板、键盘按钮电路、数字编码无线信号发射电路、信息显示电路、信息显示屏、二节五号电池、内置天线组成，所述键盘按钮电路连接数字编码无线信号发射电路和信息显示电路输入端，信息显示电路输出连接信息显示屏，所有电路单元都由二节五号电池供电，无线遥控器面板上端左侧是电源开关按钮，右侧是风控转向电机开关按钮，中部是信息显示屏，显示控制对象及动态信息，信息显示屏下端操纵面设有4个船型按钮，操纵面上端是控制前、后螺旋桨的船型按钮；中间是左卷扬电机控制按钮和右卷扬电机控制按钮;下端是卷线电机控制按钮;遥控器外壳内部下端设有二节五号电池;上端设有内置天线，双手控制各船型按钮，实现对空中和地面的各种电机工作状态进tx集中实时遥控。
[0011]所述机翼式高空风能太阳能发电装置的初始状态是:所述组合式转向风机下端着地，所述前、后螺旋桨与地面平行，矩形机翼前端迎着风吹方向，距离风动转向支架的后方十米，矩形机翼与风动转向支架互相平行，双手控制无线遥控器，左手按动电源开关按钮，整机电源开通，显示屏显示整机初始待命状态。
[0012]当右手按动前、后螺旋桨的船型按钮右端时，遥控信号经过发射到接收电路的8个外转子电机智能控制电路输入端，控制电压输出到继电器驱动8个外转子电机，使所述前、后螺旋桨逐步加速到整个矩形机翼起飞，当左手按动前、后螺旋桨的船型按钮左端时，使所述前、后螺旋桨逐步减速到整个矩形机翼下降，控制矩形机翼升空一定高度，在自然风力作用下，风动转向支架向后斜拉矩形机翼的左、右钢丝电缆，左、右手同时按左、右卷扬电机控制按钮上端，遥控信号经过左、右卷扬电机控制电路和继电器驱动左、右卷扬电机同步正转，左、右塑料卷筒的钢丝电缆同步开放，矩形机翼缓慢上升，如果左、右手同时按左、右船型按钮下端，左、右钢丝电缆同步回收，矩形机翼缓慢下降，矩形机翼升到高空达到一定风速时，矩形机翼依靠自然风速产生的升力支持在空中，手控前、后螺旋桨逐步减速直至关闭，手控左、右钢丝电缆的长短，平衡左、右拉力，稳定矩形机翼在空中的姿态，左、右手分别按动卷线电机控制按钮的左、右端，调整矩形机翼在空中的水平仰角，使其适应不同风速，以获得最大升力，矩形机翼姿态稳定后，右手打开遥控器右上角的风控转向电机开关按钮，使风控转向电机控制电路进入自动控制模式。
[0013]所述风速传感器测量的风速达到能驱动前、后螺旋桨转动发电的程度后，风速传感器输出正触发信号到风控转向电机控制电路相应的输入端，风控转向电机控制电路输出信号到正转继电器，驱动风控转向电机正转，使前、后螺旋桨转向在正对风向位置，高空风能吹动前、后螺旋桨反向转动发电，所述风动转向支架自动跟踪风向转动，矩形机翼前沿始终在风动转向支架后方，使矩形机翼前沿始终迎着风向。
[0014]当风速传感器测量的风速小到不能驱动前、后螺旋桨转动发电的风速，风速传感器输出负触发信号到风控转向电机控制电路相应的输入端，风控转向电机控制电路输出信号到反转继电器驱动风控转向电机反转，使前、后螺旋桨转向在与地面平行的停机待命状态，当风速恢复正常后，风速传感器又重新控制前、后螺旋桨转向在与地面垂直的高空发电状态，当风速传感器测量的风速小到免强支撑矩形机翼时，风速传感器输出报警信号到报警控制电路输入端，报警控制电路的继电器输出打开声光报警器，声光报警器向周围发出声光报警信号，提醒操作人员准备降落矩形机翼，降落矩形机翼时，左、右手同时按左、右船型按钮下端，左、右钢丝电缆同步回收，矩形机翼降落较低高度后，右手按动前、后螺旋桨控制按钮启动前、后螺旋桨，再控制前、后螺旋桨逐步减速，在矩形机翼缓慢下降过程中，左、右手按动卷线电机控制按钮，将矩形机翼控制在风动转向支架后方，直至软着地，此时矩形机翼又重新返回初始状态。
[0015]所述机翼式高空风能太阳能发电装置的有益效果是:该装置具有升空或者降落时依靠电机风叶垂直升降功能，还具有依靠机翼升空，电机风叶高空风能发电功能，而且机翼上面的太阳能电池在风能发电过程中充分利用了太阳能发电，增加了整机电能输出，另外该装置的风能发电机风叶相对多，风叶总面积与机翼面积的比值小，风能利用率高，该装置在没有风的时候不会掉下来，不存在安全隐患，在有风时，机翼升力大，升高容易，缩短了牵引线缆，安装控制简单，可操作性好。
【附图说明】
[0016]图1为所述机翼式高空风能太阳能发电装置高空发电时的正视结构示意图。
[0017]图2为所述机翼式高空风能太阳能发电装置起飞时的右视结构示意图。
[0018]图3为所述机翼式高空风能太阳能发电装置高空发电时的右视结构示意图。
[0019]图4为手控无线遥控器结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图进一步说明。
[0021]在图1、图2和图3中，所述机翼式高空风能太阳能发电装置设有矩形机翼1，矩形机翼设有龙骨架，龙骨架俯视平面是矩形，左右侧面是流线型，龙骨架表面用铝皮包装成机翼形，所述矩形机翼上表面全部铺设太阳能电池2，矩形机翼上端设有风速传感器3，矩形机翼下端设置组合式转向风机，所述组合式转向风机设置左、右机架4、5，在左机架右端和右机架左端均设置前、后连接板6、7，所述左、右机架的前、后连接板上端分别安装在所述矩形机翼下面4个固定点，左、右机架对称于矩形机翼中线的左、右端，所述左、右机架前端设置前左、右轴孔，前左、右轴孔内安装前转向轴8，前左、右轴孔对称于前转向轴的中点，前转向轴上焊接4个排列整齐的前电机轴9，4个前电机轴对称排列在前转向轴中点的左、右端，4个前电机轴均垂直于前转向轴;所述左、右机架后端设置后左、右轴孔，后左、右轴孔内安装后转向轴10，后左、右轴孔对称于后转向轴的中点，所述后转向轴长度小于前转向轴长度，后转向轴上焊接4个等分的排列整齐的后电机轴11，4个后电机轴均垂直于后转向轴，所述前、后转向轴互相平行，前、后转向轴上共计8个电机轴，8个电机轴在正视图中的直线上互相错位排列，所述前、后8个电机轴上均设置外转子电机12，所述外转子电机选用同一型号的无刷永磁直流电机，外转子电机前端均设置同一型号的螺旋桨13，前转向轴上4个前外转子电机的相邻螺旋桨的转向互为相反;后转向轴上4个后外转子电机的相邻螺旋桨的转向互为相反，使得对称于矩形机翼中线的前、后螺旋桨工作在电动模式或者发电模式时处于动态平衡状态;所述转向电机14设置减速器15，减速器左端通过支架16安装在所述左机架右端，所述减速器右端设置主动曲轴17和连杆18，主动曲轴下端的轴头连接在连杆中部的轴承内，连杆前端设置前轴承，前轴承内设置前曲轴19，前曲轴上端焊接在前转向轴上;连杆后端设置后轴承，后轴承内设置后曲轴20，后曲轴上端焊接在后转向轴上，所述转向电机经过减速器驱动主动曲轴、连杆、前曲轴、前转向轴、后曲轴、后转向轴，使所述前、后8个电机轴同步垂直向上或者同步水平向前的正反转动；所述右机架左中端设置无线智能控制盒21;所述左、右机架的前连接板下端设置左、右连接孔，左、右连接孔内设置左、右绝缘套22、23，左、右绝缘套内穿有左、右钢丝电缆24、25，左、右钢丝电缆的首端固定在左、右电缆夹26、27上，左、右电缆夹上各焊接一根导线28连接到无线智能控制盒的电源端，左、右钢丝电缆既是无线智能控制盒的电源传输导线，又是矩形机翼的高空牵引线缆，矩形机翼的前方地面上设有风动转向支架，它是一个能自动跟随风向转动的转向支架，风动转向支架设有圆底座29，圆底座圆周设有4个连接孔，4个连接孔与地面基础上4个螺丝钉连接，圆底座上面设有中心轴30，中心轴中部设有轴承31及轴承架32，中心轴上端设有固定螺帽33，轴承架上端安装长方形平台34，长方形平台上面左、右端各安装一台电动卷扬机35，它们对称安装在长方形平台左、右端，长方形平台上面中部安装蓄电池36，所述左、右钢丝电缆的下端分别缠绕在左，右电动卷扬机的卷筒上，所述卷线电机37用于控制矩形机翼在空中的水平仰角，卷线电机的右端固定在所述右机架的后连接板左下端，卷线电机设置长驱动轴38，所述左机架的后连接板下端设置长轴孔，所述长驱动轴左端装进长轴孔内，长驱动轴左、右端缠绕左、右控制线缆39、40，左、右控制线缆是绝缘的高强度纤维线缆，左、右控制线缆的首端固定在长驱动轴左、右端，左、右控制线缆的尾端固定在左、右钢丝电缆的左、右卡线头41、42上;所述机翼式高空风能太阳能发电装置设有手控无线遥控器，实现对空中和地面的各种电机工作状态进行集中实时遥控，从而对矩形机翼的空中姿态以及垂直升降进行手动控制。
[0022]所述减速器右端设置上霍尔限位开关43和下霍尔限位开关44，所述主动曲轴左端设置圆片永磁体45，所述转向电机正向转动使所述前、后电机轴同步垂直向上到位时，上霍尔限位开关接近圆片永磁体后关断电源，转向电机自动停止，所述前、后螺旋桨与地面平行，所述组合式转向风机在电动模式下使得整机工作在升降状态;所述转向电机反向转动使所述前、后电机轴同步水平向前转动到位时，下霍尔限位开关接近圆片永磁体后关断电源，转向电机自动停止，所述前、后螺旋桨与地面垂直，所述组合式转向风机在发电模式下使得整机工作在风能发电状态。
[0023]所述电动卷扬机是两个对称安装的左、右电动卷扬机，左电动卷扬机设有左、右支架46、47，左、右支架上端设有卷筒轴48，卷筒轴上安装塑料卷筒49，塑料卷筒的左边设有齿轮圈50，所述左支架左端设有卷扬电机51，卷扬电机驱动轴上安装小齿轮52，小齿轮与齿轮圈啮合，塑料卷筒右端面设有滑环圈，滑环圈是铜制品，与左钢丝电缆的尾端连接，所述左支架设有炭刷架及炭刷53，炭刷与滑环圈弹性接触，炭刷引出线54与所述无线控制盒的电源输入端连接，无线控制盒的电源输出线55与所述的蓄电池组连接，蓄电池组的输出线连接用电单位;所述右电动卷扬机的结构与所述左电动卷扬机相同，是同一种规格和型号的产品，安装在长方形平台右端，与左电动卷扬机对称，所述右电动卷扬机的滑环圈连接右钢丝电缆的尾端;炭刷引出线与所述无线控制盒的电源输入端连接。
[0024]所述无线智能控制盒由外壳、电路板、稳压电源电路、数字解码无线信号接收电路、8个独立的外转子电机智能控制电路、卷线电机控制电路、风控转向电机控制电路、报警控制电路，继电器组输出电路以及接收天线组成，数字解码无线信号接收电路的各种控制输出端，分别与各种电机控制电路的输入端对应连接，各种电机控制电路的输出端到各个继电器，各个继电器输出端分别与各种电机连接，分别控制卷线电机和风控转向电机正转、反转或者开关，外转子电机智能控制电路不仅控制外转子电机的开关和快慢，还具有升压反充电功能，外转子电机反转时，能自动给蓄电池组反充电；所述风速传感器的输出线和上、下限位霍尔开关的输出线分别连接风控转向电机控制电路相应的输入端，风速传感器的输出线与报警控制电路输入端连接，报警控制电路输出端经过继电器连接声光报警器，所有控制电路单元都由稳压电源电路供电，稳压电源电路由蓄电池组供电；所述太阳能电池的输出端经过连接导线到无线智能控制盒的电源电路，太阳能电池利用白天的阳光发电，增加整机电能输出。
[0025]所述无线控制盒由外壳、电路板、稳压电路、数字解码无线信号接收电路、左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制电路、电源开关控制电路和继电器组输出电路以及接收天线组成，数字解码无线信号接收电路的各种控制输出端，分别与左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制电路和电源开关电路的各控制输入端对应连接，左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制的输出端到各个继电器，各个继电器输出端分别连接左卷扬电机和右卷扬电机，电源开关控制电路的继电器输出线串联在蓄电池组输出线上，所有控制电路单元都由稳压电路供电，稳压电路由蓄电池组供电。
[0026]在图4所述的手控无线遥控器结构示意图中，所述手控无线遥控器由外壳、电路板、键盘按钮电路、数字编码无线信号发射电路、信息显示电路、信息显示屏、二节五号电池、内置天线组成，所述键盘按钮电路连接数字编码无线信号发射电路和信息显示电路输入端，信息显示电路输出连接信息显示屏，所有电路单元都由二节五号电池供电，无线遥控器面板上端左侧是电源开关按钮56，右侧是风控转向电机开关按钮57，中部是信息显示屏58，显示控制对象及动态信息，信息显示屏下端操纵面设有4个船型按钮，操纵面上端是控制前、后螺旋桨的船型按钮59;中间是左卷扬电机控制按钮60和右卷扬电机控制按钮61 ；下端是卷线电机控制按钮62;遥控器外壳内部下端设有二节五号电池63;上端设有内置天线，双手控制各船型按钮，实现对空中和地面的各种电机工作状态进行集中实时遥控。
【主权项】
1.一种机翼式高空风能太阳能发电装置，由矩形机翼、太阳能电池、风速传感器、组合式转向风机、转向电机、卷线电机、无线智能控制盒、控制线缆、钢丝电缆、风动转向支架、无线控制盒、电动卷扬机、声光报警器、手控无线遥控器组成，其特征在于:所述机翼式高空风能太阳能发电装置设有矩形机翼(I)，矩形机翼设有龙骨架，龙骨架俯视平面是矩形，左右侧面是流线型，龙骨架表面用铝皮包装成机翼形，所述矩形机翼上表面全部铺设太阳能电池(2)，矩形机翼上端设有风速传感器(3)，矩形机翼下端设置组合式转向风机，所述组合式转向风机设置左、右机架(4、5)，在左机架右端和右机架左端均设置前、后连接板(6、7)，所述左、右机架的前、后连接板上端分别安装在所述矩形机翼下面4个固定点，左、右机架对称于矩形机翼中线的左、右端，所述左、右机架前端设置前左、右轴孔，前左、右轴孔内安装前转向轴(8)，前左、右轴孔对称于前转向轴的中点，前转向轴上焊接4个排列整齐的前电机轴(9)，4个前电机轴对称排列在前转向轴中点的左、右端，4个前电机轴均垂直于前转向轴;所述左、右机架后端设置后左、右轴孔，后左、右轴孔内安装后转向轴(10)，后左、右轴孔对称于后转向轴的中点，所述后转向轴长度小于前转向轴长度，后转向轴上焊接4个等分的排列整齐的后电机轴(11)，4个后电机轴均垂直于后转向轴，所述前、后转向轴互相平行，前、后转向轴上共计8个电机轴，8个电机轴在正视图中的直线上互相错位排列，所述前、后8个电机轴上均设置外转子电机(12)，所述外转子电机选用同一型号的无刷永磁直流电机，外转子电机前端均设置同一型号的螺旋桨(13)，前转向轴上4个前外转子电机的相邻螺旋桨的转向互为相反;后转向轴上4个后外转子电机的相邻螺旋桨的转向互为相反，使得对称于矩形机翼中线的前、后螺旋桨工作在电动模式或者发电模式时处于动态平衡状态;所述转向电机(14)设置减速器(15)，减速器左端通过支架(16)安装在所述左机架右端，所述减速器右端设置主动曲轴(17)和连杆(18)，主动曲轴下端的轴头连接在连杆中部的轴承内，连杆前端设置前轴承，前轴承内设置前曲轴(19)，前曲轴上端焊接在前转向轴上;连杆后端设置后轴承，后轴承内设置后曲轴(20)，后曲轴上端焊接在后转向轴上，所述转向电机经过减速器驱动主动曲轴、连杆、前曲轴、前转向轴、后曲轴、后转向轴，使所述前、后8个电机轴同步垂直向上或者同步水平向前的正反转动;所述右机架左中端设置无线智能控制盒(21);所述左、右机架的前连接板下端设置左、右连接孔，左、右连接孔内设置左、右绝缘套(22、23)，左、右绝缘套内穿有左、右钢丝电缆(24、25)，左、右钢丝电缆的首端固定在左、右电缆夹(26)上，左、右电缆夹上各焊接一根导线(27)连接到无线智能控制盒的电源端，左、右钢丝电缆既是无线智能控制盒的电源传输导线，又是矩形机翼的高空牵引线缆，矩形机翼的前方地面上设有风动转向支架，它是一个能自动跟随风向转动的转向支架，风动转向支架设有圆底座(28)，圆底座圆周设有4个连接孔(29)，4个连接孔与地面基础上4个螺丝钉连接，圆底座上面设有中心轴(30)，中心轴中部设有轴承(31)及轴承架(32)，中心轴上端设有固定螺帽(33)，轴承架上端安装长方形平台(34)，长方形平台上面左、右端各安装一台电动卷扬机(35)，它们对称安装在长方形平台左、右端，长方形平台上面中部安装蓄电池(36)，所述左、右钢丝电缆的下端分别缠绕在左，右电动卷扬机的卷筒上，所述卷线电机(37)用于控制矩形机翼在空中的水平仰角，卷线电机的右端固定在所述右机架的后连接板左下端，卷线电机设置长驱动轴(38)，所述左机架的后连接板下端设置长轴孔，所述长驱动轴左端装进长轴孔内，长驱动轴左、右端缠绕左、右控制线缆(39、40)，左、右控制线缆是绝缘的高强度纤维线缆，左、右控制线缆的首端固定在长驱动轴左、右端，左、右控制线缆的尾端固定在左、右钢丝电缆的左、右卡线头(41、42)上;所述机翼式高空风能太阳能发电装置设有手控无线遥控器，实现对空中和地面的各种电机工作状态进行集中实时遥控，从而对矩形机翼的空中姿态以及垂直升降进行手动控制。2.根据权利要求1所述的机翼式高空风能太阳能发电装置，其特征在于:所述减速器右端设置上霍尔限位开关(43)和下霍尔限位开关(44)，所述主动曲轴左端设置圆片永磁体(45)，所述转向电机正向转动使所述前、后电机轴同步垂直向上到位时，上霍尔限位开关接近圆片永磁体后关断电源，转向电机自动停止，所述前、后螺旋桨与地面平行，所述组合式转向风机在电动模式下使得整机工作在升降状态;所述转向电机反向转动使所述前、后电机轴同步水平向前转动到位时，下霍尔限位开关接近圆片永磁体后关断电源，转向电机自动停止，所述前、后螺旋桨与地面垂直，所述组合式转向风机在发电模式下使得整机工作在风能发电状态。3.根据权利要求1所述的机翼式高空风能太阳能发电装置，其特征在于:所述电动卷扬机是两个对称安装的左、右电动卷扬机，左电动卷扬机设有左、右支架(46、47)，左、右支架上端设有卷筒轴(48)，卷筒轴上安装塑料卷筒(49)，塑料卷筒的左边设有齿轮圈(50)，所述左支架左端设有卷扬电机(51)，卷扬电机驱动轴上安装小齿轮(52)，小齿轮与齿轮圈啮合，塑料卷筒右端面设有滑环圈，滑环圈是铜制品，与左钢丝电缆的尾端连接，所述左支架设有炭刷架及炭刷(53)，炭刷与滑环圈弹性接触，炭刷引出线(54)与所述无线控制盒的电源输入端连接，无线控制盒的电源输出线(55)与所述的蓄电池组连接，蓄电池组的输出线连接用电单位;所述右电动卷扬机的结构与所述左电动卷扬机相同，是同一种规格和型号的产品，安装在长方形平台右端，与左电动卷扬机对称，所述右电动卷扬机的滑环圈连接右钢丝电缆的尾端;炭刷引出线与所述无线控制盒的电源输入端连接。4.根据权利要求1所述的机翼式高空风能太阳能发电装置，其特征在于:所述无线智能控制盒由外壳、电路板、稳压电源电路、数字解码无线信号接收电路、8个独立的外转子电机智能控制电路、卷线电机控制电路、风控转向电机控制电路、报警控制电路，继电器组输出电路以及接收天线组成，数字解码无线信号接收电路的各种控制输出端，分别与各种电机控制电路的输入端对应连接，各种电机控制电路的输出端到各个继电器，各个继电器输出端分别与各种电机连接，分别控制卷线电机和风控转向电机正转、反转或者开关，外转子电机智能控制电路不仅控制外转子电机的开关和快慢，还具有升压反充电功能，外转子电机反转时，能自动给蓄电池组反充电;所述风速传感器的输出线和上、下限位霍尔开关的输出线分别连风控转向电机控制电路相应的输入端，风速传感器的输出线与报警控制电路输入端连接，报警控制电路输出端经过继电器连接声光报警器，所有控制电路单元都由稳压电源电路供电，稳压电源电路由蓄电池组供电；所述太阳能电池的输出端经过连接导线到无线智能控制盒的电源电路，太阳能电池利用白天的阳光发电，增加整机电能输出。5.根据权利要求1所述的机翼式高空风能太阳能发电装置，其特征在于:所述无线控制盒由外壳、电路板、稳压电路、数字解码无线信号接收电路、左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制电路、电源开关控制电路和继电器组输出电路以及接收天线组成，数字解码无线信号接收电路的各种控制输出端，分别与左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制电路和电源开关电路的各控制输入端对应连接，左卷扬电机控制电路、右卷扬电机控制的输出端到各个继电器，各个继电器输出端分别连接左卷扬电机和右卷扬电机，电源开关控制电路的继电器输出线串联在蓄电池组输出线上，所有控制电路单元都由稳压电路供电，稳压电路由蓄电池组供电。6.根据权利要求1所述的机翼式高空风能太阳能发电装置，其特征在于:所述手控无线遥控器由外壳、电路板、键盘按钮电路、数字编码无线信号发射电路、信息显示电路、信息显示屏、二节五号电池、内置天线组成，所述键盘按钮电路连接数字编码无线信号发射电路和信息显示电路输入端，信息显示电路输出连接信息显示屏，所有电路单元都由二节五号电池供电，无线遥控器面板上端左侧是电源开关按钮(56)，右侧是风控转向电机开关按钮(57)，中部是信息显示屏(58)，显示控制对象及动态信息，信息显示屏下端操纵面设有4个船型按钮，操纵面上端是控制前、后螺旋桨的船型按钮(59);中间是左卷扬电机控制按钮(60)和右卷扬电机控制按钮(61);下端是卷线电机控制按钮(62);遥控器外壳内部下端设有二节五号电池(63);上端设有内置天线，双手控制各船型按钮，实现对空中和地面的各种电机工作状态进行集中实时遥控。
【文档编号】F03D9/25GK106089589SQ201610611521
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月30日 公开号201610611521.X, CN 106089589 A, CN 106089589A, CN 201610611521, CN-A-106089589, CN106089589 A, CN106089589A, CN201610611521, CN201610611521.X
【发明人】朱幕松
【申请人】朱幕松