一种万向风力发电机组的制作方法

本发明涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种万向风力发电机组。

背景技术：

风力发电机组通常通过自然风驱动风叶旋转，从而产出机械能，风叶旋转带动传动轴完成旋转，传动轴下端通过主动轮完成对发电机组件的机械能传动，利用发电机组件完成机械能转换为电能，从而完成发电。

现有的风力发电机的风叶在传动轴上的传动，其风能利用率的高低需要取决于风叶与风向的角度配合，通常是通过设置自动控制系统控制叶片转角而实现，叶片在不同的位置获得相应最佳的叶片转角，然而风向的变化较为无常，其自动控制系统无法及时准确的调整风叶方向，导致其存在一定的滞后性，且风力发电机通常设置在野外，自动控制系统极易受到气候干扰导致出现损坏，影响整体使用，且风力发电机设备较大，出现问题后不便于维修；同时为保证风力发电机运作正常，便于抵抗较大强风，其机座及外壳体体积巨大，导致其整体造架高昂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种万向风力发电机组，具有风能利用率高、风向无限制、安装便捷、制造成本低及后期维护便捷等特点。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种万向风力发电机组，包括机座、发电机组件、传动轴及位于所述传动轴上的至少一组风叶单元，所述传动轴下端固定连接主动轮，所述主动轮与所述发电机组件连接，用于发电机组件完成发电，还包括支柱，所述支柱底端与所述机座呈固定安装，所述支柱上端向上延伸，所述支柱顶端与定位架组件配合安装；还包括传动组件，所述传动组件用于所述传动轴转动使用；还包括定位架组件，所述定位架组件底端与所述支柱呈紧固安装；还包括托架组件，所述托架组件包括位于底部的衬托架单元和位于所述衬托架单元上部的若干受力托架单元，所述托架组件内侧端均设有传动轴配合件，所述传动轴配合件用于完成与所述传动轴配位组装；还包括风叶调整组件，用于调整风叶单元启动或关闭，所述风叶调整组件包括驱动件，所述驱动件连接一主传动齿轮，所述主传动齿轮啮齿配合一内环齿轮，还包括若干辅传动齿轮，所述辅传动齿轮均与所述内环齿轮呈啮齿配合，所述主传动齿轮和若干所述辅传动齿轮呈等分排布设置，所述主传动齿轮和若干所述辅传动齿轮上均固定设有一联动轴，所述联动轴向上延伸贯穿所述托架组件和风叶单元。

所述传动组件包括轴承组件，所述轴承组件由轴向轴承和若干径向轴承构成，所述轴向轴承位于所述传动轴底端部。

所述传动组件包括轴承组件和磁浮组件，所述磁浮组件由两个相同极的磁性环呈相斥上下错位排布构成。

所述磁浮组件包括若干上端磁浮组件和一底端磁浮组件，所述上端磁浮组件由两个相同极的上端磁浮环呈相斥上下排布构成，一个上端磁浮环通过支柱固定架与支柱固定安装，另一个上端磁浮环通过传动轴固定架与传动轴固定安装，所述底端磁浮组件由两个相同极的底端磁浮环呈相斥上下排布构成，一个底端磁浮环固定于传动轴上，另一个底端磁浮环固定于机座上。

所述定位架组件包括定位架，所述定位架底端面设有支柱安装槽，所述支柱顶端嵌合在所述支柱安装槽内，还包括若干拉线，所述拉线上端分别与所述定位架周边固定安装，下端分别连接一调紧器，所述调紧器底端固定连接一固定基座，所述固定基座与地面固定连接。

所述风叶单元安装于所述衬托架单元和所述受力托架单元及上下相邻两个所述受力托架单元外周边之间。

所述风叶单元由若干呈等分排布的风叶构成，所述风叶呈长方形结构。

所述风叶与联动轴呈固定结构，所述风叶随所述联动轴旋转呈角度转动，当α角度为0度、90度、180及270度度时，风叶呈停止状态，当0度<α<90度及90度<α<180度时，风叶受自然风呈顺时针方向旋转，当180度<α<270度及270度<α<360度时，风叶受自然风呈逆时针方向旋转，α角度为风叶面与支柱的直径方向形成的夹角角度。

所述衬托架单元和所述受力托架单元呈相同结构，均由若干托架板单元、若干横向加强筋及若干纵向加强筋连接构成，若干所述托架板单元呈等分排布设置，所述托架板单元由上托架板和下托架板呈上下排布构成，所述上托架板和下托架板之间通过若干所述纵向加强筋固定连接，同平面内相邻两个上托架板或相邻两个下托架板之间通过横向加强筋固定连接。

所述传动轴下端设有传动轴锁销孔，所述支柱下端设有支柱锁销孔，所述传动轴锁销孔和所述支柱锁销孔内均用于贯穿一定位锁销，所述支柱底端部设有一接口槽，还包括一顶柱，所述顶柱上端与所述接口槽呈嵌合配合，机座上设有一螺纹嵌合槽，所述螺纹嵌合槽与所述顶柱下端呈螺纹紧固配合。

本发明与现有技术相比具有如下突出优点和效果：本发明通过风叶调整组件便于完成风叶角度的调整，从而便于实现万向风力驱动，具有风能利用率高、风向无限制、安装便捷、制造成本低及后期维护便捷等特点。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明的整体剖视结构示意图一；

图2为本发明的定位锁销安装局部放大结构示意图；

图3为本发明的托架组件与风叶单元安装结构示意图；

图4为本发明的风叶调整组件安装结构示意图；

图5为本发明的同组风叶单元等分排布结构示意图；

图6为本发明的上端磁浮组件安装结构示意图；

图7为本发明的定位架结构示意图；

图8为本发明的整体剖视结构示意图二；

图9为本发明的整体剖视结构示意图三；

图10为本发明的整体剖视结构示意图四；

图11为本发明的风叶单元顺时针旋转状态结构示意图一；

图12为本发明的风叶单元顺时针旋转状态结构示意图二；

图13为本发明的风叶单元逆时针旋转状态结构示意图；

图14为本发明的风叶单元垂直停止状态结构示意图；

图15为本发明的风叶单元平行停止状态结构示意图；

其中：1、定位架组件；11、定位架；111、支柱安装槽；12、拉线；13、调紧器；14、固定基座；2、支柱；21、定位锁销；22、顶柱；23、接口槽；24、支柱锁销孔；3、传动轴；31、传动轴锁销孔；4、风叶单元；41、风叶；5、托架组件；51、受力托架单元；52、衬托架单元；53、传动轴配合件；54、上托架板；55、下托架板；56、横向加强筋；57、纵向加强筋；6、风叶调整组件；61、联动轴；62、驱动件；63、主传动齿轮；64、内环齿轮；65、辅传动齿轮；7、机座；71、螺纹嵌合槽；72、电源；73、立柱；8、传动组件；81、上端磁浮组件；82、径向轴承；83、底端磁浮组件；84、保护轴承；85、传动轴固定架；86、支柱固定架；87、轴向轴承；9、发电机组件；91、主动轮。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1至图15所示，本发明提供的一种万向风力发电机组，包括机座7、发电机组件9、传动轴3及位于传动轴3上的至少一组风叶单元4，传动轴3下端固定连接主动轮91，主动轮91与发电机组件9连接，用于发电机组件9完成发电，还包括支柱2，支柱2底端与机座7呈固定安装，支柱2上端向上延伸，支柱2顶端与定位架组件1配合安装，支柱2用于整体部件的支撑；还包括传动组件8，传动组件8用于传动轴3转动使用；还包括定位架组件1，定位架组件1底端与支柱2呈紧固安装，定位架组件1为支柱2起到辅助支撑作用；还包括托架组件5，托架组件5包括位于底部的衬托架单元52和位于衬托架单元52上部的若干受力托架单元51，托架组件5内侧端均设有传动轴配合件53，传动轴配合件53用于完成与传动轴3配位组装，方便完成安装，托架组件5外侧端用于安装风叶单元4，其为风叶单元4与传动轴3的承接部件；还包括风叶调整组件6，用于调整风叶单元4启动或关闭，但启动时，通过风叶调整组件6完成对风叶单元4角度的调试，当调试完成后锁死角度，其风叶单元4在运行过程中角度不在变化，依据风叶单元4的等分排布结构具有良好的万向导风作用，若需要关闭则可以通过风叶调整组件6将风叶单元4的α角度调整为0度或180度或90度或270度，即为垂直状态面和平行状态面，其为停止状态，α角度为风叶面与支柱2的直径方向形成的夹角角度，风叶调整组件6包括驱动件62，驱动件62连接一主传动齿轮63，主传动齿轮63啮齿配合一内环齿轮64，还包括若干辅传动齿轮65，辅传动齿轮65均与内环齿轮64呈啮齿配合，主传动齿轮63和若干辅传动齿轮65呈等分排布设置，主传动齿轮63和若干辅传动齿轮65上均固定设有一联动轴61，主传动齿轮63和若干辅传动齿轮65为相同结构齿轮，其区别在于主传动齿轮61还同时与驱动件62完成传动连接，联动轴61向上延伸贯穿托架组件5和风叶单元4。

依据上述结构，本发明的工作原理为：当需要启动设备时，驱动件62通电完成动力驱动，电源72通常设置在机座7内部，驱动件62通常为驱动电机和减速机，通过驱动电机产生驱动力，结合减速机完成速率的变化，传输至主传动齿轮63，主传动齿轮63完成旋转，从而带动内环齿轮64，内环齿轮64完成旋转后带动辅传动齿轮65旋转，当主传动齿轮63和若干辅传动齿轮65均完成转动后，其带动各个联动轴61完成转动，联动轴61完成转动后其带动位于上端的风叶单元4完成位置角度的变化，从而实现风叶单元4的位置调整，风叶单元4受到自然风完成旋转，从而带动托架组件5完成旋转，托架组件5与传动轴3为固定安装结构，托架组件5带动传动轴3完成旋转，传动轴3传动至主动轮91，主动轮91与发电机组件9连接，从而带动发电机组件9完成发电。

实施例2

基于上述，本发明的传动组件8包括轴承组件，轴承组件由轴向轴承87和若干径向轴承82构成，轴向轴承87位于传动轴3底端部，便于完成支柱2与传动轴3之间的安装，传动轴3以支柱2为固定轴完成旋转。

实施例3

基于上述，本发明的传动组件8包括轴承组件和磁浮组件，轴承组件包括径向轴承82，径向轴承82位于支柱2与传动轴3之间，支柱2与传动轴3底端之间还设有一保护轴承84，保护轴承84用于配合底端磁浮组件83，避免底端磁浮组件83失效时出现传动轴3旋转扭矩失常现象，磁浮组件由两个相同极的磁性环呈相斥上下错位排布构成，采用磁浮组件结构设计，其可以减少内部传动的摩擦力，增加传动轴的转向性能，提高整体的传动效率。

进一步，本发明磁浮组件包括若干上端磁浮组件81和一底端磁浮组件83，上端磁浮组件81由两个相同极的上端磁浮环呈相斥上下排布构成，一个上端磁浮环通过支柱固定架86与支柱2固定安装，另一个上端磁浮环通过传动轴固定架85与传动轴3固定安装，底端磁浮组件83由两个相同极的底端磁浮环呈相斥上下排布构成，一个底端磁浮环固定于传动轴3上，另一个底端磁浮环固定于机座7上，机座7内还设有若干立柱73，方便支撑，同时便于维修空间，其中若干上端磁浮组件71呈串联设计结构，可以减轻传动轴3传动时的摩擦力，提高整体的传动效率，增加发电效率。

基于实施例2和实施例3所述，如图1所示，本发明传动组件8采用径向轴承82、上端磁浮组件81、保护轴承84及底端磁浮组件83；如图8所示，本发明传动组件8采用径向轴承82、上端磁浮组件81及轴向轴承87；如图9所示，本发明传动组件8采用径向轴承82、上端磁浮组件81及保护轴承84，其保护轴承84替代了底端磁浮组件83或轴向轴承87；如图10所示，本发明传动组件8采用径向轴承82、轴向轴承87及保护轴承84，其采用无磁浮组件结构设计。

实施例4

基于上述，本发明定位架组件1包括定位架，定位架11底端面设有支柱安装槽111，支柱2顶端嵌合在支柱安装槽111内，定位架11位于顶端位置，还包括若干拉线12，拉线12上端分别与定位架周边固定安装，拉线12可以采用拉杆代替，下端分别连接一调紧器13，调紧器13底端固定连接一固定基座14，固定基座14与地面固定连接，固定基座14可以为混凝土浇筑的基座，也可以采用吊耳式固定件，固定件底端埋入混凝土内，利用牵拉结构设计，定位架11可以对支柱2进行位置限定，增加支柱2的安装稳定性，有利于整体设备在强风中的抗性，提高了设备在强风中的运行稳定性，有利于设备在强风中发电使用，同时该结构相对现有技术可以降低其制造成本。

实施例5

基于上述，如图3所示，本发明风叶单元4安装于衬托架单元52和受力托架单元51及上下相邻两个受力托架单元51外周边之间，风叶单元4由若干呈等分排布的风叶41构成，风叶41呈长方形结构，便于受力驱动，风叶41与联动轴61呈固定结构，风叶41随联动轴61旋转呈角度转动，如图11~图15所示，当α角度为0度、90度、180及270度度时，即为垂直状态面和平行状态面，风叶41呈停止状态，当0度<α<90度及90度<α<180度时，风叶41受自然风呈顺时针方向旋转，当180度<α<270度及270度<α<360度时，风叶41受自然风呈逆时针方向旋转，α角度为风叶面与支柱2的直径方向形成的夹角角度。

依据上述结构，当利用风叶调整组件6完成对风叶单元4位置调试后，如图11~图15所示，若采用逆时针方向旋转，其α角度区间为180度<α<270度及270度<α<360度；若采用顺时针旋转，其α角度区间为0度<α<90度及90度<α<180度；若需要停止风叶单元4运行，则利用风叶调整组件6将其角度调整为0度、180度、90度及270度即可。

依据上述结构，其风叶单元4具有万向转动的原理为：当风叶单元4通过风叶调整组件6完成角度调试后，其出于工作状态时，即为顺时针旋转状态或为逆时针旋转状态时，因风叶单元4呈圆周方向等分排布结构，风叶单元4在360度圆周方向其为相同排布结构，结合图11和图12所示，风叶41势必有一侧为风向主受力方，且风叶面内侧同样会受到风力推动，因此其可以完成万向受风转动，不在取决于风向与风叶单元4的受力角度限制，提高了整体的运行效果。

实施例6

依据上述结构，本发明衬托架单元52和受力托架单元51呈相同结构，均由若干托架板单元、若干横向加强筋56及若干纵向加强筋57连接构成，若干托架板单元呈等分排布设置，托架板单元由上托架板54和下托架板55呈上下排布构成，上托架板54和下托架板55之间通过若干纵向加强筋57固定连接，同平面内相邻两个上托架板54或相邻两个下托架板55之间通过横向加强筋56固定连接，横向加强筋56和纵向加强筋57可以采用方管、圆管等材料制造，其加强筋的连接方式呈“v”形延续排布设计，有利于提高整体连接的稳定性，同时减轻衬托架单元52和受力托架单元51的重量。

实施例7

依据上述结构，本发明传动轴3下端设有传动轴锁销孔31，支柱2下端设有支柱锁销孔24，传动轴锁销孔31和支柱锁销孔24内均用于贯穿一定位锁销21，支柱2底端部设有一接口槽23，还包括一顶柱22，顶柱22上端与接口槽23呈嵌合配合，机座7上设有一螺纹嵌合槽71，螺纹嵌合槽71位于底面端，螺纹嵌合槽71与顶柱22下端呈螺纹紧固配合。

依据上述结构，其便于后续维护维修，其工作原理为：利用风叶调整组件6将风叶单元4调整至关闭状态，带传动轴3停止转动后，完成传动轴锁销孔31与支柱锁销孔24的对位，将定位锁销21贯穿至传动轴锁销孔31与支柱锁销孔24完成对传动轴3的锁定，旋转顶柱22，解除顶柱22与接口槽23的嵌合状态，顶柱22进入螺纹嵌合槽71内，从而底端出现维修间隙，定位锁销21将上端部件完成锁死，便于完成对传动组件8或主动轮91等相关维护维修部件的拆除更换，提高了后续维护维修的便捷性。

本发明的创新要点在于：1、本发明采用支柱2结合定位架组件1设计，形成整体的框架结构，利用支柱2的支撑效果，结合定位架组件1对支柱2形成的牵拉固定效果，提高了设备整体的稳固性，有利于在强风环境下使用，同时该结构设计制造成本相对较低；2、风叶单元4内的风叶41采用沿圆周等分结构排布，利用风叶调整组件6可以实现风叶单元4合理的角度调试，避免了风向限制，具有良好的风能利用效果，避免了传统需要时刻调整风叶41才能提高风能利用率的弊端；3、采用合理的托架组件5结构设计，采用横向加强筋56和纵向加强筋57的连接设计，降低了风叶单元4安装部件的重量，同时保证风叶单元4安装的稳定性，提高了风叶单元4与传动轴3之间扭矩传动的承受力；4、结合设计定位销轴21，采用插销锁止结构设计，配合底端顶柱22的螺旋脱位，便于形成维修空间，便于后期维护维修。

本发明通过风叶调整组件6便于完成风叶角度的调整，从而便于实现万向风力驱动，具有风能利用率高、风向无限制、安装便捷、制造成本低及后期维护便捷等特点。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。