本发明涉及风力发电领域，具体的说是一种多点采风式风球发电装置。
背景技术：
风力发电是目前人们利用风能的主要方式，其利用风力叶轮带动发电机转子转动，从而将风能转化为电能。但是，目前的多点采风式风球发电装置多为大型风力发电机，其系统庞大，结构复杂，风能利用率低。在日常生活中很难见到风能发电装置。
电力在人们生产和生活中的作用越来越重要，现代电动汽车已日渐普及，为延长电动气车的续航能力，汽车生产厂商智计百出，比如加大电池容量，顶部加入太阳能电池板，或是沿路安装充电桩等等，而这些设计，对于自由出行方面都有这样那样的限制，都没有达到实用级的突破。大自然的能量采集不外乎光能、风能、水能等，光能的利用受天气的影响较大，而传统的风力发电受叶轮尺寸的限制无法移植到电动汽车上。
基于上述问题，本案申请人经过多年研究，终于开发出了一款结构简单、实施方便的小型多点采风式风球发电装置，该多点采风式风球发电装置能有效的将风能转化为电能，从而可以应用于生活中的各个领域，尤其是可以车载，以补充车载电池的电力。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便且风能转换效率高、风力发电效果好的多点采风式风球发电装置。
为解决上述技术问题，本发明的多点采风式风球发电装置包括箱体，其结构特点是所述箱体顶壁上转动安装有多根主轴，主轴上部探出箱体且主轴的外伸端连接多个螺旋叶片，各螺旋叶片间隔环布在主轴周圈并形成球形回转体；箱体顶壁的内侧通过从动带轮安装有同步带，箱体内部安装有发电机，发电机的输入轴与其中的一个从动带轮连接；主轴的底端通过离合机构连接有能与同步带啮合的主动带轮。
采用上述结构，利用各螺旋叶片收集风能，每个球形回转体为一个采风点，球形回转体带动主轴转动，主轴底端的主动带轮通过离合机构选择性的将动力传递给同步带，同步带带动从动带轮转动，从动带轮带动发电机的输入轴转动，发电机发电。可见，本发明的装置通过多点采风可提高发电效率，借助离合机构可选择的将某个采风点接入或接出驱动系统，能保证采风效率，避免某个采风点因转速过低而成为系统的负载。
本发明提供两种离合机构，下面分别进行介绍。
对于第一种离合机构，所述主动带轮滑动安装在主轴的底端部，离合机构包括安装套、甩块、拐臂和压盘，安装套固定套装在主轴上，甩块为两个且分别设置在安装套的两侧，每个甩块的两端各连接一根拐臂，拐臂的弯折部通过销轴铰接在安装套上，拐臂的底端固接有球形滑珠，球形滑珠的直径大于拐臂的外径；压盘的底部与主动带轮固接，压盘的中心开设通孔，压盘的顶面上设置两个用于滑动安装球形滑珠的条形滑槽，两个条形滑槽分别位于甩块两个端部的正下方，条形滑槽上开设有条形豁口且条形豁口的宽度大于拐臂的外径、小于球形滑珠的直径，连接在同一个条形滑槽上的两根拐臂之间连接有回位弹簧。
该离合机构中，安装套固定安装在主轴上并跟随主轴转动，初始静止状态下，两个甩块均位于靠近主轴的位置处，当转速增大时，在离心力的作用下，两个甩块被甩开并朝向下且向远离主轴的方向移动，带动拐臂绕销轴转动，拐臂的底半段进行摆转动作，两拐臂之间的回位弹簧被拉伸，拐臂底端的球形滑珠朝向下且向靠近主轴的方向移动，条形滑槽两端的两个球形滑珠做相向运动，在四根拐臂的作用下，整个压盘下移，进而带动主动带轮下移并插入同步带内；当主轴转速降低时，在回位弹簧的作用下，各个拐臂绕销轴做反向转动，拐臂的上半段带动两个甩块朝向上且向靠近主轴的方向移动，拐臂的下半段带动球形滑珠朝向上且向远离主轴的方向移动，条形滑槽两端的两个球形滑珠做背向运动，在四根拐臂的作用下，压盘被上拉，进而带动主动带轮上移并脱离同步带。可见，该甩块压盘结构具有自动复位功能，从而使得在某个采风点的球形回转体转速降低时，其主动轮可自动脱离同步带，避免该采风点被动运转而造成系统风能转化率降低，从而能提高整个系统的风电转换效率。
对于第一种离合机构中主轴的转动安装结构，主轴通过底座安装在箱体顶壁上，底座为嵌装在箱体顶壁上的筒体，筒体内部通过支架安装有支撑套，主轴的中部转动安装在支撑套中。
对于第一种离合机构中主动带轮的具体结构，主轴通过底座安装在箱体顶壁上，所述主动带轮的底端部连接倒梯形的插装部，插装部与主动带轮的衔接部位为圆滑过渡。主动带轮向下插入同步带的瞬间会影响同步带的正常转动，设置倒梯形的插装部并采用圆滑过渡，可保证主动带轮能顺畅的下插，消除对正在运行中的同步带的影响。
对于第二种离合机构，所述箱体顶壁上在主轴的正下方转动安装有副轴，主动带轮安装在副轴的底端部，所述离合机构包括固装在主轴底端的主动盘、固装在副轴顶端的从动盘，从动盘上开设有与主动盘相适应的沉槽，主动盘的周圈间隔开设多个楔形槽，楔形槽内滑动安装有辊柱。该离合机构中，当主轴转速增大并超过副轴转速时，主动盘的转速大于从动盘的转速，辊柱朝向楔形槽相对较窄的一端滑动并最终挤紧在主动盘和从动盘之间，主动盘与从动盘同步转动，离合机构结合；当主轴转速减小时，主动盘的转速降低，辊柱朝向楔形槽相对较宽的一端滑动，主动盘与从动盘脱离，离合机构分离。
对于第二种离合机构中主轴和副轴的具体转动安装结构，所述底座为嵌装在箱体顶壁上的筒体，筒体内部通过上支架安装有上支撑套、通过下支架安装有下支撑套，主轴的底部转动穿装在上支撑套中，副轴转动穿装在下支撑套中。
球形回转体的转速依据采风位置的不同而大小不一，由于发电机的输入转速需要设置上限，也为了避免转速过大对采风机构造成损伤，因此，系统需要设置超速阻尼机构，具体的：底座筒体内部通过副支架安装有阻尼套环，阻尼套环套设在主轴外部，主轴柱面的周圈上间隔开设多个凹槽，凹槽内安装有可径向滑动并能探出凹槽开口的阻尼块，阻尼块的外表面为弧形且阻尼块与凹槽之间连接有拉簧。当主轴转速过大时，在强离心力的作用下，阻尼块克服拉簧的弹力，径向向外滑动并探出凹槽，阻尼块的外表面与阻尼套环的内壁滑动接触，形成刹车结构，从而将主轴转速限制在系统的承受范围。
对于球形回转体的具体结构，所述主轴的顶端固装有回转圆盘，螺旋叶片的顶端连接在回转圆盘的边沿，底座筒体的顶部转动套接有回转套，螺旋叶片的底端连接在回转套上。
对于箱体的具体结构，所述球形回转体的内部为空腔结构，该空腔结构通过各螺旋叶片之间的间隙与外界连通，该空腔结构通过底座筒体与箱体内腔连通，箱体底部敞口，箱体的周圈边缘向外翻折并形成环形安装沿。整个装置可以单独使用，该结构尤其适用于有顶棚的车辆，包括小型轿车、大中型客车、厢式货车等，能在车辆停止时采集风能以补充车载电池的电力。同时，借助球形回转体的空腔结构以及底座筒体的内部空腔，可将车内密闭空间与外部连通，有助于车内通风换气。
所述从动带轮在靠近箱体两端的位置上各安装一个，主动带轮间隔设置一排或两排且主动带轮的初始位置在同步带的正上方；箱体内安装多个压紧轮，压紧轮成对设置且分别抵靠在同步带的两侧，相邻两个主动带轮之间设置一对压紧轮。压紧轮在同步带的两侧起到限位作用，成对设置的压紧轮还起到收束和涨紧同步带的作用，保证驱动系统稳定运行。
本发明具有结构简单、使用方便、风能转换效率高、风力发电效果好的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中主动带轮为单排时同步带与各轮的配合结构示意图；
图3为本发明中主动带轮为双排时同步带与各轮的配合结构示意图；
图4为第一种离合机构且在主动带轮未插入同步带时整个底座和球形回转体的具体结构示意图；
图5为第一种离合机构且在主动带轮未插入同步带时甩块压盘机构和主动带轮的具体结构示意图；
图6为压盘沿图5中a-a向的剖视放大结构示意图；
图7为第一种离合机构且在主动带轮插入同步带时整个底座和球形回转体的具体结构示意图；
图8为第一种离合机构且在主动带轮插入同步带时甩块压盘机构和主动轮的具体结构示意图；
图9为第二种离合机构中底座和球形回转体具体结构示意图；
图10为沿图9中b-b方向的剖视放大结构示意图；
图11为第二种离合机构中主动盘和从动盘的具体结构示意图；
图12为第二种离合机构中底座和球形回转体另一种结构示意图；
图13为本发明中超速阻尼结构的具体结构示意图；
图14为沿图13中c-c方向的剖视放大结构示意图；
图15为采用第一种离合机构时主轴的另一种安转结构示意图；
图16为采用第二种离合机构时主轴的另一种安装结构示意图。
具体实施方式
参照附图，本发明的多点采风式风球发电装置包括箱体1，箱体1顶壁上转动安装有多根主轴3，主轴3上部探出箱体1且主轴3的外伸端连接多个螺旋叶片4，各螺旋叶片4间隔环布在主轴3周圈并形成球形回转体；箱体顶壁的内侧通过从动带轮5安装有同步带6，箱体1内部安装有发电机7，发电机7的输入轴与其中的一个从动带轮5连接；主轴3的底端通过离合机构连接有能与同步带6啮合的主动带轮8。本发明的方案是：利用各螺旋叶片收集风能，每个球形回转体为一个采风点，球形回转体带动主轴转动，主轴底端的主动带轮通过离合机构选择性的将动力传递给同步带，同步带带动从动带轮转动，从动带轮带动发电机的输入轴转动，发电机发电。通过多点采风可提高发电效率，借助离合机构可选择的将某个采风点接入或接出驱动系统，能保证采风效率，避免某个采风点因转速过低而成为系统的负载。
参照附图，本发明提供两种离合机构，均可以实现将某一采风点接入或接出系统。
对于第一种离合机构，如图4-图8所示，主动带轮8滑动安装在主轴3的底端部，离合机构包括安装套9、甩块10、拐臂11和压盘12，安装套9固定套装在主轴3上，甩块10为两个且分别设置在安装套9的两侧，每个甩块10的两端各连接一根拐臂11，拐臂11的弯折部通过销轴铰接在安装套9上，拐臂11的底端固接有球形滑珠14，球形滑珠14的直径大于拐臂11的外径；压盘12的底部与主动带轮8固接，压盘12的中心开设通孔，压盘12的顶面上设置两个用于滑动安装球形滑珠14的条形滑槽15，两个条形滑槽15分别位于甩块10两个端部的正下方，条形滑槽15上开设有条形豁口151且条形豁口151的宽度大于拐臂11的外径、小于球形滑珠14的直径，连接在同一个条形滑槽15上的两根拐臂11之间连接有回位弹簧16。
参照图4-图8，该离合机构中，安装套9固定安装在主轴3上并跟随主轴3转动，初始静止状态下，两个甩块10均位于靠近主轴3的位置处，当转速增大时，在离心力的作用下，两个甩块10被甩开并朝向下且向远离主轴3的方向移动，带动拐臂11绕销轴转动，拐臂11的底半段进行摆转动作，两拐臂11之间的回位弹簧16被拉伸，拐臂11底端的球形滑珠14朝向下且向靠近主轴3的方向移动，条形滑槽15两端的两个球形滑珠14做相向运动，在四根拐臂11的作用下，整个压盘12下移，进而带动主动带轮8下移并插入同步带6内；当主轴3转速降低时，在回位弹簧16的作用下，各个拐臂11绕销轴做反向转动，拐臂11的上半段带动两个甩块10朝向上且向靠近主轴3的方向移动，拐臂11的下半段带动球形滑珠14朝向上且向远离主轴3的方向移动，条形滑槽15两端的两个球形滑珠14做背向运动，在四根拐臂11的作用下，压盘12被上拉，进而带动主动带轮8上移并脱离同步带6。可见，该甩块压盘结构具有自动复位功能，从而使得在某个采风点的球形回转体转速降低时，其主动轮可自动脱离同步带，避免该采风点被动运转而造成系统风能转化率降低，从而能提高整个系统的风电转换效率。
在第一种离合机构中，对于主轴3的转动安装结构，主轴3通过底座2安装在箱体顶壁上，底座2为嵌装在箱体1顶壁上的筒体，筒体内部通过支架17安装有支撑套18，主轴3的中部转动安装在支撑套18中。
在第一种离合机构中，对于主动带轮的具体结构，主动带轮8的底端部连接倒梯形的插装部81，插装部81与主动带轮8的衔接部位为圆滑过渡。主动带轮8向下插入同步带6的瞬间会影响同步带6的正常转动，设置倒梯形的插装部并采用圆滑过渡，可保证主动带轮8能顺畅的下插，消除对正在运行中的同步带6的影响。
对于第二种离合机构，如图9-图11所示，箱体顶壁上在主轴的正下方转动安装有副轴24，主动带轮8安装在副轴24的底端部，所述离合机构包括固装在主轴3底端的主动盘25、固装在副轴24顶端的从动盘26，从动盘26上开设有与主动盘25相适应的沉槽，主动盘25的周圈间隔开设多个楔形槽27，楔形槽27内滑动安装有辊柱28。该离合机构中，当主轴3转速增大并超过副轴24转速时，主动盘25的转速大于从动盘26的转速，辊柱28朝向楔形槽27相对较窄的一端滑动并最终挤紧在主动盘25和从动盘26之间，主动盘25与从动盘26同步转动，离合机构结合；当主轴3转速减小时，主动盘25的转速降低，辊柱28朝向楔形槽27相对较宽的一端滑动，主动盘25与从动盘26脱离，离合机构分离。
在第二种离合机构中，对于主轴3和副轴24的转动安装结构，主轴3通过底座2安装在箱体顶壁上，底座2为嵌装在箱体1顶壁上的筒体，筒体内部通过上支架29安装有上支撑套30、通过下支架31安装有下支撑套32，主轴3的底部转动穿装在上支撑套30中，副轴24转动穿装在下支撑套32中。
球形回转体的转速依据采风位置的不同而大小不一，由于发电机的输入转速需要设置上限，也为了避免转速过大对采风机构造成损伤，因此，系统需要设置超速阻尼机构。下面结合第二种离合机构的附图，对超速阻尼机构进行详述。
参照附图，当主轴3通过底座2安装时，对于球形回转体的具体结构，主轴3的顶端固装有回转圆盘19，螺旋叶片4的顶端连接在回转圆盘19的边沿，底座筒体的顶部转动套接有回转套20，螺旋叶片4的底端连接在回转套20上。
对于主轴的另一种安装结构，如图15和图16所示，主轴3可直接通过轴承转动安装在箱体顶壁上。如图16所示，当采用第二种离合机构时，副轴24需要额外的支架连接在箱体顶壁上。
参照图12-图14，底座筒体内部通过副支架33安装有阻尼套环34，阻尼套环34套设在主轴3外部，主轴3柱面的周圈上间隔开设多个凹槽，凹槽内安装有可径向滑动并能探出凹槽开口的阻尼块35，阻尼块35的外表面为弧形且阻尼块35与凹槽之间连接有拉簧36。当主轴3转速过大时，在强离心力的作用下，阻尼块35克服拉簧36的弹力，径向向外滑动并探出凹槽，阻尼块35的外表面与阻尼套环34的内壁滑动接触，形成刹车结构，从而将主轴3转速限制在系统的承受范围。
参照图1，对于箱体的具体结构，球形回转体的内部为空腔结构，该空腔结构通过各螺旋叶片之间的间隙与外界连通，该空腔结构通过底座筒体与箱体内腔连通，箱体1底部敞口，箱体1的周圈边缘向外翻折并形成环形安装沿21。整个装置可以单独使用，该结构尤其适用于有顶棚的车辆，包括小型轿车、大中型客车、厢式货车等，能在车辆停止时采集风能以补充车载电池的电力。同时，借助球形回转体的空腔结构以及底座筒体的内部空腔，可将车内密闭空间与外部连通，有助于车内通风换气。
参照附图，从动带轮5在靠近箱体1两端的位置上各安装一个，主动带轮8间隔设置一排或两排且主动带轮8的初始位置在同步带6的正上方；箱体1内安装多个压紧轮23，压紧轮23成对设置且分别抵靠在同步带6的两侧，相邻两个主动带轮8之间设置一对压紧轮23。压紧轮23在同步带6的两侧起到限位作用，成对设置的压紧轮23还起到收束和涨紧同步带6的作用，保证驱动系统稳定运行。
综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。在不脱离本发明技术方案的前提下，本领域技术人员可对上述具体结构进行更改或修饰，上述更改或修饰均应落入本发明的保护范围之内。