一种摇摆风能发电装置的制作方法

本发明涉及风能发电技术领域，具体为一种摇摆风能发电装置。

背景技术：

风力发电是把风的动能转为电能。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10^9mw，其中可利用的风能为2×10^7mw，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。是一种潜力很大的新能源。有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)；风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。但是现有的风能发电装置体积较大，建设难度大，只适用于风能发电站，无法进行大面积普及。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种摇摆风能发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种摇摆风能发电装置，包括摆动杆、摆动风轮和活塞式发电机；所述摆动杆下方安装连接座，连接座下方安装电动伸缩杆，电动伸缩杆连接至控制系统；所述电动伸缩杆下方安装固定座，固定座下方安装滑动轮；所述滑动轮安装在圆形轨道上，圆形轨道设置在安装位点处，滑动轮上安装驱动电机，驱动电机连接至控制系统；所述摆动杆上设置有固定环，两固定环之间连接摆动绳，摆动绳外表面设置有光滑镀层；所述摆动绳上安装摆动风轮，摆动风轮中心位置处设置有套接环圈，套接环圈内侧设置有内嵌槽，内嵌槽内设置有接触滚珠，通过套接环圈将摆动风轮安装在摆动绳上，接触滚珠与光滑镀层相接触；所述摆动风轮边缘处设置有风动叶片，摆动风轮两侧边上均设置有相同的滑动凹槽，滑动凹槽上设置有滑动滚珠；滑动滚珠上设置有连接孔，连接孔上安装牵引绳，牵引绳末端连接至驱动杆；所述连接座上设置有固接侧板，固接侧板上安装活塞式发电机，活塞式发电机活塞杆处对应设置有固定摆环，固定摆环上内侧设置有卡接凸起，驱动杆下方设置有对应于卡接凸起的卡接滑槽；所述驱动杆卡接在固定摆环上，驱动杆前端正对应于活塞式发电机活塞杆处。

优选的，所述摆动杆上安装风速传感器和风向传感器，风速传感器和风向传感器连接至控制系统。

优选的，所述滑动轮上安装定位卡座，圆形轨道外侧设置有对应于定位卡座的定位缺口。

优选的，所述控制系统上设置轨迹调整模块，轨迹调整模块连接至驱动电机；滑动轮上设置有减速器和换向器。

优选的，所述摆动绳采用具有弹性的合金材料支撑，摆动绳的长度大于圆形轨道的直径。

优选的，所述摆动杆为直径从上至下依次变粗的圆锥形杆，摆动杆采用轻质合金材料制成，摆动杆顶端设置有风向摆舵。

优选的，所述牵引绳上设置有自动收卷器，自动收卷器连接至控制系统；电动伸缩杆上安装测距传感器，测距传感器连接至控制系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：风速传感器检测安装位点处的风速信息，风向传感器检测安装位点处的风向信息，控制系统控制电动伸缩杆的长度变化，控制系统控制驱动电机带动电动伸缩杆在圆形轨道上移动，保证摆动杆处于最大受力偏向；摆动杆在受到风流吹动时在水平方向上左右晃动，摆动风轮在摆动绳上随着摆动杆的牵引晃动而来回往复晃动，接触滚珠与光滑镀层相接触，减小摆动风轮与摆动绳之间的摩擦力，使得摆动风轮最大限度进行晃动；牵引绳随着摆动风轮的转动而带动驱动杆移动，卡接凸起与卡接滑槽使得驱动杆在固定方向上保持往复的活塞运动，从而带动活塞式发电机进行发电。本发明结构简单，可操作性强，安装简单，适合于小功率小范围内普及的风能发电设备。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的摆动风轮结构示意图；

图3为本发明的控制系统示意图。

图中：1、摆动杆；2、连接座；3、电动伸缩杆；4、控制系统；5、固定座；6、滑动轮；7、圆形轨道；8、驱动电机；9、固定环；10、摆动绳；11、光滑镀层；12、摆动风轮；13、套接环圈；14、内嵌槽；15、接触滚珠；16、风动叶片；17、滑动凹槽；18、滑动滚珠；19、连接孔；20、牵引绳；21、驱动杆；22、固接侧板；23、活塞式发电机；24、固定摆环；25、卡接凸起；26、卡接滑槽；27、风速传感器；28、风向传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种摇摆风能发电装置，包括摆动杆1、摆动风轮12和活塞式发电机23；所述摆动杆1下方安装连接座2，连接座2下方安装电动伸缩杆3，电动伸缩杆3连接至控制系统4；所述电动伸缩杆3下方安装固定座5，固定座5下方安装滑动轮6；所述滑动轮6安装在圆形轨道7上，圆形轨道7设置在安装位点处，滑动轮6上安装驱动电机8，驱动电机8连接至控制系统4；所述摆动杆1上设置有固定环9，两固定环9之间连接摆动绳10，摆动绳10外表面设置有光滑镀层11；所述摆动绳10上安装摆动风轮12，摆动风轮12中心位置处设置有套接环圈13，套接环圈13内侧设置有内嵌槽14，内嵌槽14内设置有接触滚珠15，通过套接环圈13将摆动风轮12安装在摆动绳10上，接触滚珠15与光滑镀层11相接触；所述摆动风轮12边缘处设置有风动叶片16，摆动风轮12两侧边上均设置有相同的滑动凹槽17，滑动凹槽17上设置有滑动滚珠18；滑动滚珠18上设置有连接孔19，连接孔19上安装牵引绳20，牵引绳20末端连接至驱动杆21；所述连接座2上设置有固接侧板22，固接侧板22上安装活塞式发电机23，活塞式发电机23活塞杆处对应设置有固定摆环24，固定摆环24上内侧设置有卡接凸起25，驱动杆21下方设置有对应于卡接凸起25的卡接滑槽26；所述驱动杆21卡接在固定摆环34上，驱动杆21前端正对应于活塞式发电机23活塞杆处。

进一步的，所述摆动杆1上安装风速传感器27和风向传感器28，风速传感器27和风向传感器38连接至控制系统4。

进一步的，所述滑动轮6上安装定位卡座，圆形轨道7外侧设置有对应于定位卡座的定位缺口。

进一步的，所述控制系统4上设置轨迹调整模块，轨迹调整模块连接至驱动电机8；滑动轮6上设置有减速器和换向器。

进一步的，所述摆动绳10采用具有弹性的合金材料支撑，摆动绳10的长度大于圆形轨道7的直径。

进一步的，所述摆动杆1为直径从上至下依次变粗的圆锥形杆，摆动杆1采用轻质合金材料制成，摆动杆1顶端设置有风向摆舵。

进一步的，所述牵引绳20上设置有自动收卷器，自动收卷器连接至控制系统4；电动伸缩杆3上安装测距传感器，测距传感器连接至控制系统4。

工作原理：

摆动杆1下方安装连接座2，连接座2下方安装电动伸缩杆3，电动伸缩杆3连接至控制系统4；风速传感器27检测安装位点处的风速信息，根据风速信息，控制系统4控制电动伸缩杆3的长度变化，保证摆动杆1处于最佳受力位置；所述电动伸缩杆3下方安装固定座5，固定座5下方安装滑动轮6；所述滑动轮6安装在圆形轨道7上，圆形轨道7设置在安装位点处，滑动轮6上安装驱动电机8，驱动电机8连接至控制系统4；风向传感器28检测安装位点处的风向信息，根据风向信息，控制系统4控制驱动电机8带动电动伸缩杆3在圆形轨道7上移动，保证摆动杆1处于最大受力偏向；所述摆动杆1上设置有固定环9，两固定环9之间连接摆动绳10，摆动绳10外表面设置有光滑镀层11；所述摆动绳10上安装摆动风轮12，摆动风轮12中心位置处设置有套接环圈13，套接环圈13内侧设置有内嵌槽14，内嵌槽14内设置有接触滚珠15，通过套接环圈13将摆动风轮12安装在摆动绳10上，摆动杆1在受到风流吹动时在水平方向上左右晃动，摆动风轮12在摆动绳10上随着摆动杆1的牵引晃动而来回往复晃动，接触滚珠15与光滑镀层11相接触，减小摆动风轮12与摆动绳10之间的摩擦力，使得摆动风轮12最大限度进行晃动；

所述摆动风轮12边缘处设置有风动叶片16，摆动风轮12两侧边上均设置有相同的滑动凹槽17，滑动凹槽17上设置有滑动滚珠18；滑动滚珠18上设置有连接孔19，连接孔19上安装牵引绳20，牵引绳20末端连接至驱动杆21；所述连接座2上设置有固接侧板22，固接侧板22上安装活塞式发电机23，活塞式发电机23活塞杆处对应设置有固定摆环24，固定摆环24上内侧设置有卡接凸起25，驱动杆21下方设置有对应于卡接凸起25的卡接滑槽26；所述驱动杆21卡接在固定摆环34上，驱动杆21前端正对应于活塞式发电机23活塞杆处；牵引绳20随着摆动风轮12的转动而带动驱动杆21移动，卡接凸起25与卡接滑槽26使得驱动杆21在固定方向上保持往复的活塞运动，从而带动活塞式发电机23进行发电。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。