一种具有控制转速功能的风力发电设备的制作方法

本发明涉及新能源领域，特别涉及一种具有控制转速功能的风力发电设备。

背景技术：

新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，其中风力发电机是新能源设备的一种，风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。

现有的风力发电机在使用过程中，当发生台风等情况使环境风速过快时，会使发电机产生大量的热量，易使发电机损坏，不仅如此，风力发电机在长期使用后，扇叶上会产生较多的杂质，增加了扇叶的负载，降低扇叶的转速，从而降低了发电量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有控制转速功能的风力发电设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有控制转速功能的风力发电设备，包括发电箱、第一扇叶、传动轴、第一轴承和发电机，所述发电箱的形状为长方体，所述传动轴竖向设置，所述发电箱的顶部设有装配孔，所述传动轴穿过装配孔，所述传动轴与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述第一轴承和发电机均位于发电箱内，所述发电机安装在传动轴的底端，所述第一扇叶安装在传动轴的顶端，所述第一轴承的内圈安装在传动轴上，所述第一轴承的外圈和发电机均固定在发电箱的内壁上，所述发电箱上设有控制机构和除尘机构；

所述控制机构包括防护管和两个推动组件，所述防护管与传动轴同轴设置，所述发电箱位于防护管内且与防护管的内壁之间设有间隙，所述防护管位于第一扇叶的靠近发电箱的一侧，所述推动组件设置在发电箱内，所述传动轴位于两个推动组件之间；

所述推动组件包括滑块、连杆、转动轴、第二轴承、第一丝杆、从动齿轮、驱动齿轮、连接轴、第三轴承、贯穿槽和动力单元，所述贯穿槽设置在发电箱的一侧，所述连杆的轴线与传动轴的轴线垂直且相交，所述连杆穿过贯穿槽且与贯穿槽的内壁滑动连接，所述连杆的一端固定在防护管的内壁上，所述滑块固定在连杆的另一端，所述转动轴和连接轴均与传动轴平行，所述第一丝杆与转动轴同轴设置，所述转动轴固定在第一丝杆的顶端，所述滑块套设在第一丝杆上，所述滑块与第一丝杆的连接处设有与第一丝杆匹配的螺纹，所述第二轴承的内圈安装在转动轴上，所述第二轴承的外圈固定在发电箱的内壁上，所述从动齿轮安装在转动轴的顶端，所述连接轴位于转动轴和传动轴之间，所述驱动齿轮安装在连接轴的顶端且与从动齿轮啮合，所述驱动齿轮的齿数大于从动齿轮的齿数，所述第三轴承的内圈安装在连接轴上，所述第三轴承的外圈与发电箱的内壁固定连接，所述动力单元设置在连接轴的底端且与连接轴传动连接；

所述除尘机构包括第二扇叶、两个橡胶杆、两个滤网和至少两个固定杆，所述固定杆与传动轴平行，所述固定杆以传动轴的轴线为中心周向均匀固定在防护管的内壁上，所述固定杆设置在连杆的靠近第一扇叶的一侧，相邻两个固定杆之间的距离大于橡胶杆的直径，所述橡胶杆的轴线与传动轴的轴线垂直且橡胶，所述橡胶杆以传动轴的轴线为中心周向均匀固定在传动轴上，所述橡胶杆位于第一扇叶和发电箱之间且设置在固定杆的靠近第一扇叶的一侧，所述橡胶杆的远离传动轴的一端与传动轴轴线之间的距离大于固定杆与传动轴轴线之间的距离，所述发电箱的顶部设有两个气孔，所述气孔和滤网均与橡胶杆一一对应，所述滤网安装在气孔内，所述第二扇叶位于发电箱内且安装在传动轴上。

作为优选，为了驱动连接轴的转动，所述动力单元包括固定管、推动盘、第二丝杆和滚珠丝杠轴承，所述第二丝杆、固定管和推动盘均与连接轴同轴设置，所述固定管的底端与发电箱内的底部密封且固定连接，所述推动盘、第二丝杆和滚珠丝杠轴承均设置在固定管内，所述推动盘与固定管的内壁滑动且密封连接，所述第二丝杆设置在连接轴和推动盘之间且与推动盘之间设有间隙，所述第二丝杆固定在连接轴的底端，所述第二丝杆上设有外螺纹，所述滚珠丝杠轴承的内与外螺纹匹配且安装在第二丝杆上，所述滚珠丝杠轴承的外圈与推动盘固定连接，所述推动盘与发电箱内的底部之间设有间隙。

作为优选，为了提高热量传递的效率，所述发电箱内设有两个导热杆，所述导热杆与固定管一一对应，两个固定管的靠近发电机的一侧均设有导热孔，所述导热杆与橡胶杆平行，所述导热杆穿过导热孔，所述导热杆与导热孔的内壁密封且固定连接，所述导热杆的一端固定在发电机的外壳上，所述推动盘的底部与导热杆抵靠。

作为优选，为了减小推动盘与固定管内壁之间的间隙，所述固定管的内壁上涂有密封脂。

作为优选，为了实现缓冲和减振，所述推动盘的制作材料为橡胶。

作为优选，为了减小滑块与第一丝杆之间的摩擦力，所述第一丝杆上涂有润滑油。

作为优选，为了延长防护管的使用寿命，所述防护管上设有防腐镀锌层。

作为优选，为了便于传动轴的安装，所述传动轴的两端均设有倒角。

作为优选，为了提升第一扇叶的融冰效率，所述第一扇叶的颜色为黑色。

作为优选，为了提高发电量，所述防护管的外壁设有光伏板。

本发明的有益效果是，该具有控制转速功能的风力发电设备通过控制机构实现了调节第一扇叶转速的功能，防止第一扇叶转速过快而导致发电机过热损坏，与现有的控制机构相比，该控制机构与除尘机构实现了一体式联动结构，实用性更强，不仅如此，还通过除尘机构实现了清除第一扇叶上灰尘的功能，与现有的除尘机构相比，该除尘机构可以提升发电机的散热能力，同时还可以起到过热报警的功能，实用性更强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有控制转速功能的风力发电设备的结构示意图；

图2是本发明的具有控制转速功能的风力发电设备的剖视图；

图3是图2的a部放大图；

图4是本发明的具有控制转速功能的风力发电设备的动力单元的结构示意图；

图中：1.发电箱，2.第一扇叶，3.传动轴，4.第一轴承，5.发电机，6.防护管，7.滑块，8.连杆，9.转动轴，10.第二轴承，11.第一丝杆，12.从动齿轮，13.驱动齿轮，14.连接轴，15.第三轴承，16.第二扇叶，17.橡胶杆，18.滤网，19.固定杆，20.固定管，21.推动盘，22.第二丝杆，23.滚珠丝杠轴承，24.导热杆，25.光伏板。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-3所示，一种具有控制转速功能的风力发电设备，包括发电箱1、第一扇叶2、传动轴3、第一轴承4和发电机5，所述发电箱1的形状为长方体，所述传动轴3竖向设置，所述发电箱1的顶部设有装配孔，所述传动轴3穿过装配孔，所述传动轴3与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述第一轴承4和发电机5均位于发电箱1内，所述发电机5安装在传动轴3的底端，所述第一扇叶2安装在传动轴3的顶端，所述第一轴承4的内圈安装在传动轴3上，所述第一轴承4的外圈和发电机5均固定在发电箱1的内壁上，所述发电箱1上设有控制机构和除尘机构；

所述控制机构包括防护管6和两个推动组件，所述防护管6与传动轴3同轴设置，所述发电箱1位于防护管6内且与防护管6的内壁之间设有间隙，所述防护管6位于第一扇叶2的靠近发电箱1的一侧，所述推动组件设置在发电箱1内，所述传动轴3位于两个推动组件之间；

所述推动组件包括滑块7、连杆8、转动轴9、第二轴承10、第一丝杆11、从动齿轮12、驱动齿轮13、连接轴14、第三轴承15、贯穿槽和动力单元，所述贯穿槽设置在发电箱1的一侧，所述连杆8的轴线与传动轴3的轴线垂直且相交，所述连杆8穿过贯穿槽且与贯穿槽的内壁滑动连接，所述连杆8的一端固定在防护管6的内壁上，所述滑块7固定在连杆8的另一端，所述转动轴9和连接轴14均与传动轴3平行，所述第一丝杆11与转动轴9同轴设置，所述转动轴9固定在第一丝杆11的顶端，所述滑块7套设在第一丝杆11上，所述滑块7与第一丝杆11的连接处设有与第一丝杆11匹配的螺纹，所述第二轴承10的内圈安装在转动轴9上，所述第二轴承10的外圈固定在发电箱1的内壁上，所述从动齿轮12安装在转动轴9的顶端，所述连接轴14位于转动轴9和传动轴3之间，所述驱动齿轮13安装在连接轴14的顶端且与从动齿轮12啮合，所述驱动齿轮13的齿数大于从动齿轮12的齿数，所述第三轴承15的内圈安装在连接轴14上，所述第三轴承15的外圈与发电箱1的内壁固定连接，所述动力单元设置在连接轴14的底端且与连接轴14传动连接；

所述除尘机构包括第二扇叶16、两个橡胶杆17、两个滤网18和至少两个固定杆19，所述固定杆19与传动轴3平行，所述固定杆19以传动轴3的轴线为中心周向均匀固定在防护管6的内壁上，所述固定杆19设置在连杆8的靠近第一扇叶2的一侧，相邻两个固定杆19之间的距离大于橡胶杆17的直径，所述橡胶杆17的轴线与传动轴3的轴线垂直且橡胶，所述橡胶杆17以传动轴3的轴线为中心周向均匀固定在传动轴3上，所述橡胶杆17位于第一扇叶2和发电箱1之间且设置在固定杆19的靠近第一扇叶2的一侧，所述橡胶杆17的远离传动轴3的一端与传动轴3轴线之间的距离大于固定杆19与传动轴3轴线之间的距离，所述发电箱1的顶部设有两个气孔，所述气孔和滤网18均与橡胶杆17一一对应，所述滤网18安装在气孔内，所述第二扇叶16位于发电箱1内且安装在传动轴3上。

通过环境风力使第一扇叶2转动，并使传动轴3在第一轴承4的支撑作用下转动，传动轴3的转动使发电机5启动并产生电量，期间，发电机5产生热量，并以发电机5产生的热量作为驱动力使动力组件带动连接轴14在第三轴承15的支撑作用下转动，并使驱动齿轮13转动，从而使从动齿轮12带动转动轴9在第二轴承10的支撑作用下转动，转动轴9的转动带动第一丝杆11转动，从而可以使滑块7在第一丝杆11上向着靠近第一扇叶2方向移动，滑块7的移动通过连杆8带动防护管6实现同步移动，从而可以使第一扇叶2位于防护管6内，进而可以使第一扇叶2受到的风力降低，即可以减小第一扇叶2的转速，通过降低第一扇叶2的转速可以降低发电机5产生的热量，且防护管6向着靠近第一扇叶2的移动距离与发电机5产生的热量成正比，并且，传动轴3的转动带动橡胶杆17实现同步转动，通过防护管6的转动可以使橡胶杆17与固定杆19抵靠，因橡胶质地较为柔软，可以使橡胶杆17产生形变，从而可以使橡胶杆17间歇性对固定杆19实现敲击，即可以使橡胶杆17带动第一扇叶2产生振动，在振动作用下可以使第一扇叶2上的灰尘与扇叶分离，实现了第一扇叶2除尘的功能，而且，传动轴3的转动还带动第二扇叶16转动，使发电箱1外部的空气从气孔输送至发电箱1内，发电箱1内的空气从贯穿槽中排出，在气流的作用下可以使第一扇叶2上掉落的灰尘进入气孔内，并通过滤网18实现截留，实现了收集灰尘的功能，当发电机5产生的热量降低时，则可以使连接轴14反向转动，即可以使防护管6反向移动。

如图4所示，所述动力单元包括固定管20、推动盘21、第二丝杆22和滚珠丝杠轴承23，所述第二丝杆22、固定管20和推动盘21均与连接轴14同轴设置，所述固定管20的底端与发电箱1内的底部密封且固定连接，所述推动盘21、第二丝杆22和滚珠丝杠轴承23均设置在固定管20内，所述推动盘21与固定管20的内壁滑动且密封连接，所述第二丝杆22设置在连接轴14和推动盘21之间且与推动盘21之间设有间隙，所述第二丝杆22固定在连接轴14的底端，所述第二丝杆22上设有外螺纹，所述滚珠丝杠轴承23的内与外螺纹匹配且安装在第二丝杆22上，所述滚珠丝杠轴承23的外圈与推动盘21固定连接，所述推动盘21与发电箱1内的底部之间设有间隙。

固定管20可以吸收发电机5产生的热量并使固定管20内的气压增大，在气压的作用下使推动盘21向着靠近第一扇叶2方向移动，推动盘21的移动带动滚珠丝杠轴承23在第二丝杆22上实现同步移动，因滚珠丝杠轴承23是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的轴承，从而可以使第二丝杆22带动连接轴14在第三轴承15的支撑作用下转动，当发电机5的热量降低后，则可以使固定管20内温度降低，即可以使固定管20内的气压降低，从而可以使推动盘21反向移动，使滚珠丝杠轴承23在第二丝杆22上反向移动，并使第二丝杆22带动连接轴14反向转动。

作为优选，为了提高热量传递的效率，所述发电箱1内设有两个导热杆24，所述导热杆24与固定管20一一对应，两个固定管20的靠近发电机5的一侧均设有导热孔，所述导热杆24与橡胶杆17平行，所述导热杆24穿过导热孔，所述导热杆24与导热孔的内壁密封且固定连接，所述导热杆24的一端固定在发电机5的外壳上，所述推动盘21的底部与导热杆24抵靠。

导热杆24的作用是便于将发电机5上的热量传递至固定管20内，提高了热量传递的效率，同时，通过推动盘21与导热杆24抵靠，还起到了限位的效果。

作为优选，为了减小推动盘21与固定管20内壁之间的间隙，所述固定管20的内壁上涂有密封脂。

密封脂的作用是减小推动盘21与固定管20内壁之间的间隙，提高了密封性。

作为优选，为了实现缓冲和减振，所述推动盘21的制作材料为橡胶。

橡胶质地较为柔软，可以减小推动盘21与导热杆24抵靠时产生的冲击力，实现了缓冲和减振。

作为优选，为了减小滑块7与第一丝杆11之间的摩擦力，所述第一丝杆11上涂有润滑油。

润滑油的作用是减小滑块7与第一丝杆11之间的摩擦力，提高了滑块7移动的流畅性。

作为优选，为了延长防护管6的使用寿命，所述防护管6上设有防腐镀锌层。

防腐镀锌层的作用是提升防护管6的防锈能力，延长防护管6的使用寿命。

作为优选，为了便于传动轴3的安装，所述传动轴3的两端均设有倒角。

倒角的作用是减小传动轴3穿过装配孔时的口径，起到了便于安装的效果。

作为优选，为了提升第一扇叶2的融冰效率，所述第一扇叶2的颜色为黑色。

第一扇叶2上产生冰块期间，因黑色具有较强的吸收光线并转化成热量的能力，从而可以提高第一扇叶2的融冰能力。

作为优选，为了提高发电量，所述防护管6的外壁设有光伏板25。

光伏板25可以吸收光线实现光伏发电，从而可以提升该设备的发电量。

通过环境风力使第一扇叶2转动，并使传动轴3在第一轴承4的支撑作用下转动，传动轴3的转动使发电机5启动并产生电量，期间，发电机5产生热量，发电机5产生的热量通过导热杆24传动至固定管20内，使固定管20内的气压增大，在气压的作用下使推动盘21向着靠近第一扇叶2方向移动，推动盘21的移动带动滚珠丝杠轴承23在第二丝杆22上实现同步移动，因滚珠丝杠轴承23是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的轴承，从而可以使第二丝杆22带动连接轴14在第三轴承15的支撑作用下转动，并使驱动齿轮13转动，从而使从动齿轮12带动转动轴9在第二轴承10的支撑作用下转动，转动轴9的转动带动第一丝杆11转动，从而可以使滑块7在第一丝杆11上向着靠近第一扇叶2方向移动，滑块7的移动通过连杆8带动防护管6实现同步移动，从而可以使第一扇叶2位于防护管6内，进而可以使第一扇叶2受到的风力降低，即可以减小第一扇叶2的转速，通过降低第一扇叶2的转速可以降低发电机5产生的热量，且防护管6向着靠近第一扇叶2的移动距离与发电机5产生的热量成正比，并且，传动轴3的转动带动橡胶杆17实现同步转动，通过防护管6的转动可以使橡胶杆17与固定杆19抵靠，因橡胶质地较为柔软，可以使橡胶杆17产生形变，从而可以使橡胶杆17间歇性对固定杆19实现敲击，即可以使橡胶杆17带动第一扇叶2产生振动，在振动作用下可以使第一扇叶2上的灰尘与扇叶分离，实现了第一扇叶2除尘的功能，而且，传动轴3的转动还带动第二扇叶16转动，使发电箱1外部的空气从气孔输送至发电箱1内，发电箱1内的空气从贯穿槽中排出，在气流的作用下可以使第一扇叶2上掉落的灰尘进入气孔内，并通过滤网18实现截留，实现了收集灰尘的功能，当发电机5产生的热量降低时，则可以使固定管20内温度降低，即可以使固定管20内的气压降低，从而可以使推动盘21反向移动，使滚珠丝杠轴承23在第二丝杆22上反向移动，并使第二丝杆22带动连接轴14反向转动，即可以使防护管6反向移动；

这里，驱动齿轮13的齿数大于从动齿轮12的齿数，因齿轮传动中，齿数与转速成反比，从而可以提高传动齿轮的转速，即提高了第一丝杆11的转动，进而可以提高滑块7移动的距离，防止推动盘21在固定管20内的位移距离过小而影响防护管6的移动距离，提高了防护管6通过移动使第一扇叶2位于防护管6内的可靠性，而且，通过发电箱1内外空气的定向流动，可以提升发电机5的散热能力，并且，通过橡胶杆17与固定杆19之间的碰撞，可以产生声音，起到了过热报警的功能。

与现有技术相比，该具有控制转速功能的风力发电设备通过控制机构实现了调节第一扇叶2转速的功能，防止第一扇叶2转速过快而导致发电机5过热损坏，与现有的控制机构相比，该控制机构与除尘机构实现了一体式联动结构，实用性更强，不仅如此，还通过除尘机构实现了清除第一扇叶2上灰尘的功能，与现有的除尘机构相比，该除尘机构可以提升发电机5的散热能力，同时还可以起到过热报警的功能，实用性更强。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。