一种新型可折叠叶片的制作方法

本发明涉及水平轴风力发电机，特别是大功率水平轴风力发电机叶片，具体为一种新型可折叠叶片。

背景技术：

1、风电作为一种优质的可再生能源已经得到大力的发展。目前风电装备存在往单机大功率发展的趋势，这会导致叶片长度的不断增长。对于目前传统玻纤复合材料，密度大，自身重量也不断增加。而玻纤的模量小，当叶片的长度增加到一定程度，因为刚性不足发生扰动，扰动的叶片在旋转的过程中就会发生晃动，因此不仅会对轴承、电机产生损伤，严重的话，叶片还会扫塔，造成严重事故。因此亟需设计一种在风速过大停机时可有效减小叶片长度的折叠叶片。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种可有效使叶片的长度变短、减少易损坏的叶尖部分载荷，可保证迎风的气动性能和结构安全的新型可折叠叶片。

2、本发明是通过以下技术方案来实现的：一种新型可折叠叶片，包括叶片本体、折叠结构、锁紧结构、折叠面积补偿结构，所述叶片本体分为压力面和吸力面，所述叶片本体为三段式结构，每两段相邻的叶片之间连接有所述折叠结构，每相邻两段叶片相对应的端面设置有所述锁紧结构，且所述锁紧结构位于靠近所述压力面的一侧，所述折叠面积补偿结构设置在所述吸力面上，所述折叠结构用于驱动所述叶片本体折叠或展开，所述叶片本体展开时，三段叶片构成一字型状，且每相邻两段所述叶片相对应的端面相互紧贴，并通过所述锁紧结构锁紧，所述叶片本体折叠时，三段叶片中位于两端的两段叶片分别向靠近位于中间的叶片的吸力面的方向折叠，构成类u型状，并通过所述折叠面积补偿结构防止相邻两段叶片的吸力面之间发生碰撞。

3、进一步地：所述叶片本体包括壳体、支撑梁，所述壳体为中空结构，所述支撑梁设置有三根，三根所述支撑梁固定在所述壳体内，且三根所述支撑梁相互平行间隔分布，所述壳体的正面为所述压力面，所述壳体的背面为所述吸力面。

4、进一步地：所述叶片本体的三段式结构包括前段叶片、中段叶片、后段叶片，所述叶片本体折叠后，所述前段叶片和所述中段叶片之间的夹角为90°，所述后段叶片和所述中段叶片的之间的夹角为90°。

5、进一步地：所述折叠结构包括三角支架、液压杆、液压缸，所述前段叶片和所述中段叶片之间的位置及所述中段叶片和所述后段叶片之间的位置分别对应有所述三角支架，每个所述三角支架的每个角各活动套装有一根支撑轴，所述支撑轴固定在两个所述支撑梁之间，所述三角支架的其中两个角分别铰接有所述液压杆，所述液压杆设置在所述液压缸上，所述液压缸的壳体铰接在支撑板上，所述支撑板固定在所述支撑梁上。

6、进一步地：所述三角支架呈等边三角形结构。

7、进一步地：所述锁紧结构包括锁紧块、驱动组件、锁紧销，所述中段叶片的两端面各分布有所述锁紧块，且所述锁紧块固定在所述支撑梁上，所述锁紧块上开设有锁紧孔，所述锁紧孔和所述锁紧销相适配，所述前段叶片靠近所述中段叶片的端面上及所述后段叶片靠近所述中段叶片的端面上各分布有所述驱动组件，且所述驱动组件固定在所述支撑梁上，并位于靠近所述压力面的一侧，所述驱动组件和所述锁紧销连接，所述支撑梁的端壁上开设有限位槽，所述限位槽和所述锁紧销相对应，所述限位槽和所述锁紧块相适配。

8、进一步地：所述驱动组件包括锁紧电机、丝杆，所述锁紧电机的输出轴和所述丝杆连接，所述丝杆和所述锁紧销通过螺纹副连接，所述丝杆和所述锁紧销的外周套有外壳。

9、进一步地：所述折叠面积补偿结构包括活动板、驱动杆组、距离传感器发射器、距离传感器接收器，所述前段叶片的吸力面上设置有第一避让缺口，且所述第一避让缺口位于靠近所述中段叶片的一端，所述后段叶片的吸力面上设置有第二避让缺口，且所述第二避让缺口位于靠近所述中段叶片的一端，所述中段叶片一端的吸力面上设置有第三避让缺口，所述中段叶片另一端的吸力面上设置有第四避让缺口，所述第一避让槽缺口和所述第三避让缺口构成避让槽a，所述第二避让缺口和所述第四避让缺口构成避让槽b，所述避让槽a和所述避让槽b上分别布置有所述活动板，所述驱动杆组分别与所述活动板内壁和所述支撑梁铰接，所述前段叶片的所述吸力面和所述后段叶片的所述吸力面上分别设置有所述距离传感器发射器，所述活动板上设置有两个所述距离传感器接收器，所述距离传感器发射器和所述距离传感器接收器一一对应。

10、进一步地：所述驱动杆组共设置三组，三组所述驱动杆组相互平行间隔分布。

11、进一步地：每组所述驱动杆组包括伺服电机、两根连杆、铰接臂，两根所述连杆相互平行分布，每根所述连杆的一端通过所述铰接臂和所述活动板的内壁连接，每根所述连杆的另一端和所述支撑梁铰接，所述伺服电机设置在所述支撑梁上，其中一根所述连杆靠近所述支撑梁的一端和所述伺服电机的输出轴连接。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、1.通过将叶片本体设置成三段式结构，在每两段相邻的叶片之间连接折叠结构，每相邻两段叶片相对应的端面设置锁紧结构，在风速过大，需要停机时，先控制锁紧结构解锁，使相邻两段叶片之间解锁，再控制折叠结构驱动三段叶片中位于两端的两段叶片分别向靠近位于中间的叶片的吸力面的方向折叠，使叶片本体的三段叶片构成类u型状，从而使叶片本体的长度变短，从而减少易损坏的叶尖部分的载荷，保障风机结构的安全，在折叠时，通过折叠面积补偿结构防止相邻两段叶片之间的夹角处发生碰撞，避免叶片本体碰撞损坏，减小折叠过程中的磕碰，提高使用寿命。

14、2.通过将活动板设置在吸力面，可使叶片本体的压力面外形结构完整，保证迎风的气动性能，当叶片本体呈展开状态时，通过锁紧结构将相邻两段叶片相互紧贴锁紧，保证结构安全。

技术特征：

1.一种新型可折叠叶片，其特征在于：包括叶片本体、折叠结构、锁紧结构、折叠面积补偿结构，所述叶片本体分为压力面和吸力面，所述叶片本体为三段式结构，每两段相邻的叶片之间连接有所述折叠结构，每相邻两段叶片相对应的端面设置有所述锁紧结构，且所述锁紧结构位于靠近所述压力面的一侧，所述折叠面积补偿结构设置在所述吸力面上，所述折叠结构用于驱动所述叶片本体折叠或展开，所述叶片本体展开时，三段叶片构成一字型状，且每相邻两段所述叶片相对应的端面相互紧贴，并通过所述锁紧结构锁紧，所述叶片本体折叠时，三段叶片中位于两端的两段叶片分别向靠近位于中间的叶片的吸力面的方向折叠，构成类u型状，并通过所述折叠面积补偿结构防止相邻两段叶片的吸力面之间发生碰撞。

2.根据权利要求1所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述叶片本体包括壳体、支撑梁，所述壳体为中空结构，所述支撑梁设置有三根，三根所述支撑梁固定在所述壳体内，且三根所述支撑梁相互平行间隔分布，所述壳体的正面为所述压力面，所述壳体的背面为所述吸力面。

3.根据权利要求2所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述叶片本体的三段式结构包括前段叶片、中段叶片、后段叶片，所述叶片本体折叠后，所述前段叶片和所述中段叶片之间的夹角为90°，所述后段叶片和所述中段叶片的之间的夹角为90°。

4.根据权利要求3所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述折叠结构包括三角支架、液压杆、液压缸，所述前段叶片和所述中段叶片之间的位置及所述中段叶片和所述后段叶片之间的位置分别对应有所述三角支架，每个所述三角支架的每个角各活动套装有一根支撑轴，所述支撑轴固定在两个所述支撑梁之间，所述三角支架的其中两个角分别铰接有所述液压杆，所述液压杆设置在所述液压缸上，所述液压缸的壳体铰接在支撑板上，所述支撑板固定在所述支撑梁上。

5.根据权利要求4所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述三角支架呈等边三角形结构。

6.根据权利要求4所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述锁紧结构包括锁紧块、驱动组件、锁紧销，所述中段叶片的两端面各分布有所述锁紧块，且所述锁紧块固定在所述支撑梁上，所述锁紧块上开设有锁紧孔，所述锁紧孔和所述锁紧销相适配，所述前段叶片靠近所述中段叶片的端面上及所述后段叶片靠近所述中段叶片的端面上各分布有所述驱动组件，且所述驱动组件固定在所述支撑梁上，并位于靠近所述压力面的一侧，所述驱动组件和所述锁紧销连接，所述支撑梁的端壁上开设有限位槽，所述限位槽和所述锁紧销相对应，所述限位槽和所述锁紧块相适配。

7.根据权利要求6所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述驱动组件包括锁紧电机、丝杆，所述锁紧电机的输出轴和所述丝杆连接，所述丝杆和所述锁紧销通过螺纹副连接，所述丝杆和所述锁紧销的外周套有外壳。

8.根据权利要求7所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述折叠面积补偿结构包括活动板、驱动杆组、距离传感器发射器、距离传感器接收器，所述前段叶片的吸力面上设置有第一避让缺口，且所述第一避让缺口位于靠近所述中段叶片的一端，所述后段叶片的吸力面上设置有第二避让缺口，且所述第二避让缺口位于靠近所述中段叶片的一端，所述中段叶片一端的吸力面上设置有第三避让缺口，所述中段叶片另一端的吸力面上设置有第四避让缺口，所述第一避让槽缺口和所述第三避让缺口构成避让槽a，所述第二避让缺口和所述第四避让缺口构成避让槽b，所述避让槽a和所述避让槽b上分别布置有所述活动板，所述驱动杆组分别与所述活动板内壁和所述支撑梁铰接，所述前段叶片的所述吸力面和所述后段叶片的所述吸力面上分别设置有所述距离传感器发射器，所述活动板上设置有两个所述距离传感器接收器，所述距离传感器发射器和所述距离传感器接收器一一对应。

9.根据权利要求8所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：所述驱动杆组共设置三组，三组所述驱动杆组相互平行间隔分布。

10.根据权利要求9所述一种新型可折叠叶片，其特征在于：每组所述驱动杆组包括伺服电机、两根连杆、铰接臂，两根所述连杆相互平行分布，每根所述连杆的一端通过所述铰接臂和所述活动板的内壁连接，每根所述连杆的另一端和所述支撑梁铰接，所述伺服电机设置在所述支撑梁上，其中一根所述连杆靠近所述支撑梁的一端和所述伺服电机的输出轴连接。

技术总结
本发明公开了一种新型可折叠叶片，包括叶片本体，叶片本体分为压力面和吸力面，叶片本体为三段式结构，每两段相邻的叶片之间连接有折叠结构，每相邻两段叶片相对应的端面设置有锁紧结构，折叠面积补偿结构设置在吸力面上，折叠结构用于驱动叶片本体折叠或展开，叶片本体展开时，三段叶片构成一字型状，且每相邻两段叶片相对应的端面相互紧贴，并通过锁紧结构锁紧，叶片本体折叠时，三段叶片中位于两端的两段叶片分别向靠近位于中间的叶片的吸力面的方向折叠，构成类U型状，并通过折叠面积补偿结构防止相邻两段叶片的吸力面之间发生碰撞。本发明可有效使叶片的长度变短、减少易损坏的叶尖部分载荷，可保证迎风的气动性能和结构安全。

技术研发人员：周舒旎,郝玉恒,倪远翔,王叶,董晔弘,王伟龙,高尔杰,刘智,豆兴杰
受保护的技术使用者：广东海装海上风电研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13