一种可弯曲折叠的多源发电叶片及其工作方法

本发明涉及一种微流发电，尤其涉及一种可弯曲折叠的多源发电叶片及其工作方法。

背景技术：

1、风能和太阳能是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力和太阳能发电，具有广阔的应用前景。风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国太阳能，风能资源丰富，加快风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。如何设计一种可以结合太阳能板的风力发电叶片，从而充分利用多种自然资源也是当下需要解决的问题。市面上的叶片通常是一体化的，这样在其安装、运输、保存上带来的很大的困难，而且整体稳定性较差，在叶片的使用上较为单一，只能利用一种自然资源，且不能根据风向和光照方向调整叶片角度，最大化转化发电效率。

2、例如cn116357508a公开的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，本发明折叠叶片是通过吸力面和压力面折叠，折叠方法较为单薄，且时间一长就会使锁紧结构出现松动存在一定的安全隐患，而且没有涉及到叶片角度的实时调整，且无多源能量的利用；例如cn204253288u公开的一种能有效抵抗台风等极端风况的风电机组叶片结构，是由叶根端的固定叶片和远离叶根的折叠叶片以 30-60 度斜面连接组成，在两部分叶片的连接面上分别设有固定法兰座及旋转法兰座，其中心设置有一与法兰座平面垂直的连接轴，该连接轴与固定法兰座仅沿轴向固定连接，与旋转法兰座沿轴线及旋转方向固定连接。通过设在旋转法兰座上的驱动系统驱动连接轴沿轴线旋转该发明向前对折收拢叶片方法仍占用了很大空间，而且安全性方面仍有不足。因此，设计一种可弯曲折叠的多源发电叶片及工作方法具有重要的实用价值和社会经济效益。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种可弯曲折叠的多源发电叶片及其工作方法，实现叶片的弯曲折叠及其角度的实时调整，改变叶片方向，方便安装、运输和储存，提高叶片的受力性能及使用寿命，同时在叶片上增加太阳能吸收光板，充分利用风能和太阳能两种自然资源。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可弯曲折叠的多源发电叶片，包含轴向传动组件、连接组件、控制组件和三套弯曲折叠组件，连接组件将轴向传动组件、控制组件和三套弯曲折叠组件装配固定为一体，且通过控制组件操控轴向传动组件和弯曲折叠组件实现发电叶片的折叠和弯曲。

3、优选的方案中，所述轴向传动组件包含三向杆，三向杆上安装有主锥齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和电机。

4、优选的方案中，所述三向杆包含主动杆，主动杆上穿装固定有主锥齿轮，同侧杆端可拆卸安装有电机，主动杆另一端杆部周向均布刚性固定有第一支杆、第二支杆和第三支杆，第一支杆、第二支杆和第三支杆上分别转动安装着第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，主锥齿轮与第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮在三个方向分别啮合，第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮结构相同，锥齿轮一端设置有固定轴。

5、优选的方案中，所述连接组件包含套装在主动杆上的套筒杆，主动杆与套筒杆转动连接，还包含安装固定在第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮固定轴上的连接摇杆，连接摇杆与叶连器卡装固定，套筒杆与叶连器销接。

6、优选的方案中，所述叶连器包含叶连器本体，叶连器本体顶面设置有t型开槽，槽内安装固定着连接摇杆，槽内连接摇杆上方设置有松紧带，槽端两侧面还设置有罩壳，叶连器本体侧面设置有孔，孔内安装固定着套筒杆。

7、优选的方案中，所述套筒杆包含中间套筒，中间套筒与主动杆套装在一起，相对转动，中间套筒周向均布刚性固定有第一套筒、第二套筒和第三套筒，它们分别穿装在叶连器侧面的孔内固定，三套弯曲折叠组件分别与三个方向的叶连器相连，形成以三向杆为中心的三个发电叶片。

8、优选的方案中，所述弯曲折叠组件包含若干太阳能叶片，相邻太阳能叶片采用连杆和气动杆连接固定成一体，形成一套弯曲折叠组件。

9、优选的方案中，所述连杆两端设置有孔，太阳能叶片包含刚性固定在一起的骨架和叶片，骨架呈梯形，其四角设置有孔，两个连杆一端与骨架的一角销接，另一端与气动杆一端销接，气动杆另一端与骨架另一个角销接，相邻太阳能叶片通过两个连杆和一个气动杆连接串成一体。

10、优选的方案中，所述控制组件包含与气动杆可拆卸连接的气动系统，每套弯曲折叠组件均设置有一套气动系统，气动系统包含顺序连接的气泵、气管和若干气缸，气缸与弯曲折叠组件上的气动杆可拆卸连接，控制组件还包含安装在主动杆上的传感器，传感器与气动系统、电机分别信号线连接。

11、采用上述任意一项所述的一种可弯曲折叠的多源发电叶片的工作方法，它包含如下步骤：

12、step1：一种可弯曲这叠的多源发电叶片安装调试合格后，将其放置在初始位置，弯曲折叠组件中的各个连杆相互平行，连接摇杆与叶连器倾斜一定角度，确定各组件及系统安装无误且连通；

13、step2：当太阳角度和风向发生改变时，传感器会接收到信号，发送信号给电机，电机接收到信号启动，带动三向杆转动，主锥齿轮转动，主锥齿轮带动啮合的第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮分别转动改变角度，第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮分别带动与之固定的与连接摇杆转动角度，连接摇杆带动叶连器，叶连器带动叶片即弯曲折叠组件改变角度；

14、step3：当叶片即弯曲折叠组件角度调整到最佳时，电机关闭，主锥齿轮停止转动，第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、连接摇杆、叶连器及叶片即弯曲折叠组件的角度停止改变，三个叶片及三组弯曲折叠组件在风的作用下转动，其转动是通过三组弯曲折叠组件带动叶连器，叶连器带动套筒杆，套筒杆相对主动杆转动来实现；

15、step4：弯曲折叠组件进行折叠时，气泵启动压缩空气，输送气体至气管中，气体到达气缸，气缸推动气动杆，气动杆伸长，带动与之连接的两侧连杆合拢收缩，连杆带动太阳能叶片向几何中心收缩、靠拢、折叠，直至气缸不再动作，气泵锁定停止工作；

16、step5：弯曲折叠组件展开时，气泵启动进行泄压，气缸回缩，气缸带动气动杆，气动杆缩回，带动与之连接的两侧连杆伸直展开，连杆带动太阳能叶片展开铺平，直至气缸不再动作，气泵关闭。

17、本发明提供的一种可弯曲折叠的多源发电叶片及其工作方法，有如下有益效果：

18、1、本发明采用了锥齿轮系来进行叶片的角度调整，一根三向杆安装固定四个锥齿轮，主锥齿轮与三个副锥齿轮相互啮合，让空间更为紧凑，稳定性更强，传动效果更好；

19、2、本发明弯曲折叠组件的设计，使叶片实现合拢折叠，使安装、运输的空间利用率进一步得到提升，同时合拢折叠的叶片抗压性更强；

20、3、本发明弯曲折叠组件的设计，减轻了重量，使结构更为可靠，同时气动杆和连杆的联动，进一步提升了合拢折叠动作的可靠性和稳定性；

21、4、本发明太阳能叶片的设计，发挥了多源的发电理念，使自然资源进一步得以利用，清洁节能，环境友好；

22、5、本发明轴向传感器的设计，使叶片可以根据阳光的照射实时调整角度，充分利用太阳能，进一步提升了装置的灵敏性和同步性，及其对自然资源的利用率；

23、6、本发明太阳能叶片的结构设计，使其更方便灵活的弯曲折叠，动作更连贯、稳定和可靠，进一步提升了多源发电叶片的寿命和安全；

24、7、本发明采用气动系统作为弯曲折叠的动力元件，使其动作更为稳定，抗干扰性更强，进一步提升了装置的可靠性和稳定性，同时气动系统的设置，更充分的利用了自然资料，清洁节能；

25、8、本发明连接摇杆的设置，进一步提升了叶片的灵活性、抗风能力及抗压能力，使装置更为稳定和可靠；

26、9、本发明叶连器上松紧带和罩壳的设置，有效的保护了运动部件，减少了风尘和雨水的侵蚀，提高了叶连器和连接摇杆的使用寿命，进一步提升了装置的整体寿命。