转动导杆式叶片伸缩机构及应用该转动导杆式叶片伸缩机构的潮流发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的是一种转动导杆式叶片伸缩机构及应用该转动导杆式叶片伸缩机构的潮流发电装置，转动导杆式叶片伸缩机构包括底座、安装在底座两侧的两个H型支架、分别安装在两个H型支架上的左端轴座和右端轴座、安装左端轴座里的左端中心轴和安装在右端轴座里的右端中心轴以及两端分别套装在左端中心轴和右端中心轴上的轮毂，其特征在于：在左端中心轴和右端中心轴的两端分别固连法兰盘，还包括偏心轴，偏心轴的两端分别与所述的两个法兰盘固定连接，偏心轴上还套装有叶片，且所述叶片穿过轮毂上设置的叶片槽。本发明专利技术简单实用，可靠性高，便于维修，适合双向的海流，能量利用率高，适合大功率发电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种叶片伸缩机构及用该叶片伸缩机构的潮流发电装置，尤其涉及一种转动导杆式叶片伸缩机构及应用该转动导杆式叶片伸缩机构的潮流发电装置。
技术介绍
海洋能发电技术是海洋可再生能源利用的一种主要形式，其中潮流能的主要能量转换装置是水轮机。潮流能发电装置形式主要有水平轴水轮机、竖直轴水轮机和横轴水轮机。近年来才研究的横轴水轮机特点在于能够横轴延展，对水深要求较低，实现在浅水水域的大功率发电，并且能够适应往返双向的水流，不需要偏航装置，这些特点针对利用我国绵长的海岸线和丰富的河道水域资源非常有利。故横轴水轮机也称为国内外近年来水轮机研究的主流机型之一。横轴水轮机的主旋转轴方向垂直于水流方向和水深方向，叶片的形状多样，早期的横轴水轮机采用固定叶片实现对双向水流的能量转换，后期为了减小反向力矩的影响，将水轮机叶片发展为可伸缩形式，在叶轮转动过程中，水轮机的叶片在轮毂内周期性的伸缩，提高能量利用率。目前已有研究中提到凸轮式、液压缸式和弹簧式叶片伸缩机构。其中凸轮式伸缩机构能够使叶片沿着固定的轨迹周期性的伸缩，目前丹麦的奥尔堡大学已经对兆瓦级别的水轮机进行了海试，但凸轮机构的缺点是高副磨损比较严重，凸轮的磨损严重影响运动精度和控制质量，从而造成失效。中国专利(公告号CN100400859C)伸缩桨海流能发电装置中提出一种液压缸式叶片伸缩机构，将三个双出杆液压缸同时安装在转子内，且用电磁换向阀实现换向，需要水下供电装置和可靠的密封装置，这在实际工程应用中较难实现，而提出的弹簧结构的原理和结构都很简单，容易实现，但不适宜长时间在水下工作。中国专利(公开号CN102720623A)一种竖轴伸缩叶片水轮机中提到一种应用于竖轴水轮机叶片伸缩的齿轮齿条结构。这种设计使得轮毂体积巨大，且需要四个独立的电机驱动，这样会使得能量利用率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了在叶片绕主轴转动的一周过程中自动调节叶片在各个位置处的伸缩度，实现叶片的伸缩性能同时具有较高的效率而提供一种转动导杆式叶片伸缩机构及应用该转动导杆式叶片伸缩机构的潮流发电装置。本专利技术的目的是这样实现的：转动导杆式叶片伸缩机构包括底座、安装在底座两侧的两个H型支架、分别安装在两个H型支架上的左端轴座和右端轴座、安装左端轴座里的左端中心轴和安装在右端轴座里的右端中心轴以及两端分别套装在左端中心轴和右端中心轴上的轮毂，其特征在于：在左端中心轴和右端中心轴的两端分别固连法兰盘，还包括偏心轴，偏心轴的两端分别与所述的两个法兰盘固定连接，偏心轴上还套装有叶片，且所述叶片穿过轮毂上设置的叶片槽。应用该转动导杆式叶片伸缩机构的潮流发电装置是：在所述H型支架的上端固连安装板，在安装板上设置齿轮增速器，齿轮增速器的输入端套装有从动带轮、输出端与发电机的输入轴端相连，在左端中心轴或右端中心轴上套装主动带轮，主动带轮与从动带轮之间设置传送带。本专利技术还包括这样一些结构特征：1.所述叶片有2-4个，对应轮毂上设置的叶片槽有2-4个。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计了一种新型转动导杆式的叶片伸缩机构，可以在叶片绕主轴转动的一周过程中自动调节叶片在各个位置处的伸缩度，实现了叶片的伸缩性能同时也对横轴潮流发电装置的能量效率有所提高。本专利技术简单实用，可靠性高，并且便于维修；适合双向的海流，不用设计复杂的对水机构或者变桨机构；本专利技术能量利用率高，适合大功率发电。本专利技术在工作时沉入海底，叶片在转动过程中会周期性的收缩，减小了反向转矩的影响，提高了能量的利用效率。附图说明图1是本专利技术的侧视图；图2是叶片伸缩机构的机构运动简图；图3是本专利技术的叶轮正视剖视图；图4是本专利技术的叶轮的侧视图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1、图3和图4，包括底座4、安装在底座4两侧的两个H型支架3、分别安装在两个H型支架3上的左端轴座12和右端轴座9、安装左端轴座12里的左端中心轴11和安装在右端轴座9里的右端中心轴8以及两端分别套装在左端中心轴11和右端中心轴8上的轮毂6，在左端中心轴12和右端中心轴8的两端分别固连法兰盘7，还包括偏心轴5，偏心轴5的两端分别与所述的两个法兰盘7固定连接，偏心轴5上还套装有叶片13，且所述叶片13穿过轮毂6上设置的叶片槽。应用所述的转动导杆式叶片伸缩机构的潮流发电装置，在所述H型支架3的上端固连安装板，在安装板上设置齿轮增速器2，齿轮增速器2的输入端套装有从动带轮、输出端与发电机1的输入轴端相连，在左端中心轴11或右端中心轴8上套装主动带轮10，主动带轮10与从动带轮之间设置传送带14。本专利技术所述的叶片13有2-4个，对应轮毂6上设置的叶片槽有2-4个，且叶片13为平板形叶片。本专利技术的潮流发电装置安装于浅水海域、河道等处，放置方向为左端中心轴11和右端中心轴8的方向与水流方向、水深方向均垂直，构成横轴水轮机发电。偏心轴5分为多个轴段，两端与法兰盘7固结，叶片13的根部做成空心圆筒状套在偏心轴5中间段，各个叶片13之间交错安装，彼此互不干涉，同时叶片13与偏心轴5之间也有安装轴承实现相对转动；偏心轴5与左端中心轴11和右端中心轴8之间分别通过法兰盘7连接，调整法兰盘7上的安装位置可以实现偏心距离的调节；轮毂6均匀开与叶片13个数相对应的叶片槽，轮毂6的转动输出通过传送带14传递到上方，通过齿轮增速机构2的增速实现与发电机1主轴的运动传递，实现发电过程。发电机1与支架3上端固连的安装板连接在一起，发电机1的部分需密封良好以免因装置漏水损坏发电机。转动导杆式伸缩桨横轴潮流发电装置在工作过程中，叶片13绕着偏心轴5周期性的转动，同时由于叶片13嵌入轮毂6长槽内带动轮毂6的转动，并由于叶片13与轮毂6转动中心的不一致而形成叶片在轮毂6槽内周期性的收缩。由于轮毂6两端伸出的叶片13的长度差距较大，叶轮单边受力在水流的推力作用下会不停的转动。以有四个叶片13的实施方式为例进行说明：图2为叶片伸缩机构的机构运动简图，轮毂6是均匀开有四个长槽的圆柱形构件，叶片13是固定套装在偏心轴5上的平板型结构，叶片13的一端嵌入轮毂6上设置的叶片槽，叶片13和轮毂6各自绕着其转动中心转动，叶片13旋转的同时可以推动轮毂6转动，轮毂6单边受力，减小了反向转矩对轮毂转动的影响。而轮毂6的转动是发电机1输入轴的运动的来源。通过传送带14和齿轮增速机构2传递运动，械能传递转化为电能输出。当叶片13位于轮毂6的正上方时，叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转动导杆式叶片伸缩机构，包括底座、安装在底座两侧的两个H型支架、分别安装在两个H型支架上的左端轴座和右端轴座、安装左端轴座里的左端中心轴和安装在右端轴座里的右端中心轴以及两端分别套装在左端中心轴和右端中心轴上的轮毂，其特征在于：在左端中心轴和右端中心轴的两端分别固连法兰盘，还包括偏心轴，偏心轴的两端分别与所述的两个法兰盘固定连接，偏心轴上还套装有叶片，且所述叶片穿过轮毂上设置的叶片槽。

【技术特征摘要】
1.一种转动导杆式叶片伸缩机构，包括底座、安装在底座两侧的两个H型支架、分别
安装在两个H型支架上的左端轴座和右端轴座、安装左端轴座里的左端中心轴和安装在右端
轴座里的右端中心轴以及两端分别套装在左端中心轴和右端中心轴上的轮毂，其特征在于：
在左端中心轴和右端中心轴的两端分别固连法兰盘，还包括偏心轴，偏心轴的两端分别与所
述的两个法兰盘固定连接，偏心轴上还套装有叶片，且所述叶片穿过轮毂上设置的叶片槽。
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【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡凯，张娣，吴扬帆，张亮，耿敬，李立成，史宫男，李振宇，姜海龙，王鹏鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23