一种小型便携风力发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种小型便携风力发电机，包括电机、高速齿轮、高速轴、低速轴、低速齿轮、叶片支架和叶片；所述的叶片通过叶片支架安装与低速轴上，低速轴和高速轴上分别键连接固定有低速齿轮和高速齿轮，低速齿轮和高速齿轮之间配合连接进行传动；高速齿轮驱动电机旋转发电。本发明专利技术使用了高速电机+两级变速的设计替代了原有小型风机的低速电机设计，使用了垂直轴设计代替小型风机一直以来的水平轴设计，大幅降低了成本，利于设备推广。同时，本发明专利技术采用了易于拆装的结构设计，加强了系统的便携性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力设备领域，具体涉及一种小型便携风力发电机。
技术介绍
当今，人们对于移动设备的需求越来越广泛，但电池的电量瓶颈却成为移动设备发挥更大作用的限制之一，风能作为可再生的新能源之一，分布范围极广，且采集方便，逐渐成为了理想的移动能量来源。因此如果有一种便携式的小型风力发电机，其可以作为移动设备的电力来源。如今，现有的小型风力发电机多为固定式设计，如专利申请号为201320017202.8的小型风力发电机，其通过螺栓与地面连接，这不但造成了风机无法在短时间内被取下，同时也限制了风机的适用场所，即该风机只能在有为其专门设计的底座的地方使用，造成了极大的不便。另外，现有的小型风机均为整体式设计，拆装不易，这更削弱了其移动使用的功能。现有的小型风机均为水平轴风机，其只有当叶片正对风向时才能正常发电，故此，水平轴风机均需要设计复杂的转向机构，保证风机能够正常运行。这样的转向机构不但结构复杂，易损坏，还将进一步地削弱风机的可移动性，同时消耗在转向上的电能也降低了风机的运行效率。同时，小型风机均采用昂贵的低速电机，而低速电机的成本往往是高速电机的几倍甚至几十倍，这极大地限制了小型风机的推广，因此，研发使用高速电机也能正常工作的小型风机迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决
技术介绍
中存在的问题，并提供一种小型便携风力发电机。本专利技术所采用的具体方案如下：小型便携风力发电机，包括电机、高速齿轮、高速轴、低速轴、低速齿轮、叶片支架和叶片；所述的叶片通过叶片支架安装与低速轴上，低速轴和高速轴上分别键连接固定有低速齿轮和高速齿轮，低速齿轮和高速齿轮之间配合连接进行传动；高速齿轮驱动电机旋转发电。作为优选，所述的叶片垂向设置，数量为5片且呈等距环形阵列分布于以低
速轴为轴心的柱面上；在叶片的两个三等分点处，分别用水平的叶片支架与低速轴进行连接固定；叶片与叶片支架之间的连接方式为可拆卸式夹持固定。进一步的，所述的叶片支架通过螺母固定于低速轴上，螺母与低速轴上的外螺纹采用螺旋副连接。作为优选，所述的叶片由铝合金构成，且采取镂空的结构。作为优选，所述的叶片为升力型叶片。作为优选，所述的低速齿轮模数为0.8，齿数为71；高速齿轮为双层齿轮，其中上层齿数为15，模数为0.8，下层齿数为59，模数为0.6；低速齿轮和高齿轮形成1：39的加速比。作为优选，所述的低速轴的下半部及高速齿轮、高速轴、低速齿轮均设置于下箱体和上箱体可拆卸式组合而成的内部空间中。进一步的，所述的低速轴与高速轴均由被角接触球轴承固定在箱体上。作为优选，所述的电机为高速电机。本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：1.本专利技术使用了高速电机+两级变速的设计替代了原有小型风机的低速电机设计，大幅降低了成本，利于设备推广2.本专利技术使用了垂直轴设计代替小型风机一直以来的水平轴设计。由于垂直轴设计可以接受来自各个方向的风能，所以省去了复杂的转向机构，节省了成本，提高了可靠性和便携性。3.本专利技术采用了易于拆装的结构设计，有效地在不影响用户使用体验的情况下减少了设备的携带体积，加强了系统的便携性，可用于移动设备的充电。附图说明图1是小型风力发电机结构图；图2是叶片支架与低速轴配合图；图3是小型风力发电机使用时组装过程，其中箭头代表步骤流程；图中：电机1、高速齿轮2、第一角接触轴承3、高速轴4、低速轴5、第二角接触轴承6、下箱体7、低速齿轮8、上箱体9、第一螺母10、第一叶片支架11、叶片12、第二叶片支架13、第二螺母14。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。一种小型便携风力发电机，电机1、高速齿轮2、第一角接触轴承3、高速轴4、低速轴5、第二角接触轴承6、下箱体7、低速齿轮8、上箱体9、第一螺母10、第一叶片支架11、叶片12、第二叶片支架13、第二螺母14。本专利技术的发电机整体分为叶片、支撑部分以及变速传动部分两个部分，其中叶片及支撑部分负责通过叶片接受风能，并将风能通过叶片支架传递到低速轴。变速发电部分负责将低速轴上的转矩通过变速机构传递到电机，完成发电。叶片分别具体结构如图1所示，叶片12垂向设置，共5片，且呈等距环形阵列分布于以低速轴5为轴心的柱面上，形成五叶片风轮的设计，叶片12采用升力型叶片12，利用叶片12两侧流速差异获得升力，通过升力推动叶轮转动。叶片12由铝合金构成，且采取镂空的结构。本实施例中，叶片12选用标准翼型NACA63-412。是美国NACA最早建立的一个低速翼型系列。与早期的其他翼型相比，有较高的最大升力系数和较低的阻力系数。我们所选取的翼型隶属于NACA的六位数字翼型，其特点是在一定的升力系数范围内具有低阻力特性，非设计条件下也会有比较满意的结果。这种翼型具有比较高的升力系数和比较高的临界马赫数。支撑部分结构如下：为保证稳定性，在每片叶片12的两个三等分点处，分别用水平的叶片支架与低速轴5进行连接固定，分别为图中的第一叶片支架11和第二叶片支架13。叶片12与叶片支架之间的连接方式为可拆卸式夹持固定，具体固定方式为：在叶片12三等分点处分别安装两个铆钉以用于叶片12夹持固定的定位，以及平衡叶片12所受到的竖直方向重力。叶片12通过叶片支架安装与低速轴5上，第一叶片支架11和第二叶片支架13分别通过螺母10、第二螺母14固定于低速轴5上，叶片支架部分负责对叶片12进行支撑并将叶片12受到的转矩传递到轴。固定支架的低速轴5上设有铣去两个小平面的圆柱形攻有外螺纹的轴。如图2所示，相应的在第一叶片支架11和第二叶片支架13处有对应形状的轴孔，用以将叶片支架收到的力矩传递到轴上。防止支架的上下震动导致的不稳定，螺母与低速轴5上的外螺纹采用螺旋副连接。变速传动部分负责将低速轴5的转动加速后传递到电机1，其主体部分为箱体中的齿轮组。箱体可拆卸呈下箱体7和上箱体9进行组装。齿轮组中低速齿轮8与高速齿轮2被键连接分别固定在低速轴5与高速轴4上。低速轴5与高速轴4被第一角接触轴承3、第二角接触轴承6固定在下箱体7、上箱体9上。齿轮组部分负责从叶片12的低转速过渡为电机1的高转速，已达到高功率、平稳发电的效果。齿轮组由高速齿轮2和低速齿轮8两级减速组成，其中低速齿轮8模数为0.8，齿数为71，通过键连接被固定在低速轴5上。高速齿轮2为双层齿轮，其中上层齿数为15，模数为0.8，下层齿数为59，模数为0.6，被固定在高速轴4上。两级齿轮互相配合，形成了1：39的加速比，让叶片12组能够通过高速齿轮2驱动电机1达到其额定的发电转速，使本设计能够使用相对廉价的高速电机1取代昂贵的低速电机1进行发电。本专利技术装置的安装流程如图3所示，具体为：1.在携带中，第一叶片支架11和第二叶片支架13，叶片12与主体部分分开放置以节省空间；2.在使用中，用户需要先将支架11套到低速轴5上，与低速轴5形状对齐，安装第一螺母10。3.安装5枚叶片12，叶片将被插入支架上对应的孔中，由于铆钉部分轮廓线大于孔的轮廓，叶片12将会被铆钉初步支撑在第一叶片支架11上4.安装第二叶片支架13，中心孔与低速轴5形状对齐，同时由于第一叶片支架11在对应5片叶片处有开口，支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型便携风力发电机，其特征在于，包括电机、高速齿轮、高速轴、低速轴、低速齿轮、叶片支架和叶片；所述的叶片通过叶片支架安装与低速轴上，低速轴和高速轴上分别键连接固定有低速齿轮和高速齿轮，低速齿轮和高速齿轮之间配合连接进行传动；高速齿轮驱动电机旋转发电。

【技术特征摘要】
1.一种小型便携风力发电机，其特征在于，包括电机、高速齿轮、高速轴、低速轴、低速齿轮、叶片支架和叶片；所述的叶片通过叶片支架安装与低速轴上，低速轴和高速轴上分别键连接固定有低速齿轮和高速齿轮，低速齿轮和高速齿轮之间配合连接进行传动；高速齿轮驱动电机旋转发电。2.如权利要求1所述的小型便携风力发电机，其特征在于，所述的叶片垂向设置，数量为5片且呈等距环形阵列分布于以低速轴为轴心的柱面上；在叶片的两个三等分点处，分别用水平的叶片支架与低速轴进行连接固定；叶片与叶片支架之间的连接方式为可拆卸式夹持固定。3.如权利要求2所述的小型便携风力发电机，其特征在于，所述的叶片支架通过螺母固定于低速轴上，螺母与低速轴上的外螺纹采用螺旋副连接。4.如权利要求1所述的小型便携风力发电机，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗坤，李翰卿，张涵聪，朱挺，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33