本发明专利技术公开了一种防台风自动变体的阻力型风力机，垂直轴阻力型风力机，具有不受风向影响、结构简单、便于制造和维护等优点。为了充分利用风能发电，风力发电机往往安置在海边或盛行大风等场地。但是强烈的台风往往对风力发电机的结构危害很大，如撕裂风力机叶片，折断风力机支杆。阻力型风力机虽然结构简单，制造和维护方便，但是难于承受台风或飓风的威胁。为了既能利用大风处的风能，又能防止台风的侵害，本发明专利技术设计了一种防台风自动变体的阻力型风力机，它能够通过所设计的一套特种变形机构，在发生台风时，自动将风轮叶片变为密切闭合的旋成椭球体状态，从而大大减小台风对风力机的破坏力。机的破坏力。机的破坏力。
【技术实现步骤摘要】
一种防台风自动变体的阻力型风力机及其自动变体方法
：
[0001]本专利技术涉及一种风力发电装置，尤其涉及一种防台风自动变体的阻力型风力机及其自动变体方法，属于风力发电机领域。
技术介绍
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[0002]目前垂直轴(即风力机转轴沿垂直方向)阻力型风力发电机受到重视，是因为其具有不受风向影响、小风可以启动、结构简单、便于维护等优点。但现有的垂直轴阻力型风力发电机的叶片结构，在台风作用下容易损坏。
[0003]为了解决正常风速下阻力型风力发电机可以工作、而在台风时能自动实现风轮变体，防止台风对风力机的危害，特提出一种特殊的防台风自动变体的阻力型风力机。
技术实现思路
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[0004]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的问题而提供种防台风自动变体的阻力型风力机及其自动变体方法，其可解决台风对于阻力型风力发电机结构损害的问题。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：一种防台风自动变体的阻力型风力机，包括支柱、阻力型风轮和自动变体系统；
[0006]所述阻力型风轮包括等角度环绕支柱的四个叶片，所述阻力型风轮的叶片形状设计为一个旋成椭球面的四分之一瓣面；
[0007]所述自动变体系统包括台风感知与报警装置以及风轮变体执行机构，所述台风感知与报警装置包括风速仪、无线发射模块和信号接收模块，所述风轮变体执行机构包括变体机构和叶片，所述变体机构包括撑杆、万向接头、步进电机、电机驱动板、导引齿轮和弧形齿条，所述弧形齿条与叶片固定连接，所述导引齿轮与弧形齿条啮合，所述导引齿轮与步进电机中心轴连接，所述步进电机与电机驱动板电线接头连接，所述万向接头一端与导引齿轮中心轴连接，另一端与撑杆连接，所述无线发射模块安装于风速仪的下面，所述信号接收模块安装在电机驱动板上；
[0008]所述阻力型风轮的叶片在执行风力发电工作状态时，叶片的弦线与支柱垂直，4个叶片同转向等转角90
°
设置，在风力作用下左右叶片的阻力不等，阻力型风轮转动带动发电；在台风状态时，叶片由于变体机构的作用，由叶片弦向与支柱外圆垂直状态转为绕支柱的旋成椭球面的一瓣面，并且四个叶片合成一个密切的旋成椭球面。
[0009]进一步地，叶片展开时，撑杆的角度与叶片弦向呈逆时针15
°
定位状态。
[0010]进一步地，叶片展开时，叶片的弦向与支柱垂直。
[0011]进一步地，叶片合拢时，撑杆的角度与叶片弦向呈逆时针45
°
定位状态。
[0012]进一步地，叶片合拢时，叶片的凹面弦线垂直正对支柱。
[0013]进一步地，设叶片最大截面处的半径为r，弧形齿条确定尺寸为半径r时的60
°
弧长，展开工作状态时的撑杆角度，是与叶片弦向呈逆时针15
°
。
[0014]进一步地，所述弧形齿条的截面设计为双向U槽形，弧形齿条在U槽的内底部，所述
导引齿轮在U槽内，并与弧形齿条相啮合。
[0015]进一步地，还包括滚轮，所述滚轮内侧与U槽的向心面接触，所述滚轮的铰支中心轴与撑杆固定连接。
[0016]进一步地，所述叶片的上下两头的设有与支柱外圆密合的圆弧缺口。
[0017]本专利技术还采用如下技术方案：一种防台风自动变体的阻力型风力机的自动变体方法，步骤如下：
[0018]首先支柱顶上的风速仪在感知风速达到台风级时，由与风速仪配套的无线发射模块发出台风报警信号；
[0019]当电机驱动板上的信号接收模块收到台风报警信号，立刻启动电机驱动板，于是步进电机启动后带动导引齿轮，导引齿轮作用弧形齿条使其转动；
[0020]所述撑杆的一端与支柱固定连接，另一端安装万向接头与导引齿轮铰接，当步进电机运转时带动弧形齿条随之转动，电机驱动板预设导引齿轮转动的圈数正好使弧形齿条转动到以r为半径60
°
角度弧长位置时即停止，叶片正好转为绕支柱的旋成椭球面的一个瓣面状态。
[0021]本专利技术具有如下有益效果：
[0022](1).本专利技术提供的防台风自动变体的阻力型风力机可以在小风时运转工作，并不受风向影响。该阻力型风力机叶片设计为垂直长弧形、截面旋成瓣形曲面，收风效果好，承力分布结构合理。
[0023](2).叶片曲面形状设计严格，变体后形成的长椭圆体密切结合,合拢后的长椭圆整体曲面，受风阻力小，可以防止台风对风力机的损害。
[0024](3).该阻力型风力机叶片由工作状态转换为合拢椭圆体状态，可以自动由变体机构实现，变体机构主体由机械结构(齿轮、齿条与撑杆)组成，变体机构可靠，变体转动角度严格推导计算，转动角度可精确控制。
[0025](4).根据不同需求，可按照本专利技术设计不同尺寸大小的防台风自动变体的阻力型风力发电机，大尺寸风力发电机，也可用于组网供电和海边、沙漠特大风场环境。
附图说明：
[0026]图1(a)是本专利技术的风力机叶片展开工作时状态示意图。
[0027]图1(b)是本专利技术的风力机叶片合拢后呈旋成椭球面防台风闭合状态示意图。
[0028]图2是本专利技术的叶片展开状态俯视示意图。
[0029]图3是本专利技术的自动变体系统原理框图。
[0030]图4是本专利技术的自动变体系统设置示意图。
[0031]图5是本专利技术的叶片展开时的变体机构示意图。
[0032]图6是本专利技术的叶片合拢时的变体机构示意图。
[0033]图7是本专利技术的变体机构转动角度推导示意图。
[0034]图8(a)是本专利技术的变体机构展开状态三维示意图。
[0035]图8(b)是本专利技术的变体机构弧形齿条示意图。
[0036]图9(a)是本专利技术的变体机构和叶片合拢状态三维示意图。
[0037]图9(b)是本专利技术的变体机构合拢状态结构示意图。
[0038]图10(a)是本专利技术的变体机构传动部分组成设计侧视示意图。
[0039]图10(b)是本专利技术的变体机构传动部分组成设计俯视示意图。
[0040]图11(a)是本专利技术的叶片合拢状态俯视示意图。
[0041]图11(b)是单个叶片结构状态示意图。
[0042]图12是本专利技术的叶片三维形状设计示意图。
[0043]图中：
[0044]1‑
支柱，2
‑
阻力型风轮，3
‑
变体机构，4
‑
叶片，5
‑
撑杆，6
‑
万向接头，7
‑
步进电机， 8
‑
电机驱动板，9
‑
导引齿轮，10
‑
弧形齿条，11
‑
风速仪，12
‑
无线发射模块，13
‑
信号接收模块，14
‑
旋成椭球面。
具体实施方式：
[0045]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0046]本专利技术防台风本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种防台风自动变体的阻力型风力机，其特征在于：包括支柱(1)、阻力型风轮(2)和自动变体系统；所述阻力型风轮(2)包括等角度环绕支柱(1)的四个叶片(4)，所述阻力型风轮(2)的叶片(4)形状设计为一个旋成椭球面(14)的四分之一瓣面；所述自动变体系统包括台风感知与报警装置以及风轮变体执行机构，所述台风感知与报警装置包括风速仪(11)、无线发射模块(12)和信号接收模块(13)，所述风轮变体执行机构包括变体机构(3)和叶片(4)，所述变体机构(3)包括撑杆(5)、万向接头(6)、步进电机(7)、电机驱动板(8)、导引齿轮(9)和弧形齿条(10)，所述弧形齿条(10)与叶片(4)固定连接，所述导引齿轮(9)与弧形齿条(10)啮合，所述导引齿轮(9)与步进电机(7)中心轴连接，所述步进电机(7)与电机驱动板(8)电线接头连接，所述万向接头(6)一端与导引齿轮(9)中心轴连接，另一端与撑杆(5)连接，所述无线发射模块(12)安装于风速仪(11)的下面，所述信号接收模块(13)安装在电机驱动板(8)上；所述阻力型风轮(2)的叶片(4)在执行风力发电工作状态时，叶片(4)的弦线与支柱(1)垂直，4个叶片同转向等转角90
°
设置，在风力作用下左右叶片的阻力不等，阻力型风轮(2)转动带动发电；在台风状态时，叶片(4)由于变体机构(3)的作用，由叶片(4)弦向与支柱(1)外圆垂直状态转为绕支柱(1)的旋成椭球面(14)的一瓣面，并且四个叶片(4)合成一个密切的旋成椭球面(14)。2.如权利要求1风力机安装要求为：所述的防台风自动变体的阻力型风力机，其特征在于：叶片展开时，撑杆(5)的角度与叶片弦向呈逆时针15
°
定位状态；所述的防台风自动变体的阻力型风力机，其特征在于：叶片展开时，叶片(4)的弦向与支柱(1)垂直；所述的防台风自...
【专利技术属性】
技术研发人员：昂海松，
申请(专利权)人：昂海松，
类型：发明
国别省市：
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