一种高空风力平衡系统及其平衡方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高空风力平衡系统及其平衡方法，该系统包括连接至主绳的球状升力引导件，所述升力引导件沿其赤道方向部分连接至展开具有迎风面的平衡调节件，所述平衡调节件未与所述升力引导件连接的部分通过调节绳连接至设置在所述主绳上的调节驱动件，所述调节驱动件能够调节所述调节绳的长度；所述平衡调节件与所述升力引导件、所述调节驱动件之间可拆卸连接，所述主绳连接至做功绳。平衡系统连接在做功绳的末端，仅通过调节调节绳的长短就能对做功模块的俯仰角进行调整，不需要对做功单元的其他结构进行结构调整，由于平衡调节件的迎风面面积和所受风力近似成正比，因此可以根据风力状况灵活选择、更换合适面积或合适构型的平衡调节件。型的平衡调节件。型的平衡调节件。

【技术实现步骤摘要】
一种高空风力平衡系统及其平衡方法


[0001]本专利技术涉及利用高空风能的发电系统，具体涉及一种高空风力平衡系统及其平衡方法。

技术介绍

[0002]高空风能是一种储量丰裕、稳定且分布广泛的可再生清洁能源，随着高度增加，平均风速会增加，而风能储量以近三次方的速度增加。对高空风能的有效利用可缓解传统能源例如化石燃料的使用带来的环境污染、资源枯竭等问题，符合可持续发展的理念。
[0003]申请号为2011101515270的中国专利公开一种伞型风力装置及风能动力系统，其包括：与地面成一角度设置的做功绳；从下至上依次连接在做功绳上的控制箱、滑筒、做功伞和平衡装置，且做功伞的开合不会影响空中平衡系统的稳定性，使该专利技术提出的风能动力系统的空中部分具有良好的稳定性能和控制性能。
[0004]但该专利技术中的平衡系统只能沿做功绳轴向提供作用力，做功绳的俯仰角度取决于外部风力环境。风力较小时，做功绳近似90
°
垂直于地面；风力较大时，缆绳的姿态较倾斜，俯仰角度较小。但做功绳的俯仰角度非常关键，它直接决定做功模组的攻角，从而影响模组的迎风面积和功率输出。为了获得稳定的输出，做功绳的俯仰角度需要根据实时风速进行可控调整。
[0005]申请号为2022107759883的中国专利公开了一种角度可变的伞型风力装置及伞型风能转换系统，该系统搭载了偏移主缆绳的伞型风力装置，伞型风力装置的伞面设有调节装置，该调节装置通过调节绳连接至缆绳，调节装置通过调节调节绳的长度来改变伞面相对于缆绳的偏离角度，使缆绳受到偏离其轴线的作用力，调整缆绳相对于地面的俯仰角度。
[0006]上述系统虽实现了在不同高空风力下对做功俯仰角的调节，但调节方式单一，不能很好适应适应不同地域、不同风况的使用要求。而将伞型风力装置直接作为做功伞梯使用时，需在每个做功伞上设置调节装置，增加了系统结构的复杂性，且多个调节装置的使用也增加了故障概率。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在提供一种结构更加精简和稳固的高空风力平衡系统，以解决现有的高空风能做功系统的俯仰角调节装置稳固性不强以及结构复杂等问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：提供一种高空风力平衡系统，包括连接至主绳的球状升力引导件，所述升力引导件沿其赤道方向部分连接至展开具有迎风面的平衡调节件，所述平衡调节件未与所述升力引导件连接的部分通过调节绳连接至设置在所述主绳上的调节驱动件，所述调节驱动件能够调节所述调节绳的长度；所述平衡调节件与所述升力引导、所述调节驱动件之间可拆卸连接，所述主绳连接至做功绳。
[0009]进一步地，所述升力引导件沿其赤道方向通过若干副绳连接至主绳；
其中，所述升力引导件沿其赤道方向设有凹凸间隔的裙边，所述裙边的凸起部通过若干所述副绳连接至所述主绳，部分所述裙边的凸起部还连接至所述平衡调节件。
[0010]进一步地，所述平衡调节件设为三角球面形，所述三角球面中未与所述裙边连接的角通过调节绳连接至所述调节驱动件；或者，所述平衡调节件至少设为四角球面形，其中未与所述裙边连接的角分别通过所述调节绳连接至所述调节驱动件，所述调节驱动件能够同时或分别调节各所述调节绳的长度。
[0011]更进一步地，所述平衡调节件的迎风面设有若干透气孔。
[0012]进一步地，所述调节驱动件包括与设置在其中的MCU相连的风况传感模块、GPS和无线收发模块，所述调节驱动件还设有为其供电的供电模块，所述无线收发模块连接至地面模块；所述调节驱动件根据风况和/或位置信息直接调节所述调节绳的长度；或者，所述调节驱动件将风况和/或位置信息传输至所述地面模块再根据所述地面模块的调节指令再调节所述调节绳的长度。
[0013]更进一步地，所述调节驱动件设有卷扬机，并通过控制所述卷扬机来控制所述调节绳的长度。
[0014]进一步地，所述调节驱动件下部的所述主绳连接至周向旋转连接机构；所述周向旋转连接机构包括相连接的上连接件和下连接件，所述上连接件可相对于所述下连接件旋转；所述主绳连接所述上连接件，所述下连接件连接所述做功绳。
[0015]更进一步地，所述周向旋转连接机构包括壳体，所述壳体内设有可在其内旋转的上连接件，所述壳体的下部设有所述下连接件。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种高空风力平衡系统的平衡方法，所述方法包括调整做功绳的俯仰角：做功绳的实时俯仰角大于预设的俯仰角时，主绳上的调节驱动件将连接在所述调节驱动件与展开具有迎风面的平衡调节件之间的调节绳的长度调短；做功绳的实时俯仰角小于预设的俯仰角时，所述调节驱动件将调节绳的长度调长；其中，所述主绳一端与所述做功绳连接，另一端连接至球状升力引导件；所述升力引导件沿其赤道方向部分连接至所述平衡调节件。
[0017]进一步地，所述方法还包括调整所述做功绳的方向：将所述平衡调节件至少设置为四角球面形；所述做功绳的方向需要改变时，所述调节驱动件分别调节连接在所述调节驱动件与平衡调节件的角之间的各调节绳的长度，使各所述调节绳具有不同的长度从而施予所述平衡调节件一个偏转力；所述升力引导件在所述偏转力带动下发生偏转，进而带动所述做功绳发生偏转。
[0018]本专利技术要求保护的技术方案取得了以下技术效果：1）平衡调节件沿着升力引导件的赤道方向设置，二者一起连接在做功绳的末端，仅通过调节调节绳的长短就能对做功模块的俯仰角进行调整，不需要对做功单元的其他结构进行调整，整个平衡系统结构简单和集成，易于控制和维护。
[0019]2）平衡调节件的迎风面面积和所受风力近似成正比，由于平衡调节件与升力引导件、调节驱动件之间可拆卸连接，因此可以根据风力状况灵活选择、更换合适面积或合适构型的平衡调节件，适应不同地域、不同风况的使用要求，调节方式灵活。
[0020]3）由于使用展开具有迎风面的构型，升空后的平衡调节件的迎风面会完全自主迎风展开，不存在无法展开的情形，使平衡调节件系统结构更加稳定。
[0021]4）当采用四角平衡调节件或其它类似构成的平衡调节件时，能通过调整各调节绳的长度来使做功绳偏转从而调节做功绳的方向，能在风向发生变化时，机动调整或保持做功绳的空域方位，避免做功绳随风形成过大范围的摆动，以及避免相邻做功绳出现互相干扰等风险。
附图说明
[0022]图1为高空风力平衡系统的第一种结构示意图。
[0023]图2为图1的A向结构示意图。
[0024]图3为绳索受力分析及做功绳俯仰角度示意图。
[0025]图4为周向旋转连接机构示意图。
[0026]图5为做功绳俯仰角度调节示意图。
[0027]图6为高空风力平衡系统的第二种结构示意图。
[0028]图7为图6中的平衡调节件方向调整示意图。
[0029]图8为做功绳和主绳的轴向旋转示意图。
[0030]图9为做功绳的地面投影及偏转示意图。
[0031]附图标记：100
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升力引导件；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高空风力平衡系统，其特征在于，包括连接至主绳(601)的球状升力引导件(100)，所述升力引导件(100)沿其赤道方向部分连接至展开具有迎风面的平衡调节件(200)，所述平衡调节件(200)未与所述升力引导件(100)连接的部分通过调节绳(300)连接至设置在所述主绳(601)上的调节驱动件(400)，所述调节驱动件(400)能够调节所述调节绳(300)的长度；所述平衡调节件(200)与所述升力引导件(100)、所述调节驱动件(400)之间可拆卸连接，所述主绳(601)连接至做功绳(600)。2.根据权利要求1所述的高空风力平衡系统，其特征在于，所述升力引导件(100)沿其赤道方向通过若干副绳(102)连接至主绳(601)；其中，所述升力引导件(100)沿其赤道方向设有凹凸间隔的裙边(101)，所述裙边(101)的凸起部通过若干所述副绳(102)连接至所述主绳(601)，部分所述裙边(101)的凸起部还连接至所述平衡调节件(200)。3.根据权利要求2所述的高空风力平衡系统，其特征在于，所述平衡调节件(200)设为三角球面形，所述三角球面中未与所述裙边(101)连接的角通过调节绳(300)连接至所述调节驱动件(400)；或者，所述平衡调节件(200)至少设为四角球面形，其中未与所述裙边(101)连接的角分别通过所述调节绳(300)连接至所述调节驱动件(400)，所述调节驱动件(400)能够同时或分别调节各所述调节绳(300)的长度。4.根据权利要求3所述的高空风力平衡系统，其特征在于，所述平衡调节件(200)的迎风面设有若干透气孔(201)。5.根据权利要求3所述的高空风力平衡系统，其特征在于，所述调节驱动件(400)包括与设置在其中的MCU相连的风况传感模块、GPS和无线收发模块，所述调节驱动件(400)还设有为其供电的供电模块，所述无线收发模块连接至地面模块(800)；所述调节驱动件(400)根据风况和/或位置信息直接调节所述调节绳(300)的长度；或者，所述调节驱动件(400)将风况和/或位置信息传输至所述地面模块(800)，再根据所述地面模块(800)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博强，
申请(专利权)人：上海井蹊科技合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：