一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件的制作方法

    专利2022-07-07  196


    本发明涉及风力发动机技术领域,具体为一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件。



    背景技术:

    风力发动机,简称风机或风力机,它可将气流的动能转为机械能。通常风力发动机会接上发电机用来发电,其是构成风力发电厂的必要条件之一水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类,升力型风力发电机旋转速度快,阻力型旋转速度慢,对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机,目前,风力发动机为了更好与风向配合,多设有转向组件,使风叶可以更好与风向配合。

    现有技术中,针对中大型风力发动机的转向,多通过传感器与伺服电机相互配合进行转向,然而,传感器与伺服电机成本相对昂贵,且需要大量的电量支撑,从而大大提升发动机的转向成本,此外,在风力发动机多设置在风力较大和变化较快的环境中,当风向变化过快时,转向组件的转向速度过快,且上方的风叶较重,极易造成转向组件损坏甚至断裂的危害。



    技术实现要素:

    (一)解决的技术问题

    针对现有技术的不足,本发明提供了一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,具备利用磁吸转向和方向变化较快时,自动锁死的优点,解决了传感器与伺服电机成本相对昂贵,且需要大量的电量支撑,从而大大提升发动机的转向成本,此外,在风力发动机多设置在风力较大和变化较快的环境中,当风向变化过快时,转向组件的转向速度过快,且上方的风叶较重,极易造成转向组件损坏甚至断裂的危害的问题。

    (二)技术方案

    为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,包括转向座,所述转向座的内部固定连接有转向环,所述转向环的外侧壁固定连接有磁环,所述磁环的外侧设有电磁铁,所述转向座的顶部固定连接有定位座,所述定位座的顶部固定连接有标杆,所述标杆的顶部固定连接有风向标,所述标杆的外侧壁靠近底端的位置处固定连接有导电块,所述定位座的内侧壁固定连接有导电环,所述导电环的外侧壁固定连接有弹性座,所述弹性座的一端活动连接有导电头;

    所述磁环的内侧壁固定连接有摩擦环,所述转向环的外侧壁固定连接有支撑杆,所述支撑杆的一端固定连接有弹性支撑座,所述弹性支撑座的一侧固定连接有线圈,所述弹性支撑座的内部填充有电流变液,所述弹性支撑座的内侧壁滑动连接有滑动柱,所述滑动柱的外侧壁固定连接有弹性片。

    优选的,所述转向环的顶部固定连接有扇叶杆,转向环带动扇叶杆转动,完成转向。

    优选的,所述磁环由十二个永磁体组成的环状结构,且相邻永磁体的磁极相反,磁环由六对s极和六对n极组成的磁环。

    优选的,所述电磁铁共设有六个,六个所述电磁铁参照所述转向环的圆心位置处中心对称分布,六个电磁铁在通入不同方向的电流后,分别对磁环上的s极或n极进行吸引。

    优选的,所述导电块共设有六个,六个所述导电块围绕所述标杆均匀排布,且相邻所述导电块的电极相反,导电块与导电头接触,使导电块与导电头控制通入电磁铁内的电流。

    优选的,所述弹性支撑座的内部固定连接有触点,所述线圈的电性输出端通过导线与所述触点的电性输入端电连接,线圈通过触点为弹性支撑座内的电流变液供电。

    优选的,所述滑动柱的一端固定连接有伸缩杆,所述伸缩杆的外侧壁与所述弹性片的外侧壁固定连接,弹性片通过形变带动伸缩杆活动。

    (三)有益效果

    与现有技术相比,本发明提供了一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,具备以下有益效果:

    1、该利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,通过设置磁环和电磁铁,将电磁铁对称固定在磁环的外围,同时,通过设置风向标,风向标的标杆端设置导电块,使风向标上的标杆带动导电块旋转,当风向发生变化时,定位座上的风向标被风力带动,使其跟随风向旋转,使风向标上的标杆带动其外侧的导电块旋转,使导电块在导电环上旋转,使电极方向不同的导电块与导电环上的导电头接触,使导电头与导电块之间形成通路,使其为电磁铁供电,使电磁铁的磁极方向可以随着风向标的变化而产生变化,使电磁铁可跟随风向发出不同的磁极,使磁环上的s极被处于n极的电磁铁吸引,使电磁铁带动磁环旋转,使磁环再带动与之固定的转向环转动,使转向环再带动扇叶杆上的叶片转动,使叶片可以根据风向自动进行调节方向,使该装置不需要复杂的传感器和额外的电机驱动叶片转向,大大节省了发动机的转向成本。

    2、该利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,通过在磁环与转向环之间设置摩擦环,摩擦环的内侧设置弹性片,使弹性片与摩擦环的外壁相互接触,在磁环旋转的同时,摩擦环与弹性片相互接触,使磁环的旋转速度被降低,同时,当磁环的旋转速度过快时,磁环切割弹性支撑座上的线圈,使线圈上产生的电流增大,使线圈通过触点为电流变液提供的电流也随之增大,根据电流变液的特性,当电流变液通入的电场足够大时,电流变液变为固体,使与电流变液接触的滑动柱不再具有弹性,使与之固定的弹性片对摩擦环提供的压力就也大,同时,使弹性片对摩擦环提供的摩擦力也就越大,使磁环被摩擦环与弹性片锁死,使该装置在发生风速变化过快的情况时,转向组件可自动锁死,进而避免了因为风向变化过快,而造成转向组件损坏甚至断裂的危害,有效提升了该转向组件的稳定性。

    附图说明

    图1为本发明的结构示意图;

    图2为本发明中转向座的横截面图;

    图3为本发明中定位座的横截面图;

    图4为本发明中图3的a处放大图;

    图5为本发明中弹性支撑座与弹性片的结构示意图。

    图中:1、转向座;11、转向环;12、扇叶杆;2、磁环;3、电磁铁;4、定位座;41、标杆;42、风向标;43、导电块;44、导电环;45、弹性座;46、导电头;5、摩擦环;6、支撑杆;61、弹性支撑座;62、线圈;63、触点;64、电流变液;65、滑动柱;66、伸缩杆;67、弹性片。

    具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

    请参阅图1-5,一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,包括转向座1,转向座1的内部固定连接有转向环11,转向环11的顶部固定连接有扇叶杆12,转向环11带动扇叶杆12转动,完成转向,转向环11的外侧壁固定连接有磁环2,磁环2由十二个永磁体组成的环状结构,且相邻永磁体的磁极相反,磁环2由六对s极和六对n极组成的磁环,磁环2的外侧设有电磁铁3,电磁铁3共设有六个,六个电磁铁3参照转向环11的圆心位置处中心对称分布,六个电磁铁3在通入不同方向的电流后,分别对磁环2上的s极或n极进行吸引,转向座1的顶部固定连接有定位座4,定位座4的顶部固定连接有标杆41,标杆41的顶部固定连接有风向标42,标杆41的外侧壁靠近底端的位置处固定连接有导电块43,导电块43共设有六个,六个导电块43围绕标杆41均匀排布,且相邻导电块43的电极相反,导电块43与导电头46接触,使导电块43与导电头46控制通入电磁铁3内的电流,定位座4的内侧壁固定连接有导电环44,导电环44的外侧壁固定连接有弹性座45,弹性座45的一端活动连接有导电头46;

    磁环2的内侧壁固定连接有摩擦环5,转向环11的外侧壁固定连接有支撑杆6,支撑杆6的一端固定连接有弹性支撑座61,弹性支撑座61的一侧固定连接有线圈62,弹性支撑座61的内部填充有电流变液64,弹性支撑座61的内部固定连接有触点63,线圈62的电性输出端通过导线与触点63的电性输入端电连接,线圈62通过触点63为弹性支撑座61内的电流变液64供电,弹性支撑座61的内侧壁滑动连接有滑动柱65,滑动柱65的一端固定连接有伸缩杆66,伸缩杆66的外侧壁与弹性片67的外侧壁固定连接,弹性片67通过形变带动伸缩杆66活动,滑动柱65的外侧壁固定连接有弹性片67。

    工作原理:当风向发生变化时,定位座4上的风向标42被风力带动,使其跟随风向旋转,使风向标42上的标杆41带动其外侧的导电块43旋转,使导电块43在导电环44上旋转,使电极方向不同的导电块43与导电环44上的导电头46接触,使导电头46与导电块43之间形成通路,使其为电磁铁3供电,使电磁铁3的磁极方向可以随着风向标42的变化而产生变化,使电磁铁3可跟随风向发出不同的磁极,使磁环2上的s极被处于n极的电磁铁3吸引,使电磁铁3带动磁环2旋转,使磁环2再带动与之固定的转向环11转动,使转向环11再带动扇叶杆12上的叶片转动,使叶片可以根据风向自动进行调节方向,使该装置不需要复杂的传感器和额外的电机驱动叶片转向,大大节省了发动机的转向成本。

    上述结构及过程请参阅图1至图4。

    同时,在磁环2旋转的同时,摩擦环5与弹性片67相互接触,使磁环2的旋转速度被降低,同时,当磁环2的旋转速度过快时,磁环2切割弹性支撑座61上的线圈62,使线圈62上产生的电流增大,使线圈62通过触点63为电流变液64提供的电流也随之增大,根据电流变液64的特性,当电流变液64通入的电场足够大时,电流变液64变为固体,使与电流变液64接触的滑动柱65不再具有弹性,使与之固定的弹性片67对摩擦环5提供的压力就也大,同时,使弹性片67对摩擦环5提供的摩擦力也就越大,使磁环2被摩擦环5与弹性片67锁死,使该装置在发生风速变化过快的情况时,转向组件可自动锁死,进而避免了因为风速变化过快,而造成转向组件损坏甚至断裂的危害,有效提升了该转向组件的稳定性。

    上述结构及过程请参阅图2和图5。

    尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


    技术特征:

    1.一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,包括转向座(1),其特征在于:所述转向座(1)的内部固定连接有转向环(11),所述转向环(11)的外侧壁固定连接有磁环(2),所述磁环(2)的外侧设有电磁铁(3),所述转向座(1)的顶部固定连接有定位座(4),所述定位座(4)的顶部固定连接有标杆(41),所述标杆(41)的顶部固定连接有风向标(42),所述标杆(41)的外侧壁靠近底端的位置处固定连接有导电块(43),所述定位座(4)的内侧壁固定连接有导电环(44),所述导电环(44)的外侧壁固定连接有弹性座(45),所述弹性座(45)的一端活动连接有导电头(46);

    所述磁环(2)的内侧壁固定连接有摩擦环(5),所述转向环(11)的外侧壁固定连接有支撑杆(6),所述支撑杆(6)的一端固定连接有弹性支撑座(61),所述弹性支撑座(61)的一侧固定连接有线圈(62),所述弹性支撑座(61)的内部填充有电流变液(64),所述弹性支撑座(61)的内侧壁滑动连接有滑动柱(65),所述滑动柱(65)的外侧壁固定连接有弹性片(67)。

    2.根据权利要求1所述的一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,其特征在于:所述转向环(11)的顶部固定连接有扇叶杆(12)。

    3.根据权利要求1所述的一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,其特征在于:所述磁环(2)由十二个永磁体组成的环状结构,且相邻永磁体的磁极相反。

    4.根据权利要求1所述的一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,其特征在于:所述电磁铁(3)共设有六个,六个所述电磁铁(3)参照所述转向环(11)的圆心位置处中心对称分布。

    5.根据权利要求1所述的一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,其特征在于:所述导电块(43)共设有六个,六个所述导电块(43)围绕所述标杆(41)均匀排布,且相邻所述导电块(43)的电极相反。

    6.根据权利要求1所述的一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,其特征在于:所述弹性支撑座(61)的内部固定连接有触点(63),所述线圈(62)的电性输出端通过导线与所述触点(63)的电性输入端电连接。

    7.根据权利要求1所述的一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,其特征在于:所述滑动柱(65)的一端固定连接有伸缩杆(66),所述伸缩杆(66)的外侧壁与所述弹性片(67)的外侧壁固定连接。

    技术总结
    本发明涉及风力发动机技术领域,且公开了一种利用磁吸变向的风力发动机用转向组件,包括转向座,所述转向座的内部固定连接有转向环,所述转向环的外侧壁固定连接有磁环,所述磁环的外侧设有电磁铁,所述转向座的顶部固定连接有定位座,所述定位座的顶部固定连接有标杆,所述标杆的顶部固定连接有风向标。电磁铁可跟随风向发出不同的磁极,使磁环上的S极被处于N极的电磁铁吸引,使电磁铁带动磁环旋转,使磁环再带动与之固定的转向环转动,使转向环再带动扇叶杆上的叶片转动,使叶片可以根据风向自动进行调节方向,使该装置不需要复杂的传感器和额外的电机驱动叶片转向,大大节省了发动机的转向成本。

    技术研发人员:陈成锡
    受保护的技术使用者:陈成锡
    技术研发日:2020.11.26
    技术公布日:2021.03.12

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