一种可跟踪风向的新能源风力发电机及其发电方法

技术领域

本发明涉及新能源风力发电领域，特别涉及一种可跟踪风向的新能源风力发电机及其发电方法。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，风力发电机一般有风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机，风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

调向器是风力发电机其重要组成结构之一，起到对风力发电机进行方向调节，进而使风力发电机朝向风力进行风力发电，但是现有的户外风力外电机通常使在风力发电机的尾部添加一个风流导向板，从而对风力发电机进行导向，但是随着风速的流动，风流导向板会产生一定的摆动，进而带动风力发电机进行摆动，风力发电机长时间与支撑柱发生摆动，会导致其连接部分磨损降低其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可跟踪风向的新能源风力发电机及其发电方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可跟踪风向的新能源风力发电机及其发电方法，包括支撑柱，所述支撑柱的顶部活动连接有承载箱，所述承载箱内腔的中部固定连接有隔板，所述隔板顶部的一侧设置有风力发电机本体，所述承载箱的一侧开设有连接孔，所述连接孔的内腔设置有连接杆，所述连接杆的一端固定连接有导流板，所述连接杆外壁的一端设置有限位装置，所述隔板的底部设置有驱动装置。

优选的，所述驱动装置包括传动轴，所述传动轴外壁的顶部和外壁的底部分别隔板和承载箱转动套接，所述传动轴外壁的底部固定套接有第二齿轮，所述支撑柱的顶部固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮捏合连接。

优选的，所述传动轴外壁的顶部固定套接有第一换向齿轮，所述承载箱内壁底部的一侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端传动连接有第二换向齿轮，所述第一换向齿轮与第二换向齿轮啮合连接。

优选的，所述连接孔内腔的中部固定连接有销轴，所述销轴的外壁与连接杆转动穿插套接，所述连接杆外壁一端的两侧均固定连接有第一导电块，所述承载箱内壁两侧的一边侧均固定连接有第二导电块。

优选的，所述限位装置包括限位杆，所述连接杆外壁的一端开设有滑孔，所述限位杆的外壁与滑孔的内腔滑动套接，所述限位杆的两端均固定连接有固定板，所述固定板的一侧对称设置有固定螺栓，所述固定板通过固定螺栓与承载箱的内壁固定连接。

优选的，所述限位杆外壁的两端均固定套接有第一限位套环，所述限位杆外壁的中部固定套接有两个第二限位套环，两个所述第二限位套环分别位于连接杆的两边侧，所述限位杆外壁的两侧均滑动套接有弹簧，所述弹簧位于第一限位套环和第二限位套环之间。

优选的，所述连接杆外壁一端的顶部和底部均设置有限位板，所述限位板的两端均与承载箱的内壁固定连接，两个所述限位板相对的一侧均固定连接有滑块，所述连接杆外壁一端的顶部和底部均开设有滑槽，所述滑块的外壁与滑槽的内腔滑动套接。

优选的，所述承载箱底部的一侧开设有通孔，所述支撑柱外壁的顶部与通孔滑动套接，所述承载箱底部的一侧设置有连接套筒，所述连接套筒外壁的顶部固定套接有固定套环，所述固定套环的底部呈环形阵列等距设置有多个连接螺栓，所述固定套环通过多个连接螺栓与承载箱固定连接。

优选的，所述连接套筒内腔的底部固定套接有定位套环，所述定位套环的底部设置有连接套环，所述支撑柱外壁的顶部固定套接有支撑套环，所述支撑套环的外壁与连接套筒转动套接，所述支撑套环位于定位套环和连接套环之间，所述连接套筒外壁的底部呈环形阵列等距滑动穿插套接有多个定位螺栓，所述定位螺栓外壁的一端与连接套环螺纹穿插套接，所述支撑套环的顶部和底部均呈环形阵列等距转动嵌设有多个滚珠。

优选的，所述支撑柱的底部固定连接有底板，所述底板的底部设置有基底，所述基底上呈环形阵列等距固定套接有多个连接螺杆，所述底板的顶部呈环形阵列等距开设有多个定位孔，所述连接螺杆外壁的顶部穿过定位孔螺纹套接有两个锁紧螺母。

本发明的技术效果和优点：

(1)本发明利用连接杆、导流板和驱动装置相配合使用的设置方式，当风流吹动导流板移动时，连接杆会以销轴旋转，直至第一导电板和第二导电板接触，驱动装置才会带动风力发电机本体移动，导流板轻微摆动时，驱动装置不会带动风力发电机本体移动，从而增强其导向的稳定性，从而提高部件的使用寿命；

(2)本发明利用连接杆的设置方式，连接杆在弹簧的作用下，并且不受风力作用，会保持相对稳定状态，从而连接杆转动弹簧可以给其一个弹力恢复作用，并且限位板和滑块可以增强连接杆运动的稳定性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明承载箱正面内部结构示意图。

图3为本发明图2中A处放大结构示意图。

图4为本发明承载箱部分俯面内部结构示意图。

图5为本发明图2中B处放大结构示意图。

图6为本发明连接套筒正面内部结构示意图。

图中：1、支撑柱；2、承载箱；3、隔板；4、风力发电机本体；5、连接杆；6、导流板；8、第一齿轮；9、传动轴；10、第二齿轮；11、第一换向齿轮；12、伺服电机；13、第二换向齿轮；14、连接孔；15、销轴；16、第一导电块；17、第二导电块；18、滑孔；19、限位杆；20、固定板；21、第一限位套环；22、第二限位套环；23、弹簧；24、限位板；25、滑块；26、滑槽；27、连接套筒；28、定位套环；29、支撑套环；30、连接套环；31、定位螺栓；32、滚珠；33、基底；34、连接螺杆；35、底板；36、锁紧螺母。

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。

本发明提供了如图1-6所示的一种可跟踪风向的新能源风力发电机及其发电方法，包括支撑柱1，支撑柱1的顶部活动连接有承载箱2，承载箱2内腔的中部固定连接有隔板3，隔板3顶部的一侧设置有风力发电机本体4，承载箱2的一侧开设有连接孔14，连接孔14的内腔设置有连接杆5，连接杆5的一端固定连接有导流板6，当风速流动方向与导流板6之间存有夹角时，导流板6受风速作用带动连接杆5以销轴15为中心转动，当导流板6与风速流向无偏斜角度时，即风力发电机本体4与风速保持相对关系，从而使风力发电机本体4进行高效工作，连接杆5外壁的一端设置有限位装置，隔板3的底部设置有驱动装置。

驱动装置包括传动轴9，传动轴9外壁的顶部和外壁的底部分别隔板3和承载箱2转动套接，传动轴9外壁的底部固定套接有第二齿轮10，支撑柱1的顶部固定连接有第一齿轮8，第二齿轮10的直径小于第一齿轮8的直径，第二换向齿轮13的直径小于第一换向齿轮11的直径，从而伺服电机12工作可以形成一个逐级减速，带动承载箱2以支撑柱1为中心转动，不仅便于伺服电机12带动其运动，还可以提高其运动的稳定性，第一齿轮8与第二齿轮10捏合连接，传动轴9外壁的顶部固定套接有第一换向齿轮11，承载箱2内壁底部的一侧固定连接有伺服电机12，伺服电机12的输出端传动连接有第二换向齿轮13，第一换向齿轮11与第二换向齿轮13啮合连接，从而伺服电机12通电后可以通过第二换向齿轮13和第一换向齿轮11带动传动轴9转动，传动轴9带动第二齿轮10转动，传动轴9与承载箱2转动，从而使第二齿轮10在承载箱2内部只可以转动，不可以发生位置改变，第一齿轮8与支撑柱1固定连接，承载箱2又与支撑柱1转动，从而第二齿轮10转动的时候，承载箱2就会相对支撑柱1转动。

连接孔14内腔的中部固定连接有销轴15，连接孔14具有一定的宽度，从而便于连接杆5以销轴15为中心转动，并且导流板6一侧到销轴15的距离与限位板24到销轴15的距离比例为5:3，从而风力吹动导流板6，导流板6可以便捷带动连接杆5转动，销轴15的外壁与连接杆5转动穿插套接，连接杆5外壁一端的两侧均固定连接有第一导电块16，承载箱2内壁两侧的一边侧均固定连接有第二导电块17，第二导电块17俯视面与承载箱2的内壁具有一定的夹角，从而连接杆5带动第一导电块16做圆弧运动与第二导电块17接触时，可以增大其接触面积，从俯视面观看，连接杆5在导流板6受风速作用下以销轴15为中心顺时针转动，连接杆5外壁的一侧其中一个第一导电块16与承载箱2内壁一侧的第二导电块17接触时，承载箱2从俯视面以支撑柱1为中心顺时针转动，从而对风力发电机本体4进行调向，反之承载箱2从俯视面以支撑柱1为中心逆时针转动。

限位装置包括限位杆19，连接杆5外壁的一端开设有滑孔18，限位杆19的外壁与滑孔18的内腔滑动套接，限位杆19的两端均固定连接有固定板20，固定板20的一侧对称设置有固定螺栓，固定板20通过固定螺栓与承载箱2的内壁固定连接，限位杆19外壁的两端均固定套接有第一限位套环21，限位杆19外壁的中部固定套接有两个第二限位套环22，两个第二限位套环22分别位于连接杆5的两边侧，限位杆19外壁的两侧均滑动套接有弹簧23，从而两个弹簧23均通过第二限位套环22一个弹力，使连接杆5无外界作用力时，恢复与承载箱2的一侧处于垂直状态，弹簧23位于第一限位套环21和第二限位套环22之间。

连接杆5外壁一端的顶部和底部均设置有限位板24，限位板24的两端均与承载箱2的内壁固定连接，两个限位板24相对的一侧均固定连接有滑块25，连接杆5外壁一端的顶部和底部均开设有滑槽26，滑块25的外壁与滑槽26的内腔滑动套接，限位板24和滑块25均为圆弧形状，从而连接杆5以销轴15为中心转动，限位板24和滑块25可以对连接杆5进行位置限定，从而保证连接杆5转动的稳定性，并且不会使滑块25与滑槽26发生卡顿，影响连接杆5转动的情况。

承载箱2底部的一侧开设有通孔，并且通孔在承载箱2内部重力的垂直线上，从而承载箱2以支撑柱1为中心转动，可以使承载箱2以支撑柱1为中心线的两侧重力相同，从而增强承载箱2在支撑柱1顶部转动的稳定性，支撑柱1外壁的顶部与通孔滑动套接，承载箱2底部的一侧设置有连接套筒27，连接套筒27外壁的顶部固定套接有固定套环，固定套环的底部呈环形阵列等距设置有多个连接螺栓，固定套环通过多个连接螺栓与承载箱2固定连接，连接套筒27内腔的底部固定套接有定位套环28，定位套环28的底部设置有连接套环30，支撑柱1外壁的顶部固定套接有支撑套环29，支撑套环29可以对定位套环28进行支撑，从而对承载箱2进行支撑，支撑套环29的外壁与连接套筒27转动套接，支撑套环29位于定位套环28和连接套环30之间，连接套筒27外壁的底部呈环形阵列等距滑动穿插套接有多个定位螺栓31，定位螺栓31外壁的一端与连接套环30螺纹穿插套接，支撑套环29的顶部和底部均呈环形阵列等距转动嵌设有多个滚珠32，滚珠32可以减小支撑套环29与定位套环28和连接套环30之间的摩擦力，松动定位螺栓31就可以使连接套环30与连接套筒27分离，就可以使承载箱2与支撑柱1分离，从而便于对其进行安装或拆卸。

支撑柱1的底部固定连接有底板35，底板35的底部设置有基底33，基底33上呈环形阵列等距固定套接有多个连接螺杆34，底板35的顶部呈环形阵列等距开设有多个定位孔，连接螺杆34外壁的顶部穿过定位孔螺纹套接有两个锁紧螺母36，两个锁紧螺母36螺纹套接在连接螺杆34的外壁上，可以增强其对底板35位置固定的稳定性。

伺服电机12通过第一导电块16和第二导电块17与外部电源电性连接。

本发明工作原理：当风力发电机本体4与风速流动方向不同时，首先导流板6受风速作用下带动连接杆5以销轴15为中心转动，从而使连接杆5外壁的一端在两个限位板24之间滑动，对连接杆5一侧的弹簧23进行压缩，直至连接杆5转动一侧的第一导电块16和第二导电块17接触，从而使伺服电机12通电，通过第二换向齿轮13带动第一换向齿轮11转动，进而带动传动轴9转动，传动轴9通过第二齿轮10转动，从而在第一齿轮8和支撑柱1的配合使用下使承载箱2以支撑柱1为中心转动，连接套筒27带动定位套环28和连接套环30相对支撑柱1外壁的顶部和支撑套环29的外壁相对转动。

当承载箱2以支撑柱1为中心转动一定角度时，风力发电机本体4迎着方向，从而使导流板6顺从风向的流动，此时连接杆5不再具有转动的扭曲力，从而在弹簧23的作用，使其恢复原位，此时第一导电块16和第二导电块17分离，伺服电机12断电，从而伺服电机12通过第二换向齿轮13、第一换向齿轮11、传动轴9、第二齿轮10和第一齿轮8对承载箱2进行制动，从而保证，进而保证承载箱2与支撑柱1之间的稳定性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。