一种自动锁风轮系统

技术领域

本发明属于风力发电机设备领域技术领域，尤其涉及一种自动锁风轮系统。

背景技术

目前主流风力发电机组多为变桨距风力发电机组，通过变桨控制系统对桨叶进行控制，使得桨叶可以根据需要变换角度。然而变桨控制系统同时也是风力发电机组中故障率较高的部件，因此经常需要维修人员进入机舱内部进行维修。在维修过程中，为了保证人员的安全，需要使风力发电机的主轴不再转动，因此需要将主轴锁死使其不能发生转动。

现有技术中往往使用风轮锁对主轴法兰盘进行锁定，以达到主轴锁死的目的。如申请公布号为CN114687961A的中国发明专利申请公开了一种风轮锁定系统及风轮锁位置检测方法，通过在锁定盘上设置锁紧孔，有风轮锁中的锁紧销和锁紧孔配合的方式进行锁止，并且在锁定盘上和锁紧孔固定的位置设置有感应孔，通过安装传感器的形式来进行锁紧孔位置的检测，便于锁紧销和锁紧孔的对正。需要进行锁止时，传感器介入工作，当检测到锁紧孔与锁紧销的位置对应之后，控制锁紧销投入以锁死风轮。然而在风力的作用下桨叶一直在转动，进而带动主轴进行转动，使得锁销与锁紧孔对准时间有限，锁紧位置稍纵即逝，若直接进行锁止，则无法达到及时锁紧的效果，另一方面，由于转速较高，在锁紧销投入之后锁紧盘会对风轮锁上的锁紧销产生较大的剪切力，导致锁紧销损坏，无法进行锁紧。

发明内容

本发明目的在于提供一种自动锁风轮系统,以解决锁紧时间长、锁紧效果差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

本申请的一些实施例中，提供了一种自动锁风轮系统，包括：

主轴部件，所述主轴部件为中空筒状结构，其内具有安装腔，主轴部件套设于风轮的转动轴上，其与转动轴之间为轴向滑动连接；

套筒部件，所述套筒部件套设于转动轴上，其内部与转轴部件之间形成空腔，其内壁上设有第一限位组件；

螺纹部件，所述螺纹部件设于主轴部件内部的转动轴上；

第一驱动部件，所述第一驱动部件固定设于安装腔侧壁上，其旋转端与螺纹部件啮合；

支撑部件，所述支撑部件呈环状阵列布置设于主轴部件上，其两侧设有安装部；

摆臂部件，所述摆臂部件呈对称布置设于支撑部件两侧，其一端与安装部铰连接；

第一滑动部件，所述第一滑动部件为直角折杆型结构，其横向端与摆臂部件的另一端铰连接；

卡位部件，所述卡位部件设于第一滑动部件的横向端顶部，其与第一滑动部件为固定连接；

第一限位部件，所述第一限位部件为框架式结构，其呈环状阵列布置于转动轴上，第一限位部件中具有滑槽组件；

所述滑槽组件与第一滑动部件的纵向端滑动连接；

通过第一驱动部件在螺纹部件上转动，使主轴部件在转动轴上横向移动，促使第一滑动部件的纵向端在滑槽组件中纵向移动，摆臂部件摆动，使卡位部件与套筒部件内部的限位件相嵌合，进行锁定。

本申请的一些实施例中，卡位部件随摆动部件摆动前的高度低于第一限位部件的高度。

本申请的一些实施例中，卡位部件顶部设有第二限位组件，与套筒部件内壁的第一限位组件位置相对应；

所述第二限位组件在随摆臂部件升起后与第一限位组件相嵌合。

本申请的一些实施例中，还包括：第一锁紧部件，所述第一锁紧部件设于转动轴上，其与主轴部件的截面为平行关系；

第一锁紧部件包括：

第一主板部件，所述第一主板部件中心处设有通孔，通过通孔套设于风轮的转动轴上；

转轴部件，所述转轴部件呈对称设于通孔两侧，其与第一主板部件之间为固定连接；

第一连杆组件，所述第一连杆组件为对称布置，且呈纵向设于转轴部件上，其与转轴部件为铰连接；

第二连杆组件，所述第二连杆组件为对称布置，且呈横向设于第一连杆组件的两端，其与第一连杆组件之间为铰连接；

第二限位部件，所述第二限位部件为凹槽式结构，其内部设有限位槽；

第二滑动部件，所述第二滑动部件设于第二限位部件中，其两侧设有凸起件，其通过凸起件与限位槽滑动连接；

第三限位部件，所述第三限位部件设于第一主板部件上，其位于第二限位部件与第二连杆组件之间，且与第二连杆部件共处同一中心线，其上具有螺纹式限位孔；

第二驱动部件，所述第二驱动部件设于第二滑动部件上；

丝杠部件，所述丝杠部件一端贯穿第三限位部件的限位孔与第二连杆组件一端连接，另一端与第二驱动部件的转动部连接；

第四限位部件，所述第四限位部件设于第一主板部件上，其与第三限位部件为中心对称布置；

弹性部件，所述弹性部件设于第四限位部件与第二连杆组件之间，其两端分别与第四限位部件、第二连杆组件之间连接；

第五限位部件，所述第五限位部件呈对称布置于第二连杆组件的侧面，且第五限位部件呈相对设置。

本申请的一些实施例中，第五限位部件为卡齿结构，相对应的在转动轴上设有啮合部件。

本申请的一些实施例中，还包括：第二锁紧部件，所述第二锁紧部件设于转动轴上，其与主轴部件的截面为平行关系；

所述第二锁紧部件包括：

第二主板部件，所述第二主板部件上设有通孔，通过通孔套设于风轮的转动轴上，其与主轴部件的截面为平行关系；

第三驱动部件，所述第三驱动部件设于第二主板部件上，其转动部贯穿第二主板部件而出；

双齿轮部件，所述双齿轮部件设于第三驱动部件的转动部上，其具有第一齿轮组件和第二齿轮组件；

第一弧形杆部件，所述第一弧形杆部件内侧设有卡齿部，其内侧的卡齿部与第一齿轮组件啮合；

第二弧形杆部件，所述第二弧形杆部件外侧设有卡齿部，其外侧的卡齿部与第二齿轮组件啮合；

第三弧形杆部件，所述第三弧形杆部件设于转动轴一侧，其底部末端设有第二夹紧组件；

第四弧形杆部件，所述第四弧形杆部件设于转动轴一侧，与第三弧形杆部件为对称布置，其底部末端设有第一夹紧组件；

第一直杆部件，所述第一直杆部件一端与第一弧形杆部件连接，另一端与第三弧形杆部件顶部连接；

第二直杆部件，所述第二直杆部件一端与第二弧形杆部件连接，另一端与第四弧形杆部件顶部连接；

中心轴部件，所述中心轴部件设于主板部件上，其贯穿第一直杆部件与第三弧形杆部件的相接处，同时贯穿第二直杆部件与第四弧形杆部件的相接处。

本申请的一些实施例中，第一齿轮组件和第二齿轮组件为同心结构，第一齿轮组件的直径大于第二齿轮组件的直径。

本申请的一些实施例中，第一夹紧组件和所述第二夹紧组件为弧形板结构，其内侧设有卡齿结构，相对应的在转动轴上设有啮合齿结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过采用第一驱动部件旋转带动主轴部件位移，继而使摆臂部件张开，使卡位部件嵌合于套筒部件内壁上进行锁紧，采用传动的方式打开摆臂部件，以使卡位部件升降，传动更加稳定，便于对转动轴进行锁紧和放松操作，使用更加便捷；

以及通过采用第一锁紧部件和第二锁紧部件对转动轴进行锁紧操作，进一步提高了整体的锁紧效果，同时通过卡齿的结构，避免锁紧过程中由于剪切力的问题造成损坏后无法进行锁紧的问题，使本发明具有锁紧效果好、锁紧时间短的特点。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例一内部整体结构示意图；

图2为本发明实施例一的整体侧视结构示意图；

图3为本发明实施例一的A-A处剖面结构示意图；

图4为本发明实施例二的整体结构示意图；

图5为本发明实施例二的正视结构示意图；

图6为本发明实施例三的正视结构示意图；

图7为本发明实施例三的侧视结构示意图；

图8为本发明实施例四的装配结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。

参阅附图1-3所示，根据本申请实施例一中，

包括：

主轴部件2，所述主轴部件2为中空筒状结构，其内具有安装腔，主轴部件2套设于风轮的转动轴1上，其与转动轴1之间为轴向滑动连接；

主轴部件2具体为柱状结构，其内部为中空，两端为封盖，主轴部件2套设于风轮的转动轴1上，且在风轮的转动轴1上设有滑槽，主轴部件2内部设有凸起件，凸起件在滑槽中移动以及限位，使主轴部件2能够在转动轴1上进行轴向的移动，且不发生上下晃动的问题；

为了使主轴部件2不发生上下晃动的问题，即可在凸起件两侧设有限位件，滑槽两侧设有限位槽，通过限位槽与限位件的滑动连接，对主轴部件2的位置关系进行限定；

需要说明的是，为了使主轴部件2不发生上下晃动的问题，可采用机械的任意限位结构；

套筒部件3，所述套筒部件3套设于转动轴1上，其内部与转轴部件911之间形成空腔，其内壁上设有第一限位组件311；

套筒部件3具体为柱状结构，其内部为中空型，两端为封盖，封盖中心处设有通孔，通过通孔套设于转动轴1上，通孔与转动轴1相接触设有轴承件，不可随转动轴1进行转动；

套筒部件3内壁的第一限位组件311为卡齿、凹槽等具有限位功能的结构；

螺纹部件101，所述螺纹部件101设于主轴部件2内部的转动轴1上；

第一驱动部件201，所述第一驱动部件201固定设于安装腔侧壁上，其旋转端与螺纹部件101啮合；

第一驱动部件201具体为旋转电机，其具有壳体，壳体固定在主轴部件2的安装腔侧壁上，壳体中设有旋转组件，旋转组件套设于风轮的转动轴1上，其还与旋转电机的输出端相啮合连接，通过旋转电机转动，带动旋转组件转动，继而使壳体带动主轴部件2在转动轴1上移动；

需要说明的是旋转组件为具有内螺纹，且具有外齿结构的圆环件，旋转电机的输出端与圆环件的外齿结构相啮合，使圆环件在壳体中可进行旋转，旋转过程中与螺纹部件101啮合连接，沿螺纹部件101的轴向运动；

支撑部件4，所述支撑部件4呈环状阵列布置设于主轴部件2上，其两侧设有安装部41；

支撑部件4具体为支撑块，其两侧设有柱状凸起件为安装部41；

摆臂部件5，所述摆臂部件5呈对称布置设于支撑部件4两侧，其一端与安装部41铰连接；

第一滑动部件6，所述第一滑动部件6为直角折杆型结构，其横向端与摆臂部件5的另一端铰连接；

卡位部件8，所述卡位部件8设于第一滑动部件6的横向端顶部，其与第一滑动部件6为固定连接；

卡位部件8顶部设有第二限位组件801，与套筒部件3内壁的第一限位件301位置相对应；

当套筒部件3的第一限位组件301为齿牙结构时，则第二限位组件同样为齿牙结构801，通过齿牙与齿牙的嵌合，对转动轴1进行锁紧操作；

当套筒部件3的第一限位组件301为凹槽时，凹槽为阶梯式结构，则第二限位组件801为凸起块，通过凸起块与凹槽的嵌合，对转动轴1进行锁紧操作；

第一限位部件7，所述第一限位部件7为框架式结构，其呈环状阵列布置于转动轴1上，第一限位部件7中具有滑槽组件；

所述滑槽组件与第一滑动部件6的纵向端滑动连接；

卡位部件8随摆动部件摆动前的高度低于第一限位部件7的高度。

通过上述技术方案，本实施例产生的技术效果为：

锁紧过程中：第一驱动部件201带动圆环件转动，使圆环件内部的螺纹与转动轴1上的螺纹部件101啮合，继而带动主轴部件2在转动轴1上横向移动，使得第一滑动部件6在摆臂部件5的作用下，沿第一限位部件7的滑槽组件方向升起，继而使卡位部件8位置发生变化，卡位部件8顶部与套筒部件3内壁的第一限位组件301相接触，进行锁紧操作；

放松过程中，反向驱动第一驱动部件201，带动圆环件转动，使主轴部件2呈反向在转动轴1上移动，使第一滑动部件6在摆臂部件5的作用下沿第一限位部件7的滑槽组件方向下落，卡位部件8顶部脱离套筒部件3内壁的第一限位组件301，完成放松操作；通过采用多级传动的方式，传动更加稳定，通过采用张开的方式与套筒部件3内壁进行锁紧操作，提高了锁紧的成功率和锁紧效果，当单一的卡位部件8发生损坏时，其与的卡位部件8同样可进行锁紧操作，保证了锁紧的稳定性。

参阅附图4-5所示，本申请的实施例二中，还包括：第一锁紧部件9，所述第一锁紧部件9设于转动轴1上，其与主轴部件2的截面为平行关系；

第一锁紧部件9包括：

第一主板部件901，所述第一主板部件901中心处设有通孔，通过通孔套设于风轮的转动轴1上；

第一主板部件901的通孔直径大于转动轴1的直径，第一主板部件901不随转动轴1转动；

转轴部件911，所述转轴部件911呈对称设于通孔两侧，其与第一主板部件901之间为固定连接；

转轴部件911为柱状的凸起件；

第一连杆组件907，所述第一连杆组件907为对称布置，且呈纵向设于转轴部件911上，其与转轴部件911为铰连接；

第一连杆组件907为纵向设置的直杆结构，其中心处与转轴部件911铰连接；

第二连杆组件908，所述第二连杆组件908为对称布置，且呈横向设于第一连杆组件907的两端，其与第一连杆组件907之间为铰连接；

第二连杆组件908为横向设置的直杆结构，其两端分别与两侧的第一连杆组件907一端连接，其设于第一连杆组件907的两侧，其位于第一连杆组件907的上方，且端点相接处为铰连接；

第一连杆组件907和第二连杆组件908构成一可变形的四边形框架式结构，通过改变第二连杆组件908之间的间距，进而对转动轴1进行锁紧或减速；

第二限位部件902，所述第二限位部件902为凹槽式结构，其内部设有限位槽；

第二滑动部件903，所述第二滑动部件903设于第二限位部件902中，其两侧设有凸起件，其通过凸起件与限位槽滑动连接；

第二滑动部件903可在第二限位部件902的限位槽中滑动；

第三限位部件906，所述第三限位部件906设于第一主板部件901上，其位于第二限位部件902与第二连杆组件908之间，且与第二连杆组件908共处同一中心线，其上具有螺纹式限位孔；

第二驱动部件904，所述第二驱动部件904设于第二滑动部件903上；

第二驱动部件904为步进电机，其通过第二滑动部件903在第二限位部件902的限位槽中滑动，改变第二驱动部件904的位置；

丝杠部件905，所述丝杠部件905一端贯穿第三限位部件906的限位孔与第二连杆组件908一端连接，另一端与第二驱动部件904的转动部连接；

第四限位部件909，所述第四限位部件909设于第一主板部件901上，其与第三限位部件906为中心对称布置；

弹性部件910，所述弹性部件910设于第四限位部件909与第二连杆组件908之间，其两端分别与第四限位部件909、第二连杆组件908之间连接；

弹性部件910具体为拉簧；

第五限位部件912，所述第五限位部件912呈对称布置于第二连杆组件908的侧面，且第五限位部件912呈相对设置；

第五限位部件912可为柔性材质(橡胶等)、卡齿结构等任意一种；

当第五限位部件912为柔性材质时，其可对转动轴1进行降速操作；

当第五限位部件912为卡齿结构，相对应的在转动轴1上设有啮合部件，其可对转动轴1进行锁紧操作。

通过上述技术方案，本实施例产生的技术效果为：

通过第二驱动部件904启动，丝杠部件905同步转动，此时丝杠部件905在第三限位部件906上沿螺纹式限位孔转动，同时，第二滑动部件903在第二限位部件902的滑槽中横向移动，带动第二驱动部件904移动，此时由第一连杆组件907和第二连杆组件908构成的四边形框架倾斜，弹性部件910张开，第二连杆组件908之间的间距变小，第五限位部件912与转动轴1相接触，并对转动做进行锁紧或减速操作，复位时，第二驱动部件904反转，使丝杠部件905从第三限位部件906中退出，继而第二滑动部件903在第二限位部件902中复位，第一连杆组件907和第二连杆组件908构成的四边形框架复位，弹性部件910回弹，转动轴1解除减速或锁紧状态，通过采用传动的方式，以及第三限位部件906采用螺纹的方式避免转动轴1反转，提高整体的运行稳定性，提高了锁紧效果。

参阅附图6-7所示，本申请的实施例三中，还包括：第二锁紧部件10，所述第二锁紧部件10设于转动轴1上，其与主轴部件2的截面为平行关系；

所述第二锁紧部件10包括：

第二主板部件1001，所述第二主板部件1001上设有通孔，通过通孔套设于风轮的转动轴1上，其与主轴部件2的截面为平行关系；

第三驱动部件1012，所述第三驱动部件1012设于第二主板部件1001上，其转动部贯穿第二主板部件1001而出；

第三驱动部件1012为步进电机；

双齿轮部件1004，所述双齿轮部件1004设于第三驱动部件1012的转动部上，其具有第一齿轮组件10041和第二齿轮组件10042；

第一齿轮组件10041和第二齿轮组件10042为同心结构，第一齿轮组件10041的直径大于第二齿轮组件10042的直径；

第一齿轮组件10041和第二齿轮组件10042之间为固定连接关系；

第一弧形杆部件1002，所述第一弧形杆部件1002内侧设有卡齿部，其内侧的卡齿部与第一齿轮组件10041啮合；

第二弧形杆部件1003，所述第二弧形杆部件1003外侧设有卡齿部，其外侧的卡齿部与第二齿轮组件10042啮合；

第三弧形杆部件1007，所述第三弧形杆部件1007设于转动轴1一侧，组件1010；

第四弧形杆部件1008，所述第四弧形杆部件1008设于转动轴1一侧，与第三弧形杆部件1007为对称布置，其底部末端设有第二夹紧其底部末端设有第一夹紧组件1009；

第一夹紧组件1009和所述第二夹紧组件1010为弧形板结构；

弧形板可采用橡胶、金属材质制成；

弧形板内侧可为减速结构或卡齿结构的一种；

当弧形板内侧为减速结构时，弧形板只能够对转动轴1进行减速操作；

当弧形板内侧设有卡齿结构，相对应的在转动轴1上设有啮合齿结构，通过卡齿结构与啮合齿结构的相互啮合，进而对转动轴1进行锁紧操作；

第一直杆部件1005，所述第一直杆部件1005一端与第一弧形杆部件1002连接，另一端与第三弧形杆部件1007顶部连接；

第二直杆部件1006，所述第二直杆部件1006一端与第二弧形杆部件1003连接，另一端与第四弧形杆部件1008顶部连接；

中心轴部件1011，所述中心轴部件1011设于主板部件上，其贯穿第一直杆部件1005与第三弧形杆部件1007的相接处，同时贯穿第二直杆部件1006与第四弧形杆部件1008的相接处。

第三弧形杆部件1007、第四弧形杆部件1008、第一直杆部件1005和第二直杆部件1006构成一仿剪刀的结构，第一弧形杆部件1002和第二弧形杆部件1003作为这仿剪刀结构的驱动部；

通过上述技术方案，本实施例产生的技术效果为：

通过第三驱动部件1012带动双齿轮部件1004转动，继而使第一弧形杆部件1002和第二弧形杆部件1003沿不同的方向转动，从而带动由第四弧形杆部件1008、第三弧形杆部件1007、第一直杆部件1005和第二直杆部件1006构成一仿剪刀的结构对转动轴1进行夹紧和放松的操作，通过对第一夹紧组件1009和第二夹紧组件1010进行选择，进而改变第二锁紧部件10对转动轴1的工作状态；通过齿轮传动的方式传动更加稳定，使锁紧或减速操作运行得到了保证，提高了锁紧或减速效果的稳定性。

参阅附图8所示，本申请的实施例四中，包括了上述实施例中的各个结构，同时还设有控制部件，通孔控制部件控制第一驱动部件201、第二驱动部件904和第三驱动部件1012的开启/关闭和转动方向；

控制部件为中心处理装置；

工作模式分为，

1)单锁紧双减速

此时第一锁紧部件9和第二锁紧部件10均采用减速状态时的结构，通过对转动轴1进行预先减速，再通过启动第一驱动部件201使卡位部件8与套筒部件3内壁嵌合后对转动轴1进行锁紧；

2)双锁紧单减速

此时第二锁紧部件10采用减速状态时的结构，第一锁紧部件9采用锁紧状态的结构，通过第二锁紧部件10对转动轴1进行减速，再通过第一锁紧部件9和卡位部件8对转动轴1进行锁紧操作。

通过上述技术方案，本实施例产生的技术效果为：

通过对转动轴1进行预先减速的操作，降低了转动轴1转动时对锁紧部件产生的剪切力，降低了部件的损耗，同时在低转速的情况下锁紧，提高了锁紧效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。