一种风力发电机机头的定位装置及其定位方法与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种风力发电机机头的定位装置及其定位方法。


背景技术：

2.风力发电机的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。因此风向决定了风力发电机的发电效率。然而在自然界中，风向是不断变化的，因此将风力发电机的机头设计成可回转的结构，来应对不同的风向，使风叶正对风向，以保证发电效率，但在自然界中风向在很短的时间内也有可能发生变化，若单纯的使用回转结构会造成机头的不稳定。在现有的回转结构中，通常采用蜗轮蜗杆结构带动机头的转动，再利用蜗轮蜗杆的单向传动特性保证了机头的稳定，从而实现对机头的转动与定位的目的，实现一举两得。但是这种结构对蜗轮蜗杆的强度要求高，蜗轮齿长时间在高载荷下易产生变形，严重的会产生断裂，影响机头的稳定性。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种风力发电机机头的定位装置及其定位方法，解决了现有的机头利用蜗轮蜗杆结构实现机头转动与定位的弊端，实现机头的准确转向，保证了机头的稳定。
5.(二)技术方案
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种风力发电机机头的定位装置，包括立柱和发电仓，所述立柱的表面且靠近顶端固定连接有固定座，所述发电仓的底部固定连接有安装座，所述安装座设置在固定座的顶部并与固定座滑动连接，所述立柱的内壁且靠近顶端处设置有减速器和驱动电机，所述固定座的顶部固定连接有固定套，所述固定套的顶端延伸至发电仓的内部，所述固定套的内壁通过连接杆固定连接有内齿环，所述减速器的输出轴端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与内齿环啮合连接，所述立柱的内壁通过固定杆固定连接有内筒，所述内筒的顶端延伸至立柱的上方，所述内筒的顶端固定连接有圆板，所述固定套的内壁且靠近顶部一侧固定连接有摩擦环，所述圆板的一侧设置有锁紧装置，所述锁紧装置的工作端位于摩擦环的两侧，所述锁紧装置通过夹紧摩擦环限制发电仓的转动。
7.优选的，所述发电仓内壁的底部固定连接有架空支架，所述架空支架的顶部固定连接有发电机，所述发电仓的一侧设置有叶片安装座，所述叶片安装座的中心固定连接有风机轴，所述发电仓内还设置有电器柜和增速器，所述风机轴的一端与增速器的一端传动连接，所述增速器的另一端与发电机的一端传动连接，所述发电仓内壁的顶部设置有控制箱和角度传感器，所述发电仓的顶部一侧竖直转动连接有连接轴，所述连接轴的顶端固定连接有导风板，所述连接轴的底端与角度传感器的检测端固定连接。
8.优选的，所述锁紧装置包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的一侧竖直设置有平行的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与第二固定板之间设置有稳定板，所述稳定板设置有两个且对称设置，所述稳定板的一侧固定连接有压板，所述压板的一侧固定连接有摩擦片和卡块，所述稳定板的另一侧固定连接有连接板，两个所述连接板之间固定连接有第一钢缆，所述第一壳体内的中部设置有定滑轮，所述第二壳体内设置有卷绕电机，所述卷绕电机的工作端固定连接有第二钢缆，所述第二钢缆的一端设置有滑轮，所述第一钢缆绕过滑轮的一侧。
9.优选的，所述第二固定板的一侧固定连接有隔板，所述隔板的两侧与第一壳体内壁之间固定连接有滑杆，所述连接板与滑杆滑动连接，所述隔板与连接板之间设置有弹簧。
10.优选的，所述第一壳体靠近第二壳体一侧的表面设置有导向轮，所述导向轮设置有两个。
11.优选的，所述第一固定板的一侧转动设置有液压杆，所述压板的一侧转动连接有第一连杆，所述第一壳体且位于第一连杆的一侧设置有第二连杆，所述第一连杆和第二连杆的一端与液压杆的工作端转动连接。
12.优选的，所述安装座的底部设置有加强套，所述加强套的一侧与固定座的底部滑动连接，所述固定套的内壁固定连接有支撑环，所述圆板的底端与支撑环的顶部滑动连接。
13.优选的，所述摩擦环包括圆环，所述圆环的两侧为平面，所述圆环的内壁设置有齿槽，所述圆环的表面设置有通孔，所述卡块与齿槽相适配。
14.一种风力发电机机头的定位方法，适用于上述的一种风力发电机机头的定位装置，包括以下步骤：
15.s1、风力吹动导风板，角度传感器通过连接轴检测到风向；
16.s2、控制箱控制驱动电机启动，通过减速器带动驱动齿轮转动，实现发电仓的转向，实现风叶正对风向；
17.s3、发电仓调整完成后，卷绕电机启动，压板朝摩擦环方向移动，夹紧摩擦环，完成对发电机机头的定位。
18.优选的，发电仓的转向角度与角度传感器检测到的角度相等。
19.(三)有益效果
20.本发明提供了一种风力发电机机头的定位装置及其定位方法。具备以下
21.有益效果：
22.该种风力发电机机头的定位装置，通过采用角度传感器和导风板来检测风向，随后利用驱动电机和减速器实现对机头的转向，保证了机头正对风向，从而保证了发电的效率；在发电仓内部设置了锁紧装置和摩擦环，利用锁紧装置夹紧摩擦环来限制发电仓的转动，从而保证了机头的稳定。
附图说明
23.图1为本发明整体结构示意图；
24.图2为本发明图1中a处放大图；
25.图3为本发明摩擦环的结构示意图；
26.图4为本发明锁紧装置的结构示意图。
27.图中：1-立柱、2-发电仓、3-固定座、4-安装座、5-减速器、6-驱动电机、7-固定套、8-连接杆、9-内齿环、10-驱动齿轮、11-固定杆、12-内筒、13-圆板、14-摩擦环、141-圆环、142-齿槽、143-通孔、15-锁紧装置、151-第一壳体、152-第二壳体、153-第一固定板、154-第二固定板、155-稳定板、156-压板、157-摩擦片、158-卡块、159-连接板、1510-定滑轮、1511-第一钢缆、1512-卷绕电机、1513-第二钢缆、1514-滑轮、1515-隔板、1516-滑杆、1517-弹簧、1518-导向轮、1519-液压杆、1520-第一连杆、1521-第二连杆、16-架空支架、17-风机轴、18-叶片安装座、19-增速器、20-发电机、21-电器柜、22-角度传感器、23-连接轴、24-导风板、25-控制箱、26-加强套、27-支撑环。
具体实施方式
28.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。
29.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种风力发电机机头的定位装置，包括立柱1和发电仓2，立柱1的表面且靠近顶端固定连接有固定座3，发电仓2的底部固定连接有安装座4，安装座4设置在固定座3的顶部并与固定座3滑动连接，安装座4与固定座3之间设置滚珠来减小摩擦力，立柱1的内壁且靠近顶端处设置有减速器5和驱动电机6，驱动电机6的输出轴端与减速器5的输入轴端连接，固定座3的顶部固定连接有固定套7，固定套7的顶端延伸至发电仓2的内部，固定套7的内壁通过连接杆8固定连接有内齿环9，内齿环9的中心与立柱1的中心重合，减速器5的输出轴端固定连接有驱动齿轮10，驱动齿轮10与内齿环9啮合连接，通过驱动齿轮10的转动带动内齿环9的转动，从而实现安装座4的转到，最终实现发电仓2的转动，方便进行调向，由于将减速器5和驱动电机6设置在立柱1内，减小了发电仓2内部空间的占用。
30.立柱1的内壁通过固定杆11固定连接有内筒12，内筒12的顶端延伸至立柱1的上方，内筒12的顶端固定连接有圆板13，固定套7的内壁且靠近顶部一侧固定连接有摩擦环14，圆板13的一侧设置有锁紧装置15，锁紧装置15的工作端位于摩擦环14的两侧，锁紧装置15通过夹紧摩擦环14限制发电仓2的转动，通过设置的锁紧装置15避免了现有的利用蜗轮蜗杆来限制转动，保证了回转机构的正常工作。
31.其中锁紧装置15包括第一壳体151和第二壳体152，第一壳体151的一侧竖直设置有平行的第一固定板153和第二固定板154，第一固定板153与第二固定板154之间设置有稳定板155，稳定板155设置有两个且对称设置，稳定板155的一侧固定连接有压板156，压板156的一侧固定连接有摩擦片157和卡块158，稳定板155的另一侧固定连接有连接板159，两个连接板159之间固定连接有第一钢缆1511，第一壳体151内的中部设置有定滑轮1510，第二壳体152内设置有卷绕电机1512，卷绕电机1512的工作端固定连接有第二钢缆1513，第二钢缆1513的一端设置有滑轮1514，第一钢缆1511绕过滑轮1514的一侧，卷绕电机1512收紧工作时拉动第二钢缆1513，滑轮1514通过拉动第一钢缆1511，实现两个连接板159相互靠拢，从而实现利用摩擦片157夹紧摩擦环14，实现对机头的固定。
32.第二固定板154的一侧固定连接有隔板1515，隔板1515的两侧与第一壳体151内壁
之间固定连接有滑杆1516，连接板159与滑杆1516滑动连接，隔板1515与连接板159之间设置有弹簧1517，卷绕电机1512释放第二钢缆1513，两个连接板159在弹簧1517作用下快速复位，从而方便了方向的调节。
33.第一壳体151靠近第二壳体152一侧的表面设置有导向轮1518，导向轮1518设置有两个，保证了第二钢缆1513的拉力方向为水平。
34.第一固定板153的一侧转动设置有液压杆1519，压板156的一侧转动连接有第一连杆1520，第一壳体151且位于第一连杆1520的一侧设置有第二连杆1521，第一连杆1520和第二连杆1521的一端与液压杆1519的工作端转动连接，在夹紧过程中，液压杆1519同时工作，利用第一连杆1520和第二连杆1521对压板156的一侧进行支撑，提高了夹紧的可靠性。
35.发电仓2内壁的底部固定连接有架空支架16，架空支架16的顶部固定连接有发电机20，发电仓2的一侧设置有叶片安装座18，叶片安装座18的中心固定连接有风机轴17，发电仓2内还设置有电器柜21和增速器19，风机轴17的一端与增速器19的一端传动连接，增速器19的另一端与发电机20的一端传动连接，发电仓2内壁的顶部设置有控制箱25和角度传感器22，发电仓2的顶部一侧竖直转动连接有连接轴23，连接轴23的顶端固定连接有导风板24，连接轴23的底端与角度传感器22的检测端固定连接，风力吹动导风板24带动连接轴23转动，最终在风力带动下，导风板24的侧面与风力方向平行，此时角度传感器22记录当下的角度，随后通过驱动电机6带动发电仓2的转动，转动至角度传感器22的当前角度与预设角度相同，其预设角度相同为风电叶片正对风向时角度传感器22所记录的角度。
36.摩擦环14包括圆环141，圆环141的两侧为平面，圆环141的内壁设置有齿槽142，圆环141的表面设置有通孔143，卡块158与齿槽142相适配，当压板156夹紧摩擦环14时，其卡块158与齿槽142进行啮合，提高了对摩擦环14的固定效果。
37.安装座4的底部设置有加强套26，加强套26的一侧与固定座3的底部滑动连接，固定套7的内壁固定连接有支撑环27，圆板13的底端与支撑环27的顶部滑动连接，支撑环27对圆板13的支撑保证了圆板13的稳定性。
38.一种风力发电机机头的定位方法，适用于前述的一种风力发电机机头的定位装置，包括以下步骤：
39.s1、风力吹动导风板，角度传感器通过连接轴检测到风向；
40.s2、控制箱控制驱动电机启动，通过减速器带动驱动齿轮转动，实现发电仓的转向，实现风叶正对风向；
41.s3、发电仓调整完成后，卷绕电机启动，压板朝摩擦环方向移动，夹紧摩擦环，完成对发电机机头的定位。
42.在步骤s2中，发电仓的转向角度与角度传感器检测到的角度相等。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.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：
1.一种风力发电机机头的定位装置，包括立柱(1)和发电仓(2)，其特征在于：所述立柱(1)的表面且靠近顶端固定连接有固定座(3)，所述发电仓(2)的底部固定连接有安装座(4)，所述安装座(4)设置在固定座(3)的顶部并与固定座(3)滑动连接，所述立柱(1)的内壁且靠近顶端处设置有减速器(5)和驱动电机(6)，所述固定座(3)的顶部固定连接有固定套(7)，所述固定套(7)的顶端延伸至发电仓(2)的内部，所述固定套(7)的内壁通过连接杆(8)固定连接有内齿环(9)，所述减速器(5)的输出轴端固定连接有驱动齿轮(10)，所述驱动齿轮(10)与内齿环(9)啮合连接，所述立柱(1)的内壁通过固定杆(11)固定连接有内筒(12)，所述内筒(12)的顶端延伸至立柱(1)的上方，所述内筒(12)的顶端固定连接有圆板(13)，所述固定套(7)的内壁且靠近顶部一侧固定连接有摩擦环(14)，所述圆板(13)的一侧设置有锁紧装置(15)，所述锁紧装置(15)的工作端位于摩擦环(14)的两侧，所述锁紧装置(15)通过夹紧摩擦环(14)限制发电仓(2)的转动。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：所述发电仓(2)内壁的底部固定连接有架空支架(16)，所述架空支架(16)的顶部固定连接有发电机(20)，所述发电仓(2)的一侧设置有叶片安装座(18)，所述叶片安装座(18)的中心固定连接有风机轴(17)，所述发电仓(2)内还设置有电器柜(21)和增速器(19)，所述风机轴(17)的一端与增速器(19)的一端传动连接，所述增速器(19)的另一端与发电机(20)的一端传动连接，所述发电仓(2)内壁的顶部设置有控制箱(25)和角度传感器(22)，所述发电仓(2)的顶部一侧竖直转动连接有连接轴(23)，所述连接轴(23)的顶端固定连接有导风板(24)，所述连接轴(23)的底端与角度传感器(22)的检测端固定连接。3.根据权利要求1所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：所述锁紧装置(15)包括第一壳体(151)和第二壳体(152)，所述第一壳体(151)的一侧竖直设置有平行的第一固定板(153)和第二固定板(154)，所述第一固定板(153)与第二固定板(154)之间设置有稳定板(155)，所述稳定板(155)设置有两个且对称设置，所述稳定板(155)的一侧固定连接有压板(156)，所述压板(156)的一侧固定连接有摩擦片(157)和卡块(158)，所述稳定板(155)的另一侧固定连接有连接板(159)，两个所述连接板(159)之间固定连接有第一钢缆(1511)，所述第一壳体(151)内的中部设置有定滑轮(1510)，所述第二壳体(152)内设置有卷绕电机(1512)，所述卷绕电机(1512)的工作端固定连接有第二钢缆(1513)，所述第二钢缆(1513)的一端设置有滑轮(1514)，所述第一钢缆(1511)绕过滑轮(1514)的一侧。4.根据权利要求3所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：所述第二固定板(154)的一侧固定连接有隔板(1515)，所述隔板(1515)的两侧与第一壳体(151)内壁之间固定连接有滑杆(1516)，所述连接板(159)与滑杆(1516)滑动连接，所述隔板(1515)与连接板(159)之间设置有弹簧(1517)。5.根据权利要求3所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：所述第一壳体(151)靠近第二壳体(152)一侧的表面设置有导向轮(1518)，所述导向轮(1518)设置有两个。6.根据权利要求5所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：所述第一固定板(153)的一侧转动设置有液压杆(1519)，所述压板(156)的一侧转动连接有第一连杆(1520)，所述第一壳体(151)且位于第一连杆(1520)的一侧设置有第二连杆(1521)，所述第一连杆(1520)和第二连杆(1521)的一端与液压杆(1519)的工作端转动连接。
7.根据权利要求3所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：所述摩擦环(14)包括圆环(141)，所述圆环(141)的两侧为平面，所述圆环(141)的内壁设置有齿槽(142)，所述圆环(141)的表面设置有通孔(143)，所述卡块(158)与齿槽(142)相适配。8.根据权利要求1所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：所述安装座(4)的底部设置有加强套(26)，所述加强套(26)的一侧与固定座(3)的底部滑动连接，所述固定套(7)的内壁固定连接有支撑环(27)，所述圆板(13)的底端与支撑环(27)的顶部滑动连接。9.一种风力发电机机头的定位方法，适用于权利要求1-7任一所述的一种风力发电机机头的定位装置，其特征在于：包括以下步骤：s1、风力吹动导风板，角度传感器通过连接轴检测到风向；s2、控制箱控制驱动电机启动，通过减速器带动驱动齿轮转动，实现发电仓的转向，实现风叶正对风向；s3、发电仓调整完成后，卷绕电机启动，压板朝摩擦环方向移动，夹紧摩擦环，完成对发电机机头的定位。10.根据权利要求8所述的一种风力发电机机头的定位方法，其特征在于：在步骤s2中，发电仓的转向角度与角度传感器检测到的角度相等。

技术总结
本发明公开了一种风力发电机机头的定位装置及其定位方法，定位装置包括立柱内壁且靠近顶端处的减速器和驱动电机，固定座的顶部固定连接有固定套，固定套的内壁通过连接杆固定连接有内齿环，减速器的输出轴端固定连接有驱动齿轮，驱动齿轮与内齿环啮合连接，立柱内壁通过固定杆固定连接有内筒，内筒的顶端固定连接有圆板，固定套的内壁且靠近顶部一侧固定连接有摩擦环，圆板的一侧设置有锁紧装置，锁紧装置的工作端位于摩擦环的两侧，锁紧装置通过夹紧摩擦环限制发电仓的转动。本发明涉及风力发电技术领域，解决了现有的机头利用蜗轮蜗杆结构实现机头转动与定位的弊端，实现机头的准确转向，保证了机头的稳定。保证了机头的稳定。保证了机头的稳定。


技术研发人员：张虎 魏尹威
受保护的技术使用者：安徽驭风能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/6/27