[发明专利]垂直轴风力发电机叶片变攻角装置

权利要求书

1.一种垂直轴风力发电机叶片变攻角装置，主要由固定主轴(1)、下主轴套筒(2)、上主轴套筒(11)、深沟球轴承(16)、深沟球轴承(17)、深沟球轴承(31)、发电机(3)、上支架(6)、下支架(4)、伺服电机(14)、齿条杆(7)、滚子推杆(9)、槽型凸轮(10)、齿轮(12)、角接触球轴承(18)、角接触球轴承(32)、锥齿轮(15)、锥齿轮(19)、机匣(8)、滑动轴承(20)、滑动轴承(22)、滑动轴承(23)、滑动轴承(26)、上蜗杆(24)、下蜗杆(21)、蜗轮(25)、深沟球轴承(27)、深沟球轴承(29)、蜗轮轴(28)、滑动平键(30)、叶片(5)、深沟球轴承(33)、深沟球轴承(34)、加强支架(13)组成。

2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶片变攻角装置，其特征在于：凸轮调节机构，槽型凸轮(10)固连于固定主轴(1)上，滚子推杆(9)与槽型凸轮(10)配合，同时滚子推杆(9)另一端通过角接触球轴承(18)和角接触球轴承(32)与下蜗杆(21)连接，下蜗杆(21)为空心，一端可装角接触轴承(18)、(32)，另一端有内螺纹，下蜗杆(21)可相对滚子推杆(9)转动，但轴向相对位置因为一对角接触球轴承而固定。下蜗杆(21)另一端通过导程与下蜗杆(21)相同的螺纹配合与齿条杆(7)连接，齿条杆(7)一端为螺纹杆，另一端为齿条，当下蜗杆(21)旋转时，通过螺纹配合使齿条杆(7)实现往复运动。齿条杆(7)末端齿条与齿轮(12)连接，齿轮(12)通过键槽与叶片(5)配合。风力发电机工作时，滚子推杆(9)绕槽型凸轮(10)转动，实现携程回程的往复运动，推动下蜗杆(21)和齿条杆(7)往复运动，引起齿轮(12)转动，从而带动叶片(5)转动，改变叶片(5)相对来流的攻角。槽型凸轮(10)轮廓线由实验给出，使得叶片(5)在圆周不同位置角具有最优攻角。

3.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶片变攻角装置，其特征在于：双蜗杆机构，下蜗杆(21)与蜗轮(25)啮合，蜗轮(25)与上蜗杆(24)啮合，上、下蜗杆两端有4个滑动轴承(23)、(26)、(20)、(22)与机匣(8)配合，可以使上蜗杆(24)在自身旋转的同时相对机匣(8)沿轴向滑动，蜗杆(25)通过蜗轮轴(28)和两个深沟球轴承(27)、(29)与机匣(8)配合。机匣(8)与上支架(6)通过楔形滑槽配合，使得机匣(8)可以相对上支架(6)沿槽向滑动。通过伺服电机(14)带动下蜗杆(24)转动，上蜗杆(24)带动蜗轮(25)转动，蜗轮(25)带动下蜗杆(21)转动，使与之进行螺纹配合的齿条杆(7)往复运动，引起齿轮(12)转动，从而带动叶片(5)转动，改变叶片(5)相对来流的攻角。

4.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶片变攻角装置，其特征在于：单伺服电机，伺服电机(14)与上主轴套筒(11)固连，带动锥齿轮(15)，锥齿轮(15)与锥齿轮(19)啮合，锥齿轮(19)通过滑动平键(30)与上蜗杆(24)带有滑槽的一端配合。风力发电机工作时，当来流速度发生较大改变时，伺服电机(14)开始转动，通过锥齿轮传动带动上蜗杆(24)转动，带动整个双蜗杆机构的工作，改变叶片(5)的攻角。调节完成后，叶片继续在凸轮机构调节下转动。