[发明专利]一种涡轮式立轴电磁风能收集器

说明书

一种涡轮式立轴电磁风能收集器，包括风能收集单元、电磁发电单元，两者通过二级齿轮增速机构连接并上下依次叠加固定设置。本发明提供的一种涡轮式立轴电磁风能收集器，相比于水平轴风能收集器，整体体积更小，风能利用率更高。同时，本发明设计了一种新型风能收集器风腔结构，在尽量简化收集器传动系统的前提下引入了二级齿轮增速机构，使得风能收集器在相同风速下能取得更高的功率输出。

技术领域

本发明涉及能量收集设备技术领域，具体涉及一种涡轮式立轴电磁风能收集器。

背景技术

随着微机电系统和无线通信技术的迅速发展，无线传感器网络在军事、智能交通、环境监测等方面得到了广泛的应用。随着无线传感器网络节点的部署区域逐渐复杂化，有些区域甚至人员都无法到达，传统的电池供电方式已经逐渐难以满足使用要求。收集环境中广泛存在的风能来给无线传感节点供电是一种取代电池的有效方式。

鉴于目前的涡轮式电磁风能收集器能够取得高输出的往往体积大、结构复杂，而体积小的难以取得理想的功率输出。在尽可能缩小涡轮式电磁风能收集器整体尺寸的前提下，如何大幅提高风能收集器的输出功率与减小起始工作风速仍然是目前本领域内技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种涡轮式立轴电磁风能收集器，在尽量简化收集器传动系统的同时引入了二级齿轮增速机构，使得风能收集器在相同风速下能取得更高的功率输出，相比于水平轴风能收集器，整体体积更小，风能利用率更高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种涡轮式立轴电磁风能收集器，包括风能收集单元、电磁发电单元，两者通过二级齿轮增速机构连接并上下依次叠加固定设置，

所述风能收集单元包括一内置有涡轮叶片的风腔壳体，所述涡轮叶片的中心贯穿设置有一旋转轴，且所述旋转轴的一端与所述风腔壳体的顶盖固定连接，另一端延伸通过风腔壳体的底部并与二级齿轮增速机构连接，所述风腔壳体的侧面开设有进风口，风腔壳体的顶盖中心位置开设有出风口，进风方向与所述旋转轴垂直，出风方向与所述旋转轴平行；

所述电磁发电单元包括有一发电模块壳体，所述发电模块壳体内设置有一中心穿设有转轴的转子磁铁，所述转轴上通过线圈套连接有一定子线圈，所述转轴的端部延伸通过发电模块壳体的顶部并与二级齿轮增速机构连接，所述发电模块壳体的顶部与风腔壳体的底部固定，且所述发电模块壳体与风腔壳体之间设有一齿轮腔；

所述二级齿轮增速机构设置在所述齿轮腔内，二级齿轮增速机构包括有一大直径齿轮和一小直径齿轮，两者啮合连接，所述大直径齿轮与风能收集单元中的旋转轴固定，所述小直径齿轮与电磁发电单元中的转轴固定。

作为优选的，所述风腔壳体的底部边侧四周与所述齿轮腔的边侧四周对应固定连接，构成连接定位结构。

作为优选的，所述风腔壳体的顶盖边侧垂直嵌入式设置有一尾舵，所述发电模块壳体的底部内固定嵌入第一轴承，所述发电模块壳体的底部转动连接有一底座，所述底座的中心位置凸设有一固定柱，所述固定柱穿设固定至第一轴承的中心处。

作为优选的，所述风腔壳体的顶盖的出风口中心处设置有圆形的固定部，所述旋转轴的两端分别设置有第二轴承，所述旋转轴上位于与风腔壳体顶盖连接一端处的第二轴承嵌置于固定部内，所述固定部的边缘处延伸出多根支撑梁架与出风口的边缘处固定连接。

作为优选的，所述风腔壳体的内部为圆柱形风腔结构，所述进风口的面积小于等于风腔壳体侧面面积的1/2。

作为优选的，所述风腔壳体的顶盖四周与所述风腔壳体的侧面四周对应固定连接。

作为优选的，所述涡轮叶片的截面为弧形曲面。

作为优选的，所述发电模块壳体底盖的内壁对应定子线圈设置有限位凹槽，所述定子线圈嵌入限位凹槽内并保持固定状态。