小型便攜風力發電機制造技術

本實用公開了一種小型便攜風力發電機，包括電機、高速齒輪、高速軸、低速軸、低速齒輪、葉片支架和葉片；所述的葉片通過葉片支架安裝與低速軸上，低速軸和高速軸上分別鍵連接固定有低速齒輪和高速齒輪，低速齒輪和高速齒輪之間配合連接進行傳動；高速齒輪驅動電機旋轉發電。本實用使用了高速電機+兩級變速的設計替代了原有小型風機的低速電機設計，使用了垂直軸設計代替小型風機一直以來的水平軸設計，大幅降低了成本，利于設備推廣。同時，本實用采用了易于拆裝的結構設計，加強了系統的便攜性。

【技術實現步驟摘要】

本實用屬于電力設備領域，具體涉及一種小型便攜風力發電機。
技術介紹
當今，人們對于移動設備的需求越來越廣泛，但電池的電量瓶頸卻成為移動設備發揮更大作用的限制之一，風能作為可再生的新能源之一，分布范圍極廣，且采集方便，逐漸成為了理想的移動能量來源。因此如果有一種便攜式的小型風力發電機，其可以作為移動設備的電力來源。如今，現有的小型風力發電機多為固定式設計，如專利申請號為201320017202.8的小型風力發電機，其通過螺栓與地面連接，這不但造成了風機無法在短時間內被取下，同時也限制了風機的適用場所，即該風機只能在有為其專門設計的底座的地方使用，造成了極大的不便。另外，現有的小型風機均為整體式設計，拆裝不易，這更削弱了其移動使用的功能。現有的小型風機均為水平軸風機，其只有當葉片正對風向時才能正常發電，故此，水平軸風機均需要設計復雜的轉向機構，保證風機能夠正常運行。這樣的轉向機構不但結構復雜，易損壞，還將進一步地削弱風機的可移動性，同時消耗在轉向上的電能也降低了風機的運行效率。同時，小型風機均采用昂貴的低速電機，而低速電機的成本往往是高速電機的幾倍甚至幾十倍，這極大地限制了小型風機的推廣，因此，研發使用高速電機也能正常工作的小型風機迫在眉睫。
技術實現思路
本實用的目的在于解決
技術介紹
中存在的問題，并提供一種小型便攜風力發電機。本實用所采用的具體方案如下：小型便攜風力發電機，包括電機、高速齒輪、高速軸、低速軸、低速齒輪、葉片支架和葉片；所述的葉片通過葉片支架安裝與低速軸上，低速軸和高速軸上分別鍵連接固定有低速齒輪和高速齒輪，低速齒輪和高速齒輪之間配合連接進行傳動；高速齒輪驅動電機旋轉發電。作為優選，所述的葉片垂向設置，數量為5片且呈等距環形陣列分布于以低速軸為軸心的柱面上；在葉片的兩個三等分點處，分別用水平的葉片支架與低速軸進行連接固定；葉片與葉片支架之間的連接方式為可拆卸式夾持固定。進一步的，所述的葉片支架通過螺母固定于低速軸上，螺母與低速軸上的外螺紋采用螺旋副連接。作為優選，所述的葉片由鋁合金構成，且采取鏤空的結構。作為優選，所述的葉片為升力型葉片。作為優選，所述的低速齒輪模數為0.8，齒數為71；高速齒輪為雙層齒輪，其中上層齒數為15，模數為0.8，下層齒數為59，模數為0.6；低速齒輪和高齒輪形成1：39的加速比。作為優選，所述的低速軸的下半部及高速齒輪、高速軸、低速齒輪均設置于下箱體和上箱體可拆卸式組合而成的內部空間中。進一步的，所述的低速軸與高速軸均由被角接觸球軸承固定在箱體上。作為優選，所述的電機為高速電機。本實用相對于現有技術而言，具有以下有益效果：1.本實用使用了高速電機+兩級變速的設計替代了原有小型風機的低速電機設計，大幅降低了成本，利于設備推廣2.本實用使用了垂直軸設計代替小型風機一直以來的水平軸設計。由于垂直軸設計可以接受來自各個方向的風能，所以省去了復雜的轉向機構，節省了成本，提高了可靠性和便攜性。3.本實用采用了易于拆裝的結構設計，有效地在不影響用戶使用體驗的情況下減少了設備的攜帶體積，加強了系統的便攜性，可用于移動設備的充電。附圖說明圖1是小型風力發電機結構圖；圖2是葉片支架與低速軸配合圖；圖3是小型風力發電機使用時組裝過程，其中箭頭代表步驟流程；圖中：電機 1、高速齒輪 2、第一角接觸軸承 3、高速軸 4、低速軸 5、第二角接觸軸承 6、下箱體 7、低速齒輪 8、上箱體 9、第一螺母 10、第一葉片支架 11、葉片 12、第二葉片支架 13、第二螺母 14。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本實用做進一步闡述和說明。本實用中各個實施方式的技術特征在沒有相互沖突的前提下，均可進行相應組合。一種小型便攜風力發電機，電機1、高速齒輪2、第一角接觸軸承3、高速軸4、低速軸5、第二角接觸軸承6、下箱體7、低速齒輪8、上箱體9、第一螺母10、第一葉片支架11、葉片12、第二葉片支架13、第二螺母14。本實用的發電機整體分為葉片、支撐部分以及變速傳動部分兩個部分，其中葉片及支撐部分負責通過葉片接受風能，并將風能通過葉片支架傳遞到低速軸。變速發電部分負責將低速軸上的轉矩通過變速機構傳遞到電機，完成發電。葉片分別具體結構如圖1所示，葉片12垂向設置，共5片，且呈等距環形陣列分布于以低速軸5為軸心的柱面上，形成五葉片風輪的設計，葉片12采用升力型葉片12，利用葉片12兩側流速差異獲得升力，通過升力推動葉輪轉動。葉片12由鋁合金構成，且采取鏤空的結構。本實施例中，葉片12選用標準翼型NACA63-412。是美國NACA最早建立的一個低速翼型系列。與早期的其他翼型相比，有較高的最大升力系數和較低的阻力系數。我們所選取的翼型隸屬于NACA的六位數字翼型，其特點是在一定的升力系數范圍內具有低阻力特性，非設計條件下也會有比較滿意的結果。這種翼型具有比較高的升力系數和比較高的臨界馬赫數。支撐部分結構如下：為保證穩定性，在每片葉片12的兩個三等分點處，分別用水平的葉片支架與低速軸5進行連接固定，分別為圖中的第一葉片支架11和第二葉片支架13。葉片12與葉片支架之間的連接方式為可拆卸式夾持固定，具體固定方式為：在葉片12三等分點處分別安裝兩個鉚釘以用于葉片12夾持固定的定位，以及平衡葉片12所受到的豎直方向重力。葉片12通過葉片支架安裝與低速軸5上，第一葉片支架11和第二葉片支架13分別通過螺母10、第二螺母14固定于低速軸5上，葉片支架部分負責對葉片12進行支撐并將葉片12受到的轉矩傳遞到軸。固定支架的低速軸5上設有銑去兩個小平面的圓柱形攻有外螺紋的軸。如圖2所示，相應的在第一葉片支架11和第二葉片支架13處有對應形狀的軸孔，用以將葉片支架收到的力矩傳遞到軸上。防止支架的上下震動導致的不穩定，螺母與低速軸5上的外螺紋采用螺旋副連接。變速傳動部分負責將低速軸5的轉動加速后傳遞到電機1，其主體部分為箱體中的齒輪組。箱體可拆卸呈下箱體7和上箱體9進行組裝。齒輪組中低速齒輪8與高速齒輪2被鍵連接分別固定在低速軸5與高速軸4上。低速軸5與高速軸4被第一角接觸軸承3、第二角接觸軸承6固定在下箱體7、上箱體9上。齒輪組部分負責從葉片12的低轉速過渡為電機1的高轉速，已達到高功率、平穩發電的效果。齒輪組由高速齒輪2和低速齒輪8兩級減速組成，其中低速齒輪8模數為0.8，齒數為71，通過鍵連接被固定在低速軸5上。高速齒輪2為雙層齒輪，其中上層齒數為15，模數為0.8，下層齒數為59，模數為0.6，被固定在高速軸4上。兩級齒輪互相配合，形成了1：39的加速比，讓葉片12組能夠通過高速齒輪2驅動電機1達到其額定的發電轉速，使本設計能夠使用相對廉價的高速電機1取代昂貴的低速電機1進行發電。本實用裝置的安裝流程如圖3所示，具體為：1.在攜帶中，第一葉片支架11和第二葉片支架13，葉片12與主體部分分開放置以節省空間；2.在使用中，用戶需要先將支架11套到低速軸5上，與低速軸5形狀對齊，安裝第一螺母10。3.安裝5枚葉片12，葉片將被插入支架上對應的孔中，由于鉚釘部分輪廓線大于孔的輪廓，葉片12將會被鉚釘初步支撐在第一葉片支架11上4.安裝第二葉片支架13，中心孔與低速軸5形狀對齊，同時由于第一葉片支架11在對應5片葉本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小型便攜風力發電機，其特征在于，包括電機、高速齒輪、高速軸、低速軸、低速齒輪、葉片支架和葉片；所述的葉片通過葉片支架安裝與低速軸上，低速軸和高速軸上分別鍵連接固定有低速齒輪和高速齒輪，低速齒輪和高速齒輪之間配合連接進行傳動；高速齒輪驅動電機旋轉發電。

【技術特征摘要】
1.一種小型便攜風力發電機，其特征在于，包括電機、高速齒輪、高速軸、低速軸、低速齒輪、葉片支架和葉片；所述的葉片通過葉片支架安裝與低速軸上，低速軸和高速軸上分別鍵連接固定有低速齒輪和高速齒輪，低速齒輪和高速齒輪之間配合連接進行傳動；高速齒輪驅動電機旋轉發電。2.如權利要求1所述的小型便攜風力發電機，其特征在于，所述的葉片垂向設置，數量為5片且呈等距環形陣列分布于以低速軸為軸心的柱面上；在葉片的兩個三等分點處，分別用水平的葉片支架與低速軸進行連接固定；葉片與葉片支架之間的連接方式為可拆卸式夾持固定。3.如權利要求2所述的小型便攜風力發電機，其特征在于，所述的葉片支架通過螺母固定于低速軸上，螺母與低速軸上的外螺紋采用螺旋副連接。4.如權利要求1所述的小型便攜風力發電機，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅坤，李翰卿，張涵聰，朱挺，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33