專利名稱：一種風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及高空風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于將風(fēng)箏或升空傘等輕型飛行器在高空飛行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還涉及設(shè)有所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的高空風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，風(fēng)能已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一種主要的可替代能源，并在全球范圍內(nèi)得到推廣。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電受場地和風(fēng)向風(fēng)速等因素影響較大,存在諸多缺點(diǎn)首先,風(fēng)力發(fā)電場往往規(guī)模比較大，采用的是地面風(fēng)力發(fā)電機(jī)，需要占用大量的土地；其次，風(fēng)力發(fā)電機(jī)對生態(tài)環(huán)境具有一定的負(fù)面影響；此外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要高塔支撐才能進(jìn)入距地面幾百英尺的高度，而且這一高度的風(fēng)力較小，同時(shí)也不穩(wěn)定，很難隨時(shí)對準(zhǔn)風(fēng)向，實(shí)際轉(zhuǎn)化率較低，且常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造成本、建設(shè)成本都很高。與地面風(fēng)相比，高空風(fēng)風(fēng)力更強(qiáng)，也更為穩(wěn)定，同時(shí)比地面風(fēng)更易于預(yù)測，因此越來越受到重視?，F(xiàn)有技術(shù)中，利用高空風(fēng)的方式主要有兩種第一種是在空中建造發(fā)電站，在高空發(fā)電，然后通過電纜輸送到地面；第二種是利用飛行器先將機(jī)械能輸送到地面，再由發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)換為電能。其中，第一種方式需要將發(fā)電機(jī)、電纜等設(shè)備穩(wěn)定在高空，由于重量較大，因此升空高度有限，能量轉(zhuǎn)化率低，且造價(jià)高、回收困難，存在墜落的風(fēng)險(xiǎn)，而第二種方式并不存在以上缺點(diǎn)，已逐漸成為利用高空風(fēng)能的主要研發(fā)方向。公開號為CN 101240778A的發(fā)明專利申請公布說明書，公開了一種風(fēng)箏發(fā)電方法，其工作原理是風(fēng)箏通過在地面上的操縱裝置，改變迎風(fēng)角度，當(dāng)風(fēng)箏表面垂直于氣流時(shí)，風(fēng)箏因風(fēng)阻力產(chǎn)生最大拉力，風(fēng)箏通過繩索，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，在逆程返回期間，風(fēng)箏操縱裝置改變風(fēng)箏迎風(fēng)角度，使其風(fēng)箏表面接近平行于氣流而阻力最小，發(fā)電機(jī)切換為電動(dòng)機(jī)，由外部提供能量，通過繩索拉動(dòng)風(fēng)箏返回，實(shí)現(xiàn)間斷利用高空氣流發(fā)電，其不足之處就在于，這種方法只能在風(fēng)箏上升階段產(chǎn)生電能，并且需要消耗額外的能源來回收風(fēng)箏，因此風(fēng)能轉(zhuǎn)化率低。授權(quán)公告號為CN 201714574U的實(shí)用新型專利公開了一種高效率高空風(fēng)箏發(fā)電機(jī)，由一對高空風(fēng)箏、發(fā)電機(jī)組組成，高空風(fēng)箏由線纜拖拽，工作時(shí)處于對流層中上層，高空風(fēng)箏上安裝有飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，可以接收地面的控制信號調(diào)節(jié)高空風(fēng)箏的迎風(fēng)角，兩個(gè)高空風(fēng)箏的線纜聯(lián)動(dòng)，當(dāng)一個(gè)高空風(fēng)箏上升時(shí)另一個(gè)風(fēng)箏下降，線纜與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)動(dòng)，高空風(fēng)箏上下移動(dòng)時(shí)，線纜帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。該發(fā)電設(shè)備通過控制風(fēng)箏飛行姿態(tài)，使兩個(gè)風(fēng)箏往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，無需消耗額外的能源來回收風(fēng)箏，但依然存在以下不足其一，兩個(gè)風(fēng)箏的線纜直接纏繞在同軸并排安裝的線輪上，線纜距離太過接近，風(fēng)箏在移動(dòng)過程中會(huì)互相碰撞，容易損壞，且極易出現(xiàn)線纜纏繞現(xiàn)象，一旦纏繞，整套設(shè)備便無法正常工作，需回收、解除纏繞后重新升空，導(dǎo)致其不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
其二，高空風(fēng)雖然比較穩(wěn)定，但其風(fēng)向依然會(huì)發(fā)生變化，這就要求高空風(fēng)箏發(fā)電設(shè)備要具有適應(yīng)風(fēng)向變化的能力，而該設(shè)備的風(fēng)箏線纜直接纏繞在線輪上，只能適應(yīng)線輪切線方向上的高空風(fēng)，一旦風(fēng)向發(fā)生偏離，線纜便無法正常纏繞，當(dāng)風(fēng)向垂直于線輪的切線方向時(shí)，這一問題會(huì)變得尤為嚴(yán)重，風(fēng)箏將無法帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。其三，由于極易出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象，且適應(yīng)風(fēng)向變化的能力較弱，導(dǎo)致其動(dòng)力傳遞效率低，能量轉(zhuǎn)化率僅能維持在較低水平，發(fā)電量無法滿足實(shí)際應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定，可有效避免線纜纏繞，且能夠適應(yīng)各種風(fēng)向，從而顯著提高了風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的第二目的是提供一種設(shè)有所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的高空風(fēng)力發(fā)電裝置。為實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，包括往復(fù)輪；發(fā)電機(jī)，由所述往復(fù)輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電；萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述往復(fù)輪兩側(cè)；牽引纜繩，繞設(shè)于所述往復(fù)輪，其用于連接飛行器的兩端分別繞經(jīng)相應(yīng)一側(cè)的萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，所述萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)繩架，各所述導(dǎo)繩架均設(shè)有萬向?qū)ЮK輪和導(dǎo)向輪。優(yōu)選地，所述萬向?qū)ЮK輪位于所述萬向?qū)ЮK架頂部的內(nèi)側(cè)，所述導(dǎo)向輪位于所述萬向?qū)ЮK輪下方。優(yōu)選地，所述萬向?qū)ЮK輪包括上下垂直布置的第一輪軸組和第二輪軸組，各所述輪軸組分別包括兩根平行的輪軸，所述四根輪軸呈“井”字型分布，所述牽引纜繩從所述四根輪軸圍合的封閉空間穿過。優(yōu)選地，所述往復(fù)輪為單輪結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述往復(fù)輪與所述導(dǎo)向輪、萬向?qū)ЮK輪大體位于同一縱向平面內(nèi)。優(yōu)選地，進(jìn)一步包括分繩機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述往復(fù)輪兩側(cè)；所述牽引纜繩的一端繞經(jīng)第一分繩機(jī)構(gòu)，所述牽引纜繩的另一端繞經(jīng)第二分繩機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，所述第一分繩機(jī)構(gòu)和第二分繩機(jī)構(gòu)均包括支架以及設(shè)于所述支架上的纜繩支撐件。為實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種高空風(fēng)力發(fā)電裝置，包括高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)和地面風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述地面風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)為上述任一項(xiàng)所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述牽引纜繩的一端連接所述高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)的第一飛行器，所述牽引纜繩的另一端連接所述高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)的第二飛行器。優(yōu)選地，所述第一飛行器和第二飛行器分別設(shè)有飛行器姿態(tài)調(diào)控機(jī)構(gòu)。本發(fā)明提供的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在往復(fù)輪兩側(cè)設(shè)有萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)，牽引飛行器的纜繩繞經(jīng)萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)后再纏繞于往復(fù)輪，安裝時(shí)可根據(jù)飛行器類型、飛行器尺寸、飛行高度、地理?xiàng)l件等參數(shù)合理確定萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)與往復(fù)輪的間距，從而使飛行器在萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)的支撐和導(dǎo)向作用下，始終保持安全距離，確保牽引纜繩在工作過程中不會(huì)出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象。
此外，牽引纜繩經(jīng)過萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)后纏繞在往復(fù)輪上，萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)能夠在各個(gè)方向上有效引導(dǎo)和支撐牽引纜繩，具有十分穩(wěn)定的適應(yīng)風(fēng)向變化的能力，使?fàn)恳|繩能夠以正確的方式纏繞在往復(fù)輪上，即使風(fēng)向頻繁發(fā)生變化，牽引纜繩仍然能夠正常收放，且傳遞效率保持不變，從而保證飛行器在各種風(fēng)向下均能夠帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了利用高空風(fēng)能連續(xù)、穩(wěn)定發(fā)電的目的。由于徹底避免了牽引纜繩纏繞現(xiàn)象，且具有適應(yīng)風(fēng)向變化的能力，因此整套風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)，具有較高的動(dòng)力傳遞效率，傳遞效率一般在95%以上，顯著提高了能量轉(zhuǎn)化率，其發(fā)電量完全滿足產(chǎn)業(yè)化要求，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供的高空風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)有所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，由于所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具有上述技術(shù)效果，設(shè)有該風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的高空風(fēng)力發(fā)電裝置也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明所提供風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的俯視圖；圖3為圖1中I部位的局部放大示意圖；圖4為圖2中II部位的局部放大示意圖；圖5為圖1中所示驅(qū)動(dòng)架、往復(fù)輪及發(fā)電機(jī)的側(cè)視圖；圖6為圖2中所示驅(qū)動(dòng)架、往復(fù)輪及發(fā)電機(jī)的放大示意圖。圖中1.驅(qū)動(dòng)架2.導(dǎo)繩架3.地基4.往復(fù)輪5.發(fā)電機(jī)6.萬向?qū)ЮK輪6_1.基座 6-2.輪軸 6-3.繩孔 7.導(dǎo)向輪 8.牽引纜繩 9.軸承座10.鏈輪 11.鏈條12-1.第一分繩機(jī)構(gòu)12-2.第二分繩機(jī)構(gòu)13-1.第一飛行器13-2.第二飛行器 14.飛行器姿態(tài)調(diào)控機(jī)構(gòu)
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖1、圖2，圖1為本發(fā)明所提供風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的俯視圖。如圖所示，在第一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明提供的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的主體部件為驅(qū)動(dòng)架I及其兩側(cè)的導(dǎo)繩架2，驅(qū)動(dòng)架I由型材焊接成具有一定高度的矩形框架，其底部通過法蘭固定在地基3上，頂部安裝雙向往復(fù)輪4和發(fā)電機(jī)5，往復(fù)輪4的轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)5傳動(dòng)連接。導(dǎo)繩架2的數(shù)量為兩個(gè)，分別設(shè)于驅(qū)動(dòng)架I兩側(cè)，各導(dǎo)繩架2的主體部分為矩形管材，其底部通過法蘭固定在地基3上，導(dǎo)繩架2的高度高出驅(qū)動(dòng)架I 一定距離，其與驅(qū)動(dòng)架I的間距視實(shí)際情況而定，以便使飛行器在導(dǎo)繩架2的支撐和導(dǎo)向作用下，始終保持安全距離，確保飛行器在工作過程中不會(huì)出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象。萬向?qū)ЮK輪6安裝在導(dǎo)繩架2頂部的內(nèi)偵彳，導(dǎo)向輪7位于萬向?qū)ЮK輪6下方，并且與往復(fù)輪4大體處于同一水平面內(nèi)，使?fàn)恳|繩8的走向呈“L”形。
這里需要說明的是，圖中所示驅(qū)動(dòng)架I和導(dǎo)繩架2安裝于同一水平的地基3上，但在實(shí)際應(yīng)用中，并不局限與此，在保證牽引纜繩能夠正常收放的情況下，驅(qū)動(dòng)架I和兩個(gè)導(dǎo)繩架2可以安裝在不同的水平面上，導(dǎo)繩架2的安裝平面可以高于或低于驅(qū)動(dòng)架I的安裝平面，三者的安裝平面也可以呈梯度分布，以適應(yīng)各種不同的地形條件，具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力。請參考圖3、圖4，圖3為圖1中I部位的局部放大示意圖；圖4為圖2中II部位的局部放大示意圖。萬向?qū)ЮK輪6主要由基座6-1、上下垂直布置的第一輪軸組和第二輪軸組構(gòu)成，基座6-1的四周設(shè)有立板形成軸承座，各輪軸組分別包括兩根平行的輪軸6-2，四根輪軸6-2呈“井”字型分布，各輪軸6-2的兩端均由軸承支撐，牽引纜繩8從四根輪軸6-2圍合的封閉空間以及基座6-1底板上的繩孔6-3穿過。四根輪軸6-2能夠在各個(gè)方向上有效引導(dǎo)和支撐牽引纜繩8，具有十分穩(wěn)定的適應(yīng)風(fēng)向變化的能力，牽引纜繩8經(jīng)過導(dǎo)向輪7后，能夠以正確的方式纏繞在往復(fù)輪4上，在萬向?qū)ЮK輪6和導(dǎo)向輪7的協(xié)調(diào)作用下，即使風(fēng)向頻繁發(fā)生變化，牽引纜繩8仍然能夠正常收放，且傳遞效率保持不變，從而保證飛行器在各種風(fēng)向下均能夠帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了利用高空風(fēng)能連續(xù)、穩(wěn)定發(fā)電的目的。請參考圖5、圖6，圖5為圖1中所示驅(qū)動(dòng)架、往復(fù)輪及發(fā)電機(jī)的側(cè)視圖；圖6為圖2中所示驅(qū)動(dòng)架、往復(fù)輪及發(fā)電機(jī)的放大示意圖。往復(fù)輪4通過軸承座9架設(shè)在驅(qū)動(dòng)架I頂部，其轉(zhuǎn)軸由軸承座9上的第一軸承和第二軸承支撐，轉(zhuǎn)軸外端通過鏈輪10和鏈條11與發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)子傳動(dòng)連接。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要在往復(fù)輪4與發(fā)電機(jī)5之間設(shè)置可調(diào)的變速機(jī)構(gòu)。往復(fù)輪4為單輪結(jié)構(gòu)，與導(dǎo)向輪7、萬向?qū)ЮK輪6大體位于同一縱向平面內(nèi)，牽引纜繩8繞設(shè)于往復(fù)輪，其用于連接飛行器的兩端反向引出并分別繞經(jīng)相應(yīng)一側(cè)的導(dǎo)向輪7和萬向?qū)ЮK輪6，牽引纜繩8的纏繞方式應(yīng)保證飛行器在交替上升和下降時(shí)，能帶動(dòng)往復(fù)輪4來回往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體地，牽引纜繩8可以是兩根纜繩，兩根纜繩的一端固定于往復(fù)輪4，另一端以相反的方向纏繞于往復(fù)輪4并引出。牽引纜繩8也可以為纏繞于往復(fù)輪4的一根纜繩，其兩端以相反的方向引出，單線纜放飛，易于收放。為避免纏繞于同一往復(fù)輪4的牽引纜繩相互干涉、互咬磨損，可進(jìn)一步設(shè)置分繩機(jī)構(gòu)，第一分繩機(jī)構(gòu)12-1和第二分繩機(jī)構(gòu)12-2均包括支架以及設(shè)于支架上的纜繩支撐件，例如分繩輪(圖中未示出)，兩分繩機(jī)構(gòu)設(shè)于往復(fù)輪4兩側(cè)，并在軸向上相互錯(cuò)開，牽引纜繩8的第一引出端繞經(jīng)第一分繩機(jī)構(gòu)12-1的外側(cè)，牽引纜繩8的第二引出端繞經(jīng)第二分繩機(jī)構(gòu)12-2的外側(cè)。這樣，牽引纜繩的第一引出端和第二引出端可保持一定間距，始終由分繩機(jī)構(gòu)隔開，不會(huì)相互干涉，而且增加了纜繩與往復(fù)輪的接觸面積，可避免打滑。當(dāng)然，分繩機(jī)構(gòu)也可以是分線導(dǎo)桿，即往復(fù)輪兩側(cè)豎向安裝的軸承桿，牽引纜繩直接支撐在可旋轉(zhuǎn)的軸承桿上，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)分繩目的。為了確保系統(tǒng)安全運(yùn)行，可在轉(zhuǎn)動(dòng)部分加裝保護(hù)罩，即便出現(xiàn)操作的一般失誤，也不會(huì)對人員和設(shè)備造成致命的傷害；同時(shí)，可以為往復(fù)輪4加裝制動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便在發(fā)生故障或檢修時(shí)能緊急剎停，避免帶載作業(yè)出現(xiàn)意外情況。為避免雷擊損壞電機(jī)，可采用聚氨酯(或其它具有一定強(qiáng)度的絕緣材料)法蘭和螺栓連接往復(fù)輪4和發(fā)電機(jī)5，即便意外發(fā)生雷擊，電荷可經(jīng)過機(jī)架流入大地，無法到達(dá)發(fā)電機(jī)5。此外，還可以在導(dǎo)向輪7和往復(fù)輪4之間加裝合適的甩干輪，以便在雨雪天氣時(shí)，將牽引纜繩8在進(jìn)入往復(fù)輪4前甩干，還可以在往復(fù)輪4上增加防滑層，以防止?fàn)恳|繩8在往復(fù)輪4上打滑。上述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的工作原理如下通過調(diào)節(jié)飛行器迎角、攻角、迎風(fēng)面積或氣動(dòng)外形等，均可調(diào)節(jié)風(fēng)阻和升力，兩者的合力形成拉力，拉力差使飛行器發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，飛行器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過牽引纜繩8帶動(dòng)往復(fù)輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，由往復(fù)輪4驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5，如此不斷往復(fù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電，并由地面橋式整流器將正反向運(yùn)行輸出的電力整流為正功，調(diào)節(jié)超級電容器組提供換向期間的輸出補(bǔ)償，從而達(dá)到不間斷穩(wěn)定發(fā)電。當(dāng)兩個(gè)飛行器完全同步仰俯時(shí)，其合力為零，此時(shí)發(fā)電機(jī)不會(huì)旋轉(zhuǎn)，也不會(huì)有功率輸出，當(dāng)兩個(gè)飛行器正好處于一張一弛狀態(tài)，也就是一個(gè)飛行器氣動(dòng)力最大，另一個(gè)飛行器氣動(dòng)力最小的情況下，系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，即兩飛行器越靠近反向運(yùn)行狀態(tài)則輸出功越大，越靠近完全同步運(yùn)行則輸出功率越小。當(dāng)然，上述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)僅是一種優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實(shí)際需要作出具有針對性的調(diào)整，從而得到不同的實(shí)施方式。例如萬向?qū)ЮK輪采用其他結(jié)構(gòu)，或往復(fù)輪與發(fā)電機(jī)通過其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，等等。由于可能實(shí)現(xiàn)的方式較多，這里就不再一一舉例說明。但都應(yīng)該在保護(hù)范圍之內(nèi)。請參考圖1、圖2，除了上述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，本發(fā)明還提供一種高空風(fēng)力發(fā)電裝置，包括高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)和地面風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)由提供動(dòng)力的第一飛行器13-1、第二飛行器13-2及其上設(shè)置的飛行器姿態(tài)調(diào)控機(jī)構(gòu)14等構(gòu)成，飛行器具體可以是風(fēng)箏、升空傘、三角翼或者由輕型材料制成的無人駕駛飛機(jī)等等，且兩側(cè)的飛行器可以多個(gè)成對布置，飛行器姿態(tài)調(diào)控機(jī)構(gòu)可以由飛行器附帶的風(fēng)能裝置驅(qū)動(dòng)，也可以采用太陽能電池、蓄電池、無線供電、地面線纜送電等方式驅(qū)動(dòng)，并能夠在地面進(jìn)行無線遙控，或者按預(yù)先設(shè)定的程序自動(dòng)往復(fù)運(yùn)行。地面風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)為上文所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，牽引纜繩8的一端連接第一飛行器13-1，牽引纜繩8的另一端連接第二飛行器13-2，第一飛行器13-1和第二飛行器13-2由牽引纜繩8連為一體，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，其余結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。該高空風(fēng)力發(fā)電裝置可以在陸地、海上使用并且基本不占用土地，當(dāng)在海上使用時(shí)，地面裝置可以直接固定在海底，適合使用的區(qū)域不再局限于“三北”地區(qū)，全國各地都可使用。由于本套系統(tǒng)的地面裝置可深埋于地下，也可以在海床上使用，故陸地、淺灘、淺海、沙漠、海島均可使用，占地面積少，對地面無特別要求，平整或不平整均可使用。以上對本發(fā)明所提供的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及高空風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括 往復(fù)輪； 發(fā)電機(jī)，由所述往復(fù)輪驅(qū)動(dòng)； 萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述往復(fù)輪兩側(cè)； 牽引纜繩，繞設(shè)于所述往復(fù)輪，其用于連接飛行器的兩端分別繞經(jīng)相應(yīng)一側(cè)的萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)繩架，各所述導(dǎo)繩架均設(shè)有萬向?qū)ЮK輪和導(dǎo)向輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述萬向?qū)ЮK輪位于所述萬向?qū)ЮK架頂部的內(nèi)側(cè)，所述導(dǎo)向輪位于所述萬向?qū)ЮK輪下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述萬向?qū)ЮK輪包括上下垂直布置的第一輪軸組和第二輪軸組，各所述輪軸組分別包括兩根平行的輪軸，所述四根輪軸呈“井”字型分布，所述牽引纜繩從所述四根輪軸圍合的封閉空間穿過。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述往復(fù)輪為單輪結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述往復(fù)輪與所述導(dǎo)向輪、萬向?qū)ЮK輪大體位于同一縱向平面內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5或6所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括分繩機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述往復(fù)輪兩側(cè)；所述牽引纜繩的一端繞經(jīng)第一分繩機(jī)構(gòu)，所述牽引纜繩的另一端繞經(jīng)第二分繩機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一分繩機(jī)構(gòu)和第二分繩機(jī)構(gòu)均包括支架以及設(shè)于所述支架上的纜繩支撐件。
9.一種高空風(fēng)力發(fā)電裝置，包括高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)和地面風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述地面風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)為上述權(quán)利要求I至8任一項(xiàng)所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述牽引纜繩的一端連接所述高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)的第一飛行器，所述牽引纜繩的另一端連接所述高空風(fēng)力接收機(jī)構(gòu)的第二飛行器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高空風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述第一飛行器和第二飛行器分別設(shè)有飛行器姿態(tài)調(diào)控機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，包括往復(fù)輪；發(fā)電機(jī)，由所述往復(fù)輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電；萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述往復(fù)輪兩側(cè)；牽引纜繩，繞設(shè)于所述往復(fù)輪，其用于連接飛行器的兩端分別繞經(jīng)相應(yīng)一側(cè)的萬向?qū)ЮK機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定，可有效避免線纜纏繞，且能夠適應(yīng)各種風(fēng)向，從而顯著提高了風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明還公開了設(shè)有所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的高空風(fēng)力發(fā)電裝置。
文檔編號F03D5/00GK102979671SQ201210520909
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者張陽 申請人:中國中煤能源集團(tuán)有限公司