本實(shí)用新型屬于風(fēng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種船用自適應(yīng)風(fēng)能分配系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風(fēng)能是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量，屬于可再生能源。在一定的技術(shù)條件下，可以通過(guò)風(fēng)力機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、電能和熱能等。目前，垂直軸風(fēng)力發(fā)電及船舶力矩減搖裝置都是現(xiàn)有的技術(shù)，但是存在一些問(wèn)題，垂直軸風(fēng)車發(fā)電在風(fēng)速過(guò)大時(shí)，船舶晃動(dòng)嚴(yán)重，風(fēng)車?yán)^續(xù)發(fā)電則會(huì)造成船舶二次晃動(dòng)，減小了船舶穩(wěn)性；陀螺減搖在風(fēng)速過(guò)小時(shí)，船舶航行穩(wěn)定，陀螺減搖得不到應(yīng)有的效果。

在已有的產(chǎn)品中，市面上還沒有垂直軸風(fēng)車同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電裝置和陀螺減搖裝置的產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種船用自適應(yīng)風(fēng)能分配系統(tǒng)，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：設(shè)有風(fēng)車、固定裝置、發(fā)電裝置和陀螺減搖裝置，在船舶內(nèi)部的套筒里裝有傳動(dòng)裝置，在直齒傳動(dòng)齒輪軸系的末端裝有變速裝置，在驅(qū)動(dòng)軸的末端裝有機(jī)械調(diào)速裝置。

所述的傳動(dòng)裝置，包括連桿，主要由驅(qū)動(dòng)軸、直齒圓柱齒輪、輸出軸構(gòu)成的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要由主動(dòng)輪和從動(dòng)輪構(gòu)成的直齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及主要由萬(wàn)向節(jié)和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸構(gòu)成的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

所述的直齒圓柱齒輪和機(jī)械調(diào)速裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與垂直軸風(fēng)車相連接，帶動(dòng)直齒圓柱齒輪和機(jī)械調(diào)速裝置旋轉(zhuǎn)。

所述的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)輸出軸與主動(dòng)輪連接，將力矩傳遞給變速裝置。

所述的機(jī)械調(diào)速裝置，其通過(guò)連桿與變速裝置主軸連接，傳遞角度信號(hào)，改變變速裝置的角度。

所述的變速裝置，其通過(guò)萬(wàn)向節(jié)、萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸分別與發(fā)電裝置和陀螺減搖裝置相連接，整個(gè)變速裝置在這種連接方式下實(shí)現(xiàn)了能量的自適應(yīng)分配及能量的分級(jí)利用。

所述的變速裝置，由一個(gè)直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪、兩個(gè)直齒圓錐齒輪從動(dòng)輪和變速裝置主軸組成，其中直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪與直齒圓柱齒輪輸出軸相連接，變速裝置主軸與傳動(dòng)裝置的連桿相連接，兩個(gè)直齒圓錐齒輪從動(dòng)輪與直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪機(jī)械配合，分別固定在變速裝置主軸的兩端，并且和傳動(dòng)裝置中的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸相連接。

所述的機(jī)械調(diào)速裝置，由軸套、飛球和連桿組成，其中：軸套和飛球裝在傳動(dòng)裝置中的驅(qū)動(dòng)軸上，該軸套與連桿相連接。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的有益效果：

1.在結(jié)構(gòu)組成上，采用了特有的方式將各個(gè)部件相連接，實(shí)現(xiàn)其工作原理；其中垂直軸風(fēng)車通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)和機(jī)械調(diào)速裝置相連接，帶動(dòng)直齒圓柱齒輪和機(jī)械調(diào)速裝置旋轉(zhuǎn)，增加該傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)輸出軸與變速裝置主動(dòng)輪連接，將力矩傳遞給變速裝置；機(jī)械調(diào)速裝置通過(guò)連桿與變速裝置主軸連接，傳遞角度信號(hào)，改變變速裝置的角度；變速裝置通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與發(fā)電裝置和陀螺減搖裝置相連接，實(shí)現(xiàn)能量的自適應(yīng)分配。整個(gè)裝置在這種特定傳動(dòng)的連接方式下實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置的運(yùn)行。

2.在結(jié)構(gòu)的功用上：機(jī)械調(diào)速裝置可以實(shí)現(xiàn)因軸系轉(zhuǎn)速的改變而引起角度的改變，帶動(dòng)變速裝置主軸角度發(fā)生改變；變速裝置則可以改變力矩的分配額度，在風(fēng)速大的情況下主要將力矩分配給陀螺減搖，在風(fēng)速小的情況下主要將力矩分配給發(fā)電裝置，實(shí)現(xiàn)能量的自適應(yīng)分配。

3.在與《一種船用可彎折垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(CN201410128909.5)》對(duì)比下，船用自適應(yīng)風(fēng)能分配裝置可以在大風(fēng)時(shí)，仍保持正常工作，而不需要保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)自身和船舶的航行安全，在大風(fēng)大浪下，垂直軸風(fēng)車轉(zhuǎn)速較快，帶動(dòng)機(jī)械調(diào)速裝置高速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得變速裝置主要將能量傳遞給減搖部分，而減搖裝置可以擬制船舶的晃動(dòng)，為船舶航行時(shí)提供一定的安全措施；在風(fēng)速中等時(shí)，機(jī)械調(diào)速裝置可以使得變速裝置處于水平狀態(tài)，使得垂直軸風(fēng)車所產(chǎn)生的機(jī)械能同時(shí)分配到發(fā)電部分和減搖部分，和傳統(tǒng)的發(fā)電裝置《一種船用風(fēng)力垂直式發(fā)電裝置(CN201521090039.3)》相比，不但具有綠色節(jié)能環(huán)保，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，還具有增大船舶航行時(shí)穩(wěn)定性，減小因垂直軸風(fēng)車旋轉(zhuǎn)引起的船二次晃動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型船用自適應(yīng)風(fēng)能分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.垂直軸風(fēng)車，2.驅(qū)動(dòng)軸，3.直齒圓柱齒輪，4.主動(dòng)輪，5.萬(wàn)向節(jié)，6.減搖陀螺機(jī)架，7.從動(dòng)輪，8.蓄電池，9.變速裝置，10.連桿，11.機(jī)械調(diào)速裝置，12.軸套， 13.飛球，14.發(fā)電機(jī)，15.液壓馬達(dá)，16.油泵，17.水平軸風(fēng)車，18.萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，19. 固定套筒，20.輸出軸，21.轉(zhuǎn)子，22.進(jìn)動(dòng)軸，23.變速裝置主軸。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型是一種船用自適應(yīng)風(fēng)能分配裝置，公開了一種基于機(jī)械設(shè)計(jì)的自適應(yīng)風(fēng)能分配機(jī)械結(jié)構(gòu)，基于機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制，可用齒輪、連桿、萬(wàn)向節(jié)來(lái)傳遞動(dòng)力，以便于實(shí)現(xiàn)力矩傳遞，力矩方向發(fā)生改變；可用機(jī)械調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)變速裝置角度的變換，完成變速裝置能量分配的傳遞方式；當(dāng)風(fēng)速較小時(shí)，通過(guò)影響機(jī)械調(diào)速裝置使得變速裝置從動(dòng)輪向左偏轉(zhuǎn)，此時(shí)動(dòng)力傳遞到油泵上，主要用來(lái)發(fā)電；當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)，通過(guò)影響機(jī)械調(diào)速裝置使得變速裝置從動(dòng)輪向右偏轉(zhuǎn)，此時(shí)動(dòng)力傳遞到減搖陀螺上，主要用來(lái)船舶減搖。因此，船在風(fēng)速較小的情況下風(fēng)能主要分配到發(fā)電部分，船在風(fēng)速較大的情況下主要用于減搖，來(lái)提高船舶對(duì)惡劣海況的適應(yīng)能力，這也就實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)風(fēng)能分配機(jī)械結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)效果。

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供的船用自適應(yīng)風(fēng)能分配系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：風(fēng)車、傳動(dòng)裝置、變速裝置9、固定裝置、機(jī)械調(diào)速裝置11、發(fā)電裝置和陀螺減搖裝置，其中；風(fēng)車位于船舶的甲板上；傳動(dòng)裝置安裝在船舶內(nèi)部的套筒里；變速裝置9安裝在直齒傳動(dòng)齒輪軸系的末端；固定裝置安裝在船體內(nèi)部的特定位置上；機(jī)械調(diào)速裝置安裝在驅(qū)動(dòng)軸的末端；發(fā)電裝置安裝在船艙內(nèi)部，其首端安裝在萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的末端；陀螺減搖裝置安裝在船艙內(nèi)部，其首端安裝在萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的末端。傳動(dòng)裝置、變速裝置和機(jī)械調(diào)速裝置是創(chuàng)新裝置。

所述風(fēng)車為已有的設(shè)備，其包括垂直軸風(fēng)車1和水平軸風(fēng)車17，其中：垂直軸風(fēng)車裝在船舶的甲板的中間后半部分，用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)整個(gè)裝置運(yùn)行，由驅(qū)動(dòng)葉片和軸轂構(gòu)成。水平軸風(fēng)車裝在船舶的甲板的兩側(cè)，用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)變，并將電能儲(chǔ)存到蓄電池里，由驅(qū)動(dòng)葉片、尾舵、發(fā)電機(jī)和支架構(gòu)成。

所述的傳動(dòng)裝置，用于該系統(tǒng)動(dòng)力的傳遞，該裝置包括直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10，其中：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)軸2、直齒圓柱齒輪3、輸出軸20。垂直軸風(fēng)車1通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸2與直齒圓柱齒輪3和機(jī)械調(diào)速裝置11相連接，帶動(dòng)直齒圓柱齒輪3和機(jī)械調(diào)速裝置11旋轉(zhuǎn)；該直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)輸出軸20與變速裝置主動(dòng)輪4連接，將力矩傳遞給變速裝置9；機(jī)械調(diào)速裝置11通過(guò)連桿10與變速裝置主軸23連接，傳遞角度信號(hào)，改變變速裝置9的角度。直齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)輪4和從動(dòng)輪7；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括萬(wàn)向節(jié)5和水平軸風(fēng)車17。變速裝置9通過(guò)萬(wàn)向節(jié)5、萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸18分別與發(fā)電裝置和陀螺減搖裝置相連接，整個(gè)變速裝置在這種特定傳動(dòng)連接方式下實(shí)現(xiàn)了能量的自適應(yīng)分配及能量的分級(jí)利用。

所述的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)垂直軸風(fēng)車1輸出力矩的傳遞，由驅(qū)動(dòng)軸2、輸出軸20和一對(duì)直齒圓柱齒輪3組成，其中：垂直軸風(fēng)車1連接驅(qū)動(dòng)軸2，驅(qū)動(dòng)軸2通過(guò)直齒圓柱齒輪3和輸出軸20和連接到變速裝置主動(dòng)輪4上。

所述的連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有設(shè)備，用于改變變速裝置從動(dòng)輪7的角度，由多根連桿10組成，其中：軸套12與連桿首端相連接，連桿末端與變速裝置主軸23相連接，連桿10之間角接。

所述的直齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)變速裝置9力矩的分配，由一個(gè)直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4和兩個(gè)直齒圓錐齒輪從動(dòng)輪7組成，其中：直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4與直齒圓柱齒輪輸出軸20相連接，變速裝置主軸23與連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10相連接，兩個(gè)直齒圓錐齒輪從動(dòng)輪7與直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4機(jī)械配合，分別固定在變速裝置主軸23的兩端，并且和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸18相連接。

所述的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)力矩在不同角度上的傳遞，由萬(wàn)向節(jié)5和傳動(dòng)軸18組成，其中：傳動(dòng)軸18與直齒圓錐齒輪從動(dòng)輪7相連接，中間多個(gè)萬(wàn)向節(jié)5和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸18連接，最終連接至減搖裝置和發(fā)電裝置。

所述的機(jī)械調(diào)速裝置，裝在驅(qū)動(dòng)軸2末端，用于實(shí)現(xiàn)軸套12的上下運(yùn)動(dòng)，該裝置由軸套 12、飛球13和連桿10組成，其中：驅(qū)動(dòng)軸2直接連接至變速裝置11，其上裝有軸套12和飛球13，軸套12與連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10相連接。機(jī)械調(diào)速裝置11可以實(shí)現(xiàn)因驅(qū)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)速的改變而引起角度的改變，帶動(dòng)變速裝置主軸23角度發(fā)生改變。在驅(qū)動(dòng)軸2低速旋轉(zhuǎn)下，飛球 13無(wú)法達(dá)到離心所需要的轉(zhuǎn)矩，此時(shí)軸套12處于最低位置，連桿10距離處于拉伸狀態(tài)，連桿10則會(huì)使變速裝置主軸23處于順時(shí)針的狀態(tài)；在驅(qū)動(dòng)軸高速旋轉(zhuǎn)下，飛球13受離心作用力，使機(jī)械調(diào)速裝置11具有向上的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)軸套12向上運(yùn)動(dòng)，連桿10因距離縮短，連桿 10則會(huì)帶動(dòng)變速裝置主軸23產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻倪\(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)了機(jī)械調(diào)速裝置11因轉(zhuǎn)速不同而引起變速裝置主軸23角度改變。

所述的變速裝置，裝在直齒圓柱齒輪輸出軸20的末端，用于實(shí)現(xiàn)變速裝置9力矩的分配，由一個(gè)直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4、兩個(gè)直齒圓錐齒輪從動(dòng)輪7和變速裝置主軸23組成，其中：直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4與直齒圓柱齒輪輸出軸20相連接，變速裝置主軸23與連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 10相連接，兩個(gè)直齒圓錐齒輪從動(dòng)輪7與直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4機(jī)械配合，分別固定在變速裝置主軸23的兩端，并且和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸18相連接。變速裝置9在機(jī)械調(diào)速裝置11的影響下，改變了變速裝置主軸23的角度，實(shí)現(xiàn)了能量的分配。當(dāng)風(fēng)速較小時(shí)，變速裝置9處于順時(shí)針狀態(tài)，此時(shí)，直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4與左變速裝置直齒圓柱齒輪從動(dòng)輪7嚙合較多，從而將力矩主要通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)裝置傳遞給發(fā)電裝置；當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)，變速裝置9處于逆時(shí)針狀態(tài)，此時(shí)，直齒圓錐齒輪主動(dòng)輪4與右變速裝置直齒圓柱齒輪從動(dòng)輪7嚙合較多，從而將力矩主要通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)裝置傳遞給陀螺減搖裝置，從而實(shí)現(xiàn)了能量的分配。

所述的固定裝置為現(xiàn)有設(shè)備，裝在船體的內(nèi)部的特定位置上，用于固定部分軸件，實(shí)現(xiàn)其位置的固定，部分軸件包括驅(qū)動(dòng)軸2、輸出軸20、萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸18。該固定裝置由固定套筒19組成，其中：固定套筒19與船體連接，部分軸件與固定套筒間隙配合。

所述的陀螺減搖裝置為現(xiàn)有設(shè)備，裝在萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸18的末端，用于陀螺減搖，實(shí)現(xiàn)船舶航行時(shí)的穩(wěn)定性，該裝置由轉(zhuǎn)子21、進(jìn)動(dòng)軸22和減搖陀螺機(jī)架6組成，其中：進(jìn)動(dòng)軸22 與萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸18末端相連接，進(jìn)動(dòng)軸上裝有轉(zhuǎn)子21，并且固定在減搖陀螺機(jī)架6上，減搖陀螺機(jī)架6固定在船體內(nèi)部。

所述發(fā)電裝置為現(xiàn)有設(shè)備，包括蓄電池8、發(fā)電機(jī)14、液壓馬達(dá)15和油泵16，其中：油泵與萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)末端相連接，油泵通過(guò)液壓油液液壓馬達(dá)連接，液壓馬達(dá)軸向驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線連接至蓄電池。

本實(shí)用新型提供的船用自適應(yīng)風(fēng)能分配裝置，其工作過(guò)程是：在垂直軸風(fēng)車1的帶動(dòng)下，通過(guò)齒輪傳動(dòng)2將輸出力矩傳給變速裝置9，影響主動(dòng)輪4的轉(zhuǎn)速，在驅(qū)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)速的變大 (風(fēng)速大)的情況下，機(jī)械調(diào)速裝置11的飛球13受離心運(yùn)動(dòng)向上飛起，使軸套12位置向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿10，變速裝置9朝逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得輸出力矩主要傳遞給陀螺減搖裝置6，達(dá)到減搖效果；在驅(qū)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)速的較小(風(fēng)速小)的情況下，機(jī)械調(diào)速裝置11的飛球13受離心作用較小，使軸套12位置基本不變，聯(lián)動(dòng)連桿10，變速裝置9處于順時(shí)針?lè)较?，進(jìn)而使得輸出力矩主要傳遞給發(fā)電部分，達(dá)到風(fēng)能發(fā)電效果。