一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置的制作方法

1.本发明涉及风电场导向件角度控制装置技术领域，尤其涉及一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置。


背景技术：

2.随着风电在国内的迅猛发展，风力发电机组的数量也越来越庞大，由于风机叶片的特性，风能利用系数在理论上的最大值为0.593，如何最大程度地利用风能一直是风电领域的追求的目标，风速稳定时，风机吸收风能的效率会随着叶片的工作角度变化而变化；叶片工作角度不变时，风机吸收风能效率会随风速变化而变化。
3.现有技术中为了控制叶片的工作角度会在风力发电机内部设置有几个电机模组，用来控制风扇叶的上下摆动角度和左右摆动角度。
4.但是现有技术在实际使用过程中具有以下三个缺点1、因为只单纯的依靠电机驱动调整的角度，使得调整精度不高，因为电机在关闭的那一刹那会发生回转，从而导致最终的调整角度有偏差，2、在风力影响下角度容易发生改变，从而使得对风能的利用率降低，3、没有相应的保护措施，在强风的作用下，发电机转速过快，容易造成电流过大，使得电线超过其负载，从而引起电力事故。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中调整精度不高、容易受风力和没有过载电流防护措施问题，而提出的一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置，包括支撑柱，所述支撑柱的顶面设有垂直角度调整机构，所述垂直角度调整机构的顶面设有水平角度调整机构，所述水平角度调整机构的顶面设有发电机，所述水平角度调整机构包括机械箱，所述机械箱内壁的底面固定安装有固定筒，所述固定筒圆周外壁的顶部转动连接有第一齿轮，且固定筒的内部滑动连接有第一活动杆，所述固定筒一侧的底部贯穿安装有导向管，所述导向管的内部滑动连接有第二活动杆，所述机械箱顶面的中部处弯折形成凸盒，所述凸盒内壁的顶面固定连接有第二压簧，所述第二压簧的底端固定连接有卡销，所述机械箱内壁的顶面转动连接有飞轮，所述飞轮的底面通过连接杆固定连接有第一拨块，且机械箱内壁的底面通过第二转动杆转动连接有第二齿轮，所述第二齿轮的顶面通过连接杆固定连接有承接板。
7.为了实现改变垂直角度，优选地，所述垂直角度调整机构包括螺纹杆，所述螺纹杆的两端均与所述支撑柱内壁的两侧转动连接，所述支撑柱的一侧固定安装有正反转电机，且正反转电机输出轴的一端与螺纹杆的一端固定连接，所述螺纹杆的表面螺纹套接有移动块，所述支撑柱的顶面转动连接有支撑板，所述支撑板的底面转动连接有支撑杆，且支撑杆的底端与移动块的顶面转动连接。
8.为了实现功能完善，优选地，所述支撑板的顶面通过锲形块与所述机械箱固定连
接；所述飞轮通过第一转动杆与所述机械箱的内壁的顶面转动连接，所述机械箱的顶面固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端与所述第一转动杆的顶端固定连接。
9.为了实现拨动，优选地，所述第二活动杆靠近第一拨块的一端固定连接有凸块，所述第二活动杆远离所述凸块的一端与所述第一活动杆的底端相触，且第二活动杆与第一活动杆的连接处开设有相契合的斜面。
10.为了实现功能完善，优选地，当所述连接杆旋转一周时，所述第一拨块至少与所述凸块相触一次。
11.为了实现复位，优选地，所述导向管的顶部开设有滑动槽，所述滑动槽的内壁滑动连接有第二固定板，所述第二固定板的一侧固定连接有导向杆，所述导向管的顶面固定安装有第一固定板，且导向杆的一端贯穿第一固定板的表面，所述第二固定板和所述第一固定板之间的一段导向杆的表面套接有第一压簧，且第二固定板的底端与所述第二活动杆的顶面固定连接。
12.为了实现精确控制调整角度，优选地，所述飞轮圆周外壁的一侧固定连接有拨齿，所述拨齿大小与所述第一齿轮的齿槽大小相契合，当所述飞轮旋转一周时，所述拨齿拨动第一齿轮旋转一个单元。
13.为了实现转动，优选地，所述第一齿轮的中部处开设有贯通孔，所述贯通孔内壁的底部固定安装有轴承，且轴承的内圈与第一活动杆的圆周外壁固定连接。
14.为了实现卡合，优选地，所述卡销的表面开设有竖直的齿槽，所述卡销与所述机械箱的连接处开设有与所述齿槽相对应的卡槽；当所述第二活动杆位于所述导向管内部的最右端时，所述卡销的底端位于所述第一齿轮的贯通孔内，所述卡销的底面与所述第一活动杆的顶面相触，且贯通孔与卡销的连接处也设有与齿槽相对应的卡槽;当所述第二活动杆位于所述导向管内部的最左端时，所述卡销与所述贯通孔分离。
15.为了实现功能完善，优选地，所述承接板的顶面与所述发电机的底面固定连接，所述发电机输出轴一端的顶部和底部均螺纹连接有螺栓，两根所述螺栓的两端之间卡接有安装杆，且两根螺栓的另一端均固定连接有拧把手，所述安装杆的一端固定连接有叶轮。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置，具备以下有益效果：1、该种基于物联网的风电场导向件角度控制装置，通过设置第一齿轮、飞轮和第二齿轮等结构组件，当飞轮旋转一周时，拨齿拨动第一齿轮旋转一个单元，使得调整角度精细化，理论上可以精确到毫米级，且不会受伺服电机回转造成影响，增大了对叶轮工作角度的精确控制。
17.2、该种基于物联网的风电场导向件角度控制装置，通过设置第一活动杆、导向管、卡销和第一拨块，当飞轮转动一圈时，拨齿快接触到第一齿轮时，第一拨块也接触到凸块，并推动第二活动杆向左移动，向左移动的第二活动杆推动第一活动杆向上移动，向上移动的第一活动杆推动卡销离开贯通孔，第一齿轮被拨动，实现调整角度，此前卡销的底端与贯通孔卡合，卡销的顶端与机械箱卡合，此时第一齿轮不能转动，从而使得承接板也不可转动，从而避免在风力的影响下造成叶轮的工作角度发生变化。
18.3、该种基于物联网的风电场导向件角度控制装置，通过设置螺栓，安装杆通过螺栓卡合在发电机的内部，通过拧动拧把手控制夹紧力度，当风力过大时，安装杆的轴向力大
于夹持力，此时安装杆并不能带动发电机转动，从而避免了在强风的作用下，发电机转速过快，容易造成电流过大，使得电线超过其负载。
19.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明结构巧妙，制作成本低廉，适合量产，调整精度高，增大了对风能的利用，调整后的角度不容易受风力影响，可以避免风力过大造成的电流过载。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置的主视结构示意图；图2为本发明提出的一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置的支撑柱内部结构示意图；图3为本发明提出的一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置的图2中a处结构示意图；图4为本发明提出的一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置的机械箱内部结构示意图；图5为本发明提出的一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置的机械箱俯视结构示意图；图6为本发明提出的一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置的发电机输出轴与安装杆连接关系结构示意图。
21.图中：1、支撑柱；2、垂直角度调整机构；201、螺纹杆；202、正反转电机；203、移动块；204、支撑板；205、支撑杆；3、水平角度调整机构；301、机械箱；302、固定筒；303、第一齿轮；304、第一活动杆；305、导向管；3051、滑动槽；3052、第一固定板；306、第二活动杆；3061、第二固定板；3062、导向杆；3063、第一压簧；307、凸盒；308、第二压簧；309、卡销；310、第一转动杆；3101、伺服电机；311、飞轮；312、拨齿；313、连接杆；314、第一拨块；3141、凸块；315、第二转动杆；316、第二齿轮；317、承接板；318、发电机；3181、螺栓；3182、拧把手；319、安装杆；320、叶轮。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.实施例：参照图1-6，一种基于物联网的风电场导向件角度控制装置，包括支撑柱1，支撑柱1的内部设有单片机，受远处风机控制室控制，支撑柱1的顶面设有垂直角度调整机构2，垂直角度调整机构2的顶面设有水平角度调整机构3，水平角度调整机构3的顶面设有发电机318，水平角度调整机构3包括机械箱301，机械箱301内壁的底面固定安装有固定筒302，固
定筒302圆周外壁的顶部转动连接有第一齿轮303，且固定筒302的内部滑动连接有第一活动杆304，固定筒302一侧的底部贯穿安装有导向管305，导向管305的内部滑动连接有第二活动杆306，机械箱301顶面的中部处弯折形成凸盒307，凸盒307内壁的顶面固定连接有第二压簧308，第二压簧308的底端固定连接有卡销309，机械箱301内壁的顶面转动连接有飞轮311，飞轮311的底面通过连接杆313固定连接有第一拨块314，且机械箱301内壁的底面通过第二转动杆315转动连接有第二齿轮316，第二齿轮316的顶面通过连接杆313固定连接有承接板317。
25.具体的，垂直角度调整机构2包括螺纹杆201，螺纹杆201的两端均与支撑柱1内壁的两侧转动连接，支撑柱1的一侧固定安装有正反转电机202，且正反转电机202输出轴的一端与螺纹杆201的一端固定连接，螺纹杆201的表面螺纹套接有移动块203，支撑柱1的顶面转动连接有支撑板204，支撑板204的底面转动连接有支撑杆205，且支撑杆205的底端与移动块203的顶面转动连接，从而改变叶轮320的垂直角度，增大了对风能的利用。
26.具体的，支撑板204的顶面通过锲形块与机械箱301固定连接；飞轮311通过第一转动杆310与机械箱301的内壁的顶面转动连接，机械箱301的顶面固定安装有伺服电机3101，伺服电机3101的输出端与第一转动杆310的顶端固定连接，从而使得本装置功能完善。
27.具体的，第二活动杆306靠近第一拨块314的一端固定连接有凸块3141，第二活动杆306远离凸块3141的一端与第一活动杆304的底端相触，且第二活动杆306与第一活动杆304的连接处开设有相契合的斜面，从而使得向左移动的第二活动杆306可以推动第一活动杆304向上移动。
28.具体的，当连接杆313旋转一周时，第一拨块314至少与凸块3141相触一次，从而使得本装置功能齐全。
29.具体的，导向管305的顶部开设有滑动槽3051，滑动槽3051的内壁滑动连接有第二固定板3061，第二固定板3061的一侧固定连接有导向杆3062，导向管305的顶面固定安装有第一固定板3052，且导向杆3062的一端贯穿第一固定板3052的表面，第二固定板3061和第一固定板3052之间的一段导向杆3062的表面套接有第一压簧3063，且第二固定板3061的底端与第二活动杆306的顶面固定连接，方便第二活动杆306复位。
30.具体的，飞轮311圆周外壁的一侧固定连接有拨齿312，拨齿312大小与第一齿轮303的齿槽大小相契合，当飞轮311旋转一周时，拨齿312拨动第一齿轮303旋转一个单元，拨齿312正好拨动第一齿轮303旋转一个单元，相对于现有技术，本装置中通过设置第一齿轮303，使得调整角度精细化，理论上可以精确到毫米级。
31.具体的，第一齿轮303的中部处开设有贯通孔，贯通孔内壁的底部固定安装有轴承，且轴承的内圈与第一活动杆304的圆周外壁固定连接，方便第一齿轮303转动。
32.具体的，卡销309的表面开设有竖直的齿槽，卡销309与机械箱301的连接处开设有与齿槽相对应的卡槽；当第二活动杆306位于导向管305内部的最右端时，卡销309的底端位于第一齿轮303的贯通孔内，卡销309的底面与第一活动杆304的顶面相触，且贯通孔与卡销309的连接处也设有与齿槽相对应的卡槽；当第二活动杆306位于导向管305内部的最左端时，卡销309与贯通孔分离，卡销309的底端与贯通孔卡合，卡销309的顶端与机械箱301卡合，此时第一齿轮303不能转动，从而使得承接板317也不可转动，从而避免在风力的影响下造成叶轮320的工作角度发生变化。
33.具体的，承接板317的顶面与发电机318的底面固定连接，发电机318输出轴一端的顶部和底部均螺纹连接有螺栓3181，两根螺栓3181的两端之间卡接有安装杆319，且两根螺栓3181的另一端均固定连接有拧把手3182，安装杆319的一端固定连接有叶轮320，安装杆319通过螺栓3181卡合在发电机318的内部，通过拧动拧把手3182控制夹紧力度，当风力过大时，安装杆319的轴向力大于夹持力，此时安装杆319并不能带动发电机318转动，从而避免了在强风的作用下，发电机318转速过快，容易造成电流过大，使得电线超过其负载。
34.本发明中的所有电器元件均由单片机控制，通过在远处的风机操控室控制单片机，当需要调节水平角度时，通过控制伺服电机3101，伺服电机3101工作并带动飞轮311转动，当飞轮311转动一圈时，当飞轮311上的拨齿312快接触到第一齿轮303时，第一拨块314也接触到凸块3141，并推动第二活动杆306向左移动，向左移动的第二活动杆306推动第一活动杆304向上移动，向上移动的第一活动杆304推动卡销309离开贯通孔，此前卡销309的底端与贯通孔卡合，卡销309的顶端与机械箱301卡合，此时第一齿轮303不能转动，从而使得承接板317也不可转动，从而避免在风力的影响下风作用在叶轮320的力不均匀，难免导致叶轮320受力不均匀，现有技术中通过电机保证承接板317稳定不动，难免会造成烧机造成叶轮320的工作角度发生变化，当卡销309远离贯通孔时，拨齿312正好拨动第一齿轮303旋转一个单元，相对于现有技术，本装置中通过设置第一齿轮303，使得调整角度精细化，理论上可以精确到毫米级，且不会受伺服电机3101回转造成影响，当拨齿312远离第一齿轮303时，在第二压簧308的作用下，卡销309复位，重新卡合，防止风力对调整过后的角度造成影响，间接增大了对风能的利用，本装置还通过设置螺栓3181，安装杆319通过螺栓3181卡合在发电机318的内部，通过拧动拧把手3182控制夹紧力度，当风力过大时，安装杆319的轴向力大于夹持力，此时安装杆319并不能带动发电机318转动，从而避免了在强风的作用下，发电机318转速过快，容易造成电流过大，使得电线超过其负载；当需要调节垂直角度时，通过控制正反转电机202的开关，正反转电机202带动移动块203向左移动，当移动块203从最右端运动到中部时，支撑板204向上摆动，当移动块203从中部运动到最左端时，支撑板204向上摆动，从而改变叶轮320的垂直角度，增大了对风能的利用。
35.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。