[发明专利]基于叶片转角控制的可防暴风垂直轴风力机

权利要求书

1.基于叶片转角控制的可防暴风垂直轴风力机，其特征在于该机由垂直轴(5)、与垂直轴滑键联结的叶片架(8)、与垂直轴和叶片架分别固定联结的摆锤机构(1)、可随风向摆动的双层凸轮(6)、装在叶片架上且自身可受控转动的叶片(2)、固定在叶片架下方并与叶片齿轮同轴的齿轮齿条座(3)、装在齿轮齿条座内与叶片轴下部齿轮啮合的齿条(4)、外套在齿条上并使齿条顶端保持与导轨面接触的弹簧(7)、固定在双层凸轮上的风向标(9)组成；叶片由双层凸轮的不同导轨分别控制其本身的转角以适用不同的风速，在正常工作风速时，叶片在一个半圆位置上以大面积承受风力，在另一个半圆位置上以小面积减少风力；当超过正常工作风速时，叶片在两半圆均以小面积迎风。

2.如权利要求1所述的基于叶片转角控制的可防暴风垂直轴风力机，其特征在于双层凸轮由上、下两个导轨曲面组合而成，导轨曲面为与垂直轴平行的柱面；下导轨横截面由一段圆弧和二段阿基米德螺线组成，以风向作为导轨横截面的竖轴，其与导轨前交点到凸轮旋转中心的距离为R，导轨曲线按逆时针方向转过150度，其距离仍然为R，这一段导轨曲线为圆弧，再按逆时针方向转过30度，其距离变为R+πd，继续按逆时针方向转过180度，其距离又变为R，这二段导轨曲线均为阿基米德螺线，其中d为与叶片下部固定连接的齿轮分度圆直径，各段导轨曲线间用平滑曲线连接；上导轨横截面由四段阿基米德螺线组成，它的和下导轨竖轴在同一纵剖面的竖轴与导轨前交点到凸轮旋转中心的距离也为R，导轨曲线按逆时针方向转过30度，其距离变为R+πd(1-1/6)，再按逆时针方向转过120度，其距离变为R+πd(1-5/6)，继续按逆时针方向转过30度，其距离变为R+πd，再接着按逆时针方向转过180度，其距离又变为R，即回到了原来的交点，各段导轨曲线间用平滑曲线连接，其中R、d为与下导轨的相同；导轨曲线也可以按顺时针方向旋转产生，上、下导轨之间以平滑的曲面连接。

3.如权利要求1所述的基于叶片转角控制的可防暴风垂直轴风力机，其特征在于垂直轴的上端固定一套摆锤机构，摆锤机构的下端与叶片架固定连接，叶片架通过滑键与垂直轴连接，叶片架既能带动垂直轴转动，又能沿着轴上、下滑动。

4.如权利要求1所述的基于叶片转角控制的可防暴风垂直轴风力机，其特征在于叶片横截面为对称的扁长流线形，叶片轴下部固定着一个齿轮，叶片在垂直轴的圆周上可均匀分布3对或4对。

5.如权利要求1所述的基于叶片转角控制的可防暴风垂直轴风力机，其特征在于双层凸轮上固定着风向标，可绕着垂直轴摆动。