[发明专利]三维曲柄滑块机械结构

说明书

一，技术领域

本发明是一种机械装置，用于将风能转变为电能，属于风力发电领域。 

二，背景技术

在现存的水平轴风力发电机中，由于机械结构的限制，其大重量部件(如发电机、增速器等)都是放置在高空的，这直接导致了风力发电机要求支撑用的塔架强度很大，日常维护为高空作业，费用很高。 

三，发明内容

因此，考虑到上述问题提出本发明，其目的在于提供一种在使用现有水平轴风力发电机风力收集原理的基础上，可以将风力发电机的大重量部件(如发电机、增速器等)不必放置高空的机械结构，以此来减少风力发电机的日常维护费用及降低风力发电机对支撑塔架的强度要求。 

为实现上述目的，提供本发明的三维曲柄滑块机械结构，该机械结构包括：曲柄、连杆、滑道、滑块A、滑块B、转动运动付、支架、运动连接付；外部动力带动曲柄进行转动时，通过连杆的传动，滑块A、滑块B和转动运动付将沿滑道进行往复运动；当位于同一平面的曲柄、连杆、滑块A所在平面沿滑道的轴线进行转动时，通过转动运动付的部件的转动调整，可以在保证滑块B与滑道的动态及静态几何关系不发生变化的前提下，继续维持原有的曲柄滑块的运动关系。 

在采用本发明的风力发电机中，通过滑块B的运动轨迹不变性，可以将随机变化方向的风能转化为有固定运动轨迹的动能。这种有固定运动轨迹的动能可以通过动力传输装置进行远距离传送，从而可以使风力发电机的大重量部件(如发电机、增速器等)不必放置高空。 

在本发明中，如果沿滑道轴线采用同心轴方式的机械结构，可以实现同一动力源的多组三维曲柄滑块动力输出机构。 

在本发明中，当风能以动能得形式传到地面以后，通过流体工作介质可以将多台风力发电机串联/并联到一个网络中进行协同工作；根据多台风力发电机的风力收集范围远大于单台多台风力发电机的风力收集范围的实际情况，本发明可以有效地利用广域风力预测的结果来控制风力发电系统平稳运行。 

四，附图说明

图1是本发明的三维曲柄滑块机械结构的示意性结构图

图2.同心轴方式的三维曲柄滑块机械结构原理示意图(同一动力源产生的多个不同相位的往复直线运动) 

五，具体实施方式

下面参照附图更具体地描述本发明的最佳方式。然而，应理解下列实施方式中所述的构成部件的个数，尺寸，材料，结构，相对布置等不得看作以任何方式限制本发明的范围，除非特别指定的。 

实施例1 

如附图1三维曲柄滑块机械结构的示意性结构图所示，本发明的三维曲柄滑块机械结构是这样的一种机械结构，它由曲柄(2)、连杆(3)、滑道(7)、滑块A(4)、滑块B(5)和转动运动付(6)组成。 

一种示例机构的工作过程如下： 

水平轴风力发电机的桨叶在风能的作用下带动图1中与水平轴相连接的曲柄(2)进行转动，通过连杆(3)，推动滑块A(4)、滑块B(5)及转动运动付(6)沿滑道(7)进行往复直线运动。当风力方向发生变化时，与水平轴相连接的曲柄(2)、通过连杆(3)、滑块A(4)所在平面可以根据风向的导航需要沿滑道(7)的轴线进行360度转动，曲柄(2)、通过连杆(3)、滑块A(4)仍然保持在同一平面内，而通过转动运动付(6)的相对运动，可以使滑块B(5)、滑道(7)不发生转动，从而保证与动力输出端滑块B(5)的运动状态不因风力导航的需要而发生变化。由于滑块B(5)的运动状态与风力导航无关，所以，滑块B(5)的动力可以和传统的二维平面的曲柄滑块机构一样进行远距离动力传输。实现了这样的动力远距离传输以后，风力发电机的大重量部件(增速器、发电机等)就可以根据需要放置在从地面到高空的任意位置上。 

将风能以固定运动形式的动力传递到地面以后，根据流体的物理特性，通过流体增压的方式将多台风力发电机收集到的能量汇集到同一个能量缓冲仓中后再驱动发电机进行发电。此时，由于缓冲仓的作用，只要在广域内预测了风力的大小就可以有效地控制风力发电的平稳输出。而广域风力预测的准确度要大大高于小范围内风力预测的准确度。 

尽管详细地描述及说明了本发明，但上述描述和说明仅作为说明和示例而并不作为限定，本发明的精神和范围仅由所附权利要求的款项进行限定。