一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台的制作方法

    技术2022-07-11  156


    本实用新型属于风力机实验技术领域,涉及一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台。



    背景技术:

    随着我国经济的不断发展,对能源的需求越来越大,尤其是对太阳能、风能等清洁能源的需求与日俱增,风能作为一种可再生的清洁能源近些年来逐渐被世界各国开发利用,在风能的利用过程中,风能发电机是必不可少的设备,随着我国风能发电装机容量的不断提升,对风能发电机的需求也越来越急切,风力发电机多种多样,但归纳起来可分为两类:一是水平轴风力发电机,叶片的旋转轴与风向平行;二是垂直轴风力发电机,叶片的旋转轴垂直于地面或者气流的方向,两种不同的风力发电机均需对其叶片进行实验,现有的实验台功能结构单一,一种实验台只能对其中一种风力发电机的叶片进行实验,两种风力发电机的叶片在进行风洞实验时都需重新搭建实验台,费时费力,因此当前急需一种对水平轴风力机和垂直轴风力机叶片均适用的实验台,以达到降低科研工作难度和研究成本、缩短科研周期、适用性强、通用化程度高、为风力机研究提供技术支持的目的。



    技术实现要素:

    本实用新型提出一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,解决了现有技术中的一种实验台不能同时满足水平轴风力发电机叶片和垂直轴风力发电机叶片实验需要的问题。

    本实用新型的技术方案是这样实现的:

    一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,包括升降支架;

    第一安装架,所述第一安装架底部的一侧转动设置在所述升降支架上,所述第一安装架的转轴沿水平方向设置;

    第一驱动装置,所述第一驱动装置的一端铰接在所述升降支架上,所述第一驱动装置的另一端与所述第一安装架铰接,所述第一驱动装置用于驱动所述第一安装架转动;

    第一安装轴,所述第一安装轴转动设置在所述第一安装架上;

    转速转矩仪,所述转速转矩仪设置在所述第一安装架上,所述转速转矩仪的输入端与所述第一安装轴的一端同轴固定连接;

    第一电机,所述第一电机设置在所述第一安装架上,所述第一电机用于向所述转速转矩仪提供驱动力。

    作为进一步的技术方案,还包括第一支架,所述第一支架设置在所述升降支架上,当所述第一安装架转动至水平位置时,所述第一支架用于对所述第一安装架进行支撑。

    作为进一步的技术方案,还包括第二支架,所述第二支架设置在所述升降支架上,当所述第一安装架转动至竖直位置时,所述第二支架用于对所述第一安装架进行支撑。

    作为进一步的技术方案,所述第一安装架上设置有第一连接板,当所述第一安装架转动至竖直位置时,所述第一连接板与所述第二支架通过螺栓连接。

    作为进一步的技术方案,还包括第一联轴器和第二联轴器,所述第一联轴器一端与所述第一安装轴的一端同轴固定连接,所述第一联轴器的另一端与所述转速转矩仪的输出轴同轴固定连接,所述第二联轴器一端与所述第一电机的输出轴同轴固定连接,所述第二联轴器与所述转速转矩仪的输入轴同轴固定连接。

    作为进一步的技术方案,所述第一安装架包括第一连接部、第一安装部、第二安装部,所述第一连接部的两端分别与所述第一安装部、所述第二安装部固定连接,所述第一安装部与所述第一连接部相连接的一侧铰接在所述升降支架上,所述第一安装轴转动设置在所述第二安装部上。

    作为进一步的技术方案,所述第二支架包括第三安装部、第四安装部、第二连接部,所述第二连接部的两端分别与所述第三安装部、所述第四安装部固定连接,所述第三安装部设置在所述升降支架上,所述第一连接板设置在所述第四安装部上。

    进一步,还包括机架、第二驱动装置,所述升降支架沿竖直方向滑动设置在所述机架上,所述第二驱动装置一端设置在所述机架上,所述第二驱动装置的另一端设置在所述升降支架上,所述第二驱动装置用于驱动所述升降支架滑动。

    本实用新型的工作原理及有益效果为:

    1、本实用新型中,对风力机的叶片进行实验时,需要先利用电机通过转速转矩仪将叶片驱动至所需转速,然后在该转速下,对叶片进行风力实验,探究其转速转矩的关系,第一驱动装置可以是现有技术中如气缸、电动缸或任一种可进行往复直线运动驱动的动力装置,当对水平轴风力机叶片进行实验时,需要利用第一驱动装置驱动第一安装架转动至水平位置,然后将水平轴风力机叶片安装到第一安装轴上,开启第一电机,驱动转速转矩仪工作,按实际实验要求对水平轴风力机叶片进行实验,当对垂直轴风力机叶片进行实验时,需要利用第一驱动装置驱动第一安装架转动至竖直位置,然后将垂直轴风力机叶片安装到第一安装轴上,开启第一电机,驱动转速转矩仪工作,按实际实验要求对垂直轴风力机叶片进行实验,将第一安装架转动安装在升降支架上,巧妙的实现了第一安装架水平和竖直两种不同位置的切换,一台试验台即可满足水平轴风力机叶片和垂直轴风力机叶片两种不同叶片的实用要求,增加了本实用新型的泛用性,与只能对水平轴风力机叶片和垂直轴风力机叶片中一种叶片进行实验传统的实验台相比,本实用新型大大节约了实验台的成本,从而降低了科研投入。

    2、本实用新型中,当第一安装架绕其转轴转动至水平位置时,第一支架将对第一安装架起到支撑作用,使得进行实验时,第一安装架可保持稳定,避免第一安装架发生晃动,从而保证实验精度,进而增加了本实用新型的可靠性和稳定性。

    3、本实用新型中,当第一安装架绕其转轴转动至竖直位置时,第二支架将对第一安装架起到支撑作用,第一安装架一侧通过第一驱动装置进行支撑,另一侧通过第二支架进行支撑,使得第一安装架的两侧均得到了支撑,使得进行实验时,第一安装架更为稳定,避免第一安装架发生晃动,从而保证实验精度,进而增加了本实用新型的可靠性和稳定性。

    4、本实用新型中,在第一安装架上安装了第一连接板,当第一安装架转动至竖直时,利用螺栓将第一连接板和第二支架连接起来,防止第一安装架发生晃动,进一步提高了第一安装架的稳定性,从而进一步提高了本实用新型的稳定性和可靠性。

    5、本实用新型中,在第一电机与转速转矩仪之间、转速转矩仪与第一安装轴之间分别通过第一联轴器和第二联轴器进行连接,可补偿相连接的轴之间由于制造安装不精确、工作时的变形所发生的偏移并起到缓和冲击、吸振的作用,进一步增强了本实用新型的可靠性。

    6、本实用新型中,当第一安装架转动至竖直位置时,第一安装部位于底部,需要对整个第一安装架进行支撑,所以需要较大的面积,第二安装部需要安装第一安装轴也需要较大的面积,第一连接部主要起到连接作用,其截面面积可稍小一些,在减少第一安装架用料的同时,也保证了结构的刚度和强度,使第一安装架不会发生变形。

    7、本实用新型中,第三安装部需要与升降支架进行接触,第四安装部需要与第一安装架接触,所以两者需要较大的截面面积以进行稳定的支撑,而第二连接部主要起到第三安装部与第四安装部之间的连接作用,所以第二连接部所需要的截面积较小,在减少第二支架用料的同时,也保证了结构的刚度和强度,使第二支架不会发生变形。

    8.本实用新型中,将升降支架沿竖直方向滑动安装在机架上,并用第二驱动装置对升降支架进行驱动调节升降支架的高度,进而实现对叶片高度的调节,从而使得叶片处于风洞出风口的吹风范围内。

    附图说明

    下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

    图1为本实用新型结构示意图;

    图2为本实用新型侧视结构示意图;

    图3为本实用新型水平轴风力机叶片安装结构示意图;

    图4为本实用新型垂直轴风力机叶片安装结构示意图;

    图中:1-升降支架,11-第一安装架,111-第一连接部,112-第一安装部,113-第二安装部,12-第一驱动装置,13-第一安装轴,14-转速转矩仪,15-第一电机,21-第一支架,22-第二支架,221-第三安装部,222-第四安装部,223-第二连接部,23-第一连接板,31-第一联轴器,32-第二联轴器,4-第二驱动装置,5-机架。

    具体实施方式

    下面将结合本实用新型实施例,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

    如图1~4所示,一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,包括升降支架1;

    第一安装架11,第一安装架11底部的一侧转动设置在升降支架1上,第一安装架11的转轴沿水平方向设置;

    第一驱动装置12,第一驱动装置12的一端铰接在升降支架1上,第一驱动装置12的另一端与第一安装架11铰接,第一驱动装置12用于驱动第一安装架11转动;

    第一安装轴13,第一安装轴13转动设置在第一安装架11上;

    转速转矩仪14,转速转矩仪14设置在第一安装架11上,转速转矩仪14的输入端与第一安装轴13的一端同轴固定连接;

    第一电机15,第一电机15设置在第一安装架11上,第一电机15用于向转速转矩仪14提供驱动力。

    本实施例中,对风力机的叶片进行实验时,需要先利用电机通过转速转矩仪14将叶片驱动至所需转速,然后在该转速下,对叶片进行风力实验,探究其转速转矩的关系,第一驱动装置12可以是现有技术中如气缸、电动缸或任一种可进行往复直线运动驱动的动力装置,当对水平轴风力机叶片进行实验时,需要利用第一驱动装置12驱动第一安装架11转动至水平位置,然后将水平轴风力机叶片安装到第一安装轴13上,开启第一电机15,驱动转速转矩仪14工作,按实际实验要求对水平轴风力机叶片进行实验,当对垂直轴风力机叶片进行实验时,需要利用第一驱动装置12驱动第一安装架11转动至竖直位置,然后将垂直轴风力机叶片安装到第一安装轴13上,开启第一电机15,驱动转速转矩仪14工作,按实际实验要求对垂直轴风力机叶片进行实验,将第一安装架11铰接在升降支架1上,巧妙的实现了第一安装架11水平和竖直两种不同位置的切换,一台试验台即可满足水平轴风力机叶片和垂直轴风力机叶片两种不同叶片的实用要求,增加了本实施例的泛用性,与只能对水平轴风力机叶片和垂直轴风力机叶片中一种叶片进行实验传统的实验台相比,本实施例大大节约了实验台的成本,从而降低了科研投入。

    进一步,还包括第一支架21,第一支架21设置在升降支架1上,当第一安装架11转动至水平位置时,第一支架21用于对第一安装架11进行支撑。

    本实施例中,当第一安装架11绕其转轴转动至水平位置时,第一支架21将对第一安装架11起到支撑作用,使得进行实验时,第一安装架11可保持稳定,避免第一安装架11发生晃动,从而保证实验精度,进而增加了本实施例的可靠性和稳定性。

    进一步,还包括第二支架22,第二支架22设置在升降支架1上,当第一安装架11转动至竖直位置时,第二支架22用于对第一安装架11进行支撑。

    本实施例中,当第一安装架11绕其转轴转动至竖直位置时,第二支架22将对第一安装架11起到支撑作用,第一安装架11一侧通过第一驱动装置12进行支撑,另一侧通过第二支架22进行支撑,使得第一安装架11的两侧均得到了支撑,使得进行实验时,第一安装架11更为稳定,避免第一安装架11发生晃动,从而保证实验精度,进而增加了本实施例的可靠性和稳定性。

    进一步,第一安装架11上设置有第一连接板23,当第一安装架11转动至竖直位置时,第一连接板23与第二支架22通过螺栓连接。

    本实施例中,在第一安装架11上安装了第一连接板23,当第一安装架11转动至竖直时,利用螺栓将第一连接板23和第二支架22连接起来,防止第一安装架11发生晃动,进一步提高了第一安装架11的稳定性,从而进一步提高了本实施例的稳定性和可靠性。

    进一步,还包括第一联轴器31和第二联轴器32,第一联轴器31一端与第一安装轴13的一端同轴固定连接,第一联轴器31的另一端与转速转矩仪14的输出轴同轴固定连接,第二联轴器32一端与第一电机15的输出轴同轴固定连接,第二联轴器32与转速转矩仪14的输入轴同轴固定连接。

    本实施例中,在第一电机15与转速转矩仪14之间、转速转矩仪14与第一安装轴13之间分别通过第一联轴器31和第二联轴器32进行连接,可补偿相连接的轴之间由于制造安装不精确、工作时的变形所发生的偏移并起到缓和冲击、吸振的作用,进一步增强了本实施例的可靠性。

    进一步,第一安装架11包括第一连接部111、第一安装部112、第二安装部113,第一连接部111的两端分别与第一安装部112、第二安装部113固定连接,第一安装部112与第一连接部111相连接的一侧铰接在升降支架1上,第一安装轴13转动设置在第二安装部113上。

    本实施例中,当第一安装架11转动至竖直位置时,第一安装部112位于底部,需要对整个第一安装架11进行支撑,所以需要较大的面积,第二安装部113需要安装第一安装轴13也需要较大的面积,第一连接部111主要起到连接作用,其截面面积可稍小一些,在减少第一安装架11用料的同时,也保证了结构的刚度和强度,使第一安装架11不会发生变形。

    进一步,第二支架22包括第三安装部221、第四安装部222、第二连接部223,第二连接部223的两端分别与第三安装部221、第四安装部222固定连接,第三安装部221设置在升降支架1上,第一连接板23设置在第四安装部222上。

    本实施例中,第三安装部221需要与升降支架1进行接触,第四安装部222需要与第一安装架11接触,所以两者需要较大的截面面积以进行稳定的支撑,而第二连接部223主要起到第三安装部221与第四安装部222之间的连接作用,所以第二连接部223所需要的截面积较小,在减少第二支架22用料的同时,也保证了结构的刚度和强度,使第二支架22不会发生变形。

    进一步,还包括机架5、第二驱动装置4,升降支架1沿竖直方向滑动设置在机架5上,第二驱动装置4一端设置在机架5上,第二驱动装置4的另一端设置在升降支架1上,第二驱动装置4用于驱动升降支架1滑动。

    本实施例中,将升降支架1沿竖直方向滑动安装在机架5上,并用第二驱动装置4对升降支架1进行驱动调节升降支架1的高度,进而实现对叶片高度的调节,从而使得叶片处于风洞出风口的吹风范围内。

    以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,包括升降支架(1);

    第一安装架(11),所述第一安装架(11)底部的一侧转动设置在所述升降支架(1)上,所述第一安装架(11)的转轴沿水平方向设置;

    第一驱动装置(12),所述第一驱动装置(12)的一端铰接在所述升降支架(1)上,所述第一驱动装置(12)的另一端与所述第一安装架(11)铰接,所述第一驱动装置(12)用于驱动所述第一安装架(11)转动;

    第一安装轴(13),所述第一安装轴(13)转动设置在所述第一安装架(11)上;

    转速转矩仪(14),所述转速转矩仪(14)设置在所述第一安装架(11)上,所述转速转矩仪(14)的输入端与所述第一安装轴(13)的一端同轴固定连接;

    第一电机(15),所述第一电机(15)设置在所述第一安装架(11)上,所述第一电机(15)用于向所述转速转矩仪(14)提供驱动力。

    2.根据权利要求1所述的一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,还包括第一支架(21),所述第一支架(21)设置在所述升降支架(1)上,当所述第一安装架(11)转动至水平位置时,所述第一支架(21)用于对所述第一安装架(11)进行支撑。

    3.根据权利要求1所述的一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,还包括第二支架(22),所述第二支架(22)设置在所述升降支架(1)上,当所述第一安装架(11)转动至竖直位置时,所述第二支架(22)用于对所述第一安装架(11)进行支撑。

    4.根据权利要求3所述的一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,所述第一安装架(11)上设置有第一连接板(23),当所述第一安装架(11)转动至竖直位置时,所述第一连接板(23)与所述第二支架(22)通过螺栓连接。

    5.根据权利要求1所述的一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,还包括第一联轴器(31)和第二联轴器(32),所述第一联轴器(31)一端与所述第一安装轴(13)的一端同轴固定连接,所述第一联轴器(31)的另一端与所述转速转矩仪(14)的输出轴同轴固定连接,所述第二联轴器(32)一端与所述第一电机(15)的输出轴同轴固定连接,所述第二联轴器(32)与所述转速转矩仪(14)的输入轴同轴固定连接。

    6.根据权利要求1所述的一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,所述第一安装架(11)包括第一连接部(111)、第一安装部(112)、第二安装部(113),所述第一连接部(111)的两端分别与所述第一安装部(112)、所述第二安装部(113)固定连接,所述第一安装部(112)与所述第一连接部(111)相连接的一侧铰接在所述升降支架(1)上,所述第一安装轴(13)转动设置在所述第二安装部(113)上。

    7.根据权利要求4所述的一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,所述第二支架(22)包括第三安装部(221)、第四安装部(222)、第二连接部(223),所述第二连接部(223)的两端分别与所述第三安装部(221)、所述第四安装部(222)固定连接,所述第三安装部(221)设置在所述升降支架(1)上,所述第一连接板(23)设置在所述第四安装部(222)上。

    8.根据权利要求1所述的一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,其特征在于,还包括机架(5)、第二驱动装置(4),所述升降支架(1)沿竖直方向滑动设置在所述机架(5)上,所述第二驱动装置(4)一端设置在所述机架(5)上,所述第二驱动装置(4)的另一端设置在所述升降支架(1)上,所述第二驱动装置(4)用于驱动所述升降支架(1)滑动。

    技术总结
    本实用新型属于风力机实验技术领域,提出了一种可用于水平轴风力机和垂直轴风力机的实验台,包括升降支架;第一安装架底部的一侧转动设置在升降支架上,第一安装架的转轴沿水平方向设置;第一驱动装置的一端铰接在升降支架上,第一驱动装置的另一端与第一安装架铰接,第一驱动装置用于驱动第一安装架转动;第一安装轴转动设置在第一安装架上;转速转矩仪设置在第一安装架上,转速转矩仪的输入端与第一安装轴的一端同轴固定连接;第一电机设置在第一安装架上,第一电机用于向转速转矩仪提供驱动力。通过上述技术方案,解决了现有技术中一种实验台不能同时满足水平轴风力发电机叶片和垂直轴风力发电机叶片实验需要的问题。

    技术研发人员:王绍龙;武熠杰;石磊;高爽
    受保护的技术使用者:华北理工大学
    技术研发日:2019.05.25
    技术公布日:2020.04.03

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