CN101963138A

CN101963138A - 一种空中风筝发电方法及设备

Info

Publication number: CN101963138A
Application number: CN2010105213133A
Authority: CN
Inventors: 李建民; 李征
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2011-02-02

Abstract

本发明涉及一种空中风筝发电方法及设备，属于空中风力发电技术领域。技术方案是：风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，一组或两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。采用本发明，可以有效利用空中的风能，实现绿色环保发电；本发明不需要消耗其它能源，自动转换风筝的飞行姿态，结构合理，效率高，具有广阔的推广应用价值。

Description

一种空中风筝发电方法及设备

所属技术领域：

本发明涉及一种空中风筝发电方法及设备，属于空中风力发电技术领域。

背景技术：

风力发电是重要的发电方式之一，具有节能、环保的特点，受到世界各国的广泛重视。普通的风力发电，主要方法及设备是：在地面风力较大的地区（例如山口、沙漠、草原、海边）设置风电塔架，依靠风力吹动塔架上的叶片转动，来实现风力发电的。这类风力发电方式由于塔架的高度限制，只是利用了地面的风能，空中的风能无法被利用，空中（尤其是中高空）的风能要远远高于地面的风能，如何有效利用这些风能，是本领域人们亟待解决的技术问题之一。有人提出利用许多（例如12个）风筝来拉动地面上的圆盘转动，通过电动卷扬机来控制风筝拉线的收放，实现空中风筝发电；但是，这类方法及设备存在如下问题：空中的风筝拉线不能实现自动收放，必须使用电动卷扬机来控制风筝拉线的收放，本身就消耗电能，不利于较能环保；结构复杂，成本高，需要十几个风筝才能拉动地面圆盘转动，实用性差。

发明内容：

本发明目的是提供一种空中风筝发电方法及设备，结构合理，不消耗其它能量，自动收放空中风筝拉线，连续做功成本低，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种空中风筝发电方法，包含如下步骤：

①风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风力的作用下，上下运动起伏做功，通过两根风筝拉线的运动，拉动曲柄连杆机构的连杆运动，带动曲柄作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮转动；

②在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根线的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升，风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复；

③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。

本发明可以是一组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，实现空中风筝发电，风筝对旋转轴转动的半个周期（180度）做功，旋转轴另外半个转动周期是依靠惯性轮转动的惯性来实现的。

本发明可以采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周，也就是说：每组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋转轴连续转动。例如：采用两组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，每组做功使旋转轴转动180度；采用三组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，每组做功使旋转轴转动120度，等等。

本发明设有升降杆支架，升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上部连接拉线控制器，下部连接曲柄连杆机构的连杆，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在轨道内上下运动，带动与之相连接的连杆运动，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发电机组，通过升降杆的上下移动，延长了风筝做功时间和做功距离。

本发明地面上的设备均设置在可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态风向自动转动，调整角度。

为提高本发明的发电效率，所说的曲柄连杆机构的连杆延长，连杆中间设有支点，构成杠杆、曲柄连杆机构。

本发明设有电脑控制中心，所述的风筝上设有高空探测器、传感器、飞行状态调整装置，并随时将各种数据传输到地面电脑控制中心进行分析处理，实现自动调整、自动控制。

所说的拉线控制器包含横梁、限位、复位、千斤，风筝的两根拉线固定在横梁上，限位、千斤相互匹配，控制风筝保持下降姿态不变，复位、千斤匹配，控制风筝保持上升姿态，上升至顶点。横梁可以设置延长臂，使两根风筝线的距离加大，提高效率。

一种空中风筝发电设备，包含风筝、拉线、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮、发电机组，①风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风力的作用下，上下起伏做功，通过两根风筝拉线的起伏，拉动曲柄连杆机构的连杆运动，带动曲柄作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮转动；②在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根线的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升，风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复；③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。

本发明可以采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周，也就是说：每组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋转轴连续转动。

本发明地面上的设备均设置在可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态自动转动，调整角度。

本发明的积极效果：采用本发明，可以有效利用空中的风能，实现绿色环保发电；本发明不需要消耗其它能源，自动转换风筝的飞行姿态，结构合理，效率高，具有广阔的推广应用价值。

附图说明：

图1为本发明实施例示意图；

图2为本发明可旋转底盘及相关设备示意图；

图3为本发明曲柄、杠杆机构示意图。

图中：风筝1、拉线2、拉线控制器3、升降杆4、连杆5、惯性轮6、旋转轴7、曲柄8、发电机组9、底盘10、升降杆支架11、轨道12、限位13、复位14、千斤15、横梁16、支点17。

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

在实施例中，采用两组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，每组做功使旋转轴转动180度。

一种空中风筝发电方法，包含如下步骤：①在空中设置两个风筝1，每个风筝通过两根拉线2连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风力的作用下，上下起伏做功，通过两根风筝拉线的起伏，拉动曲柄连杆机构的连杆5运动，带动曲柄8作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮6转动；

②两组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮匹配设置，两组惯性轮设置在同一旋转轴7上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，使惯性轮旋转180度，两组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周；

③在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器3，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升，风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复；本发明设有升降杆支架11，升降杆支架上设有升降杆4和与之匹配的轨道12，升降杆上部连接拉线控制器3，下部连接曲柄连杆机构的连杆5，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在轨道内上下运动，带动与之相连接的连杆运动做功，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发电机组9；所说的拉线控制器3包含横梁16、限位13、复位14、千斤15，风筝的两根拉线固定在横梁上，限位、千斤相互匹配，当风筝保持下降姿态时，千斤钩住限位，使拉线控制器的横梁保持倾斜，控制风筝保持下降姿态不变，升降杆向下运动做功，推动连杆、曲柄动作，惯性轮、旋转轴旋转180度；当升降杆下降到达极限位置，复位动作，顶起千斤，同时推动拉线控制器的横梁处于平衡状态，控制风筝保持上升姿态，升降杆开始上升，上升至顶点，为下一次下降做准备，此过程不做功，此过程另一组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮做功，推动旋转轴旋转180度，如此往复，实现不间断做功，使得旋转轴持续旋转，完成发电工作，本发明限位13、复位14、千斤15的动作都是自动进行的，自动完成相互匹配控制风筝在空中的姿态；为提高效率，横梁可以设置延长臂，使两根风筝线的距离加大；

本发明地面上的设备均设置在可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态风向自动转动，调整角度；为提高本发明的发电效率，所说的曲柄连杆机构的连杆延长，连杆中间设有支点17，构成杠杆、曲柄连杆机构；本发明设有电脑控制中心，所述的风筝上设有高空探测器、传感器、飞行状态调整装置，并随时将各种数据传输到地面电脑控制中心进行分析处理，实现自动调整、自动控制；在地面的电脑控制中心，随时对风筝飞行状态进行调整，根据高空数据，自动将风筝的飞行状态调整到适合的状态；

④旋转轴输出的动力驱动发电机组9发电。

一种空中风筝发电设备，包含风筝1、拉线2、曲柄连杆机构、惯性轮6、发电机组9，两个风筝设置在空中，每个风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，曲柄连杆机构连接惯性轮；两组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮匹配设置，两组惯性轮设置在同一旋转轴7上；在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器3，旋转轴7输出连接发电机组。

本发明设有升降杆支架11、升降杆4、轨道12，曲柄连杆机构包含曲柄8和连杆5，升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上部连接拉线控制器3，下部连接曲柄连杆机构的连杆5，曲柄、连杆铰接，曲柄连接惯性轮6。

所说的拉线控制器包含横梁16、限位13、复位14、千斤15，风筝的两根拉线2固定在横梁上，限位、千斤相互匹配，复位、千斤匹配。横梁16设置延长臂。

所说的曲柄连杆机构的连杆5延长，连杆中间设有支点17，构成杠杆、曲柄连杆机构。本发明设有底盘10，地面上的设备均设置在可旋转的底盘10上。

Claims

1.一种空中风筝发电方法，其特征在于包含如下步骤：

③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。

2.根据权利要求1所述之空中风筝发电方法，其特征在于采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周，也就是说：每组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋转轴连续转动。

3.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于本发明设有升降杆支架，升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上部连接拉线控制器，下部连接曲柄连杆机构的连杆，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在轨道内上下运动，带动与之相连接的连杆运动，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发电机组，通过升降杆的上下移动，延长了风筝做功时间和做功距离。

4.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于所说的曲柄连杆机构的连杆延长，连杆中间设有支点，构成杠杆、曲柄连杆机构。

5.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于地面上的设备均设置在可旋转的底盘上，底盘跟随风筝姿态风向自动转动，调整角度。

6.根据权利要求1或2所述之空中风筝发电方法，其特征在于本发明设有电脑控制中心，所述的风筝上设有高空探测器、传感器、飞行状态调整装置，并随时将各种数据传输到地面电脑控制中心进行分析处理，实现自动调整、自动控制；在地面的电脑控制中心，随时对风筝飞行状态进行调整，根据高空数据，自动将风筝的飞行状态调整到适合的状态。

7.一种空中风筝发电设备，其特征在于包含风筝、拉线、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮、发电机组，①风筝设置在空中，风筝通过两根拉线连接地面上的曲柄连杆机构，空中风筝在风力的作用下，上下运动起伏做功，通过两根风筝拉线的起伏，拉动曲柄连杆机构的连杆运动，带动曲柄作圆周运动，带动与曲柄连接的惯性轮转动；②在两根风筝拉线与曲柄连杆机构之间设置拉线控制器，通过对拉线限位、复位来控制风筝两根线的起伏自动切换，自动转换风筝的飞行姿态，风筝自顶点开始下降时，拉线下降，限位动作使风筝保持下降姿态不变，到达下降极限时，复位动作，解除限位，拉线上升，风筝保持上升姿态，上升至顶点，如此往复；③旋转轴输出的动力驱动发电机组发电。

8.根据权利要求7所述之空中风筝发电设备，其特征在于采用两组以上的风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮与一组旋转轴、发电机组配置，两组以上的惯性轮设置在同一旋转轴上转动，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮平均负担旋转轴的一个完整旋转周期360度，每组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮只在自己工作的周期内做功，各组风筝、曲柄连杆机构、惯性轮的做功周期之和就是旋转轴完整旋转一周，也就是说：每组风筝、拉线控制器、曲柄连杆机构、惯性轮轮流、交替做功，驱动旋转轴连续转动。

9.根据权利要求7或8所述之空中风筝发电设备，其特征在于本发明设有升降杆支架，升降杆支架上设有升降杆和与之匹配的轨道，升降杆上部连接拉线控制器，下部连接曲柄连杆机构的连杆，风筝上下起伏通过拉线拉动升降杆在轨道内上下运动，带动与之相连接的连杆运动，通过曲柄、惯性轮、旋转轴，将动力传递到发电机组，通过升降杆的上下移动，延长了风筝做功时间和做功距离。

10.根据权利要求7或8所述之空中风筝发电设备，其特征在于所说的拉线控制器包含横梁、限位、复位、千斤，风筝的两根拉线固定在横梁上，限位、千斤相互匹配，控制风筝保持下降姿态不变，复位、千斤匹配，控制风筝保持上升姿态，上升至顶点；横梁可以设置延长臂，使两根风筝线的距离加大，提高效率。