CN104500332A - 广告牌式风帆式轨道式风动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种风动装置，其应用涉及广告领域和风力发电领域。本发明采用风帆式轨道式结构的风动装置，同时兼具户外广告牌与风力发电功能。本发明的结构主要包括三个主要部分：第一部分是驱动体部分，第二部分是控制部分，第三部分是传动部分，包括叶面、旋转轴、轴承、单向齿轮、底座、角度锁、单向导齿、同步杆、同步齿轮、托架、轨道、链条、凹轮、支撑柱等部件。本发明的外观形式可以根据具体环境情况进行调整，可以适用于很多复杂环境，除了圆形以外，还可以变换成三角形、矩形、多边形、不规则形状等，还可以进行内部或者外部嵌套，适应范围广泛。

Description

广告牌式风帆式轨道式风动装置
技术领域
本发明是一种风动装置，其应用涉及广告领域和风力发电领域。
背景技术
目前，广告牌和风力发电机已广泛使用在我们的生活当中，多数广告牌在人口密集的城市，多数风力发电机远在人口稀少的乡村旷野，因为受传统风力发电机的结构和占用空间的限制，他们很少相结合。传统风电设备行业进入壁垒比较高，有轴的风力发电机组装备看似简单，技术其实很复杂，风力发电装置稳定性要求较高，要经受住各种极端恶劣天气和非常复杂的风力环境，使用和维护困难，大型风力发电机无法进入城市，发出的电需要并入电网才能使用，小型风力发电机效率低下，无法城市化使用，而且风力发电还遇到并网困难等难题。
发明内容
本发明采用风帆式轨道式结构的风动装置，同时兼具户外广告牌与风力发电功能。为了达到上述的目的，本发明通过建立上下两条相同形状的封闭轨道，将许多风力叶片通过固定装置安装在轨道上面，使叶片能在轨道上***。让叶片间保持适当间隔，用链条连接形成闭环，通过控制叶片的迎风角度，让一部分叶片处于迎风状态，增加风对叶片的推力，另一部分叶片保持顺风状态，减少叶片对风的阻力，使得叶片整体在风的推动下，沿着轨道方向运动。链条随着叶片运动的同时，能够产生巨大的推力，通过与齿轮咬合，可以带动风力发电机发电。并且，将在每一个叶片上粘贴一定图画，无论叶片保持运动或者静止状态，当人从远处观看，可以形成整体画面，类似翻转广告牌的效果，使该发明能够风力发电的同时，兼具广告牌的作用。
本发明的结构主要包括三个主要部分：第一部分是驱动体部分：包括由叶面、旋转轴、一对轴承、一对单向齿轮等组成的叶片，本风动装置包括许多叶片。其连接方式为，叶面与旋转轴固定，旋转轴两端固定一对轴承和一对单向齿轮，轴承固定在底座上面。单向齿轮与角度锁咬合，这样，当单向齿轮与角度锁打开时，相对于底座，叶片可以360度自由旋转，类似门窗的合叶，叶片可以像风帆一样随风而动，减少阻力；当单向齿轮与角度锁闭合时，叶片只能单方向进行360度旋转，叶片可以像风帆一样被八面来风推动。把风能转变为动能用来驱动装置运动。
第二部分是控制部分：包括角度锁、同步装置、单向导齿等部件。每一个叶片两端的单向齿轮都与角度锁相咬合，角度锁采用机械或电子装置，通过感应风向和叶片运动方向，控制叶片迎风角度并锁住，使叶片只能单向旋转，与风向形成适当角度。当风向与叶片成180度角时，风推力最大；当叶片与风向成270度角时，风推力最小，改变迎风角度可以提高风能效率。风动装置包括若干个同步装置，具体数量根据具体情况而定。同步装置包括一根同步杆，同步杆两端固定一对同步齿轮，同步杆两端被托架支撑，托架起固定和支撑作用并固定在轨道上面。同步齿轮与上下两条链条咬合，控制链条同步运动。单向导齿固定在位于迎风面方向上的轨道上面，具***置根据风向和叶片运动方向而定，成对使用，单向导齿与叶片的单向齿轮咬合，单向导齿长度根据叶片需要转动的角度而定，其作用是把与其咬合的一个叶片转动适当角度，使叶片由顺风状态旋转到获得迎风面。
第三部分是传动部分：包括底座、轨道、链条、凹轮、支撑柱等部分。链条包括上下两条，固定在底座上面，与底座同时运动。底座内部有凹轮，一方面为叶片提供支撑，另一方面与叶片一同沿轨道运动。底座上面还有控制叶片角度的角度锁，锁定叶片与风向的角度，最大利用风能。
本发明的轨道形式可以根据具体环境情况进行调整，可以适用于很多复杂环境，除了圆形以外，还可以变换成三角形、矩形、多边形、不规则形状等，还可以进行内部或者外部嵌套，适应范围广泛。
本发明中包括的主要部件说明：1．叶面：构成风动装置叶片的部件，由刚性或者柔性材料制成，表面可以绘制或者粘贴广告画面，主要作用将风力转化为动力。
 2．旋转轴：构成风动装置叶片的部件，与叶面相固定，为页面提供支撑，可以绕轴向进行360旋转。
 3．轴承：构成风动装置叶片的部件，与旋转轴两端固定，减少旋转阻力。
 4．单向齿轮：构成风动装置叶片的部件，成对使用与旋转轴固定，与角度锁配合，可以使旋转轴单向旋转。
 5．底座：底座包括上下两个，分别与叶面两端轴承相连，为叶片提供支撑。使叶片围绕纵轴进行360旋转。每个底座有内凹轮，可以在沿轨道运动。底座与传动链条固定，可以带动传动链条运动。
 6．角度锁：底座上的装置，采用机械或电子装置，成对与单向齿轮配合，控制叶片迎风角度并锁住，使叶片不再旋转，与风向形成适当角度。
 7．单向导齿：固定在轨道上的装置，叶片运动时，当单向导齿与叶片上的单向齿轮相咬合时，推动叶片旋转到特定角度，旋转角度由单向导齿的长度决定。
 8．同步杆：构成同步轴的部件，由刚性材料制成，保持风动装置上下链条运动同步。
 9．同步齿轮：构成同步轴的部件，固定在同步杆两端的一对同步齿轮，与上下链条咬合，控制链条同步运动。
 10．托架：构成同步轴的部件，固定在轨道上面，为同步杆提供支撑作用。
 11．轨道：位于风动装置的上部及下部，它由圆形钢轨构成特定形状的闭合轨道，上下两根，外形一致，对整个风动装置提供支撑和稳定作用，叶片沿轨道运动。
 12．链条：固定在底座上，每条链条连接所有的叶片的一端，使叶片保持相同的速度运动，同时把叶片获得的推力传递到齿轮组，带动发电机做功。
13．凹轮：固定在底座上面提供支撑，可以在轨道中滚动。
 14．支撑柱：与轨道固定，为整个风动装置提供支撑和固定。
附图说明：
图1 是本发明装置结构的示意图。图中标号1为叶面，5为底座，8为同步杆，9为同步齿轮，10为托架，11为轨道，12为链条，13为凹轮，14为支撑柱。其中叶面1是风动装置的动力来源，它与底座5相连，可以在围绕纵轴进行360度旋转。通过控制叶面的迎风角度，可以使叶片与来风方向形成合适角度，当叶面与风向成180度角时，风能最大；当叶面与风向成270度角时，风能最小。同步杆8两端固定一对同步齿轮8，托架10支撑同步杆8，使上下传动链条12保持同步运动。
图2是叶片结构示意图。图中标号1为叶面，2为旋转轴，3为轴承，4为单向齿轮，5为底座，6为角度锁，13为凹轮。
图3是叶片结构局部示意图。图中标号1为叶面，2为旋转轴，3为轴承，4为单向齿轮，5为底座，6为角度锁，13为凹轮。
图4为单向导齿结构示意图。图中标号1为叶面，2为旋转轴，3为轴承，4为单向齿轮，5为底座，6为角度锁，7为单向导齿，11为轨道，12为链条，13为凹轮。当叶片如图示箭头方向运动时，当单向导齿与单向齿轮咬合时，单向齿轮旋转带动叶片旋转适当角度。
图5为单向道齿放大示意图。图中标号1为叶面，2为旋转轴，3为轴承，4为单向齿轮，5为底座，6为角度锁，7为单向导齿。
图6是同步轴示意图。图中标号8位同步杆，9位同步齿轮，10为托架。同步轴控制风动装置上下两端的链条保持同步运动。
图7为三角形风动装置结构示意图，根据环境的不同，可以将轨道设计成三角形，风动装置的其他部件可以不做任何调整。
图8为矩形风动装置机构示意图，根据环境的不同，可以将轨道设计成矩形，风动装置的其他部件不做任何调整，可以使用在高层楼房楼体的外面、楼顶。
图9为多边形风动装置结构意图，根据环境的不同，可以将轨道设计成多边形，风动装置的其他部件不做任何调整。
图10为嵌套结构的风动装置示意图，内外层的叶片1可以采用相同的尺寸，也可以采用不同的尺寸（本图显示为不同尺寸的叶片1）。由于采用结构化设计，内外层使用的部件可以相同，也可以进行多层嵌套。

Claims (12)

1.一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，其应用涉及广告领域和风力发电领域，具有广告牌功能，风力发电功能。
2.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，其结构具有广告牌功能，有广告牌作用，叶片上面可以绘制或者粘贴分割广告画面，或者将叶片与LED屏幕组合，形成动态显示屏幕，无论该风动装置处于静止还是旋转状态，都能够形成整体广告画面，能够从多角度进行广告展示。
3.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，其特征是没有固定旋转轴，装置包括两根闭合轨道，轨道间有许多叶片，每个叶片两端与闭合链条连接，叶片之间保持一定间隔，叶片可以在轨道上运动，链条可以带动风力发电机做功。
4.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，其结构主要包括三个部分：第一部分是驱动体部分，第二部分是控制部分，第三部分是传动部分，包括叶面、旋转轴、轴承、单向齿轮、底座、角度锁、单向导齿、同步杆、同步齿轮、托架、轨道、链条、凹轮、支撑柱等部件。
5.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，叶片具有风帆式结构，可以360旋转，叶片可以采用刚性、硬性、柔性材料制作，只需要根据不同的材料进行适当的辅助结构设计即可实现同等功能。
6.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，整个装置具有自适应性，通过使用采用机械或者电子装置的叶片锁，可以将每片叶片迎风角度进行控制，根据风力大小的不同，对叶片的迎风角度和运动方向进行自动调整，从而控制风动装置的线速度和扭力，以提供宽泛稳定的功率输出。
7.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，叶片迎风角度可以采用机械或者电子设备控制，通过感应风向和叶片运动方向，使叶片面与来风方向形成合适角度，当叶片与风向成180度角时，风能最大；当叶片与风向成270度角时，风能最小。
8.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，通过改变导轨的形状，可以形成圆型、矩形、三角形、不规则形状等方式。
9.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，整个装置可进行多层嵌套，在外层风动装置内部，可以嵌套内径较小的内层风动装置，提高了空间利用率，提高了利用率。
10.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，风动装置可以广泛应用在楼顶、楼体外侧、建筑物顶、建筑物体周围等地方，还可以根据建筑物外观要求进行定制设计。
11.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，叶片、底座、角度锁、传动链条导轨、凹轮、单向导齿等均采用结构化设计，产品尺寸统一，备件规格统一，适合工厂化生产，区别规模大小不同的风动装置，只是由于链条的长度差异造成，叶片、角度锁等其他装置可以采用一致尺寸，批量生产，生产工艺标准化，适合大批量规模化生产，质量标准容易控制。
12.根据权利要求书1所述的一种广告牌式风帆式轨道式风动装置，整个装置使用范围广泛，传统风力发电站地面积大，维护复杂，适合野外使用，本风动装置使用范围广泛，适用于城市、乡村、旷野，既可以为建筑物提供电力，也可以具有广告展示作用。
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