本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风叶可调的风力发电装置。
背景技术：
为了更好的利用风能，长期以来，人们设计了多种结构形式的风力发电机装置，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，利用风力发电非常环保，且能够产生的电能非常巨大。
现在常用的垂直轴风力发电机组的风叶角度是固定的，风叶的采风面积和角度都受到了很大的限制，风叶的角度固定不能改变使得受风面积固定，风叶转速随风速改变，工作效率不稳定，降低了风机的发电能力，缩短了发电机的使用寿命，抗御强风的能力也受到了一定程度的限制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种风叶可调的风力发电装置，该风力发电装置能够根据风速调节风叶的倾斜角度，改变风叶受风面积，降低风速对风叶转速的影响，使发电效果更加平稳。
本发明提供一种风叶可调的风力发电装置，包括垂直设置的主转轴，所述主转轴的底部与发电装置连接，所述主转轴顶部设有旋转架，所述旋转架通过次转轴与风叶连接，所述次转轴与所述旋转架之间设有用于调整所述风叶倾斜角度的旋转角度控制器。
优选地，所述旋转架的侧壁上固定有若干套筒架，所述次转轴安装在所述套筒架内且能在所述套筒架内转动。
优选地，所述主转轴外侧设有支撑架，所述支撑架位于所述旋转架下方，所述旋转架与所述支撑架之间设有回转支承，所述旋转架底部与所述回转支承内圈固定连接，所述支撑架与所述回转支承外圈固定连接。
优选地，所述主转轴底部连接有摩擦盘，所述摩擦盘的上下两侧均设有固定板，所述固定板靠近所述摩擦盘一侧设有导轨，所述导轨沿所述摩擦盘的直径方向设置；
所述发电装置包括发电机和摩擦轮，所述摩擦轮与所述摩擦盘紧密接触，所述摩擦轮与所述发电机通过变速器连接，所述发电机通过电动伸缩杆固定在固定板上，所述发电机与所述导轨滑动连接并可在所述电动伸缩杆的带动下沿所述导轨自由滑动。
优选地，所述摩擦轮轴线方向与所述摩擦盘直径方向相同。
优选地，所述固定板外侧固定有保护壳，所述保护壳与所述主转轴底部固定连接。
优选地，所述主转轴底部设有转速传感器，所述转速传感器测量主转轴转速。
优选地，所述风叶为圆弧片状结构，所述风叶上设有若干排风口，所述风叶凹面一侧的所述排风口铰接连接有覆盖风门。
优选地，所述风叶沿所述主转轴的圆周方向均匀分布。
优选地，所述旋转角度控制器包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮相互啮合，所述从动齿轮固定在所述次转轴上，所述主动齿轮与伺服电机的输出轴连接，所述伺服电机设置在所述旋转架上。
本发明的有益效果：
本发明提供的风叶可调的风力发电装置能够根据风速调节风叶的倾斜角度，改变受力面积，当风速过大时风叶倾斜，缩小受风面积，降低转速；当风速降低时风叶倾斜程度减小，增大受风面积，提高转速，使得风叶转速趋于稳定，发电效果更加平稳，提高了抵御强风的能力。
本发明通过旋转角度控制器控制次转轴进行转动，进而控制风叶的倾斜角度，起到了控制风叶受风面积的作用。
本发明的风力发电装置在风叶上设有排风口，当风叶凹面迎风的时候，排风口上对应的风门紧贴风叶，使得排风口关闭，增大受风面积，当风叶凸面迎风时，排风口上对应的风门远离风叶，使得排风口打开，减小受风面积，缩小阻力。风门能够根据风的方向改变排风口面积，使得风叶旋转更加顺畅，扩大了适合运行的风速范围。
本发明通过测速装置随时进行测速，记录主转轴的转速，通过电动伸缩杆控制发电机的位置，主转轴底部设有可随主转轴旋转的摩擦盘，发电机连接的摩擦轮可以在摩擦轮的带动下持续转动。当风级大，主转轴转速大的时候，发电机和摩擦轮向接近摩擦盘圆心的位置移动，进而减小摩擦轮的旋转速度；当风级小，主转轴转速小的时候，发电机和摩擦轮向远离摩擦盘圆心的位置移动，进而增大摩擦轮的旋转速度，从而使得发电机的转速保持相对平稳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体示意图；
图2为图1中a处的放大示意图；
图3为图1的俯视示意图；
图4为本发明风叶倾斜示意图。
附图标记说明：
1-拉杆，2-次转轴，3-排风口，4-风门，5-风叶，6-回转支承，7-电动伸缩杆，8-旋转角度控制器，9-主转轴，10-支撑杆，11-支撑架，12-套筒架，13-旋转架，14-连接架，15-导轨，16-固定板，17-轴承，18-摩擦盘，19-滑块，20-发电机，21-变速器，22-摩擦轮，23-底座，24-测速装置，25-支杆，26-保护壳。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1-图4所示，一种风叶可调的风力发电装置，包括垂直设置的主转轴9，主转轴9顶部设有旋转架13，旋转架13内侧设有旋转角度控制器8，旋转角度控制器8通过水平设置的次转轴2与风叶5固定连接，次转轴2与风叶5通过连接架14连接，旋转角度控制器8包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，从动齿轮固定在次转轴2上，主动齿轮与伺服电机的输出轴连接，伺服电机设置在旋转架13上，伺服电机通过主动齿轮带动从动齿轮，进而改变风叶5的倾斜角度及受风面积；伺服电机通过多轴同步控制确保次转轴2的旋转角度一致。
风叶5为圆弧片状结构，风叶5上设有若干排风口3，风叶5凹面一侧对应排风口3铰接连接有覆盖风门4；风叶5沿主转轴9的圆周方向均匀分布。
旋转架13侧壁上固定有若干套筒架12，次转轴2安装在套筒架12内且能在套筒架12内转动，套筒架12上方设有拉杆1，拉杆1一端连接套筒架12，拉杆1另一端连接旋转架13上端，套筒架12下方设有支杆25，支杆25一端连接套筒架12，支杆25另一端连接旋转架13底端。
主转轴9底部设有底座23，底座23上方设有与主转轴9固定连接的摩擦盘18，摩擦盘18随主转轴9同步转动，摩擦盘18的上下两侧均设有固定板16，固定板16靠近摩擦盘18一侧设有导轨15，导轨15沿摩擦盘18直径方向设置，固定板16与摩擦盘18之间设有若干组发电装置。
发电装置包括发电机20和摩擦轮22，发电机20靠近导轨15一侧对应设有滑块19，发电机20通过滑块19与导轨15滑动连接，电动伸缩杆7伸缩方向与导轨15方向一致，发电机20可在电动伸缩杆7的带动下沿导轨15自由滑动，发电机20通过变速器21与摩擦轮22转动连接，摩擦轮22轴线方向与摩擦盘18直径方向相同，摩擦轮22与摩擦盘18紧密接触，摩擦盘18可带动摩擦轮22转动，变速器21可对摩擦轮22转速进行变速，为发电机20提供动力。主转轴底部设有转速传感器，用于测量主转轴转速。转速传感器24与电动伸缩杆7相连。
固定板16外侧设有保护壳26，保护壳26固定连接固定板16与底座23，保护壳26对固定板16起支撑作用。主转轴9外侧均匀设有若干支撑架11，支撑架11与旋转架13之间设有回转支承6，回转支承包括内圈和外圈，内圈和外圈之间设有滚珠，旋转架13与回转支承6内圈固定连接，支撑架11与回转支承6外圈固定连接，回转支承13内外圈之间具有滚珠，减小了旋转架13旋转过程中与固定底盘6之间的摩擦力，降低了能量损耗。
支撑架11与主转轴9之间设有支撑杆10，支撑杆10一端与支撑架11固定连接，支撑杆10另一端与主转轴9采用轴承17连接。支撑架10和支撑杆10对主转轴9起支撑稳定的作用，支撑杆10与主转轴9之间采用轴承17连接可以在稳定主转轴9的同时减小主转轴9与支撑杆10之间的阻力。
本发明工作时：
在使用本发明风叶位置可调的风力发电装置时，如图1所示，风叶5的初始位置与主转轴9轴线平行，当风叶5凹面迎风时，风门4贴近风叶5，关闭排风口3，确保受风面积；当风叶5凸面迎风时，风门4远离风叶5，打开排风口3，减小受风面积，可降低风阻。风叶5在风的作用下以主转轴9为轴线进行转动，旋转架13同步转动，旋转架13底部回转支承6工作，减小旋转架13旋转时的摩擦力，旋转架13随之带动主转轴9进行旋转，当风级过大时，主转轴9转动速度增大，旋转角度控制器8中的伺服电机通过主动齿轮与从动齿轮控制次转轴2在套筒架12内部进行转动，进而使风叶5倾斜，减小受风面积，降低主转轴9转速，伺服电机通过多轴同步控制确保各次转轴2的旋转角度相同。
摩擦盘18随主转轴9同步旋转，摩擦盘18带动摩擦轮22旋转，变速器21可对摩擦轮22转速进行变速，变速器21与发电机20输入端连接，为发电机20提供动力。转速传感器21可随时记录主转轴9的转速，当主转轴9转速过大，启动电动伸缩杆7控制发电机20沿导轨15向靠近主转轴9方向移动，进而缩小摩擦轮22与主转轴9的距离，降低摩擦轮22的转速；当主转轴9转速过小，启动电动伸缩杆7控制发电机20沿导轨15向远离主转轴9方向移动，进而增大摩擦轮22与主转轴9的距离，增大摩擦轮22的转速，通过改变摩擦轮22的角速度，使摩擦轮22的转速保持平稳。摩擦轮22转速平稳可以使得发电机20接收的机械能稳定，发电机20保持平稳的工作效率，延长发电机20的使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
1.一种风叶可调的风力发电装置，其特征在于，包括垂直设置的主转轴，所述主转轴的底部与发电装置连接，所述主转轴顶部设有旋转架，所述旋转架通过次转轴与风叶连接，所述次转轴与所述旋转架之间设有用于调整所述风叶倾斜角度的旋转角度控制器。
2.根据权利要求1所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述旋转架的侧壁上固定有若干套筒架，所述次转轴安装在所述套筒架内且能在所述套筒架内转动。
3.根据权利要求1所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述主转轴外侧设有支撑架，所述支撑架位于所述旋转架下方，所述旋转架与所述支撑架之间设有回转支承，所述旋转架底部与所述回转支承内圈固定连接。
4.根据权利要求1所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述主转轴底部连接有摩擦盘，所述摩擦盘的上下两侧均设有固定板，所述固定板靠近所述摩擦盘一侧设有导轨，所述导轨沿所述摩擦盘的直径方向设置；
所述发电装置包括发电机和摩擦轮，所述摩擦轮与所述摩擦盘紧密接触，所述摩擦轮与所述发电机通过变速器连接，所述发电机通过电动伸缩杆固定在固定板上，所述发电机与所述导轨滑动连接并可在所述电动伸缩杆的带动下沿所述导轨自由滑动。
5.根据权利要求4所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述摩擦轮轴线方向与所述摩擦盘直径方向相同。
6.根据权利要求4所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述固定板外侧固定有保护壳，所述保护壳与所述主转轴底部固定连接。
7.根据权利要求1所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述主转轴底部设有转速传感器。
8.根据权利要求1所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述风叶为圆弧片状结构，所述风叶上设有若干排风口，所述风叶凹面一侧的所述排风口铰接连接有覆盖风门。
9.根据权利要求1所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述风叶沿所述主转轴的圆周方向均匀分布。
10.根据权利要求2所述的风叶可调的风力发电装置，其特征在于，所述旋转角度控制器包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮相互啮合，所述从动齿轮固定在所述次转轴上，所述主动齿轮与伺服电机的输出轴连接，所述伺服电机设置在所述旋转架上。
技术总结