一种风筝发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风筝发电系统，涉及风力发电技术领域；包括角点设备和传动设备，角点设备用于连接稳定拉索；传动设备包括第一拉索卷轴、第一转矩分解合成装置、第一姿态控制机构、第二拉索卷轴和第二姿态控制机构；第一转矩分解合成装置的第一传动轴与第一拉索卷轴传动连接，第一姿态控制机构输出端与第一转矩分解合成装置的第二传动轴传动连接，用于控制风筝角点位置；第二拉索卷轴与第四转矩分解合成装置的第一传动轴传动连接，第四转矩分解合成装置的第三传动轴与第二姿态控制机构的输出端传动连接，用于稳定风筝的，第一转矩分解合成装置的第三传动轴和第四转矩分解合成装置的第二传动轴与发电轴传动连接，本发明专利技术可稳定的输出发电功率。定的输出发电功率。定的输出发电功率。

A kite power generation system

【技术实现步骤摘要】
一种风筝发电系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及一种风筝发电系统。

技术介绍

[0002]目前，国内的电力约80％来于火力发电、15％来于水力发电、4％来于核电、仅1％来于风能和太阳能发电。火力发电的燃煤资源有限，而且会排放大量污染气体，引起环境污染和温室效应，不利于可持续发展。风能是一种清洁可再生能源，而我们幅员辽阔，风能丰富，若能够提供对风能的利用率，可有效改善环境污染和温室效应问题。
[0003]现有的风力发电有两类，一种是在地面架设风车，以通过地面风吹动风车发电，对风力大小和方向有比较高的要求；另一种是高空发电(风筝或升降伞)，通过姿态调整装置条件风筝的姿态，使得风筝在风力作用下上升，通过风筝的上升的拉力带动发电机运转，进行发电，然后通过控制风筝的形态，由卷扬设备下拉风筝，以循环进行发电。但是，现有的风筝发电系统稳定性差，形成阵列容易发生交缠，不容易形成规模，其通过风筝的主体拉索进行间隙性发电，输出的发电功率稳定性较差。

技术实现思路

[0004]针对现有风力发电风筝稳定性差，容易发生交缠，以及输出的发电功率稳定性较差的技术问题；本专利技术提供了一种添加稳定拉索的风筝发电系统，可使主体拉索发电机构、稳定拉索控制机构和发电机处于轮流交替做功的状态，使整个系统获得相对稳定的输出功率。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种风筝发电系统，包括角点设备和传动设备，所述角点设备用于连接风筝的稳定拉索，并将其通过滑轮转接到传动设备，所述传动设备包括并排的多组第一拉索传动结构和第二拉索传动结构；第一拉索传动结构包括第一拉索卷轴、第一转矩分解合成装置、第一姿态控制机构；第二拉索传动结构包括第二拉索卷轴、第四转矩分解合成装置和第二姿态控制机构；所述第一转矩分解合成装置包括第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴，且所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴中，任意两轴的转矩可合成到另一轴输出、任一轴的转矩可分解到另外两轴输出；所述第一拉索卷轴用于收卷主体拉索，所述第一转矩分解合成装置的第一传动轴与所述第一拉索卷轴传动连接，所述第一转矩分解合成装置的第三传动轴用于与发电轴传动连接，所述第一姿态控制机构输出端与所述第一转矩分解合成装置的第二传动轴传动连接，所述第一姿态控制机构用于控制风筝角点位置；所述第二拉索卷轴用于收卷稳定拉索，且所述第二拉索卷轴与第四转矩分解合成装置的第一传动轴传动连接，所述第四转矩分解合成装置的第三传动轴与第二姿态控制机构的输出端传动连接，所述第二姿态控制机构用于稳定风筝的姿态，所述第四转矩分解合成装置的第二传动轴用于与发电轴传动连接。
[0007]本专利技术提供的一种风筝发电系统，在使用时，将用于发电的风筝各角点连接的主
体拉索绕设在第一拉索卷轴上、将发电机通过发电轴与第一转矩分解合成装置的第三传动轴传动连接、将用于稳定风筝姿态的稳定拉索饶设在第二拉索卷轴上，使得发电机、用于控制风筝角点位置的第一姿态控制机构和用于收卷主体拉索的第一拉索卷轴，通过第一转矩分解合成装置传动连接，发电机、用于稳定风筝姿态的第二姿态控制机构和用于收卷主体拉索的第二拉索卷轴，通过第四转矩分解合成装置传动连接，而转矩分解合成装置的任意两个转矩决定另一个转矩。
[0008]在用于发电的风筝上升时(主体拉索做功)，主体拉索带动第一拉索卷轴沿其自身轴线转动，第一姿态控制机构保持待机状态、第一转矩分解合成装置的第二传动轴固定，此时，第一转矩分解合成装置的行星轮受其第二传动轴的限制，公转弧长必须和在第二传动轴上的自转弧长相等反向，因此，由第一传动轴输入转矩按对应比值分配到行星轮自转和公转上，即将公转传递到第三传动轴，从而将第一拉索卷轴的转矩传递给发电轴，以带动发电机发电。
[0009]在风筝姿态不稳定时，稳定拉索的长度发生变化，从而带动第二拉索卷轴沿其自身轴线转动，而第二姿态控制机构输出端与第四转矩分解合成装置的第三传动轴传动连接、第四转矩分解合成装置的第二传动轴与发电轴传动连接，且第一转矩分解合成装置的第三传动轴与发电轴传动连接，实现风筝稳定拉索和主体拉索整体同步，避免稳定拉索长度超过主体拉索，而导致风筝旋转交缠。并通过第二拉姿态控制组件稳定风筝的姿态，与此同时，稳定拉索输出力矩带动发电轴转动，从而进行发电，进一步提高风能的利用率。
[0010]当需要控制风筝的姿态时，由第一拉索卷轴和第一姿态控制机构同时输入力矩给第一转矩分解合成装置，第一转矩分解合成装置的第二传动轴和第一传动轴同时作用在行星轮上，并通过第一转矩分解合成装置的第三传动轴输出，从而在对风筝姿态进行控制的同时，第一转矩分解合成装置也能够带动发电轴进行发电。
[0011]综上，本专利技术提供的风筝发电系统，可使主体拉索发电机构、稳定拉索控制机构和发电机处于轮流交替做功的状态，使整个系统获得相对稳定的输出功率。
[0012]在一可选的实施方式中，所述第一姿态控制机构包括第二转矩分解合成装置、第一横向调节轴和第一纵向调节轴；所述第二转矩分解合成装置的第三传动轴与所述第一转矩分解合成装置的第二传动轴传动连接，所述第二转矩分解合成装置的第一传动轴与所述第一横向调节轴传动连接，所述第二转矩分解合成装置的第二传动轴与所述第一纵向调节轴传动连接。
[0013]由于第一横向调节轴与第二转矩分解合成装置的第一传动轴的第一传动轴传动相连、第一纵向调节轴与第二转矩分解合成装置的第二传动轴传动连接，因此，第一横向调节轴和第一纵向调节轴输出的力矩，通过第二转矩分解合成装置合成后传递给第一转矩分解合成装置的第二传动轴，以根据用于发电的风筝角点位置与第一横向调节轴和第一纵向调节轴相对夹角不同，按照各自夹角余弦值传动比传动，将风筝角点的二维平面分布映射到第一横向调节轴和第一纵向调节轴上。而余弦值有正负，相应传动有正向反向之分，使得与主体拉索方向一致的拉力，在映射到第一横向调节轴和第一纵向调节轴上时实现正负相对平衡，因此主体拉索输入的功率不会传动给第一姿态控制机构，从而实现功率和控制分离。
[0014]在一可选的实施方式中，还包括第三转矩分解合成装置；所述第三转矩分解合成
装置的第一传动轴与所述第一转矩分解合成装置的第二传动轴传动连接，所述第三转矩分解合成装置的第三传动轴与所述第二转矩分解合成装置的第三传动轴传动连接；所述第三转矩分解合成装置的第二传动轴传动连接有第一姿态控制组件，所述第一姿态控制组件用于修正主体拉索的长度控制误差。通过第三转矩分解合成装置传动连接第一转矩分解合成装置和第二转矩分解合成装置，并引入第一姿态控制组件，可通过第一姿态控制组件微调主体拉索的长度，从而消除控制误差。
[0015]在一可选的实施方式中，所述第一横向调节轴和所述第一纵向调节轴平行设置，且所述第一横向调节轴长度方向与所述第一拉索卷轴长度方向相互垂直。以便于减小装置的体积，同时便于通过第一横向调节轴和第一纵向调节轴控制所有第一拉索卷轴的正反转。
[0016]在一可选的实施方式中，所述第二姿态控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风筝发电系统，其特征在于，包括角点设备(200)和传动设备(100)，所述角点设备(200)用于连接风筝的稳定拉索(102)，所述传动设备(100)包括并排的多组第一拉索传动结构和第二拉索传动结构；第一拉索传动结构包括第一拉索卷轴(1)、第一转矩分解合成装置(2)、第一姿态控制机构；第二拉索传动结构包括第二拉索卷轴(9)、第四转矩分解合成装置(10)和第二姿态控制机构；所述第一转矩分解合成装置包括第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴，且所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴中，任意两轴的转矩可合成到另一轴输出、任一轴的转矩可分解到另外两轴输出；所述第一拉索卷轴(1)用于收卷主体拉索(101)，所述第一转矩分解合成装置(2)的第一传动轴与所述第一拉索卷轴(1)传动连接，所述第一转矩分解合成装置(2)的第三轴用于与主发电轴(3)传动连接，所述第一姿态控制机构输出端与所述第一转矩分解合成装置(2)的第二传动轴传动连接，所述第一姿态控制机构用于控制风筝角点位置；所述第二拉索卷轴(9)用于收卷稳定拉索(102)，且所述第二拉索卷轴(9)与第四转矩分解合成装置(10)的第一传动轴传动连接，所述第四转矩分解合成装置(10)的第三轴与第二姿态控制机构的输出端传动连接，所述第二姿态控制机构用于稳定风筝的姿态，并带动发电机发电，所述第四转矩分解合成装置(10)的第二传动轴用于与主发电轴(3)传动连接。2.根据权利要求1所述的风筝发电系统，其特征在于，所述第一姿态控制机构包括第二转矩分解合成装置(4)、第一横向调节轴(5)和第一纵向调节轴(6)；所述第二转矩分解合成装置(4)的第三轴与所述第一转矩分解合成装置(2)的第二传动轴传动连接，所述第二转矩分解合成装置(4)的第一传动轴与所述第一横向调节轴(5)传动连接，所述第二转矩分解合成装置(4)的第二传动轴与所述第一纵向调节轴(6)传动连接。3.根据权利要求2所述的风筝发电系统，其特征在于，还包括第三转矩分解合成装置(7)；所述第三转矩分解合成装置(7)的第一传动轴与所述第一转矩分解合成装置(2)的第二传动轴传动连接，所述第三转矩分解合成装置(7)的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：马含悦，
申请(专利权)人：成都高山峡谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：