一种风力发电机实验模型的制作方法
专利名称：一种风力发电机实验模型的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学用实验模型领域，特别涉及一种风力发电机实验模型。
背景技术：
为培养中小学生的可再生能源意识，在广大中小学校开展可再生能源的学习就显得很有必要。就风力发电机而言，现有技术中已经有风力发电机实验模型供教学使用，但现有技术中的风力发电机实验模型的结构简单，虽然原理与实际应用的风力发电机相似，但在结构和外观上均有较大差异，不利于学生直观地了解实际应用中的风力发电机，并且现有技术中的风力发电机实验模型大多不能拆卸，使得该实验模型不便于携带、搬运，而且不利于学生直接动手参与，互动性差。
实用新型内容为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种风力发电机实验模型，该模型可以直观、生动地演示实际应用中的风力发电机的基本组成和发电原理，并且学生可以亲自动手进行各部件之间的连接，熟悉风力发电机的基本组成和发电原理，提高对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣，并且各部件之间为可拆卸连接，便于实验模型的携带。技术方案一种风力发电机实验模型，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。所述风力发电机从前至后依次包括有叶片、机头、机舱和尾翼；所述机舱包括有机舱壳，和位于机舱壳内腔内的主轴、支撑所述主轴的一对轴承、固定在主轴后端上且随主轴一起旋转的大齿轮、位于大齿轮后端的发电机、和小齿轮，其中发电机的转子转轴从所述发电机壳体的前端伸出，发电机转子转轴的伸出部分上固定有所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，所述主轴的前端从所述机舱壳的前端伸出，所述机头固定在主轴的伸出部分上，所述叶片固定在所述机头上，所述尾翼的前端固定在机舱壳内，所述电线用于所述发电机、电流表和灯座之间的电连接。所述机舱壳由上下两部分组成，并且机舱壳上部和机舱壳下部之间为可拆卸连接，所述机舱壳下部的内腔上沿主轴方向设置有凸出的两个支撑柱，所述支撑柱的上端开设有与所述轴承相适配的固定槽，所述一对轴承分别安装在两个支撑柱上端的固定槽内。所述支杆为中空结构，用于电连接风力发电机、灯座和电流表的电线从支杆内部穿过。所述支杆内腔为圆柱体，所述风力发电机实验模型还包括有集电环，所述集电环由两段不同直径的同轴圆柱体组成，所述集电环的小圆柱体可拆卸地固定在所述支杆上端的内腔内，所述集电环的大圆柱体的截面直径大于支杆上端的截面最大直径，所述集电环的大圆柱体的上端与机舱壳下部的底部固定连接，所述集电环上端的输入引线穿过机舱壳下部与发电机进行电连接，所述集电环下端的输出引线通过电线与电流表和灯座进行电连接。所述机舱壳内部还设置有连接器，所述连接器由彼此可插拔连接的两端组成，所述发电机的输出引线固定在所述连接器的一端，所述集电环上端的输入引线固定在所述连接器的另一端。所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。所述接线器为插拔式接线器。所述底座为无底面的扁长方体。所述底座和支杆均为透明材料。技术效果本实用新型提供了一种风力发电机实验模型，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、 发光二极管、电流表和电线，风力发电机固定在支杆上端，支杆下端可拆卸地固定在底座上，灯座和电流表可拆卸地安装在底座上，发光二极管可插拔地连接所述灯座，电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接，该实验模型的结构和外观与实际应用的风力发电机相似，通过风力发电机实验模型学生可以直观地了解到实际应用中的风力发电机的组成和发电原理，并且可以提学生对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣。优选地，风力发电机的结构可以使得在风的作用下由发电机输出电能，即风带动叶片转动，叶片带动机头转动，由于机头固定在主轴上、机头带动主轴转动，主轴的转动带动大齿轮转动，大齿轮的转动带动与其相啮合的小齿轮的转动，小齿轮的转动带动发电机的转子转轴转动，转子转轴的转动使得发电机内的定子和转子相对运动而产生电流，产生的电流通过电线输出给电流表和灯座，使得灯座上的发光二极管发光，电流表的指针转动显示读数。其中，机舱壳由可拆卸的上下两部分组成，学生可以将机舱壳拆开以观察其内部的结构和组成。优选地，风力发电机实验模型还包括有集电环，集电环的上端与机舱壳下部的底部固定连接，集电环的小圆柱体可拆卸地固定在在支杆上端的内腔内，使得集电环的大圆柱体可自由地沿支杆的中心轴进行360度的旋转，并支持风力发电机360度无障碍转动，同时集电环的小圆柱体静态地固定在支杆上。进一步地，机舱壳内部还设置有连接器，连接器的两端之间可插拔地连接，发电机的输出引线固定在连接器的一端，集电环上端的输入引线固定在连接器的另一端，以便发电机可从机舱壳内腔内被拆卸出来。其中灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，其接线器穿过底座的上表面从底座下面露出，由于底座为无底面的空心体，学生可从底座的下面进行电线的连接。优选地，连接器为插拔式连接器，可以快速、安全地实现各电气元件之间的电连接或拆卸。进一步地，底座和支杆为透明材料，比如有机玻璃，使得学生更易观察到底座内部和支杆内部的情况。
图1本实用新型一种风力发电机实验模型的结构示意图；图2为图1的局部仰视图；图3为图1中的风力发电机的内部结构示意图。图中各标号示例如下1-叶片，2-机头，3-机舱壳，4-尾翼，5-支杆，6_底座，7_电流表，8_灯座，9_主轴，10-轴承，11-大齿轮，12-发电机，13-小齿轮，14-连接器，15-集电环，16-风力发电机， 17-转子转轴，18-支撑柱，19-固定槽。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示为本实用新型一种风力发电机实验模型的立体结构示意图，包括风力发电机16、集电环15、支杆5、底座6、电流表7、灯座8、电线(未示出)和发光二极管(未示出)。其中集电环15由两段不同直径的同轴圆柱体(大圆柱体和小圆柱体，见图2)组成，沿轴线大圆柱体可以相对于小圆柱体进行360度的旋转，风力发电机的机舱壳3的下部与集电环15的大圆柱体的上端粘接在一起，集电环15的小圆柱体可插入支杆5的上端内腔内，并且可拆卸地固定在支杆5的上端内腔内，集电环15的大圆柱体的截面直径大于支杆5上端截面的最大直径，因此，集电环15可以沿支杆5的中心轴进行360度的旋转，并支持风力发电机360度无障碍转动。支杆5的下端可拆卸地安装在底座6上，灯座8和电流表7也可拆卸地安装在底座6上，发光二极管可插拔地连接在灯座8上。电线用于电连接风力发电机16、灯座6和电流表7，当风力发电机16发电时，电能输出给灯座6上的发光二极管，此时发光二极管发光，同时电流表7显示读数。该实验模型可使学生直观地了解风力发电机的组成结构和工作原理。上述结构中集电环15与支杆5之间、支杆5与底座6之间、灯座8与底座6之间、 电流表7与底座6之间均可拆卸，除此之外，就风力发电机16而言，其所包含的各个部件也可拆卸，因此，本实用新型提供的风力发电机实验模型的各个部件均为可拆卸连接，最大限度的提高学生的动手能力，使学生在参与实验的过程中更深刻地理解风力发电机的组成和构造，同时可拆卸连接的形式可以将所有部件装于一个实验模型箱内使得实验模型在携带、运输过程中更方便。下面将详述风力发电机16的具体结构。如图1所述，风力发电机16由叶片1、机头2、机舱和尾翼4组成，其中3片叶片1 通过螺钉对称地安装在机头2上，机头2安装在从机舱壳3探出的主轴9的前端，尾翼4的前端探进机舱壳3内并固定在机舱壳3内腔的尾翼槽内。机舱壳3由上下两个部分组成， 分别为机舱壳上部和机舱壳下部，机舱壳上部和机舱壳下部之间通过螺钉连接，机舱壳下部的底部与集电环15大圆柱的上端粘接在一起。如图3，机舱壳3的内腔中还包括有主轴 9、轴承10、大齿轮11、发电机12、小齿轮13和连接器14。机舱壳3下部的内腔上在靠近前端的位置上设置有凸出的两个支撑柱18，支撑柱的上端开设有与轴承10相适配的固定槽 19，每一个支撑柱18上端的固定槽19内安装有一个轴承10，两个轴承10共同支撑主轴9， 主轴9的后端上固定有一个大齿轮11用作主动齿轮，发电机12位于大齿轮11的后端，且发电机12的发电机壳上包括有一对固定耳，固定耳上开设有螺钉孔，机舱壳3的下部内腔的相应位置上设置有与固定耳上的螺钉孔相应的开设有内螺纹的两个小圆柱，螺钉穿过螺钉孔和小圆柱内腔使得发电机可拆卸地固定在机舱壳3下部的内腔内。发电机12的转子转轴17从发电机壳体前端伸出，该转子转轴17的前端上固定有小齿轮13作为从动齿轮， 该小齿轮13与大齿轮11相啮合，小齿轮13在大齿轮11的带动下转动，并使得发电机12 的转子转轴17转动，发电机发电。本实施例中大齿轮11的齿数为60，小齿轮13的齿数为 8，因此增速比为60/8。在实际应用中，根据发电机的额定转速值的变化来计算出最优增速比，再根据最优增速比结合机舱壳3的空间结构来选择大齿轮11和小齿轮13的齿数。优选地，发电机12的壳体分为上下两个部分，发电机壳体上部分和发电机壳体下部分之间通过卡槽连接，学生可以将发电机壳体拆开，观察发电机12内部的构造，了解定子和转子的工作原理。发电机12的输出端通过电线可与连接器14的一端固定连接在一起，集电环15 上端的输入引线与连接器14的另一端固定连接。这里的发电机12和集电环15通过连接器14实现可插拔的电连接的目的是，使得发电机12可从机舱壳3内完整的拆卸下来。当然，连接器14只是一个优选的方案，以便拆卸发电机12，本领域技术人员可以根据实际工况，还可以选择不采用连接器的技术方案，此时，发电机12的输出端直接与集电环15上端的输入引线相连。集电环15下端的输出引线通过电线与电流表7和灯座8相连，这里的引线和电线从支杆5内部穿过，为了清楚地观察到电线的连接，支杆5和底座6均采用透明材料制成，比如有机玻璃。如图1所示，底座6为无底面的扁长方体，灯座8和电流表7固定在长方体的上表面，灯座8和电流表7的接线器均设置在其背面，因此，长方体的上表面上的对应于灯座 8和电流表7的接线器的位置上开设有开口，使得接线器穿过长方体的上表面，使得接线操作可以在底座内部进行。优选地，接线器为插拔式接线器，可以快速、安全地实现各电气元件之间的电连接或拆卸。当然，底座6并不局限于无底面的扁长方体，还可以为其他的无底面的空心体。优选地，本实施例中的灯座8可以提供多个插孔，比如5个，可同时插接5个发光
二极管。
权利要求1.一种风力发电机实验模型，其特征在于，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。
2.根据权利要求1所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述风力发电机从前至后依次包括有叶片、机头、机舱和尾翼；所述机舱包括有机舱壳，和位于机舱壳内腔内的主轴、支撑所述主轴的一对轴承、固定在主轴后端上且随主轴一起旋转的大齿轮、位于大齿轮后端的发电机、和小齿轮，其中发电机的转子转轴从所述发电机壳体的前端伸出，发电机转子转轴的伸出部分上固定有所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，所述主轴的前端从所述机舱壳的前端伸出，所述机头固定在主轴的伸出部分上，所述叶片固定在所述机头上，所述尾翼的前端固定在机舱壳内，所述电线用于所述发电机、电流表和灯座之间的电连接。
3.根据权利要求2所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述机舱壳由上下两部分组成，并且机舱壳上部和机舱壳下部之间为可拆卸连接，所述机舱壳下部的内腔上沿主轴方向设置有凸出的两个支撑柱，所述支撑柱的上端开设有与所述轴承相适配的固定槽， 所述一对轴承分别安装在两个支撑柱上端的固定槽内。
4.根据权利要求1至3之一所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述支杆为中空结构，用于电连接风力发电机、灯座和电流表的电线从支杆内部穿过。
5.根据权利要求4所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述支杆内腔为圆柱体， 所述风力发电机实验模型还包括有集电环，所述集电环由两段不同直径的同轴圆柱体组成，所述集电环的小圆柱体可拆卸地固定在所述支杆上端的内腔内，所述集电环的大圆柱体的截面直径大于支杆上端的截面最大直径，所述集电环的大圆柱体的上端与机舱壳下部的底部固定连接，所述集电环上端的输入引线穿过机舱壳下部与发电机进行电连接，所述集电环下端的输出引线通过电线与电流表和灯座进行电连接。
6.根据权利要求5所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述机舱壳内部还设置有连接器，所述连接器由彼此可插拔连接的两端组成，所述发电机的输出引线固定在所述连接器的一端，所述集电环上端的输入引线固定在所述连接器的另一端。
7.根据权利要求1至3之一所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表
8.根据权利要求4所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。
9.根据权利要求5所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。
10.根据权利要求6所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。
11.根据权利要求7所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
12.根据权利要求8所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
13.根据权利要求9所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
14.根据权利要求10所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
15.根据权利要求7所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
16.根据权利要求8所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
17.根据权利要求9所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
18.根据权利要求10所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
19.根据权利要求1至3之一所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
20.根据权利要求4所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
21.根据权利要求5所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
22.根据权利要求6所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
23.根据权利要求7所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
24.根据权利要求8所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
25.根据权利要求9所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
26.根据权利要求10所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
27.根据权利要求11所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
28.根据权利要求12所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
29.根据权利要求13所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
30.根据权利要求14所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
31.根据权利要求15所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
32.根据权利要求16所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
33.根据权利要求17所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
34.根据权利要求18所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
专利摘要为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种风力发电机实验模型，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。该模型可以直观、生动地演示实际应用中的风力发电机的基本组成和发电原理，并且学生可以亲自动手进行各部件之间的连接，熟悉风力发电机的基本组成和发电原理，提高对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣，并且各部件之间为可拆卸连接，便于实验模型的携带。
文档编号G09B23/12GK202025467SQ20112008710
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者李珂, 邓绍根 申请人:中科恒源科技股份有限公司
技术领域：
本实用新型属于教学用实验模型领域，特别涉及一种风力发电机实验模型。
背景技术：
为培养中小学生的可再生能源意识，在广大中小学校开展可再生能源的学习就显得很有必要。就风力发电机而言，现有技术中已经有风力发电机实验模型供教学使用，但现有技术中的风力发电机实验模型的结构简单，虽然原理与实际应用的风力发电机相似，但在结构和外观上均有较大差异，不利于学生直观地了解实际应用中的风力发电机，并且现有技术中的风力发电机实验模型大多不能拆卸，使得该实验模型不便于携带、搬运，而且不利于学生直接动手参与，互动性差。
实用新型内容为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种风力发电机实验模型，该模型可以直观、生动地演示实际应用中的风力发电机的基本组成和发电原理，并且学生可以亲自动手进行各部件之间的连接，熟悉风力发电机的基本组成和发电原理，提高对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣，并且各部件之间为可拆卸连接，便于实验模型的携带。技术方案一种风力发电机实验模型，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。所述风力发电机从前至后依次包括有叶片、机头、机舱和尾翼；所述机舱包括有机舱壳，和位于机舱壳内腔内的主轴、支撑所述主轴的一对轴承、固定在主轴后端上且随主轴一起旋转的大齿轮、位于大齿轮后端的发电机、和小齿轮，其中发电机的转子转轴从所述发电机壳体的前端伸出，发电机转子转轴的伸出部分上固定有所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，所述主轴的前端从所述机舱壳的前端伸出，所述机头固定在主轴的伸出部分上，所述叶片固定在所述机头上，所述尾翼的前端固定在机舱壳内，所述电线用于所述发电机、电流表和灯座之间的电连接。所述机舱壳由上下两部分组成，并且机舱壳上部和机舱壳下部之间为可拆卸连接，所述机舱壳下部的内腔上沿主轴方向设置有凸出的两个支撑柱，所述支撑柱的上端开设有与所述轴承相适配的固定槽，所述一对轴承分别安装在两个支撑柱上端的固定槽内。所述支杆为中空结构，用于电连接风力发电机、灯座和电流表的电线从支杆内部穿过。所述支杆内腔为圆柱体，所述风力发电机实验模型还包括有集电环，所述集电环由两段不同直径的同轴圆柱体组成，所述集电环的小圆柱体可拆卸地固定在所述支杆上端的内腔内，所述集电环的大圆柱体的截面直径大于支杆上端的截面最大直径，所述集电环的大圆柱体的上端与机舱壳下部的底部固定连接，所述集电环上端的输入引线穿过机舱壳下部与发电机进行电连接，所述集电环下端的输出引线通过电线与电流表和灯座进行电连接。所述机舱壳内部还设置有连接器，所述连接器由彼此可插拔连接的两端组成，所述发电机的输出引线固定在所述连接器的一端，所述集电环上端的输入引线固定在所述连接器的另一端。所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。所述接线器为插拔式接线器。所述底座为无底面的扁长方体。所述底座和支杆均为透明材料。技术效果本实用新型提供了一种风力发电机实验模型，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、 发光二极管、电流表和电线，风力发电机固定在支杆上端，支杆下端可拆卸地固定在底座上，灯座和电流表可拆卸地安装在底座上，发光二极管可插拔地连接所述灯座，电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接，该实验模型的结构和外观与实际应用的风力发电机相似，通过风力发电机实验模型学生可以直观地了解到实际应用中的风力发电机的组成和发电原理，并且可以提学生对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣。优选地，风力发电机的结构可以使得在风的作用下由发电机输出电能，即风带动叶片转动，叶片带动机头转动，由于机头固定在主轴上、机头带动主轴转动，主轴的转动带动大齿轮转动，大齿轮的转动带动与其相啮合的小齿轮的转动，小齿轮的转动带动发电机的转子转轴转动，转子转轴的转动使得发电机内的定子和转子相对运动而产生电流，产生的电流通过电线输出给电流表和灯座，使得灯座上的发光二极管发光，电流表的指针转动显示读数。其中，机舱壳由可拆卸的上下两部分组成，学生可以将机舱壳拆开以观察其内部的结构和组成。优选地，风力发电机实验模型还包括有集电环，集电环的上端与机舱壳下部的底部固定连接，集电环的小圆柱体可拆卸地固定在在支杆上端的内腔内，使得集电环的大圆柱体可自由地沿支杆的中心轴进行360度的旋转，并支持风力发电机360度无障碍转动，同时集电环的小圆柱体静态地固定在支杆上。进一步地，机舱壳内部还设置有连接器，连接器的两端之间可插拔地连接，发电机的输出引线固定在连接器的一端，集电环上端的输入引线固定在连接器的另一端，以便发电机可从机舱壳内腔内被拆卸出来。其中灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，其接线器穿过底座的上表面从底座下面露出，由于底座为无底面的空心体，学生可从底座的下面进行电线的连接。优选地，连接器为插拔式连接器，可以快速、安全地实现各电气元件之间的电连接或拆卸。进一步地，底座和支杆为透明材料，比如有机玻璃，使得学生更易观察到底座内部和支杆内部的情况。
图1本实用新型一种风力发电机实验模型的结构示意图；图2为图1的局部仰视图；图3为图1中的风力发电机的内部结构示意图。图中各标号示例如下1-叶片，2-机头，3-机舱壳，4-尾翼，5-支杆，6_底座，7_电流表，8_灯座，9_主轴，10-轴承，11-大齿轮，12-发电机，13-小齿轮，14-连接器，15-集电环，16-风力发电机， 17-转子转轴，18-支撑柱，19-固定槽。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示为本实用新型一种风力发电机实验模型的立体结构示意图，包括风力发电机16、集电环15、支杆5、底座6、电流表7、灯座8、电线(未示出)和发光二极管(未示出)。其中集电环15由两段不同直径的同轴圆柱体(大圆柱体和小圆柱体，见图2)组成，沿轴线大圆柱体可以相对于小圆柱体进行360度的旋转，风力发电机的机舱壳3的下部与集电环15的大圆柱体的上端粘接在一起，集电环15的小圆柱体可插入支杆5的上端内腔内，并且可拆卸地固定在支杆5的上端内腔内，集电环15的大圆柱体的截面直径大于支杆5上端截面的最大直径，因此，集电环15可以沿支杆5的中心轴进行360度的旋转，并支持风力发电机360度无障碍转动。支杆5的下端可拆卸地安装在底座6上，灯座8和电流表7也可拆卸地安装在底座6上，发光二极管可插拔地连接在灯座8上。电线用于电连接风力发电机16、灯座6和电流表7，当风力发电机16发电时，电能输出给灯座6上的发光二极管，此时发光二极管发光，同时电流表7显示读数。该实验模型可使学生直观地了解风力发电机的组成结构和工作原理。上述结构中集电环15与支杆5之间、支杆5与底座6之间、灯座8与底座6之间、 电流表7与底座6之间均可拆卸，除此之外，就风力发电机16而言，其所包含的各个部件也可拆卸，因此，本实用新型提供的风力发电机实验模型的各个部件均为可拆卸连接，最大限度的提高学生的动手能力，使学生在参与实验的过程中更深刻地理解风力发电机的组成和构造，同时可拆卸连接的形式可以将所有部件装于一个实验模型箱内使得实验模型在携带、运输过程中更方便。下面将详述风力发电机16的具体结构。如图1所述，风力发电机16由叶片1、机头2、机舱和尾翼4组成，其中3片叶片1 通过螺钉对称地安装在机头2上，机头2安装在从机舱壳3探出的主轴9的前端，尾翼4的前端探进机舱壳3内并固定在机舱壳3内腔的尾翼槽内。机舱壳3由上下两个部分组成， 分别为机舱壳上部和机舱壳下部，机舱壳上部和机舱壳下部之间通过螺钉连接，机舱壳下部的底部与集电环15大圆柱的上端粘接在一起。如图3，机舱壳3的内腔中还包括有主轴 9、轴承10、大齿轮11、发电机12、小齿轮13和连接器14。机舱壳3下部的内腔上在靠近前端的位置上设置有凸出的两个支撑柱18，支撑柱的上端开设有与轴承10相适配的固定槽 19，每一个支撑柱18上端的固定槽19内安装有一个轴承10，两个轴承10共同支撑主轴9， 主轴9的后端上固定有一个大齿轮11用作主动齿轮，发电机12位于大齿轮11的后端，且发电机12的发电机壳上包括有一对固定耳，固定耳上开设有螺钉孔，机舱壳3的下部内腔的相应位置上设置有与固定耳上的螺钉孔相应的开设有内螺纹的两个小圆柱，螺钉穿过螺钉孔和小圆柱内腔使得发电机可拆卸地固定在机舱壳3下部的内腔内。发电机12的转子转轴17从发电机壳体前端伸出，该转子转轴17的前端上固定有小齿轮13作为从动齿轮， 该小齿轮13与大齿轮11相啮合，小齿轮13在大齿轮11的带动下转动，并使得发电机12 的转子转轴17转动，发电机发电。本实施例中大齿轮11的齿数为60，小齿轮13的齿数为 8，因此增速比为60/8。在实际应用中，根据发电机的额定转速值的变化来计算出最优增速比，再根据最优增速比结合机舱壳3的空间结构来选择大齿轮11和小齿轮13的齿数。优选地，发电机12的壳体分为上下两个部分，发电机壳体上部分和发电机壳体下部分之间通过卡槽连接，学生可以将发电机壳体拆开，观察发电机12内部的构造，了解定子和转子的工作原理。发电机12的输出端通过电线可与连接器14的一端固定连接在一起，集电环15 上端的输入引线与连接器14的另一端固定连接。这里的发电机12和集电环15通过连接器14实现可插拔的电连接的目的是，使得发电机12可从机舱壳3内完整的拆卸下来。当然，连接器14只是一个优选的方案，以便拆卸发电机12，本领域技术人员可以根据实际工况，还可以选择不采用连接器的技术方案，此时，发电机12的输出端直接与集电环15上端的输入引线相连。集电环15下端的输出引线通过电线与电流表7和灯座8相连，这里的引线和电线从支杆5内部穿过，为了清楚地观察到电线的连接，支杆5和底座6均采用透明材料制成，比如有机玻璃。如图1所示，底座6为无底面的扁长方体，灯座8和电流表7固定在长方体的上表面，灯座8和电流表7的接线器均设置在其背面，因此，长方体的上表面上的对应于灯座 8和电流表7的接线器的位置上开设有开口，使得接线器穿过长方体的上表面，使得接线操作可以在底座内部进行。优选地，接线器为插拔式接线器，可以快速、安全地实现各电气元件之间的电连接或拆卸。当然，底座6并不局限于无底面的扁长方体，还可以为其他的无底面的空心体。优选地，本实施例中的灯座8可以提供多个插孔，比如5个，可同时插接5个发光
二极管。
权利要求1.一种风力发电机实验模型，其特征在于，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。
2.根据权利要求1所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述风力发电机从前至后依次包括有叶片、机头、机舱和尾翼；所述机舱包括有机舱壳，和位于机舱壳内腔内的主轴、支撑所述主轴的一对轴承、固定在主轴后端上且随主轴一起旋转的大齿轮、位于大齿轮后端的发电机、和小齿轮，其中发电机的转子转轴从所述发电机壳体的前端伸出，发电机转子转轴的伸出部分上固定有所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，所述主轴的前端从所述机舱壳的前端伸出，所述机头固定在主轴的伸出部分上，所述叶片固定在所述机头上，所述尾翼的前端固定在机舱壳内，所述电线用于所述发电机、电流表和灯座之间的电连接。
3.根据权利要求2所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述机舱壳由上下两部分组成，并且机舱壳上部和机舱壳下部之间为可拆卸连接，所述机舱壳下部的内腔上沿主轴方向设置有凸出的两个支撑柱，所述支撑柱的上端开设有与所述轴承相适配的固定槽， 所述一对轴承分别安装在两个支撑柱上端的固定槽内。
4.根据权利要求1至3之一所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述支杆为中空结构，用于电连接风力发电机、灯座和电流表的电线从支杆内部穿过。
5.根据权利要求4所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述支杆内腔为圆柱体， 所述风力发电机实验模型还包括有集电环，所述集电环由两段不同直径的同轴圆柱体组成，所述集电环的小圆柱体可拆卸地固定在所述支杆上端的内腔内，所述集电环的大圆柱体的截面直径大于支杆上端的截面最大直径，所述集电环的大圆柱体的上端与机舱壳下部的底部固定连接，所述集电环上端的输入引线穿过机舱壳下部与发电机进行电连接，所述集电环下端的输出引线通过电线与电流表和灯座进行电连接。
6.根据权利要求5所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述机舱壳内部还设置有连接器，所述连接器由彼此可插拔连接的两端组成，所述发电机的输出引线固定在所述连接器的一端，所述集电环上端的输入引线固定在所述连接器的另一端。
7.根据权利要求1至3之一所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表
8.根据权利要求4所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。
9.根据权利要求5所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。
10.根据权利要求6所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的空心体，所述灯座和电流表可拆卸地安装在底座的上表面上，所述底座上表面上的相应于灯座和电流表的至少其接线器的位置分别开设有开口，使得接线器穿过底座的上表面。
11.根据权利要求7所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
12.根据权利要求8所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
13.根据权利要求9所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
14.根据权利要求10所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述接线器为插拔式接线器。
15.根据权利要求7所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
16.根据权利要求8所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
17.根据权利要求9所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
18.根据权利要求10所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座为无底面的扁长方体。
19.根据权利要求1至3之一所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
20.根据权利要求4所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
21.根据权利要求5所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
22.根据权利要求6所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
23.根据权利要求7所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
24.根据权利要求8所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
25.根据权利要求9所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
26.根据权利要求10所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
27.根据权利要求11所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
28.根据权利要求12所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
29.根据权利要求13所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
30.根据权利要求14所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
31.根据权利要求15所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
32.根据权利要求16所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
33.根据权利要求17所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
34.根据权利要求18所述的风力发电机实验模型，其特征在于，所述底座和支杆均为透明材料。
专利摘要为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种风力发电机实验模型，包括风力发电机、支杆、底座、灯座、发光二极管、电流表和电线，其中风力发电机安装在所述支杆上端，所述支杆下端可拆卸地固定在底座上，所述灯座和电流表可拆卸地安装在所述底座上，所述发光二极管可插拔地连接所述灯座，所述电线用于风力发电机、电流表以及灯座之间的电连接。该模型可以直观、生动地演示实际应用中的风力发电机的基本组成和发电原理，并且学生可以亲自动手进行各部件之间的连接，熟悉风力发电机的基本组成和发电原理，提高对力学和电学等物理实验的感性认识和兴趣，并且各部件之间为可拆卸连接，便于实验模型的携带。
文档编号G09B23/12GK202025467SQ20112008710
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者李珂, 邓绍根 申请人:中科恒源科技股份有限公司
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