1.一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:包括竖直的塔筒结构(1),所述的塔筒结构(1)上设置水平的转环(11),所述的转环(11)绕在塔筒结构(1)上并能相对于塔筒结构(1)转动,转环(11)上安装有用于检测转环(11)转动角速度的转速监测器,所述的塔筒结构(1)上设置有若干个垂直轴风力机叶片结构(2),每个垂直轴风力机叶片结构(2)均包括叶片(21)、连杆(22)以及叶片角度控制装置(3),所述的叶片(21)为轴风力机叶片,叶片(21)竖直设置,所述的叶片(21)通过连杆(22)与转环(11)连接,所述的转环(11)能带动叶片(21)在水平方向上绕塔筒结构(1)转动,所述的叶片角度控制装置(3)安装在连杆(22)上,所述的叶片(21)通过叶片角度控制装置(3)与连杆(22)连接,所述的叶片角度控制装置(3)能带动叶片(21)绕叶片(21)自身的竖直中轴自转,相邻垂直轴风力机叶片结构(2)的叶片(21)之间具有角度和偏转方向均相同的相对偏角,叶片(21)等弧度布设在塔筒结构(1)四周,所述的塔筒结构(1)顶部安装有风向检测装置(4),所述的风向检测装置(4)用于检测风向,所述的塔筒结构(1)上安装有信号控制器,所述的信号控制器与转速监测器、风向检测装置(4)以及叶片角度控制装置(3)连接,所述的信号控制器能接收转速监测器检测到的转环(11)转动角速度以及风向检测装置(4)检测到的风向,并根据接收的信息控制叶片角度控制装置(3)带动叶片(21)转动,使其中一个叶片(21)始终垂直于风的来流方向。
2.根据权利要求1所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的垂直轴风力机叶片结构(2)的数量为四个,相应的,叶片(21)的数量为四个,叶片(21)之间相对偏角为45度。
3.根据权利要求2所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的叶片角度控制装置(3)包括电机(31)、第一齿轮(32)以及第二齿轮(33),所述的叶片(21)的竖直中轴与第二齿轮(33)的齿轮轴固定连接,所述的电机(31)固定在连杆(22)上,所述的电机(31)的电机轴与第一齿轮(32)的齿轮轴固定连接,所述的第一齿轮(32)和第二齿轮(33)咬合配合,所述的电机(31)的电机轴转动时,能使第一齿轮(32)带动第二齿轮转动,进而使叶片(21)沿其竖直中轴自转。
4.根据权利要求3所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的风向检测装置(4)包括风向标(41)、第三齿轮(42)、第四齿轮(43)以及齿轮转角检测器(44),所述的第三齿轮(42)和转动地安装在塔筒结构(1)顶部,所述的风向标(41)安装在第三齿轮(42)的上部且风向标(41)的标杆与第三齿轮(42)的齿轮轴固定连接,所述的齿轮转角检测器(44)固定安装在塔筒结构(1)顶部,所述的第四齿轮(43)的齿轮轴与齿轮转角检测器(44)连接,所述的齿轮转角检测器(44)能检测第四齿轮(43)的齿轮轴转角,所述的第三齿轮(42)和第四齿轮(43)咬合配合。
5.根据权利要求4所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的第三齿轮(42)和第四齿轮(43)的尺寸相同。
6.根据权利要求5所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的第一齿轮(32)和第二齿轮(33)的尺寸相同。
7.根据权利要求6所述的一种自适应风向的垂直轴风力机,其特征是:所述的信号控制器为单片机,型号为avr单片机。
8.如权利要求1所述的一种自适应风向的垂直轴风力机的控制方法,其特征是:信号控制器实时接收转速监测器检测到的转环(11)转动角速度