[0001] 本发明属于新能源风力发电设备技术领域，具体涉及一种新能源风力发电桩，更具体的涉及一种新能源风力发电桩及桩基结构。

[0002] 新能源风力发电桩是新能源发电设备，包括桩基结构、支撑杆和发电叶片，发电叶片在风力作用下转动，产生电能。概括来说，风力发电的过程是风能转化为机械能，然后再
将机械能转化为电能。由于风力大小和风力方向是影响发电能效的关键，所以，风力发电装
通常建立在常年刮风较多的地区。但是风力的方向和大小是自然界产生的，不受人力控制，
那么就要求桩基结构具有良好的稳定性，防止新能源风力发电桩倒塌。

[0003] 出于结构稳定性和发电效率两方面因素的考虑，一般新能源风力发电桩的安装需要经过挖基坑、打地基、灌浆料浇筑、土方回填等施工步骤。对于长期使用的新能源风力发
电桩而言，上述施工步骤虽然工序复杂，但是制作的桩基结构稳定性好，可长期使用，如20‑
25年。但是对于试验新能源风力发电桩结构而言，由于仅仅处于试验阶段，发电桩材质、结
构等均可能处于变化之中，且试验安装地点不固定，使用时间可能就1年甚至几个月，如果
使用“挖基坑、打地基、灌浆料浇筑、土方回填”等复杂的工序步骤制作桩基结构，不易拆除，
且拆除时产生建筑废料，不利于环保。

[0027] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

[0028] 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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

[0029] 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该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。

[0030] 小型风力发电机壁大型风力发电机的重量轻，如微型垂直轴风力发电机主要是指功率小于100w的垂直轴风力发电机，该类风力发电机尺寸一般不大于50cm*50cm，额定风速
在10m/s～20m/s之间，该类风力发电机具有体积小，质量轻，对桩基结构的稳定性需求没有
大型风力发电机那么大。且处于试验阶段的话，小型风力发电机的发电桩材质、结构等均可
能处于变化之中，试验安装地点不固定，试用时间短，如果使用“挖基坑、打地基、灌浆料浇
筑、土方回填”等复杂的工序步骤制作桩基结构，不但费时费力，不易拆除，而且拆除时产生
建筑废料，不利于环保。

[0031] 基于上述原因，本发明提供了一种桩基结构，桩基结构安装过程中不需要浇筑灌浆料，不仅节约灌浆材料，而且桩基结构容易拆除，拆除后不产生建筑废料，环保。

[0032] 本发明的桩基结构的设计发明构思如下：参见图1和图2，包括基壳1，基壳1内部具有空腔，基壳1底部是敞口的，基壳1壳壁是空心结构，壳壁具有硬质的外壳，基壳1插入土壤
中，是稳定新能源风力发电桩的第一阶段结构。基壳1的壳壁空心结构内穿接有可弯曲的绳
索2，绳索2的一端连接穿接腔3壁，绳索2的另一端能从基壳1壳壁上端穿入，经过空心结构，
再从基壳1壳壁底部穿出。基壳1内部空腔处设有穿接腔3，穿接腔3是稳定新能源风力发电
桩的第二阶段结构。穿接腔3上设有用于调节绳索2位置的调节机构4。穿接腔3是空心的，从
基壳1壳壁底部穿出的绳索2端部进入穿接腔3后，并向上移动，直至到基壳1壳壁顶部，最终
连接在调节机构4上。注意绳索安装本发明桩基结构的时候，先挖基坑，然后将基壳1、穿接
腔3固定在基坑中，接着安装绳索2和调节机构4，然后回填土壤，由于刚回填的土壤是松散
的，通过调节机构4来控制绳索2移动，使绳索2与土壤之间形成摩擦，绳索2表面不再光滑，
而是填充了土壤，接着夯实土，以提高土壤与基壳1、绳索2以及穿接腔3之间的摩擦力，进而
提高整个桩基结构的抵抗应力能力。由于绳索2是围绕穿接腔3设置的，在土壤内部形成横
向对称的绳索网，是稳定新能源风力发电桩的第三阶段结构。绳索网与基壳1、穿接腔3之间
形成立体的桩基结构，从多个方向抵抗外界应力，桩基结构内填充的土壤对绳索网有压力，
对基壳1以及穿接腔3有摩擦力，稳定性好，既满足试验新能源风力发电桩的稳定性需求，也
无需浇筑灌浆料，拆除时挖除土壤即可，拆除操作方便，桩基结构未破坏，可重复利用，不产
生建筑废料，环保。

[0033] 下面结合一些具体的实施例，来说明本发明的结构与工作原理。

[0034] 实施例1

[0035] 一种桩基结构，参见图1和图2，包括基壳1、绳索2、穿接腔3和调节机构4。基壳1内部具有空腔，基壳1底部是敞口的，基壳1壳壁是空心结构，壳壁具有硬质的外壳，基壳1插入
土壤中，是稳定新能源风力发电桩的第一阶段结构。

[0036] 示例性的，基壳1顶部是敞口的或者不敞口的均可。

[0037] 示例性的，基壳1是圆筒状、正方体、长方体、圆台形或者梯形等具有对称中心轴的轴对称立体结构，这样保证基壳1外周受力面积是均匀的，降低受力不均匀导致的结构稳定
性欠佳的问题。

[0038] 示例性的，基壳1的壳壁采用合金、不锈钢等强度较佳、密度较大的硬质材料制备，密度大的材料重力大，强度好的材料抵抗应力能力强。

[0039] 示例性的，基壳1是一体成型设计；或者基壳1由2‑4个曲面单元拼接而成，曲面单元可以堆叠，节约运输和堆放空间。

[0040] 参照图2，基壳1的壳壁内穿接有可弯曲的绳索2，绳索2包括第一端和第二端，第一端固定连接穿接腔3壁，第二端从基壳1壳壁上端穿入，从基壳1壳壁空心结构底部穿出。基
壳1内部空腔处设有穿接腔3，穿接腔3插入土壤中，是稳定新能源风力发电桩的第二阶段结
构。穿接腔3是空心的，从基壳1壳壁底部穿出的绳索2端部进入穿接腔3后，并向上移动，直
至到基壳1壳壁顶部，所有绳索2第二端在基壳1上方汇合并连接在调节机构4上。

[0041] 示例性的，绳索2采用可弯曲的钢丝绳或者钢筋绳，强度和韧性均较好。绳索2的数量为大于等于2的正整数，如2‑4个，这些绳索2围绕穿接腔3呈环形阵列分布。

[0042] 示例性的，绳索2上通过焊接或者粘接等方式固定有拼接板21，拼接板21能随着绳索2的移动而移动，多个拼接板21均可移动至基壳1底部，并组成基壳1的底面。如当绳索2沿
着穿接腔3向上移动的时候，拼接板21在基壳1内从上到下移动，并最终移动到呈横向排布，
多个横向排布的拼接板21拼接在一起形成绳索盘，绳索盘实心的面积多与绳索网，承重能
力好，与土壤之间的摩擦力也大。

[0043] 示例性的，当基壳1是圆筒形状的时候，拼接板21是可弯曲的曲面，且拼接板21展开成平面后是扇形，参见图4，多个拼接板21呈横向分布的时候，拼接成的绳索盘具有圆周
外圈，多个拼接板21的扇形顶点不重合，这样绳索盘中间具有多个漏孔22，参见图3，漏孔22
处用于渗漏土壤、砂石等填料。

[0044] 示例性的，为了方便绳索2以及拼接板21的移动，穿接腔3的侧壁下端设有多个穿接孔，穿接孔与绳索2的数量相等，穿接腔3的上端设有固定座，固定座绳索2的数量相等，一
个绳索2对应穿接穿接孔和一个固定座，绳索2的第一端分别固定在各自对应的固定座上，
第二端在穿接腔3内部汇合，并且绳索2的第二端均连接在调节机构4上。如调节机构4设置
在靠近固定座的位置，绳索2第二端也靠近固定座设置。

[0045] 示例性的，基壳1的壳壁的顶部和内侧壁底部具有缺口11，绳索2从该缺口11处贯穿，缺口11的设计主要有两个好处，第一，降低了基壳1壳壁厚度，便于插入土壤内，第二，给
绳索2的穿接留出了空间。

[0046] 参见图2和图5，穿接腔3上设有用于调节绳索2位置的调节机构4。调节机构4包括转动轴41、电机42，穿接腔3侧壁开设有开孔，转动轴41贯穿开孔设置，并且转动轴41的一端
与穿接腔3内壁转动连接，转动轴41相对于穿接腔3可转动，并且，转动轴41是围绕自身轴向
转动的，电机42包括固定部和驱动部，固定部安装在穿接腔3外壁上，驱动部与转动轴41连
接，驱动部驱动转动轴41的转动。所有绳索2的第一端固定在穿接腔3外壁的固定座上，所有
绳索2第二端系在转动轴41上，并且所有绳索2在转动轴41上的缠绕方向是相同的，比如均
按照图2所示顺时针方向缠绕，初始阶段，绳索2第二端未缠绕在转动轴41上，绳索2是松弛
的状态，开启电机42后，转动轴41转动，绳索2第二端未缠绕在转动轴41上，绳索2变得紧致。

[0047] 示例性的，电机42是双向旋转电机。

[0048] 本实施例的安装步骤如下：

[0049] 第一，挖基坑。

[0050] 第二，将基壳1、穿接腔3固定在基坑中，接着安装绳索2和调节机构4，绳索2处于松弛状态。

[0051] 第三，回填土壤。

[0052] 第四，刚回填的土壤是松散的，通过调节机构4来控制绳索2移动，使绳索2与土壤之间形成摩擦，绳索2处于紧致状态，绳索2表面不再光滑，而是填充了土壤。

[0053] 第五，夯实土，以提高土壤与基壳1、绳索2以及穿接腔3之间的摩擦力，进而提高整个桩基结构的抵抗应力能力。

[0054] 在上述安装过程中，绳索网与基壳1、穿接腔3之间形成立体的桩基结构，从多个方向抵抗外界应力，桩基结构内填充的土壤对绳索网有压力，对基壳1以及穿接腔3有摩擦力，
稳定性好，既满足试验新能源风力发电桩的稳定性需求，也无需浇筑灌浆料，拆除时挖除土
壤即可，拆除操作方便，桩基结构未破坏，可重复利用，不产生建筑废料，环保。

[0055] 实施例2

[0056] 一种与实施例1桩基结构配套的新能源风力发电桩，包括实施例1的桩基结构，如桩基结构包括基壳1、绳索2、穿接腔3和调节机构4。基壳1内部具有空腔，基壳1底部是敞口
的，基壳1壳壁是空心结构，壳壁具有硬质的外壳，基壳1的壳壁内穿接有可弯曲的绳索2，绳
索2包括第一端和第二端，第一端固定在穿接腔3外壁，第二端从基壳1壳壁上端穿入，从基
壳1壳壁底部穿出，穿接腔3是空心的，从基壳1壳壁底部穿出的绳索2端部进入穿接腔3后，
并向上移动，直至到基壳1壳壁顶部，所有绳索2第二端在基壳1上方汇合并连接。穿接腔3上
设有用于调节绳索2位置的调节机构4。

[0057] 新能源风力发电桩还包括立柱5、叶片发电机组6，基壳1上安装有立柱5，立柱5上安装有叶片发电机组6，叶片发电机组6采用现有技术的型号结构均可，如微型垂直轴风力
发电机主要是指功率小于100w的垂直轴风力发电机、家用小型风力发电机1000W H型等。

[0058] 需要说明的是，本发明中未特别提及的部件连接关系均默认采用现有技术，由于其不涉及发明点，且为现有技术普遍应用，故不详述结构连接关系。

[0059] 需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘
述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人
员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利
要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0060] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。