CN112636683A - 一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置,该装置主要由柔性太阳能板结构,拱形支架结构,回收箱结构三部分组成。该装置在工作时将太阳能板展开成拱形,增大太阳能板的感光面积,增大了太阳能的利用率;拱形支架设计为可收放形式,在拱形支架的下部安装有舵机,在工作时控制舵机将拱形支架升起,工作接收后控制舵机将拱形支架收至船艇甲板之上;回收箱结构内部装有电机和收放机构,电机为太阳能板的收放提供动力,收放机构用于回收太阳能板。该装置根据接收到的客户端控制指令,进行工作状态的转变,实现太阳能板的自主收放,减少了太阳能板搭载装置在无人船航行过程中的对无人艇航行性能的影响。

Description

一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置
技术领域
本发明涉及一种无人艇载太阳能板搭载装置,更具体的,涉及一种可自主收放的太阳能板搭载装置。
背景技术
无人水面艇作为一种新型海洋作业平台,凭借其自主化、小型化、功能多样化等特点,近些年已成为各国海洋战略研究的热点。动力源是无人艇航行的关键,小型水面无人艇大多以电能为主要动力能源,这使得无人艇的航行时间受到电源电压的限制,续航能力有限,不能够执行长时间的作业任务。将太阳能发电系统应用于无人艇,大大提升了无人艇的续航能力,而现有的太阳能板搭载装置多为固定装置,不可自主收放,且太阳能电池板多采用刚性太阳能板;不可自主收放的太阳能板搭载装置和体积大重量大的刚性太阳能板,增加了无人艇航行时的阻力。因此设计一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置尤为重要。
发明内容
现有的太阳能板搭载装置多为固定装置,不可自主收放,且太阳能电池板多采用刚性太阳能板;不可自主收放的太阳能板搭载装置和体积大重量大的刚性太阳能板,增加了无人艇航行时的阻力。为解决上述问题本发明设计了一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置,该装置工作时可自动将太阳能板展开,待工作结束后可自动将太阳能板回收至回收箱,并能将太阳能板支架收于甲板之上,减少了太阳能板搭载装置对无人艇航行性能的影响。
具体的,本发明通过以下方案实现上述目的:
本发明设计及了一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置,该装置主要由太阳能板结构,拱形支架结构,回收箱结构三部分组成。
太阳能板结构由柔性太阳能板、支撑骨架、绳索固定环、滚轮和帆布底衬五部分组成。滚轮和绳索固定环安装在柔性太阳能板组块的支撑骨架骨的两端,将绳索的一端固定在绳索固定环上;绳索的另一端穿过拱形支架的滑道,绕过拱形支架顶端的滚轴回拉至回收箱,固定于回收箱的绳索收放装置,用于控制太阳能板的展开与回收。太阳能板工作时,通过控制回收箱的电机,绳索拉动太阳能板结构的绳索固定环将太阳能板沿拱形支架展开,柔性太阳能板支撑骨架两端的滚轮嵌入拱形支架的滑道,对太阳能板起到固定支撑的作用。
回收箱结构由电机、绳索收放装置、太阳能板收放卷筒、导引装置、箱体和转轴六部分组成。电机为太阳能板的展开与回收提供动力。太阳能板的非绳索固定端固定在太阳能板收放卷筒上。该装置由非工作状态转换至工作状态时,控制电机转动,绳索收放装置收缩绳索,太阳能板收放卷筒释放太阳能板,将太阳能板沿拱形支架展开;太阳能发电系统工作结束后,控制电机旋转,绳索收放装置释放绳索,太阳能板收放卷筒将太阳能板结构卷于卷筒之上,将太阳能板沿拱形支架回收至回收箱中。导引装置用于太阳能板升起时将滚轮引导至拱形支架的滑道内,内部的绳索导引环用于绳索的导引,避免在太阳能板的升降过程中绳索与柔性太阳能结构两端的滚轮等部件的缠绕。
拱形支架结构由舵机、滚轴、支架主体三部分组成。将支架设计为拱形大大增大了太阳能板的感光面积,提高了太阳能的利用率。该支架内部设计有十字形滑道,用于固定柔性太阳能板机构上的滚轮;支架的顶部装有滚轴,用于绳索的回拉;舵机安装在支架下部的两侧,用于控制支架的升降,该装置工作时舵机旋转将支架升起,工作结束后,舵机旋转将支架放置与于船体甲板平行状态。
附图说明
图1为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的太阳能板结构示意图;
图2为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的回收箱结构示意图;
图3为本明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的拱形支架结构示意图;
图4为本明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的拱形支架结构顶端滚轴安装示意图;
图5为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的太阳能板搭载装置工作状态主视图;
图6为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的太阳能板搭载装置工作状态侧视图;
图7为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的太阳能板搭载装置工作状态俯视图;
图8为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的太阳能板搭载装置非工作状态主视图;
图9为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的太阳能板搭载装置非工作状态侧视图;
图10为本发明可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置的太阳能板搭载装置非工作状态俯视图。
附图标记说明如下:
1.柔性太阳能板,2.支撑股价,3.绳索固定环,4.滚轮,5.帆布底衬, 6.电机,7.绳索收放装置,8.绳索导引环,9.太阳能板收放卷筒,10.导引装置, 11.回收箱箱体,12.转轴,13.舵机,14.滚轴,15拱形支架主体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
本发明设计了一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置,该装置包括太阳能板结构、回收箱结构和拱形支架结构三个部分。
太阳能板结构如图1所示,其中1为柔性太阳能板,2为支撑骨架,3 为绳索固定环,4为滚轮,5为帆布底衬。所述柔性太阳能板1等间隔固定在帆布底衬5上,所述支撑骨架2固定在柔性太阳能板1间隔处的帆布底衬5 上,绳索固定环3固定在太阳能板结构顶端的支撑骨架2的两端,滚轮4固定在其余的支撑骨架2的两端;
回收箱结构如图2所示,其中6为电机,7为绳索收放装置,8为绳索导引环,9为太阳能板收放卷筒,10为导引装置,11为回收箱箱体,12为转轴。所述电机6安装于回收箱箱体11的内壁,所述转轴12与电机6相连并穿过导引装置10,所述绳索收放装置7与太阳能板收放卷筒9均固定在转轴之上,所述导引装置固定于箱体下部,所述绳索导引环8焊接在导引装置10内壁;
拱形支架结构如图3所示,其中13为舵机,14为滚轴,15为拱形支架主体。所述舵机13安装在拱形支架两侧,所述支架主体15内有滑道,所述滚轴14位于拱形支架顶端的滑道内。
本发明的拱形支架结构与回收箱结构通过导引装置10相连接,将绳索的一端固定于太阳能板结构的绳索固定环3,绳索的另一端穿过拱形支架结构的滑道,绕过拱形支架顶端的滚轴14回拉至回收箱并穿过绳索导引环8固定于回收箱内的绳索收放装置7,柔性太阳能板结构的非绳索固定端的帆布底衬固定于回收箱结构内部的太阳能板收放卷筒9。通过回收箱结构内的电机6 和转轴12的转动带动绳索收放装置7和太阳能板收放卷筒9控制太阳能板的展开与回收。通过拱形支架结构两侧的舵机13控制拱形支架的升降。
该装置由非工作状态到工作状态的工作过程如下:
1.拱形支架两侧的舵机13控制拱形支架升起至与控制台垂直状态;
2.回收箱内的电机6转动,带动转轴12,控制绳索收放装置7收缩绳索拉动柔性太阳能版结构两端的绳索固定环3,同时太阳能板收放卷筒9释放太阳能板,使太阳能板结构两端的滚轮4通过导引装置10嵌入拱形支架的滑道内,柔性太阳能板沿拱形支架展开,直至绳索固定端位于拱形支架顶端,即太阳能板完全展开,电机6停止工作。
该装置由工作状态到非工作状态的工作过程如下:
1.回收箱内的电机6转动,带动转轴12,控制绳索收放装置7释放绳索同时太阳能板收放卷筒9将太阳能板卷起,使太阳能板结构两端的滚轮4通过导引装置10进入回收箱,柔性太阳能板通过太阳能板收放卷筒9被完全卷起,直至全部太阳能板已被回收,电机6停止工作。
2.拱形支架两侧的舵机13控制拱形支架降落至与控制台水平状态。
综上所述,本发明提供了一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置。区别于传统的太阳能板搭载装置,本发明采用柔性太阳能板,与刚性太阳能板相比,柔性太阳能板更加轻薄,采用多块面积较小的柔性太阳能板组合固定在帆布底衬上,便于太阳板的回收;将太阳能板的支架设计成拱形,增大太阳能板的感光面积,提高了能源的利用率;此外,该装置可根据工作需求自主收放;与传统的太能板搭载装置相比,该装置更加的轻便,可应用于各种型号的无人艇,局限性小,该装置具有自主收放功能,此太阳能板搭载装置可以根据控制中心发出的指令以完成装置的自动收放工作,减少了在非工作状态下太阳能板对无人船航行性能的影响。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是便于读者理解,附图中的模块或流程不一定是实施本发明所必须的。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (1)

1.一种可自主收放的无人艇载太阳能板搭载装置,包括柔性太阳能板结构、回收箱结构和拱形支架结构;所述柔性太阳能板结构两端装有滚轮,太阳能板展开过程中,柔性太阳板结构两端的滚轮嵌入拱形支架的滑道内;所述拱形支架通过回收箱结构的导引装置与回收箱连接;所述拱形支架可通过支架两端的舵机控制支架的起落;所述回收箱结构内部装有电机为太阳能板的升降提供动力,并可在工作结束后将太阳能板收纳至箱体内部;
所述柔性太阳能板结构包括柔性太阳能板、支撑骨架、绳索固定环、滚轮和帆布底衬;所述柔性太阳能板等间隔固定于帆布底衬之上,所述支撑骨架安装于柔性太阳能板间隔的帆布底衬之上,所述绳索固定环固定在帆布底衬顶端的支撑骨架的两端,滚轮安装在其余支撑骨架的两端;
所述回收箱结构包括箱体、电机、绳索收放装置、导引装置、转轴和太阳能板收放卷筒;所述电机安装于箱体内壁,所述转轴与电机相连并穿过导引装置,所述绳索收放装置与太阳能板收放卷筒固定在转轴之上,所述导引装置固定于箱体下部,所述导引装置内壁设有绳索导引环;
所述拱形支架结构包括舵机、滚轴和支架主体;所述舵机固定在拱形支架两侧,所述支架主体内有滑道,所述滚轴位于拱形支架顶端的滑道内。
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