CN113482848B - 一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人帆船技术领域，特别涉及一种风力发电及动力调控装置。一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，包括：限位架，其中一组限位架固定连接有发电机，另一组限位架通过轴承连接有定位轴；折叠机构，其包含支撑杆以及挡片，并在相邻两组挡片之间通过设置合页连接；以及收卷机构，其包含定位轴以及连动盘，且两组连动盘之间设置限位杆。本发明通过在两组连动盘，并在连动盘之间设置限位杆，能够根据需要自由的调节挡风板的展开程度，从而提高发电设备的适用性；另一方面，本发明通过在限位架的外部设置夹板，并夹板之间设置外丝杆和套筒，不但能够降低装置安装的难度，同时还方便对装置进行调整，进一步提高装置的适用性。

Description

一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置
技术领域
本发明涉及无人帆船技术领域，特别涉及一种风力发电及动力调控装置。
背景技术
帆船是利用风能作为动力的海上交通工具，相较于其它海上交通工具，它具有节能、环保和无污染等特点，对环境保护和能源控制都具有重要意义。因此，帆船尤其是无人帆船极富研究价值；
目前，现有的无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置在使用时存在一定的缺陷，如专利申请号：“CN201711135102.4”提供的：一种可风力发电及动力调控的装置、无人帆船，其中指出通过风机叶片调动发电机旋转，从而进行发电，但是由于风机叶片为硬质材料，且无法减小旋转时的风阻，因此在风机叶片旋转时，顺风旋转一侧的风机叶片被风力吹动，做有用功，而逆风旋转一侧的风机叶片逆风旋转，做无用功，从而导致风力被分散，不但影响风力的转化效率，同时产生一定的阻力，使得帆船受到风力的影增大。
发明内容
本发明的目的是：为有效解决背景技术中的问题，提供一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置。
本发明的技术方案是：一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，包括：
两组相互平行的限位架，其中一组限位架固定连接有发电机，另一组限位架通过轴承连接有定位轴，且定位轴与发电机之间通过轴承连接有用于挡风的挡风板。
折叠机构，其包含连接在定位轴与发电机之间的支撑杆以及挡风板，挡风板等间距连接在支撑杆的外部，支撑杆与安装在其中一组所述限位架上的发电机连接；挡风板包括：多组首尾相连的挡片与合页，相邻两组挡片之间通过设置合页连接，挡片的形状弧形，且合页连接在挡片靠近内侧的一面。
收卷机构，其包含连接在另一组限位架的外部通过轴承连接定位轴以及分别连接在定位轴和发电机外部的连动盘，且两组连动盘之间设置多组用于对挡风板进行限位的限位杆，并在支撑杆的一端设置用于驱动连动盘旋转的自锁电机。
挡风板位于相邻两组限位杆之间的间隙中，且两组连动盘分别通过轴承与定位轴和发电机连接；连动盘的中心处设置有固定杆，且连动盘通过其中心处的固定杆与安装在支撑杆一端的自锁电机连接。
优选的，两组所述限位架之间通过轴承连接有轴杆，并在轴杆的外部设置风帆。
优选的，所述限位架顶部连接限位柱，且限位柱的内部放置有两组交叉放置的夹板，其中，夹板包含延伸杆以及连接在延伸杆一端的限位夹，且两组延伸杆之间通过设置转动轴连接，并在延伸杆远离限位夹的一端连接外丝杆，且两组外丝杆之间相对的一端通过螺纹连接有套筒。
优选的，所述外丝杆通过转轴与延伸杆的内侧连接。
优选的，所述套筒和外丝杆之间通过螺纹连接，且套筒的外部设置有防滑螺纹。
优选的，所述限位夹的内侧连接防滑垫，且限位夹呈半圆形。
优选的，所述限位夹的一端连接有预留板，且预留板上设置卡扣。
有益效果：1.本发明通过在相邻两组挡片之间设置合页，能够使逆风的一侧发生收缩，从而经一部提高风能的利用率。
2.本发明通过在两组连动盘，并在连动盘之间设置限位杆，能够根据需要自由的调节挡风板的展开程度，从而提高发电设备的适用性。
3.本发明通过在限位架的外部设置夹板，并夹板之间设置外丝杆和套筒，不但能够降低装置安装的难度，同时还方便对装置进行调整，进一步提高装置的适用性。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明去除风帆后的结构图；
图3为本发明中挡风板安装结构图；
图4为本发明中连动盘和限位杆的结构图；
图5为本发明中挡风板和支撑杆的截面图；
图6为本发明中挡风板的截面图；
图7为本发明中定位轴和连动盘的结构图；
图8为本发明中限位架的结构图；
图9为本发明中夹板的结构图。
图中：1-限位架；2-挡风板；21-挡片；22-合页；3-定位轴；4-连动盘；5-限位杆；6-固定杆；7-发电机；8-限位柱；9-延伸杆；10-限位夹；11-转动轴；12-外丝杆；13-套筒；14-风帆。
具体实施方式
实施例1，一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，包括：
两组相互平行的限位架1，其中一组限位架1固定连接有发电机7，另一组限位架1通过轴承连接有定位轴3，且定位轴3与发电机7之间通过轴承连接有用于挡风的挡风板2。
折叠机构，其包含连接在定位轴3与发电机7之间的支撑杆以及挡风板2，挡风板2等间距连接在支撑杆的外部，支撑杆与安装在其中一组所述限位架1上的发电机7连接；挡风板2包括：多组首尾相连的挡片21与合页22，相邻两组挡片21之间通过设置合页22连接。
收卷机构，其包含连接在另一组限位架1的外部通过轴承连接定位轴3以及分别连接在定位轴3和发电机7外部的连动盘4，且两组连动盘4之间设置多组用于对挡风板2进行限位的限位杆5，并在支撑杆的一端设置用于驱动连动盘4旋转的自锁电机。
参照图1所示，两组限位架1之间通过轴承连接有轴杆，并在轴杆的外部设置风帆14。
通过在限位架1之间设置风帆14，能够根据风向进行调整，从而提高分离转化的稳定性。
参照图3和图4，连接在支撑杆外部的挡风板2位于相邻两组限位杆5之间的间隙中，且两组连动盘4分别通过轴承与定位轴3和发电机7连接。
通过在两组连动盘4之间设置限位杆5，并将挡风板2限制在限位杆5之间，能够提高挡风板2在受风力吹动时的稳定性，从而防止挡风板2受风力影响而发生变形。
参照图7所示，连动盘4的中心处设置有固定杆6，且连动盘4通过其中心处的固定杆6与安装在支撑杆一端的自锁电机连接。
通过在支撑杆的一端设置自锁电机，能够调动连动盘4进行旋转，从而调整挡风板2的展开程度，因此可以根据风力的大小以及受力需要，调整发电机7风力转化的效率。
参照图5和图6，挡片21的形状弧形，且合页22连接在挡片21靠近内侧的一面。
通过将挡片21设计呈弧形，使得顺风转动一侧挡风板2的阻力增大，同时通过在相邻挡片21之间设置合页22，使得逆风转动一侧挡风板2的阻力减小，从而减小无用功。
参照图8和图9所示，限位架1顶部连接限位柱8，且限位柱8的内部放置有两组交叉放置的夹板，其中，夹板包含延伸杆9以及连接在延伸杆9一端的限位夹10，且两组延伸杆9之间通过设置转动轴11连接，并在延伸杆9远离限位夹10的一端连接外丝杆12，且两组外丝杆12之间相对的一端通过螺纹连接有套筒13。
参照图9，外丝杆12通过转轴与延伸杆9的内侧连接。通过将转轴将外丝杆12和延伸杆9连接，使得外丝杆12能够在延伸杆9旋转时与其进行相对运动。
参照图9，套筒13和外丝杆12之间通过螺纹连接，且套筒13的外部设置有防滑螺纹。
通过在两组外丝杆12之间设置套筒13，能够根据需要自由调节外丝杆12的伸出长度，同时从而调整限位夹10之间的间距。
参照图9，限位夹10的内侧连接防滑垫，且限位夹10呈半圆形。通过在限位夹10的内侧设置防滑垫，能够防止固定后，限位夹10与桅杆发生相对滑动。
参照图9，限位夹10的一端连接有预留板，且预留板上设置卡扣。通过在限位夹10一侧设置预留板，并在预留板上设置卡扣，能够提高限位夹10与桅杆之间连接的稳定性。
使用时，当空气向装置方向吹动时，由于风帆14的挡风效果，使得风帆14与风向平行，此时位于风帆14两侧的挡风板2受风力影响发生旋转，旋转时，顺风旋转一侧的挡风板2阻挡风的移动(由于合页22安装在挡片21的内侧，挡片21的另一侧无合页22，且挡片21之间相互挤压，使得挡片21无法反向旋转)，由于挡风板2由挡片21和连接在相邻挡片21之间的合页22，且合页22位于挡片21内侧，因此逆风旋转一侧的挡风板2在分离作用下，挡片21以合页22为轴向内收缩，从而减小挡风板2展开的程度，由此减小逆风方向挡风板2对风的阻力，所以在挡风板2使用时，能够大幅度减小无用功的产生。
当需要增大挡风板2的展开程度时，通过控制支撑杆内部的自锁电机调动其中一个连动盘4，沿挡风板2收卷方向相反的反向旋转，使得收卷在支撑杆外部的挡风板2向伸出，形成如图3所示形状，同理当需要减小挡风板2展开程度时，可控制自锁电机反向旋转，将挡片21向支撑杆方向收卷。
实施例2，参照图1-7所示，一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，包括：
两组相互平行的限位架1，其中一组限位架1固定连接有发电机7，另一组限位架1通过轴承连接有定位轴3，且定位轴3与发电机7之间通过轴承连接有用于挡风的挡风板2。
折叠机构，其包含连接在定位轴3与发电机7之间的支撑杆以及挡风板2，挡风板2等间距连接在支撑杆的外部，支撑杆与安装在其中一组所述限位架1上的发电机7连接；挡风板2包括：多组首尾相连的挡片21与合页22，相邻两组挡片21之间通过设置合页22连接。
收卷机构，其包含连接在另一组限位架1的外部通过轴承连接定位轴3以及分别连接在定位轴3和发电机7外部的连动盘4，且两组连动盘4之间设置多组用于对挡风板2进行限位的限位杆5，并在支撑杆的一端设置用于驱动连动盘4旋转的自锁电机。
参照图1所示，两组限位架1之间通过轴承连接有轴杆，并在轴杆的外部设置风帆14。
通过在限位架1之间设置风帆14，能够根据风向进行调整，从而提高分离转化的稳定性。
参照图3和图4，连接在支撑杆外部的挡风板2位于相邻两组限位杆5之间的间隙中，且两组连动盘4分别通过轴承与定位轴3和发电机7连接。
通过在两组连动盘4之间设置限位杆5，并将挡风板2限制在限位杆5之间，能够提高挡风板2在受风力吹动时的稳定性，从而防止挡风板2受风力影响而发生变形。
参照图7所示，连动盘4的中心处设置有固定杆6，且连动盘4通过其中心处的固定杆6与安装在支撑杆一端的自锁电机连接。
通过在支撑杆的一端设置自锁电机，能够调动连动盘4进行旋转，从而调整挡风板2的展开程度，因此可以根据风力的大小以及受力需要，调整发电机7风力转化的效率。
参照图5和图6，挡片21的形状弧形，且合页22连接在挡片21靠近内侧的一面。
通过将挡片21设计呈弧形，使得顺风转动一侧挡风板2的阻力增大，同时通过在相邻挡片21之间设置合页22，使得逆风转动一侧挡风板2的阻力减小，从而减小无用功。
参照图8和图9所示，限位架1顶部连接限位柱8，且限位柱8的内部放置有两组交叉放置的夹板，其中，夹板包含延伸杆9以及连接在延伸杆9一端的限位夹10，且两组延伸杆9之间通过设置转动轴11连接，并在延伸杆9远离限位夹10的一端连接外丝杆12，且两组外丝杆12之间相对的一端通过螺纹连接有套筒13。
参照图9，外丝杆12通过转轴与延伸杆9的内侧连接。通过将转轴将外丝杆12和延伸杆9连接，使得外丝杆12能够在延伸杆9旋转时与其进行相对运动。
参照图9，套筒13和外丝杆12之间通过螺纹连接，且套筒13的外部设置有防滑螺纹。
通过在两组外丝杆12之间设置套筒13，能够根据需要自由调节外丝杆12的伸出长度，同时从而调整限位夹10之间的间距。
参照图9，限位夹10的内侧连接防滑垫，且限位夹10呈半圆形。通过在限位夹10的内侧设置防滑垫，能够防止固定后，限位夹10与桅杆发生相对滑动。
参照图9，限位夹10的一端连接有预留板，且预留板上设置卡扣。通过在限位夹10一侧设置预留板，并在预留板上设置卡扣，能够提高限位夹10与桅杆之间连接的稳定性。
装置安装时，先旋转连接在外丝杆12之间的套筒13，由于套筒13与外丝杆12之间通过螺纹连接，因此在旋转套筒13时，使得延伸杆靠近套筒13的一端收缩，又由于延伸杆9中心处设置有转动轴11，因此在延伸杆9一端旋转时，位于延伸杆9另一端的限位夹10向桅杆方向移动，从而将桅杆夹住，之后，安装在限位夹10另一侧的延伸板合并，再由延伸板9上的卡扣将限位夹10的另一端固定起来，从而时装置与无人机的桅杆紧密连接。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，其特征在于，包括：
两组相互平行的限位架(1)，其中一组限位架(1)固定连接有发电机(7)，另一组限位架(1)通过轴承连接有定位轴(3)；
折叠机构，其包含连接在定位轴(3)与发电机(7)之间的支撑杆以及挡风板(2)，挡风板(2)等间距连接在支撑杆的外部，支撑杆与安装在其中一组所述限位架(1)上的发电机(7)连接；挡风板(2)包括：多组首尾相连的挡片(21)与合页(22)，相邻两组挡片(21)之间通过设置合页(22)连接，挡片(21)的形状弧形，且合页(22)连接在挡片(21)靠近内侧的一面；
收卷机构，其包含连接在另一组限位架(1)的外部通过轴承连接定位轴(3)以及分别连接在定位轴(3)和发电机(7)外部的连动盘(4)，且两组连动盘(4)之间设置多组用于对挡风板(2)进行限位的限位杆(5)，并在支撑杆的一端设置用于驱动连动盘(4)旋转的自锁电机；
挡风板(2)位于相邻两组限位杆(5)之间的间隙中，且两组连动盘(4)分别通过轴承与定位轴(3)和发电机(7)连接；连动盘(4)的中心处设置有固定杆(6)，且连动盘(4)通过其中心处的固定杆(6)与安装在支撑杆一端的自锁电机连接。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，其特征在于：两组所述限位架(1)之间通过轴承连接有轴杆，并在轴杆的外部设置风帆(14)。
3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，其特征在于：所述限位架(1)顶部连接限位柱(8)，且限位柱(8)的内部放置有两组交叉放置的夹板，其中，夹板包含延伸杆(9)以及连接在延伸杆(9)一端的限位夹(10)，且两组延伸杆(9)之间通过设置转动轴(11)连接，并在延伸杆(9)远离限位夹(10)的一端连接外丝杆(12)，且两组外丝杆(12)之间相对的一端通过螺纹连接有套筒(13)。
4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，其特征在于：所述外丝杆(12)通过转轴与延伸杆(9)的内侧连接。
5.根据权利要求3所述的一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，其特征在于：所述套筒(13)和外丝杆(12)之间通过螺纹连接，且套筒(13)的外部设置有防滑螺纹。
6.根据权利要求3所述的一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，其特征在于：所述限位夹(10)的内侧连接防滑垫，且限位夹(10)呈半圆形。
7.根据权利要求3所述的一种无人驾驶帆船用风力发电及动力调控装置，其特征在于：所述限位夹(10)的一端连接有预留板，且预留板上设置卡扣。
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