CN114954845A - 一种小型可折叠太阳能风帆救生艇 - Google Patents

一种小型可折叠太阳能风帆救生艇 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种小型可折叠太阳能风帆救生艇，本发明包括可折叠装置、风帆、薄膜太阳能板、可折叠桅杆、可折叠桅杆绳索、缆绳电机升降系统，所述救生艇外壳黏贴薄膜太阳能板增大太阳能吸附面积，所述风帆附有薄膜太阳能板与可折叠装置连接并整体通过缆绳与电机升降系统连接。升帆过程由电机缆绳系统实现，降帆过程可通过不同劲度系数的弹簧以及重力作用在缆绳电机升降系统的控制下依次折叠太阳能帆实现。所述缆绳电机系统布置在救生艇舱外做防水处理保证其正常运行，所述太阳能风帆在顺风航行时自动升起，在船舶遇险后可提高遇难者存活率，此外，本太阳能风帆系统无需任何充能装置，可完全实现长续航力。

Description

一种小型可折叠太阳能风帆救生艇
技术领域
本发明涉及太阳能利用及船舶与海洋工程领域，尤其涉及一种小型可折叠太阳能风帆救生艇。
背景技术
太阳能、风能是可再生的绿色无污染的能源，在传统化石燃料日趋减少以及我国双碳计划实施的背景下，太阳能、风能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。正在各个领域展现优良性能，目前在远洋船舶救生领域应用甚少，但却极其适合应用在此领域当中，与传统能源相比，太阳能风帆救生艇的续航能力是传统能源无法超越的。以太阳能为动力的可折叠风帆救生艇船舶，目前国内外少有出现，尚无成熟产品。
风帆救生艇的核心是可折叠太阳能风帆升降装置和薄膜太阳能板。国内外现有的太阳能风帆船，风帆部分没有薄膜太阳能板，且只在船身部分布置，或额外增加机械结构支撑太阳能板，对于风帆部分没有进行充分利用，此外，在风帆升降环节，大部分使用人工升降方法，目前还少有自动风帆升降装置，传统方法既费时又费力，因此衍生了一系列技术难题，如太阳能风帆的设计，可折叠系统设计以及升降系统设计等。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种小型可折叠太阳能风帆救生艇。本发明采用的技术手段如下：
一种小型可折叠太阳能风帆救生艇，包括可折叠装置、风帆、薄膜太阳能板、可折叠桅杆、可折叠桅杆绳索、缆绳、电机升降系统，救生艇外壳黏和所述风帆表面均附有薄膜太阳能板，所述风帆与可折叠装置连接并整体通过缆绳与电机升降系统连接。所述可折叠桅杆上设有定滑轮，处于工作状态时，所述可折叠桅杆与船体保持固定，缆绳绕过定滑轮后与电机升降系统相连，升帆过程由电机升降系统实现，降帆过程可通过不同劲度系数的弹簧以及重力作用在电机升降系统的控制下依次折叠帆布来实现。
进一步地，所述薄膜太阳能板分布于所述风帆帆面两侧以及救生艇表面。
进一步地，所述可折叠装置一侧搭载太阳能风帆，另一侧与所述缆绳进行连接，所述太阳能风帆与可折叠装置连接，所述可折叠装置顶端与缆绳连接，底端与可折叠桅杆铰接，可自由转动。
进一步地，所述可折叠装置由特定组件依次铰接并在各个组件之间安装不同劲度系数的弹簧以实现太阳能风帆折叠的有序性，弹簧劲度系数由上到下依次增大，使底部太阳能风帆优先折叠，由下到上依次有序折叠。
进一步地，所述薄膜太阳能板依次进行串联，将转化的电能统一为储能装置充电。
进一步地，所述电机升降系统通过电机座与船体固定，电机通过联轴器与缆绳轴固定，另一端通过轴承座与轴承的配合进而固定缆绳轴的另一端。
进一步地，所述可折叠桅杆搭载所述可折叠装置、太阳能风帆系统，通过缆绳与电机升降系统连接，在风帆未打开状态时，可折叠桅杆置于救生艇前甲板内部处于固定状态，在首次打开太阳能风帆时将可折叠桅杆取出并打开，同时连接各种绳索以及可折叠太阳能风帆，此后控制电机拉动绳索打开太阳能风帆。
本发明具有以下优点：
1、升降帆过程通过可折叠桅杆、电机系统、折叠装置连接太阳能风帆实现自动升降功能，此方案一方面减少了人力消耗，另一方面适应了救生艇完全封闭的特性，无需人员在船尾操帆，极大节约了救生艇空间，使其续航能力较传统救生艇大幅提升。
2、本发明包含薄膜太阳能板为救生艇补充能源，大大延长了救生艇电子设备的持续工作时间，从而增大了环境适应能力以提升遇难人员的生还率。
3、在特定工况下，基于本发明，并不需要考虑航程问题，在超出航程的情况下本发明亦具有可再生能源补充动力，从而使救生艇持续航行到达港口。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明太阳能可折叠风帆救生艇风帆展开正视图。
图2为本发明太阳能可折叠风帆救生艇风帆折叠正视图。
图3为本发明太阳能可折叠风帆救生艇风帆展开侧视图。
图4为本发明太阳能可折叠风帆救生艇风帆展开俯视图。
图5为本发明太阳能可折叠风帆救生艇风帆帆面的薄膜太阳能板布置图。
图6为本发明太阳能可折叠风帆救生艇折叠装置局部视图。
图7为本发明太阳能可折叠风帆救生艇可折叠桅杆初始状态布置图。
图8为本发明缆绳轴缠绕示意图。
图中：1、可折叠桅杆；2、风帆；3、电动螺旋桨；4、缆绳电机；5、缆绳；6、可折叠装置；7、薄膜太阳能板；8、可折叠桅杆绳索；9、轴承座；10、弹簧；11、定滑轮；12、可折叠桅杆底部；13、可折叠桅杆顶部。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
如图1所示，本发明实施例公开了一种小型可折叠太阳能风帆救生艇，包括：可折叠桅杆1、帆布2、电动螺旋桨3、缆绳电机4、可折叠桅杆绳索5、可折叠装置6、薄膜太阳能板7以及救生艇。所述救生艇通过电动螺旋桨3控制行进，薄膜太阳能板给电池充电，电池通过电机带动螺旋桨运转。
所述救生艇外壳黏贴薄膜太阳能板，增大太阳能吸收面积，所述风帆2表面附有薄膜太阳能板7，所述风帆与可折叠装置6连接并整体通过缆绳5与电机升降系统连接。升帆过程由电机升降系统实现，降帆过程可通过不同劲度系数的弹簧10以及重力作用在缆绳电机升降系统的控制下依次折叠帆布实现。本实施例中，风帆部分的薄膜太阳能板采用缝补方法粘贴在帆面上，具体分布如图5所示，帆布底部直到最上端面积无法布置单片薄膜太阳能板为止，太阳能板会依次随着帆布升降装置折叠，折叠后的状态如图2所示；救生艇外壳部分的薄膜太阳能板在船体上打孔后用螺栓固定。
所述电机升降系统布置在救生艇舱外，做防水处理以保证其正常运行，所述可折叠桅杆1初始置于救生艇前甲板内部处于固定状态，在首次打开太阳能风帆时将可折叠桅杆取出并打开，同时连接各种绳索以及可折叠太阳能风帆，所述可折叠太阳能风帆在航行时通过电机系统自动升起，在船舶遇险时，通过薄膜太阳能板为救生艇补充能源，延长救生艇电子设备的持续工作时间，从而提高遇难者存活率。如图7所示，可折叠桅杆包括可折叠桅杆底部12和可折叠桅杆顶部13，所述太阳能风帆救生艇无需任何充能装置，可完全实现长续航力。所述薄膜太阳能板分布于所述风帆帆面两侧以及救生艇表面，所述太阳能风帆与可折叠装置连接，所述可折叠装置顶端与缆绳连接，底端与可折叠桅杆铰接，可自由转动。铰接点处于可折叠桅杆底部约三分之一处，即图1中风帆底部相对于桅杆的位置。
如图6所示，所述可折叠装置由特定组件依次铰接并在各个组件之间安装不同劲度系数的弹簧以实现太阳能风帆折叠的有序性，弹簧劲度系数由上到下依次增大，使底部太阳能风帆优先折叠，由下到上依次有序折叠，所述薄膜太阳能板依次进行串联，将转化的电能统一为储能装置充电，所述电机升降系统通过电机座与船体固定，如图8所示，缆绳电机4通过联轴器与缆绳轴固定，另一端通过轴承座9与轴承的配合进而固定缆绳轴的另一端，在桅杆完全立起时通过卡扣固定，所述可折叠桅杆由可折叠桅杆绳索8连接在船体进行固定并作为支撑体连接电机系统、缆绳、升降装置以及太阳能风帆整个系统，保证此系统正常工作。
如图3、图4所示，当帆布需要升起时，电机正转拉动缆绳通过可折叠桅杆上的定滑轮11拉起折叠装置从而带动太阳能风帆帆布达到指定高度，另在顶部设有一卡扣结构，用以固定折叠装置与太阳能风帆整体在水平方向的位移；相反，风帆需要降落时，电机反转放下缆绳，折叠装置在重力以及弹簧拉力作用下克服卡扣在重力方向的阻力而下降，此外，为使太阳能风帆有序折叠，折叠装置由四节特定结构组成，每节与每节之间设有不同劲度系数的弹簧，由上到下劲度系数依次增大，即底部风帆部分优先折叠，顺序为从下到上，随后利用限位装置固定折叠装置顶部位置，进而固定太阳能风帆整体，防止回弹。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种小型可折叠太阳能风帆救生艇，其特征在于，包括：可折叠装置、风帆、薄膜太阳能板、可折叠桅杆、可折叠桅杆绳索、缆绳、电机升降系统，所述救生艇外壳和所述风帆表面均附有薄膜太阳能板，所述风帆与可折叠装置连接并整体通过缆绳与电机升降系统连接，所述可折叠桅杆上设有定滑轮，处于工作状态时，所述可折叠桅杆与船体保持固定，缆绳绕过定滑轮后与电机升降系统相连，升帆和降帆过程均由电机升降系统实现，其中，降帆过程通过不同劲度系数的弹簧配合重力作用依次折叠帆布实现。
2.根据权利要求1所述的小型可折叠太阳能风帆的救生艇，其特征在于，所述薄膜太阳能板附于所述风帆帆面两侧及救生艇表面。
3.根据权利要求1所述的小型可折叠太阳能风帆救生艇，其特征在于，所述可折叠装置一侧搭载太阳能风帆，另一侧与所述缆绳进行连接。
4.根据权利要求1所述的小型可折叠太阳能风帆救生艇，其特征在于，所述薄膜太阳能板依次进行串联，将转化的电能统一为储能装置充电。
5.根据权利要求1所述的小型可折叠太阳能风帆救生艇，其特征在于，所述可折叠桅杆搭载所述可折叠装置、风帆并与电机升降系统连接，在首次打开太阳能风帆时将可折叠桅杆取出并打开，同时连接各种绳索以及可折叠太阳能风帆，此后控制电机拉动绳索打开太阳能风帆。
6.根据权利要求1所述的小型可折叠太阳能风帆救生艇，其特征在于，每一节可折叠装置上都装有不同劲度系数的弹簧，以保证每节太阳能风帆按顺序折叠。
7.根据权利要求6所述的小型可折叠太阳能风帆救生艇，其特征在于，弹簧劲度系数由上到下依次增大。
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