CN115489656A - 一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构、工作方法 - Google Patents

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李洪宇
匡丽娜
马卫状
文艺成
杨少波
杨先河
潘建国
王关稳
曹会杰
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Abstract

本发明涉及一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构、工作方法，属于海洋设备技术领域，用于在航行中稳定无人单体帆船，包括两个折叠装置和两个浮体，所述两个浮体各自通过一个折叠装置连接在船体的两侧，浮体的后端设有螺旋桨，内部设有电池舱，一侧设有折叠装置；所述两个浮体各自通过一个折叠装置连接在船体的两侧，浮体的后端设有螺旋桨，内部设有电池舱，一侧设有折叠装置；电推杆运行时可使船体两侧折叠装置折叠或展开，从而带动浮体收起或置入水中。通过此结构和工作方法，即可保证无人单体帆船自身的自扶正能力优良，更加灵活的优点，又可解决其在风力不足时或海面环境恶劣时稳性、耐波性和操纵性差的问题。

Description

一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构、工作方法
技术领域
本发明涉及一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构、工作方法，属于海洋设备技术领域。
背景技术
无人单体帆船以风能作为航行器的驱动力，其突出的特点为低成本运营、长时间运行和长距离航行，被广泛应用于海洋环境监测及海洋数据采集，与海面航行的其他船只相比，其具有尺寸外形小、自扶正能力优良，更加灵活的优点。但因其是单体船的形式，且利用外形较大的帆作为推动装置，不可避免地存在耐波性差、稳性差以及操纵性差的问题。尤其海洋环境不稳定，面临大风大浪时，单体帆船的结构将不能满足工作需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构、工作方法，以解决现有技术中，无人单体帆船稳性弱、耐波性差、操纵性差和无法改变吃水深度的问题。
一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，包括船体、两个折叠装置和两个浮体，所述两个浮体各自通过一个折叠装置连接在船体的两侧，浮体的后端设有螺旋桨，内部设有电池舱，一侧设有折叠装置；
所述折叠装置包括：折叠前臂、折叠后臂、电推杆电机、电推杆、第一转动连接件、第二转动连接件和两个电推杆支架，所述折叠后臂的第一端固定在浮体上，第二端通过第二转动连接件铰连接折叠前臂的第一端，折叠前臂的第二端固定在船体上，电推杆的第一端通过第一电推杆支架铰连接在折叠后臂上，第二端通过第二电推杆支架铰连接在折叠前臂上，所述电推杆还通过第一转动连接件连接电推杆电机，所述电推杆及其连接结构均设在折叠装置的顶部。
优选地，所述浮体包括上端面、侧面、下端面和尾封板，所述上端面的面积大于下端面的面积，上端面和下端面通过侧面连接，浮体的前端为圆角，后端为所述尾封板。
优选地，所述电池舱内部设有电池，顶部设有舱口盖，电池通过电池固定板固定在电池舱中，舱口盖上方设有把手，底部与电池舱的连接处设有舱口盖密封条。
优选地，螺旋桨固定在螺旋桨固定座上，螺旋桨固定座通过固定螺栓固定在尾封板上。
优选地，船体与折叠前臂的连接处设有船体固定支架，所述折叠前臂固定连接所述船体固定支架。
一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构的工作方法，采用所述的一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，包括：
当电推杆处于完全收起状态时，折叠前臂与折叠后臂所在平面构成角度最小，此时为无人单体帆船用折叠浮体推进结构的折叠状态；
当无人单体帆船用折叠浮体推进结构需要置入水中工作时，浮体内安装的电池为电推杆电机提供电源，电推杆电机运行，电推杆由收起状态转变为伸出状态，随电推杆的伸出，折叠后臂带动浮体绕第二转动连接件开始转动，折叠后臂与折叠前臂所在平面构成的夹角变大，当电推杆完全伸出时，折叠后臂与折叠前臂所在平面构成的夹角为180度，此时为折叠附体推进结构的展开状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过在船体两侧增加的折叠浮体推进结构，在需要时可将两侧浮体结构打开置入水中，船体由单体结构变为三体结构，从而提高无人单体帆船的耐波性和稳性，且浮体上携带螺旋桨推进装置，可满足风力不足时或天气状况恶劣特殊情况急需改变航线时以及风帆受到损坏时为帆船提供动力，提高无人帆船的操纵性。不必要时，可将船体两侧浮体收回，变为单体结构，运动时的阻力小，更具有单体船的灵活性和抗倾覆性。本申请的折叠浮体在工作时浮体从空气放入水中，可以带给帆船更大的储备浮力，这意味着帆船的承载能力变强，可以搭载更多的测试设备或货物，另外海水具有较强的腐蚀性，折叠装置在不使用时置入空气中更有利于保护设备安全可靠。
附图说明
图1为浮体和折叠装置结构图；
图2为图1的俯视图；
图3为将图1中的折叠前臂折叠后，将帆船整体逆时针旋转90度，由螺旋桨方向看去的视图；
图4为图1展开状态侧视图；
图5为折叠装置与船体的连接图；
图6为无人单体帆船用折叠浮体推进结构展开图；
图7为图6的折叠图；
附图标记包括：1-浮体，2-上端面，3-侧面，4-尾封板，5-电池，6-舱口盖，7-舱口盖密封条，8-舱口盖把手，9-电池固定板，10-螺旋桨，11-螺旋桨固定座，12-固定螺栓，13-折叠前臂，14-折叠后臂，15-第一转动连接件，16-第二转动连接件，17-电推杆，18-电推杆电机，19-第一电推杆支架，20-第二电推杆支架，21-船体固定支架，22-船体，23-折叠装置，24-电池舱，25-下端面。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，如图1、图2和图6，包括船体22、两个折叠装置23和两个浮体1，所述两个浮体1各自通过一个折叠装置23连接在船体22的两侧，浮体1的后端设有螺旋桨10，内部设有电池舱24，一侧设有折叠装置23；
所述折叠装置23包括：折叠前臂13、折叠后臂14、电推杆电机18、电推杆17、第一转动连接件15、第二转动连接件16和两个电推杆支架，所述折叠后臂14的第一端固定在浮体1上，第二端通过第二转动连接件16铰连接折叠前臂13的第一端，折叠前臂13的第二端固定在船体22上，电推杆17的第一端通过第一电推杆支架19铰连接在折叠后臂14上，第二端通过第二电推杆支架20铰连接在折叠前臂13上，所述电推杆17还通过第一转动连接件15连接电推杆电机18，所述电推杆17及其连接结构均设在折叠装置23的顶部。
所述浮体1包括上端面2、侧面3、下端面25和尾封板4，所述上端面2的面积大于下端面25的面积，上端面2和下端面25通过侧面3连接，浮体1的前端为圆角，后端为所述尾封板4。
所述电池舱24内部设有电池5，顶部设有舱口盖6，电池5通过电池固定板9固定在电池舱24中，舱口盖6上方设有舱口盖把手8，底部与电池舱24的连接处设有舱口盖密封条7。
螺旋桨10固定在螺旋桨固定座11上，螺旋桨固定座11通过固定螺栓12固定在尾封板4上。
如图4、图5和图6，船体22与折叠前臂13的连接处设有船体22固定支架21，所述折叠前臂13固定连接所述船体22固定支架21。
一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构的工作方法，采用所述的一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，包括：
如图3和图7，当电推杆17处于完全收起状态时，折叠前臂13与折叠后臂14所在平面构成角度最小，此时为无人单体帆船用折叠浮体推进结构的折叠状态；
如图1、图4和图6，当无人单体帆船用折叠浮体推进结构需要置入水中工作时，浮体1内安装的电池5为电推杆电机18提供电源，电推杆电机18运行，电推杆17由收起状态转变为伸出状态，随电推杆17的伸出，折叠后臂14带动浮体1绕第二转动连接件16开始转动，折叠后臂14与折叠前臂13所在平面构成的夹角变大，当电推杆17完全伸出时，折叠后臂14与折叠前臂13所在平面构成的夹角为180度，此时为折叠附体推进结构的展开状态。
电池5可为电推杆电机18及螺旋桨10供应电能，还能储藏来自太阳能板的电能，电池固定板9固定电池5，避免无人单体帆船在海上航行时电池5的晃动；舱口盖密封条7材质为三元乙丙，可避免舱口盖6进水；
当折叠浮体推进结构处于展开状态时，浮体1置入水中，浮体结构为一密封结构，表面烤漆处理可提高其耐腐蚀性，且材质为轻质铝合金，具有重量轻的特点，可大大提成无人单体帆船的载重量、浮力。
在无人单体帆船两侧同时加装折叠附体推进结构，其关于船体22中纵面对称，折叠浮体结构处于展开状态时，浮体1置入水中时增加了单体帆船在横向上与海水的接触面积可提高无人单体帆船的横稳性。
折叠浮体1结构处于展开状态时，螺旋桨10浸入水中，可满足在风力不足时或海上大风大浪天气恶劣及其他急需改变航线的情况下可提高无人单体帆船的操纵性。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，其特征在于，包括船体、两个折叠装置和两个浮体，所述两个浮体各自通过一个折叠装置连接在船体的两侧，浮体的后端设有螺旋桨，内部设有电池舱，一侧设有折叠装置；
所述折叠装置包括：折叠前臂、折叠后臂、电推杆电机、电推杆、第一转动连接件、第二转动连接件和两个电推杆支架，所述折叠后臂的第一端固定在浮体上，第二端通过第二转动连接件铰连接折叠前臂的第一端，折叠前臂的第二端固定在船体上，电推杆的第一端通过第一电推杆支架铰连接在折叠后臂上，第二端通过第二电推杆支架铰连接在折叠前臂上，所述电推杆还通过第一转动连接件连接电推杆电机，所述电推杆及其连接结构均设在折叠装置的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，其特征在于，所述浮体包括上端面、侧面、下端面和尾封板，所述上端面的面积大于下端面的面积，上端面和下端面通过侧面连接，浮体的前端为圆角，后端为所述尾封板。
3.根据权利要求2所述的一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，其特征在于，所述电池舱内部设有电池，顶部设有舱口盖，舱口盖上方设有舱口盖把手，底部与电池舱的连接处设有舱口盖密封条。
4.根据权利要求3所述的一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，其特征在于，螺旋桨固定在螺旋桨固定座上，螺旋桨固定座通过固定螺栓固定在尾封板上。
5.根据权利要求4所述的一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，其特征在于，船体与折叠前臂的连接处设有船体固定支架，所述折叠前臂固定连接所述船体固定支架。
6.一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构的工作方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的一种无人单体帆船用折叠浮体推进结构，包括：
当电推杆处于完全收起状态时，折叠前臂与折叠后臂所在平面构成角度最小，此时为无人单体帆船用折叠浮体推进结构的折叠状态；
当无人单体帆船用折叠浮体推进结构需要置入水中工作时，浮体内安装的电池为电推杆电机提供电源，电推杆电机运行，电推杆由收起状态转变为伸出状态，随电推杆的伸出，折叠后臂带动浮体绕第二转动连接件开始转动，折叠后臂与折叠前臂所在平面构成的夹角变大，当电推杆完全伸出时，折叠后臂与折叠前臂所在平面构成的夹角为180度，此时为折叠附体推进结构的展开状态。
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