CN108557047A - 一种小型无人船风力推进装置 - Google Patents

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韩康
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Abstract

本发明提供一种小型无人船风力推进装置，包括立柱、设置在立柱上端的支撑壳、设置在支撑壳内的风力叶片主轴、设置在风力叶片主轴上的风力叶片、设置在立柱内的竖直传动轴，立柱与支撑壳之间设置有轴承，风力叶片主轴上安装有锥齿轮一，传动轴的上端伸入至支撑壳内且设置有与锥齿轮一啮合的锥齿轮二，竖直传动轴的下端伸入至小型无人船内且下端安装有中间齿轮，小型无人船内还设置有两个水平传动轴，每个水平传动轴的两端分别安装有传递齿轮一和传递齿轮二，两个传递齿轮一均与中间齿轮啮合，两个传递齿轮二分别与对应的传递齿轮三啮合，且两个传递齿轮三分别设置在小型无人船的两个螺旋桨轴上。本发明结构简单稳定，效率高，易制造，经济性好。

Description

一种小型无人船风力推进装置
技术领域
本发明涉及一种小型无人船风力推进装置，属于船舶推进技术领域。
背景技术
目前，在小型无人船上，电力驱动被广泛采用，电力来源一方面为船舶自带电池，另一方面可由太阳能电池板提供。但是由于电力驱动存在一些不足，在自带电池的无人船上，由于受到电池容量的限制，致使无人船在续航方面存在不足，而使用太阳能电池板的无人船，制造复杂，对技术和经济都提出了较高的要求，在这种情况下，风力便成为小型无人船的动力选择。
现有技术中的风力推进装置，是先将风能转化为电能，再将电能转为推动螺旋桨旋转的机械能。在这个过程中存在两方面的不足，一方面能量转化过程存在着能量损失；另一方面，是将风能转化为电能的风机构造复杂，价格高昂。因而开发一种经济有效风力推进装置是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种小型无人船风力推进装置。
本发明的目的是这样实现的：包括设置在小型无人船上的立柱、设置在立柱上端的支撑壳、设置在支撑壳内的风力叶片主轴、设置在风力叶片主轴上的三个风力叶片、设置在立柱内的竖直传动轴，所述立柱与支撑壳之间设置有轴承，所述风力叶片主轴上安装有锥齿轮一，所述传动轴的上端伸入至支撑壳内且其上设置有与锥齿轮一啮合的锥齿轮二，所述竖直传动轴的下端伸入至小型无人船内且下端安装有中间齿轮，所述小型无人船内还设置有两个水平传动轴，每个水平传动轴的两端分别安装有传递齿轮一和传递齿轮二，两个传递齿轮一均与中间齿轮啮合，两个传递齿轮二分别与对应的传递齿轮三啮合，且两个传递齿轮三分别设置在小型无人船的两个螺旋桨轴上。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述支撑壳上还设置有风向标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明所述的风力叶片通过所述能量传递装置直接与螺旋桨相连接，所以本发明较传统风力推进装置有以下优点：
1.将风能直接转化为推动螺旋桨旋转的机械能，能量利用率高；
2.在不同的风向情况下，可以通过风标和轴承改变风力叶片平面位置，最大程度上利用风力；
3.本发明的结构简单，易制造和维护，经济可靠。
综上所述，本发明在无人船推进领域有着广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的风力推进装置的结构示意图；
图2为本发明的风力叶片支撑机构示意图；
图3为本发明的应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图3，本发明包括：三个风力叶片100a、100b、100c；风力叶片主轴101；风力叶片所在的平面与风向垂直以使风力叶片受到的风力最大，风力叶片主轴与所述的风力叶片耦合，并且轴线垂直于所述风力叶片所在的平面，能够随风力叶片一同旋转；风力叶片支撑旋转机构由风力叶片支撑壳201、立柱202、风力叶片主轴包套203、轴承204、风标向205、轴承206组成，所述的风力叶片主轴包套用于围蔽风力叶片主轴，所述的风力叶片支撑壳用于安装所述的风力叶片；所述的立柱用于承载所述的风力叶片支撑壳，并能使的风力叶片支撑壳在立柱上旋转；多个轴承部分安装在风力叶片支撑壳内部，用于固定所述的风力叶片主轴并且和所述的能量传递机构耦合；部分安装在所述的立柱上部，用于使风力叶片支撑壳能够在立柱上旋转；部分安装在所述的立柱中部和下部，与所述的能量传递机构相耦合，风力叶片支撑旋转机构用于承载风力叶片，并且风力叶片支撑壳能够在承受风力的风力叶片的作用下旋转；能量传递机构包括中间齿轮301、水平传动轴302和竖直传动轴303、两个同时与中间齿轮啮合的传递齿轮一3、两个分别与传递齿轮一啮合的传递齿轮二4、两个分别和传递齿轮二啮合的传递齿轮三5，且两个传递齿轮三分别设置在两个螺旋桨轴6上，能量传递机构与风力叶片主轴相耦合，用于将风力叶片产生的动能传递到螺旋桨并驱动螺旋桨旋转；风力叶片主轴与竖直传动轴之间通过锥齿轮一1和锥齿轮二2的啮合实现运动的传递。
在图2所述的风力叶片支撑旋转机构中，包括轴承206和风向标205，用于控制风力叶片所在平面的位置。轴承206的存在使得风力叶片支撑壳能够绕立柱202旋转。如果风向没有平行风标205所在的平面，那么风标会在风力的作用下旋转，直到风向与风标所在的平面平行，也就使得风力叶片所在的平面与风向垂直，风力叶片所受的风力最大。
本发明的小型无人船400配备有备用的发动机，以保证在没有风力的情况下，无人船也可以航行。
所述风力叶片支撑壳为半椭球形壳体；并且，所述的风力叶片主轴包套和多个轴承与所述的风力叶片支撑壳相耦合，所述的风力叶片支撑壳和所述的立柱相耦合。所述的能量传递机构包括：多个传动轴和多个锥齿轮；锥齿轮一个安装在所述的的风力叶片主轴末端，为主动齿轮；另一个与所述的主动齿轮啮合，为从动齿轮，并且与竖直传动轴连接；水平传动轴用于连接所述的风叶主轴、竖直传动轴和螺旋桨，驱动螺旋桨旋转；所述水平传动轴有两个且分别与齿轮箱连接后连接螺旋桨轴，驱动螺旋桨旋转；齿轮箱用于调节传动轴的转速
综上，本发明属于舶推进技术领域。小型无人船风力推进装置，将风能直接转为推动螺旋桨旋转的机械能，减少能量损耗；风力叶片由支撑旋转机构支撑，并且风力叶片支撑壳可以在风力叶片作用下在立柱上旋转，风标用于调整风力叶片所在的平面，使得风力叶片所受的风力总是最大；能量传递机构将风力叶片主轴和螺旋桨联系在一起，中途没有能量的转化以减少能量损失。本发明适用作为小型无人船的推进装置，具有结构简单稳定，效率高，易制造，经济性好等优点，在以后的无人船领域有着很好的应用前景。

Claims (2)

1.一种小型无人船风力推进装置，其特征在于：包括设置在小型无人船上的立柱、设置在立柱上端的支撑壳、设置在支撑壳内的风力叶片主轴、设置在风力叶片主轴上的三个风力叶片、设置在立柱内的竖直传动轴，所述立柱与支撑壳之间设置有轴承，所述风力叶片主轴上安装有锥齿轮一，所述传动轴的上端伸入至支撑壳内且其上设置有与锥齿轮一啮合的锥齿轮二，所述竖直传动轴的下端伸入至小型无人船内且下端安装有中间齿轮，所述小型无人船内还设置有两个水平传动轴，每个水平传动轴的两端分别安装有传递齿轮一和传递齿轮二，两个传递齿轮一均与中间齿轮啮合，两个传递齿轮二分别与对应的传递齿轮三啮合，且两个传递齿轮三分别设置在小型无人船的两个螺旋桨轴上。
2.根据权利要求1所述的一种小型无人船风力推进装置，其特征在于：所述支撑壳上还设置有风向标。
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