CN111776181A - 一种运用风力的船 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种运用风力的船，涉及船舶工程技术领域。通过采用包括外形尺寸对称的主船体和两个副船体，主船体和副船体均为空腔式结构，主船体内部设置有转向装置，两个副船体对称连接于主船体中心的两侧，主船体设置有船帆，船帆设置有太阳能板，船帆与转向装置相连，主船体的底部设有稳向板的技术方案，具有航行稳定、绿色环保的有益效果。

Description

一种运用风力的船

技术领域

本发明涉及传播工程技术领域，具体而言，涉及一种运用风力的船。

背景技术

船或船舶，指的是：举凡利用水的浮力，依靠人力、风帆、发动机(如蒸汽机、燃气涡轮、柴油引擎、核动力机组)等动力，牵、拉、推、划、或推动螺旋桨、高压喷嘴，使能在水上移动的交通运输手段。另外，民用船通常称为船(古称舳舻)、船舶、轮机、舫，军用船称为舰(古称艨艟)、舰艇，小型船称为艇、舢舨、筏或舟，其总称为舰艇或船舶。

按构造可分为单体船和多体船(双体船、三体船)，随着现代技术的发展，三体船的建造技术也有了一定的发展，三体船与普通船相比，由于多了两个副船体，因此具有良好的稳定性和耐波性，且三个船体的都较为瘦长，航行时阻力更小。现有技术中，三体船的航行动力源多是船内携带的发动机，或者配合太阳能，使用光电两种动力源，对风力的运用程度还较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运用风力的船，其能够针对上述问题提出解决方案，具有的航行稳定、绿色环保的有益效果。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种运用风力的船，其包括主船体和两个副船体，两个副船体对称连接于主船体两侧，主船体和副船体均为空腔式结构，主船体内部设置有转向装置，主船体设置有船帆，船帆与转向装置相连，船帆设置有太阳能板，主船体的底部设有稳向板。

在本发明的一些实施例中，上述副船体与主船体的外形相同，副船体的体积小于主船体的体积，主船体与副船体的底部处于同一水平面。

在本发明的一些实施例中，上述船帆的数量至少为三个，任意两个相邻的船帆之间的距离均相等。

在本发明的一些实施例中，上述船帆包括支撑杆和风力板，风力板连接于支撑杆的上端，支撑杆下端与上述转向装置相连。

在本发明的一些实施例中，上述主船体还包括主船板，主船板开设有第一通槽，第一通槽位于相邻的支撑杆之间。

在本发明的一些实施例中，上述主船板还开设有连接孔，上述支撑杆贯穿连接孔与上述转向装置相连。

在本发明的一些实施例中，上述副船体还包括副船板，副船板开设有第二通槽。

在本发明的一些实施例中，上述转向装置包括彼此连接的变速箱、离合器、电动机和蓄电池，变速箱的输出端与上述支撑杆通过离合器相连，蓄电池还与上述太阳能板相连。

在本发明的一些实施例中，还包括信号接收器和控制芯片，信号接收器和控制芯片均与上述转向装置电性连接。

在本发明的一些实施例中，上述风力板设置有防雷网。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

1.航行稳定。本发明包括外形尺寸对称的主船体和两个副船体，主船体和副船体均为空腔式结构，主船体内部设置有转向装置，两个副船体对称连接于主船体中心的两侧，主船体设置有船帆，船帆设置有太阳能板，船帆与转向装置相连，主船体的底部设有稳向板。在水面航行时，三体式的船身构造可以使得船体具有良好的稳定性和抗波性，避免侧翻的情况发生。主船体和两个副船体均为外形对称的流线性结构，能有效地降低航行时的阻力。主船体底部设有的稳向板，能够降低主船体侧面水流带来的冲击力，使得船体的航行方向能够始终沿着稳向板所在的方向，进一步提高了航行的稳定度。

2.绿色环保。本发明包括外形尺寸对称的主船体和两个副船体，主船体和副船体均为空腔式结构，主船体内部设置有转向装置，两个副船体对称连接于主船体中心的两侧，主船体设置有船帆，船帆设置有太阳能板，船帆与转向装置相连，主船体的底部设有稳向板。船帆可以利用风力为本发明提供提供航行动力，绿色环保；转向装置与船帆相连，可以控制船帆，根据风向来充分利用风力。太阳能板可以为转向装置补充电量，与转向装置自带的电源一起保证工作时间。船体动力完全来自风力，绿色无污染且来源充足；转向装置自带的电源与太阳能板相配合，电量充足，保证船体的航行时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例未安装船帆的结构示意图；

图3为本发明实施例的转向装置的安装示意图；

图4为本发明实施例向东北60度航行时的示意简图；

图5为本发明实施例向西北300度航行时的示意简图；

图6为本发明实施例逆行时的示意简图。

图标：110-主船体，111-船帆，1111-支撑杆，1112-风力板，112-稳向板，113-主船板，1131-第一通槽，1132-连接孔，120-副船体，121-副船板，1121-第二通槽，130-转向装置，131-变速箱，132-离合器，133-电动机，134-蓄电池。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少3个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，所示为本实施例提供一种运用风力的船，其包括主船体110和两个副船体120，主船体110与副船体120的外形均为对称性结构，无需区分船头与船尾，当本发明在水面航行时，前进或者后退均无需调转方向。且主船体110与副船体120的轮廓均为流线型设计，有效地降低了在水中航行时所受到的阻力。两个副船体120对称连接于主船体110两侧，保证了本发明的航行稳定性；主船体110和副船体120均为空腔式结构，一方面是为了减轻重量，增大主船体110与副船体120的乘载空间；另一方面是为了增加主船体110与副船体120的排水量，使得所受浮力增加。主船体110内部设置有转向装置130，安装于空腔式的主船体110内部，防止航行时受到海水或者河水的影响，保证转向装置130可以正常工作。主船体110设置有船帆111，船帆111面积大，可以很好地借住风力，为本发明提供航行的动力，绿色环保，且来源充足。船帆111与转向装置130相连，当风向改变时，转向装置130可以改变船帆111的方向，使得船帆111可以最大程度迎风，为航行获取动力。船帆111设置有太阳能板，在航行时，太阳能板能够获取光能，然后转化为电能储存在转向装置130自带的能源中，使得转向装置130可以工作更长的时间。主船体110的底部设有稳向板112，能够降低主船体110侧面水流带来的冲击力，使得船体的航行方向能够始终沿着稳向板112所在的方向，进一步提高了航行的稳定度。

需要说明的是，主船体110和两个副船体120均需涂刷船舶漆，例如船底需涂刷船底防锈漆和船底防污漆，未接触到水的船体部分需涂刷船舶舱室用漆，船身与水位接触的部位还需涂刷船舶水线漆。船舶漆具有良好的附着力、较好的耐水性、耐化学品性和耐磨性，性能卓越。船舶漆能在苛刻条件下使用，并具有长效的防腐性能，能有效地提高本发明的使用寿命和航行寿命。

在本发明的一些实施例中，上述副船体120与主船体110的外形相同，副船体120的体积小于主船体110的体积，主船体110与副船体120的底部处于同一水平面，保证航行时的稳定性和耐波性。优选地，在本实施例中，如图1所示，主船体110与副船体120的外形均较为细长，且副船体120的体积约为主船体110的三分之一，可以有效地降低航行时的阻力，三个船体并排连接，其中两副船体120对称地连接于主船体110中心地两侧，与普通的单体船相比，排水量更大，容积也相应地增加，能为本发明提供良好的耐波性，面对波浪时，航行更为平稳。在其他实施例中，副船体120与主船体110之间的具体比例可根据实际的航行需要来选择，并不是对本实施例的限制。

在本发明的一些实施例中，上述船帆111的数量至少为三个，任意两个相邻的船帆111之间的距离均相等。在本实施例中，船帆111的数量为三个，分别设置于主船体110的中心和左右两端，位于主船体110中心的船帆111与其余两个船帆111之间的距离相等，每个船帆111下都单独连接有转向装置130，可以对船帆111的方向进行调节。根据风向来调节三个船帆111的方向，可以实现对本发明的启动、停下和变换前进方向。且船帆111之间的距离相等，有利于船帆111受力时主船体110保持稳定航行，需要借助风力转向时，也更好掌控三个船帆111各自的方向。在其他实施例中，船帆111的数量也可以根据主船的具体大小来选择，只需满足船帆111数量至少三个即可。

需要说明的是，在本实施例中，由于主船体110与副船体120均为对称性结构，且三个船帆111分别设置于主船体110的中心和左右两端，使得本发明整体也呈对称性结构。当本发明在航行时需要掉头时，无需控制主船体110进行大幅度的变向，只需通过转向装置130控制船帆111，让主船体110与前进方向逆向行驶即可，与普通船相比，节省了时间与能源。

在本发明的一些实施例中，上述船帆111包括支撑杆1111和风力板1112，风力板1112连接于支撑杆1111的上端，支撑杆1111下端与上述转向装置130相连，风力板1112用来承接风力，为本发明提供航行动力；支撑杆1111上端与风力板1112相连，下端与转向转置相连，因此支撑杆1111能随着转向装置130的转动而转动，同时可带动风力板1112作360°旋转，承接不同方向的风力，同时也能通过改变风力板1112的旋转角度使得本发明的航行方向改变。在本实施例中，船帆111的数量为三个，因此对应的，支撑杆1111的和风力板1112的数量也分别为三个。支撑杆1111的下端与转向装置130相连，当风吹来时，风力板1112由于表面面积宽大，可以承载较大的风力，同时风力板1112与风力方向呈一定角度，使得风力被划分垂直主船体110轴线的力和沿主船体110轴线的力，垂直主船体110轴线的力被主船体110底部设置有的稳向板112抵消或者削弱，使之对主船体110的左右偏转影响很好，沿主船体110轴线的力推动本发明沿稳向板112方向前进或者后退。

需要说明的是，在本实施中，由于稳向板112表面积大，且在水底既要阻挡水流对本发明稳定性的影响，又要抵消或者削弱风力沿主船体110轴线的分力对本发明方向的影响，所以在稳向板112与主船体110底部的连接处应力集中较大。因此要保证主船体110与稳向板112的连接处的焊接工艺良好，避免焊接产生的气泡、夹渣或裂纹产生，同时应该保证良好的焊接外形以及合理的焊接接头，从而减少主船体110与稳向板112之间的应力集中，提高本发明的使用寿命和航行寿命。

在本发明的一些实施例中，上述主船体110还包括主船板113，主船板113开设有第一通槽1131，第一通槽1131位于相邻的支撑杆1111之间。由于主船体110为空腔式结构，设置主船板113可以为主船体110起到加固的作用，保证主船体110的结构强度。主船板113上开设的第一通槽1131使得主船体110内部与外界连通，为驾乘人员提供乘坐空间。在本实施例中，第一通槽1131的数量为两个，位于三个船帆111之间的区域。通过第一通槽1131可以将转向装置130安装进主船体110的内部，主船体110内的其余空间也可以存放一些航行时所需的杂物等。在转向装置130自带的电源耗尽时，驾乘人员也可以站于第一通槽1131所连通的主船体110区域内对船帆111进行人力控制。在水面航行时，当本发明有所损坏时，也可以站于第一通槽1131的区域内对本发明进行及时的抢修。

需要说明的是，主船板113与主船体110可以采用一体成型的制造工艺，也可以分别制造主船体110与主船板113。当分别制造主船体110与主船板113时，两者之间的连接需采用焊接连接，保证连接关系的可靠与稳固，同时也是保证本发明的结构强度，增加航行寿命。

在本发明的一些实施例中，上述主船板113还开设有连接孔1132，上述支撑杆1111贯穿连接孔1132与上述转向装置130相连。在本实施例中，连接孔1132的数量为三个，三个连接孔1132分别开设于主船板113的中心以及左右两端，设置位置对应本实施例中设有三个船帆111，三个连接孔1132的尺寸大小对应于支撑杆1111的轴径，使得连接孔1132与支撑杆1111配合良好。在其他实施例中，连接孔1132的具体数量根据船帆111的设置数量来确定。支撑杆1111贯穿连接孔1132并与连接孔1132形成间隙配合，使得支撑杆1111下端连接有的转向装置130带动支撑杆1111转动时，支撑杆1111与连接孔1132之间的摩擦较小，为了进一步降低支撑杆1111与连接孔1132之间的摩擦力，降低磨损率，还可以在支撑杆1111与连接孔1132的接触位置添加润滑油或者润滑脂，在接触处形成一层油膜，以此进一步降低支撑杆1111与连接孔1132的摩擦力，也可以使得船帆111的转动更为顺畅。

需要说明的是，在其他实施例中。连接孔1132还可以安装轴承座，使得支撑杆1111穿过轴承座与转向装置130相连接，可以进一步降低支撑杆1111表面的磨损率，提高船帆111的转动顺畅度，相应的，连接孔1132的尺寸大小不再对应支撑杆1111的轴径大小，需根据可以与支撑杆1111配合连接的轴承座的规格来确定连接孔1132的尺寸大小，保证轴承座安装简易方便。

在本发明的一些实施例中，上述副船体120还包括副船板121，副船板121开设有第二通槽1121。副船体120与主船体110的结构相同，均为空腔式结构，设置副船板121可以为副船体120起到加固的作用，保证副船体120的结构强度。副船板121上开设的第二通槽1121使得副船体120内部与外界连通，可以通过第二通槽1121在副船体120内存放杂物等。

需要说明的是，由于两副船体120对称连接于主船体110中心的两侧，因此两副船体120可以帮助主船体110抵挡从侧面袭来的水浪，为本发明提供良好的稳定性和耐波性，也因此使得副船体120受到的水浪冲击比主船体110大。因此，在实际的生产制造过程中，要保证两个副船体120的结构强度良好。在航行时，可以在两个副船体120内添加一定重量的重物，来保证副船体120的吃水量。同时，还可以进一步提升本发明的稳定性和耐波性。

在本发明的一些实施例中，上述转向装置130包括彼此连接的变速箱131、离合器132、电动机133和蓄电池134，变速箱131的输出端与上述支撑杆1111通过离合器132相连，蓄电池134还与上述太阳能板相连。蓄电池134为变速箱131和电动机133提供动力，离合器132的两端分别与支撑杆1111和变速箱131相连接。当离合器132接合时，蓄电池134提供电力使电动机133转动，然后通过变速箱131和离合器132，最终带动支撑杆1111转动，风力板1112连接于支撑杆1111的上端，当支撑杆1111转动时，风力板1112也随之转动；当离合器132分离时，蓄电池134停止供电，电动机133停止工作，支撑杆1111连同风力板1112停止转动。风力板1112承载风力，为本发明提供航行动力。当风向改变时，离合器132再次接通，电动机133和变速器工作后使得船帆111转动到适合的角度后，整个转向装置130停止工作。太阳能板吸收光能后将其转化为电能输送到蓄电池134内储存，增加蓄电池134的使用寿命，保证本发明的的航行时间。

在本发明的一些实施例中，还包括信号接收器和控制芯片，信号接收器和控制芯片均与上述转向装置130电性连接。信号接收器能接收到远程基站发出的无线电信号；远程基站通过检测实时的风向、风速等数据，转化为无线电信号传输到信号接收器，信号接收器与控制芯片电性连接，控制芯片使得转向装置130中的电源(蓄电池134)开启，电动机133、变速箱131和离合器132开始工作，控制芯片通过控制通电时间的长短来控制转向装置130的工作时间，使得与转向装置130相连接的支撑杆1111旋转的角度得到控制，使得风力板1112能转到合理利用风力的角度。进一步的，控制芯片可选用EtherCAT-AX58200型号。

在本发明的一些实施例中，上述风力板1112设置有防雷网，在雨天航行时，保证驾乘人员的航行安全，同时可以对本发明的上的零部件进行一定的保护。

需要说明的是，转向装置130内的蓄电池134在船靠岸时可以外接电源进行充电；在航行时，还可以利用风力板1112上设有的太阳能板将光能转化为电能，然后对蓄电池134进行充电，使得蓄电池134的工作时间延长，保证了本发明的航行时间。

本发明的工作原理为：当一块上端装有浮漂的平板(比如一大块玻璃板，木板或者其他板)立在水中使板的上端浮在水面上，水中的立板向前后两端快速移动时前后两端方向的阻力小而两侧面方向的阻力大，相当于轨道滑体上的物体在轨道上快速滑动。轨道上可移动的物体受到垂直于轨道两端方向的力时，可滑动物体与轨道产生静摩擦而固定。当轨道上的可移动物体受到的力的方向偏移轨道两端方向的垂直方向时，可滑动物体克服与轨道产生的动摩擦力向轨道的一端滑去。

当轨道两端的方向为西北300度和东南120度，轨道上可滑动物体受到力，力的方向为西南240度，轨道上的物体受到力后向轨道西北300度的方向滑去。

使水中立浮立板的前端方向为西北300度，浮立板的后端方向为东南120度。当浮立板受力，力的方向为西南240度，浮立板受力后向西北300度的方向滑去。要使水中浮立板上受到力后力的方向是西南240度，可以在水中浮立板的上端装上受力板。受力板的一个面的方向是东北60度，而另一个面的方向是西南240度。当正北风吹来时，正北风吹在受力板的东北60度的面上面，受力力板受正北风的力后，受力板上力的方向是西南240度。受力板上西南240度方向的力推动水中的浮立板向西北300度方向滑去。当正北风吹来时按这个方法可以让水中浮立板向东北60度方向滑去。在装有受力板的水中浮立板上再装个受正北风影响较小的船体，这样装有受力板的浮立板就能带着船体成Z字形路线向正北方航行了。

如图4所示，当主船体110的一端的方向指向东北60度，主船体110的另一端的方向指向西南240度。风力板1112的一个面的方向为西北300度方向，另一个面的方向为东南120度方向。当正北风吹在风力板1112的面上时，主船体110会向东北60度方向航行而去。

类似的，当主船体110向西北300度方向航行时，如图5所示。

如图6所示的船，主船体110的一端的方向为正东90度、主船体110的另一端的方向为正西270度。风力板1112一个面的方向为西北330度、另一个面的方向为东南150度。当正北风吹在风力板1112的面上时，主船体110会向正西90度的方向航行而去。

风力板1112以主船体110的中心为中点把船分为船头和船尾，当主船体110的船头的风力板1112受的风力大与或者小于船尾风力板1112收到的风力时，主船体110会改变方向。

风力板1112以主船体110的中心为中点把船分为船头和船尾，当主船体110的船头的风力板1112受的风力大与或者小于船尾风力板1112受到的风力时，主船体110会改变方向。

单独一个圆形脸盆(类似于圆形脸盆的船)放在水中使脸盆能浮在水面上，在脸盆上装上受力板，受力板的一个面的方向为东北60度、受力板的另一个面的方向为西南240度，当正北风吹在受力板的东北60度的面上时，受力板受力后力的方向为另一个面的方向(也就是西南240度)。脸盆受到向西南240度方向的力后会向西南240度的方向滑去，因为这个圆脸盆不具备稳向板112作用所以不能向西北方向逆风行驶。

综上，本发明的实施例提供一种运用风力的船，包括主船体110对称连接于主船体110中心两侧的两个副船体120，三船体的设计具有良好的稳定性和耐波性；且主船体110和副船体120均为流线型的对称结构，能有效地减少航行时的阻力。主船体110上设置有多个船帆111，且每个船帆111均连接转向装置130。转向装置130能使得支撑杆1111做360°旋转，因此也带动支撑杆1111上端连接的风力板1112可以旋转。因此，当处于航行时，风向发生变化，转向装置130能控制风力板1112做对应的变化以适应风向的改变，为本发明的航行提供动力，风力板1112上设置有太阳能板和防雷网，太阳能板能将光能转化为电能储存在蓄电池134中，增加蓄电池134的工作时间；防雷网能让本发明在雨天航行时有一定的安全保障。此外，转向装置130还连接有信号接收器和控制芯片，能远程接受无线电信号，然后对转向装置130中的电动机133进行关闭和开启，通过变速箱131和离合器132最终控制风力板1112旋转适应风向的角度，使得本发明稳定航行。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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之内。

Claims (10)

1.一种运用风力的船，其特征在于，包括主船体和两个副船体，两个所述副船体对称连接于所述主船体两侧，所述主船体和所述副船体均为空腔式结构，所述主船体内部设置有转向装置，所述主船体设置有船帆，所述船帆与所述转向装置相连，所述船帆设置有太阳能板，所述主船体的底部设有稳向板。

2.根据权利要求1所述的运用风力的船，其特征在于，所述副船体与所述主船体的外形相同，所述副船体的体积小于所述主船体的体积，所述主船体与所述副船体的底部处于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的运用风力的船，其特征在于，所述船帆的数量至少为三个，任意两个相邻的所述船帆之间的距离均相等。

4.根据权利要求1所述的运用风力的船，其特征在于，所述船帆包括支撑杆和风力板，所述风力板连接于所述支撑杆的上端，所述支撑杆下端与所述转向装置相连。

5.根据权利要求4所述的运用风力的船，其特征在于，所述主船体还包括主船板，所述主船板开设有第一通槽，所述第一通槽位于相邻的所述支撑杆之间。

6.根据权利要求5所述的运用风力的船，其特征在于，所述主船板还开设有连接孔，所述支撑杆下端贯穿所述连接孔与所述转向装置相连。

7.根据权利要求1所述的运用风力的船，其特征在于，所述副船体还包括副船板，所述副船板开设有第二通槽。

8.根据权利要求6所述的运用风力的船，其特征在于，所述转向装置包括彼此连接的变速箱、离合器、电动机和蓄电池，所述变速箱的输出端与所述支撑杆通过所述离合器相连，所述蓄电池还与所述太阳能板相连。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的运用风力的船，其特征在于，还包括信号接收器和控制芯片，所述信号接收器和控制芯片均与所述转向装置电性连接。

10.根据权利要求8所述的运用风力的船，其特征在于，所述风力板设置有防雷网。

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