CN113428333B - 一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆 - Google Patents

一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆 Download PDF

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Abstract

本发明属于帆船技术领域，具体是一种无人帆船用伸缩帆。一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，包括容纳底座，容纳底座的两端上方安装有桅杆，容纳底座的两端内部安装有固定板，两个固定板之间平行安装有主帆收帆杆和副帆收帆杆，固定板外侧安装有伺服电机，其中一个伺服电机的输出轴与主帆收帆杆的一端连接，另一个伺服电机的输出轴与副帆收帆杆的一端连接；两个桅杆的上方之间设置有顶杆，顶杆与容纳底座之间安装有主帆和副帆，主帆的底部绕接在主帆收帆杆上，副帆的底部绕接在副帆收帆杆上，本发明适抗风能力强，稳定性更高，且该船帆共设置有两种帆，主帆和副帆可独立控制，可根据需要控制升起相应的主帆或副帆，从而使得该船帆的适应力更好。

Description

一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆
技术领域
本发明属于帆船技术领域，具体是一种无人帆船用伸缩帆。
背景技术
无人帆船用伸缩帆是一种用于无人帆船上的船帆，然而现有的无人帆船的船帆桅杆大多为单桅杆结构，其船帆起帆后的稳定性较差，抗风能力不足，且现有无人帆船的船帆大多是直接拉伸牵引起帆，起帆的稳定性差，此外虽然其他现有的无人帆结构中是采用双帆，例如CN201721531152,CN2014206541764,CN2017215783874,但是其根据风向调整桅杆转向时，需要进行频繁转向，因此需要消耗掉足够的动力，而在大部分场景中，风向变化范围并不是很大，因此设计一种能够进行高效局部进行帆向调整的设计显得尤为紧迫。
发明内容
本发明的目的是：为克服现有技术的缺陷，提供一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆。
本发明的技术方案是：一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，包括容纳底座，所述容纳底座的两端上方安装有桅杆，所述容纳底座的两端内部安装有固定板，两个所述固定板之间初始平行安装有主帆收帆杆和副帆收帆杆，所述固定板外侧安装有伺服电机，其中一个所述伺服电机的输出轴与所述主帆收帆杆的一端连接，另一个所述伺服电机的输出轴与所述副帆收帆杆的一端连接，所述主帆收帆杆位于所述副帆收帆杆的下方，其中在两个固定板板体内分别设置有一水平滑槽，主帆收帆杆与副帆收帆杆的远离各自连接的伺服电机的一端通过一电动滑块滑动搭接在所述水平滑槽内，在该电动滑块内设置有一轴承，所述主帆收帆杆与副帆收帆杆本体连接在所述轴承内；
两个所述桅杆的上方之间设置有顶杆，所述顶杆内部沿长度方向安装有主帆起帆杆和副帆起帆杆，所述主帆起帆杆和副帆起帆杆相互平行，所述顶杆与所述容纳底座之间安装有主帆和副帆，所述主帆的底部绕接在所述主帆收帆杆上，所述副帆的底部绕接在所述副帆收帆杆上；
其中所述主帆起帆杆和副帆起帆杆上均绕接有牵引缆绳，该牵引缆绳的一端连接到一圆环，主帆起帆杆和副帆起帆杆各自下方的圆环的底端分别通过一中间绳体连接到主帆的顶部以及副帆的顶部，所述顶杆的外侧开设有第一开口和第二开口，所述第一开口用于穿过所述副帆上牵引缆绳，所述第二开口用于穿过所述主帆上牵引缆绳；
所述桅杆内部开设有空腔，所述主帆起帆杆的一端延伸至其中一个所述桅杆内的空腔中，所述副帆起帆杆的另一端延伸至另一个所述桅杆内的空腔中，两个所述桅杆内部的空腔中均设置有同步带，所述同步带传动连接帆收帆杆和所述主帆起帆杆以及所述副帆收帆杆和所述副帆起帆杆，所述主帆收帆杆和所述主帆起帆杆的一端、所述副帆收帆杆和所述副帆起帆杆的一端均套接有齿轮，通过所述同步带传动连接主帆收帆杆和所述主帆起帆杆上的齿轮以及传动连接副帆收帆杆和所述副帆起帆杆上的齿轮。
所述主帆收帆杆和所述副帆收帆杆上还套接有限位挡板，所述限位挡板分别位于所述主帆收帆杆和所述副帆收帆杆的两侧处。
所述容纳底座开设有用于穿过所述主帆和所述副帆的收帆口。
所述第一开口和第二开口下口处采用光滑的圆弧形结构。
所述第一开口和第二开口下口处采用抛光的塑料材质。
所述容纳底座的底部通过主轴承安装于船体甲板上。
有益效果：本发明通过位于主帆两个侧部的可进行微调引导风向的副帆，实现无需频繁较大扭矩的转动桅杆就可以实现。
本发明中桅杆共设置有两个，两个桅杆的上方之间设置顶杆，船帆设置于两个桅杆之间，这样的结构设置使得船帆的抗风能力更强，稳定性更高，且该船帆共设置有两种帆，分别为主帆和副帆，副帆分设于主帆的两侧，而主帆和副帆可独立控制，因此可以根据需要控制升起相应的主帆或副帆，从而使得该船帆的适应力更好。
本发明两个桅杆内部的空腔中均设置有同步带，主帆收帆杆和主帆起帆杆的一端、副帆收帆杆和副帆起帆杆的一端均套接有齿轮，通过同步带传动连接主帆收帆杆和主帆起帆杆上的齿轮以及传动连接副帆收帆杆和副帆起帆杆上的齿轮，这样的联动结构可以使该船帆在进行起帆和放帆时稳定性更高，且齿轮的设置可以防止主帆收帆杆和主帆起帆杆的一端、副帆收帆杆和副帆起帆杆在联动时出现打滑现象。
本发明中顶杆的外侧开设有第一开口和第二开口，第一开口用于穿过副帆上牵引缆绳，第二开口用于穿过主帆上牵引缆绳，第一开口和第二开口下口处采用光滑的圆弧形结构，这样的结构设置使得牵引缆绳在进行牵引时，牵引缆绳不易磨损，提升了牵引缆绳的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图一；
图2是本发明的整体结构示意图二；
图3是本发明中顶杆竖截面示意图；
图4是本发明中容纳底座竖截面示意图；
图5是本发明中齿轮安装结构示意图。
附图标记：1-主帆收帆杆；2-副帆收帆杆；3-容纳底座；4-伺服电机；5-固定板；6-桅杆；7-副帆；8-同步带；9-空腔；10-主帆起帆杆；11-第一开口；12-第二开口；13-主帆；14-顶杆；15-副帆起帆杆；16-牵引缆绳；17-限位挡板；18-收帆口；19-齿轮。
具体实施方式
实施例1，一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，如图1-2所示，包括容纳底座3，容纳底座3的底部通过主轴承安装于船体甲板上，容纳底座3的两端上方安装有桅杆6，容纳底座3的两端内部安装有固定板5，两个固定板5之间初始平行安装有主帆收帆杆1和副帆收帆杆2，固定板5外侧安装有伺服电机4，其中一个伺服电机4的输出轴与主帆收帆杆1的一端连接，另一个伺服电机4的输出轴与副帆收帆杆2的一端连接，主帆收帆杆1位于副帆收帆杆2的下方，其中在两个固定板5板体内分别设置有一水平滑槽，主帆收帆杆1与副帆收帆杆2的远离各自连接的伺服电机4的一端通过一电动滑块滑动搭接在水平滑槽内，在该电动滑块内设置有一轴承，主帆收帆杆1与副帆收帆杆2本体连接在轴承内。
两个桅杆6的上方之间设置有顶杆14，顶杆14内部沿长度方向安装有主帆起帆杆10和副帆起帆杆15，主帆起帆杆10和副帆起帆杆15相互平行，顶杆14与容纳底座3之间安装有主帆13和副帆7，主帆13的底部绕接在主帆收帆杆1上，副帆7的底部绕接在副帆收帆杆2上。
其中主帆起帆杆10和副帆起帆杆15上均绕接有牵引缆绳16，该牵引缆绳16的一端连接到一圆环，主帆起帆杆10和副帆起帆杆15各自下方的圆环的底端分别通过一中间绳体连接到主帆13的顶部以及副帆7的顶部，顶杆14的外侧开设有第一开口11和第二开口12，第一开口11用于穿过副帆7上牵引缆绳16，第二开口12用于穿过主帆13上牵引缆绳16。
桅杆6内部开设有空腔9，主帆起帆杆10的一端延伸至其中一个桅杆6内的空腔9中，副帆起帆杆15的另一端延伸至另一个桅杆6内的空腔9中，两个桅杆6内部的空腔9中均设置有同步带8，同步带8传动连接帆收帆杆1和主帆起帆杆10以及副帆收帆杆2和副帆起帆杆15，主帆收帆杆1和主帆起帆杆10的一端、副帆收帆杆2和副帆起帆杆15的一端均套接有齿轮19，通过同步带8传动连接主帆收帆杆1和主帆起帆杆10上的齿轮19以及传动连接副帆收帆杆2和副帆起帆杆15上的齿轮19。
主帆收帆杆1和副帆收帆杆2上还套接有限位挡板17，限位挡板17分别位于主帆收帆杆1和副帆收帆杆2的两侧处。
容纳底座3开设有用于穿过主帆13和副帆7的收帆口18。
通过采用上述技术方案：
该无人帆船在使用时，只需要控制伺服电机4的运行即可实现船帆的收放，操控方便。
该船帆的桅杆6共设置有两个，两个桅杆6的上方之间设置顶杆14，船帆设置于两个桅杆6之间，这样的结构设置使得船帆的抗风能力更强，稳定性更高，且该船帆共设置有两种帆，分别为主帆13和副帆7，副帆7分设于主帆13的两侧，而主帆13和副帆7可独立控制，因此可以根据需要控制升起相应的主帆13或副帆7，从而使得该船帆的适应力更好。
第一开口11和第二开口12下口处采用光滑的圆弧形结构。
第一开口11和第二开口12下口处采用抛光的塑料材质。
实施例2，一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆的具体结构，如图1-2所示，包括容纳底座3，容纳底座3的两端上方安装有桅杆6，容纳底座3的两端内部安装有固定板5，两个固定板5之间平行安装有主帆收帆杆1和副帆收帆杆2，固定板5外侧安装有伺服电机4，其中一个伺服电机4的输出轴与主帆收帆杆1的一端连接，另一个伺服电机4的输出轴与副帆收帆杆2的一端连接。
两个桅杆6的上方之间设置有顶杆14，顶杆14与容纳底座3之间安装有主帆13和副帆7，主帆13的底部绕接在主帆收帆杆1上，副帆7的底部绕接在副帆收帆杆2上。
顶杆14内部沿长度方向安装有主帆起帆杆10和副帆起帆杆15，主帆起帆杆10和副帆起帆杆15相互平行。
主帆起帆杆10和副帆起帆杆15绕接有牵引缆绳16，主帆起帆杆10上牵引缆绳16的一端连接在主帆13的顶部，副帆起帆杆15上牵引缆绳16的一端连接在副帆7的顶部。
通过采用上述技术方案：
由于顶杆14内部沿长度方向安装有主帆起帆杆10和副帆起帆杆15，主帆起帆杆10和副帆起帆杆15绕接有牵引缆绳16，主帆起帆杆10上牵引缆绳16的一端连接在主帆13的顶部，副帆起帆杆15上牵引缆绳16的一端连接在副帆7的顶部，这样在主帆起帆杆10和副帆起帆杆15转动的过程中，通过牵引缆绳16的牵引作用可以实现主帆13和副帆7的起帆。
实施例3，一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆的具体结构，如图1-4所示，包括容纳底座3，容纳底座3的两端上方安装有桅杆6，容纳底座3的两端内部安装有固定板5，两个固定板5之间平行安装有主帆收帆杆1和副帆收帆杆2，固定板5外侧安装有伺服电机4，其中一个伺服电机4的输出轴与主帆收帆杆1的一端连接，另一个伺服电机4的输出轴与副帆收帆杆2的一端连接。
两个桅杆6的上方之间设置有顶杆14，顶杆14与容纳底座3之间安装有主帆13和副帆7，主帆13的底部绕接在主帆收帆杆1上，副帆7的底部绕接在副帆收帆杆2上。
顶杆14内部沿长度方向安装有主帆起帆杆10和副帆起帆杆15，主帆起帆杆10和副帆起帆杆15相互平行。
主帆起帆杆10和副帆起帆杆15绕接有牵引缆绳16，主帆起帆杆10上牵引缆绳16的一端连接在主帆13的顶部，副帆起帆杆15上牵引缆绳16的一端连接在副帆7的顶部。
桅杆6内部开设有空腔9，主帆起帆杆10的一端延伸至其中一个桅杆6内的空腔9中，副帆起帆杆15的另一端延伸至另一个桅杆6内的空腔9中，两个桅杆6内部的空腔9中均设置有同步带8，同步带8传动连接主帆收帆杆1和主帆起帆杆10以及副帆收帆杆2和副帆起帆杆15。
主帆收帆杆1和主帆起帆杆10的一端、副帆收帆杆2和副帆起帆杆15的一端均套接有齿轮19，通过同步带8传动连接主帆收帆杆1和主帆起帆杆10上的齿轮19以及传动连接副帆收帆杆2和副帆起帆杆15上的齿轮19。
通过采用上述技术方案：
通过齿轮19和同步带8的作用，使当伺服电机4在运行时，主帆收帆杆1和主帆起帆杆10、副帆收帆杆2和副帆起帆杆15同步运行，主帆收帆杆1收帆时，主帆起帆杆10放帆，达到主帆13收帆，反之主帆13起帆，同理，副帆收帆杆2收帆时，副帆起帆杆15放帆，反之副帆7起帆；
该装置中由于两个桅杆6内部的空腔9中均设置有同步带8，主帆收帆杆1和主帆起帆杆10的一端、副帆收帆杆2和副帆起帆杆15的一端均套接有齿轮19，通过同步带8传动连接主帆收帆杆1和主帆起帆杆10上的齿轮19以及传动连接副帆收帆杆2和副帆起帆杆15上的齿轮19，这样的联动结构可以使该船帆在进行起帆和放帆时稳定性更高，且齿轮19的设置可以防止主帆收帆杆1和主帆起帆杆10的一端、副帆收帆杆2和副帆起帆杆15在联动时出现打滑现象。
实施例4，一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆的具体结构，如图1-5所示，包括容纳底座3，容纳底座3的两端上方安装有桅杆6，容纳底座3的两端内部安装有固定板5，两个固定板5之间平行安装有主帆收帆杆1和副帆收帆杆2，固定板5外侧安装有伺服电机4，其中一个伺服电机4的输出轴与主帆收帆杆1的一端连接，另一个伺服电机4的输出轴与副帆收帆杆2的一端连接。
两个桅杆6的上方之间设置有顶杆14，顶杆14与容纳底座3之间安装有主帆13和副帆7，主帆13的底部绕接在主帆收帆杆1上，副帆7的底部绕接在副帆收帆杆2上。
顶杆14内部沿长度方向安装有主帆起帆杆10和副帆起帆杆15，主帆起帆杆10和副帆起帆杆15相互平行。
主帆起帆杆10和副帆起帆杆15绕接有牵引缆绳16，主帆起帆杆10上牵引缆绳16的一端连接在主帆13的顶部，副帆起帆杆15上牵引缆绳16的一端连接在副帆7的顶部。
桅杆6内部开设有空腔9，主帆起帆杆10的一端延伸至其中一个桅杆6内的空腔9中，副帆起帆杆15的另一端延伸至另一个桅杆6内的空腔9中，两个桅杆6内部的空腔9中均设置有同步带8，同步带8传动连接主帆收帆杆1和主帆起帆杆10以及副帆收帆杆2和副帆起帆杆15。
主帆收帆杆1和主帆起帆杆10的一端、副帆收帆杆2和副帆起帆杆15的一端均套接有齿轮19，通过同步带8传动连接主帆收帆杆1和主帆起帆杆10上的齿轮19以及传动连接副帆收帆杆2和副帆起帆杆15上的齿轮19。
主帆收帆杆1和副帆收帆杆2上还套接有限位挡板17，限位挡板17分别位于主帆收帆杆1和副帆收帆杆2的两侧处。
容纳底座3开设有用于穿过主帆13和副帆7的收帆口18。
顶杆14的外侧开设有第一开口11和第二开口12，第一开口11用于穿过副帆7上牵引缆绳16，第二开口12用于穿过主帆13上牵引缆绳16。
第一开口11和第二开口12下口处采用光滑的圆弧形结构。
主帆收帆杆1位于副帆收帆杆2的下方。
通过采用上述技术方案：在进行大角度迎风角度调整时，直接通过驱动机构带动船体甲板上上所述容纳底座3旋转，该旋转通过安装于甲板上主轴承配合，如果进行局部迎风角度调整，则无需进行频繁的驱动容纳底座3旋转只需要通过驱动位于两个固定板5的电动滑块同时以相反方向在滑槽内滑动，且滑动方向根据风向传感器的信号进行动态改变或者单独使连接在副帆收帆杆2上的电动滑块在滑槽内滑动，另一个电动滑块静止，从而使得两个副帆7和主帆的倾斜方向能够随着风向而变，或者仅将两个从帆的方向调整而在将外部风力引导至主帆上，由于电动滑块的驱动力远小于驱动整个容纳底座3的驱动力，因此可以使得调整效率和能耗效率大大提升。
由于顶杆14的外侧开设有第一开口11和第二开口12，第一开口11用于穿过副帆7上牵引缆绳16，第二开口12用于穿过主帆13上牵引缆绳16，第一开口11和第二开口12下口处采用光滑的圆弧形结构，这样的结构设置使得牵引缆绳16在进行牵引时，牵引缆绳16不易磨损，提升了牵引缆绳16的使用寿命。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，包括容纳底座(3)，其特征在于：所述容纳底座(3)的两端上方安装有桅杆(6)，所述容纳底座(3)的两端内部安装有固定板(5)，两个所述固定板(5)之间初始平行安装有主帆收帆杆(1)和副帆收帆杆(2)，所述固定板(5)外侧安装有伺服电机(4)，其中一个所述伺服电机(4)的输出轴与所述主帆收帆杆(1)的一端连接，另一个所述伺服电机(4)的输出轴与所述副帆收帆杆(2)的一端连接，所述主帆收帆杆(1)位于所述副帆收帆杆(2)的下方，其中在两个固定板(5)板体内分别设置有一水平滑槽，主帆收帆杆(1)与副帆收帆杆(2)的远离各自连接的伺服电机(4)的一端通过一电动滑块滑动搭接在所述水平滑槽内，在该电动滑块内设置有一轴承，所述主帆收帆杆(1)与副帆收帆杆(2)本体连接在所述轴承内；
两个所述桅杆(6)的上方之间设置有顶杆(14)，所述顶杆(14)内部沿长度方向安装有主帆起帆杆(10)和副帆起帆杆(15)，所述主帆起帆杆(10)和副帆起帆杆(15)相互平行，所述顶杆(14)与所述容纳底座(3)之间安装有主帆(13)和副帆(7)，所述主帆(13)的底部绕接在所述主帆收帆杆(1)上，所述副帆(7)的底部绕接在所述副帆收帆杆(2)上；
其中所述主帆起帆杆(10)和副帆起帆杆(15)上均绕接有牵引缆绳(16)，该牵引缆绳(16)的一端连接到一圆环，主帆起帆杆(10)和副帆起帆杆(15)各自下方的圆环的底端分别通过一中间绳体连接到主帆(13)的顶部以及副帆(7)的顶部，所述顶杆(14)的外侧开设有第一开口(11)和第二开口(12)，所述第一开口(11)用于穿过所述副帆(7)上牵引缆绳(16)，所述第二开口(12)用于穿过所述主帆(13)上牵引缆绳(16)，其中副帆(7)初始对称安装于主帆(13)两侧；
所述桅杆(6)内部开设有空腔(9)，所述主帆起帆杆(10)的一端延伸至其中一个所述桅杆(6)内的空腔(9)中，所述副帆起帆杆(15)的另一端延伸至另一个所述桅杆(6)内的空腔(9)中，两个所述桅杆(6)内部的空腔(9)中均设置有同步带(8)，所述同步带(8)传动连接主帆收帆杆(1)和所述主帆起帆杆(10)以及所述副帆收帆杆(2)和所述副帆起帆杆(15)，所述主帆收帆杆(1)和所述主帆起帆杆(10)的一端、所述副帆收帆杆(2)和所述副帆起帆杆(15)的一端均套接有齿轮(19)，通过所述同步带(8)传动连接主帆收帆杆(1)和所述主帆起帆杆(10)上的齿轮(19)以及传动连接副帆收帆杆(2)和所述副帆起帆杆(15)上的齿轮(19)。
2.如权利要求1所述的一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，其特征在于：所述主帆收帆杆(1)和所述副帆收帆杆(2)上还套接有限位挡板(17)，所述限位挡板(17)分别位于所述主帆收帆杆(1)和所述副帆收帆杆(2)的两侧处。
3.如权利要求1所述的一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，其特征在于：所述容纳底座(3)开设有用于穿过所述主帆(13)和所述副帆(7)的收帆口(18)。
4.如权利要求3所述的一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，其特征在于：所述第一开口(11)和第二开口(12)下口处采用光滑的圆弧形结构。
5.如权利要求4所述的一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，其特征在于：所述第一开口(11)和第二开口(12)下口处采用抛光的塑料材质。
6.如权利要求5所述的一种全海况长航程无人帆船用伸缩帆，其特征在于：所述容纳底座(3)的底部通过主轴承安装于船体甲板上。
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