自動(dòng)帆船的制作方法
【專利摘要】自動(dòng)帆船，本發(fā)明屬帆船控制技術(shù)的一個(gè)【技術(shù)領(lǐng)域】。為了帆船能自動(dòng)在不同的風(fēng)向和航向中獲取最大的風(fēng)力，本發(fā)明采取了如下措施：在帆船上安裝風(fēng)向儀，在帆船與桅桿之間安裝帆機(jī)，風(fēng)向儀連接單片機(jī)，單片機(jī)連接帆機(jī)；這樣做的好處是：由于本發(fā)明的帆船上裝有風(fēng)向儀，它可測量當(dāng)前風(fēng)向與帆船航向兩者的夾角。使帆船能準(zhǔn)確“感知”在航行過程中，風(fēng)向與航向之間的變化。同時(shí)本帆船上裝有單片機(jī)和帆機(jī)，單片機(jī)可根據(jù)當(dāng)前航向和風(fēng)向，按既定程序計(jì)算出最佳帆向，并通過指令控制帆機(jī)調(diào)整帆向與風(fēng)向的夾角。使帆船能自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前情況獲得最大的風(fēng)力。
【專利說明】自動(dòng)帆船
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬帆船控制技術(shù)的一個(gè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]帆船是一種古老的交通工具，在蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)未被廣泛使用的年代，海上航行主要是靠風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的帆船。如今，人類使用礦物能源，使船舶的航行性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了帆船。因此，現(xiàn)在帆船基本上退出了運(yùn)輸?shù)年?duì)伍。但是，大量使用礦物能源使人類的生存環(huán)境受到了極大的、幾乎是不可逆轉(zhuǎn)的破壞。另一方面，礦物燃料總有耗完的一天，它迫使人類開始返思現(xiàn)在走的路。帆船雖然它的性能欠佳，但它卻是一種不需要燃料、不對環(huán)保產(chǎn)生任何污的船舶，因此，越來越受到現(xiàn)代人的關(guān)注。甚至有人開始研究如何運(yùn)用現(xiàn)代科技提高風(fēng)力在帆船上的利用率，借此提高帆船的航行性能。
[0003]帆船在河面或海面上航行，最理想的是風(fēng)向與航向一致，這時(shí)風(fēng)從帆船的正后面吹來，風(fēng)帆的受力面積最大，帆船可以獲得最大的推力，是最理想的狀態(tài)，如圖2所示。但是在內(nèi)河航行的帆船的航向是不固定的，它隨著河流的方向而改變。況且，即使是帆船的航向是固定不變的，也不一定風(fēng)向與它的航向一致，所以帆船航行時(shí)總要面對風(fēng)向與航向不一致的情況。風(fēng)向與航向不一致時(shí)就要調(diào)整帆向，以便獲取最大的推力，這是船工們深有體會的。從圖2-圖5可知，風(fēng)可能會從多個(gè)不同的方向吹來，正后面、后側(cè)面、側(cè)后面、正側(cè)面、側(cè)前面等等。為了在這些不同的風(fēng)向中獲取最大的推力，必須要通過桅桿根據(jù)航向，調(diào)整風(fēng)帆與風(fēng)向的夾角。使帆船能在不同的風(fēng)向中獲取最大的推力。過去這項(xiàng)工作都要由船工憑感覺、靠經(jīng)驗(yàn)去完成。不但勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且準(zhǔn)確性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了帆船能自動(dòng)在不同的風(fēng)向和航向中獲取最大的風(fēng)力，本發(fā)明采取了如下措施:在帆船上安裝風(fēng)向儀，在帆船與桅桿之間安裝帆機(jī)，風(fēng)向儀連接單片機(jī)，單片機(jī)連接帆機(jī)；這里所述的風(fēng)向儀，是一種能測量風(fēng)向與帆船航向兩者夾角，并能將所測得的數(shù)據(jù)輸往單片機(jī)的儀器；這里所說的帆機(jī)是一種裝在桅桿與帆船之間，能根據(jù)單片機(jī)的指令，通過電動(dòng)機(jī)和機(jī)械減速裝置，調(diào)整帆向的機(jī)電混合裝置。
[0005]這樣做的好處是:由于本發(fā)明的帆船上裝有風(fēng)向儀，它可測量當(dāng)前風(fēng)向與帆船航向兩者的夾角。使帆船能準(zhǔn)確“感知”在航行過程中，風(fēng)向與航向之間的變化。同時(shí)本帆船上裝有單片機(jī)和帆機(jī)，單片機(jī)可根據(jù)當(dāng)前航向和風(fēng)向，按既定程序計(jì)算出最佳帆向，并通過指令控制帆機(jī)調(diào)整帆向與風(fēng)向的夾角。使帆船能自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前情況獲得最大的風(fēng)力。打破了以往需要靠船工憑感覺、靠經(jīng)驗(yàn)調(diào)整帆向的被動(dòng)局面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是自動(dòng)帆船的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2是正后風(fēng)風(fēng)向與航向關(guān)系示意圖。[0008]圖3是后側(cè)風(fēng)向與航向關(guān)系示意圖。
[0009]圖4是正側(cè)風(fēng)向與航向關(guān)系示意圖。
[0010]圖5是側(cè)前風(fēng)向與航向關(guān)系示意圖。
[0011]圖中:風(fēng)向儀1、帆機(jī)2、桅桿3。
[0012]【具體實(shí)施方式】
本申請所述的風(fēng)向儀，是一種能測量風(fēng)向與帆船航向的夾角，并能將所測得的數(shù)據(jù)輸往單片機(jī)的儀器。它主要由風(fēng)向探測裝置(能隨風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置)和一個(gè)角度傳感器(能將角度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栕兓难b置)組成。風(fēng)向探測裝置裝在角度傳感器上，角度傳感器通過支架裝在帆船上。風(fēng)向探測裝置驅(qū)動(dòng)角度傳感器，角度傳感器將風(fēng)向探測裝置測得的風(fēng)向變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斖鶈纹瑱C(jī)。風(fēng)向儀的結(jié)構(gòu)組成有多種多樣，由于本發(fā)明對它沒有特殊要求，所以現(xiàn)有技術(shù)下的風(fēng)向儀都適合本發(fā)明使用；本申請所述的帆機(jī)是一種裝在桅桿與帆船之間，能根據(jù)單片機(jī)的指令，通過電機(jī)控制器，電動(dòng)機(jī)和機(jī)械減速裝置，調(diào)整帆向與帆船航向夾角的機(jī)電裝置。帆機(jī)有多種多樣的結(jié)構(gòu)形式，例如它可以使用步進(jìn)電機(jī)，配合步進(jìn)電機(jī)控制器和驅(qū)動(dòng)器，在單片機(jī)指令的控制下調(diào)整帆向與帆船航向，或帆向與風(fēng)向的夾角。使帆船能獲得最大的風(fēng)力。帆機(jī)除可以使用步進(jìn)電機(jī)外還可以使用普通的直流或交流電機(jī)，配合角度傳感器組成伺服環(huán)路，根據(jù)單片機(jī)的指令自動(dòng)調(diào)整帆向與帆船航向的夾角。使帆船能獲得最大的風(fēng)力。
[0013]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理是:在帆船上安裝風(fēng)向儀，風(fēng)向儀可以不斷測量當(dāng)前的風(fēng)向與航向的夾角的數(shù)據(jù)。在帆船與桅桿之間安裝帆機(jī)，帆機(jī)可以驅(qū)動(dòng)風(fēng)帆轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度，以便適應(yīng)不同的風(fēng)向。風(fēng)向儀連接單片機(jī)，并把測得的數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)。單片機(jī)連接帆機(jī)，通過指令控制帆機(jī)，帆機(jī)驅(qū)動(dòng)桅桿和風(fēng)帆轉(zhuǎn)動(dòng)；開船時(shí)，風(fēng)向儀把測得的當(dāng)前風(fēng)向數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前風(fēng)向和航向，按既定程序計(jì)算出最佳的帆向，并將計(jì)算結(jié)果通過指令的形式發(fā)送給帆機(jī)。由帆機(jī)驅(qū)動(dòng)桅桿、風(fēng)帆一起轉(zhuǎn)動(dòng)到指定的最佳角度。使帆船能在不同的風(fēng)向或不同的航向下，可獲得最大的風(fēng)力。
[0014]當(dāng)風(fēng)向或航向改變時(shí)，風(fēng)向儀測得的風(fēng)向與航向的夾角的數(shù)據(jù)也跟著同步發(fā)生改變。單片機(jī)收到新的數(shù)據(jù)后，將按既定程序重新計(jì)算帆向與風(fēng)向和航向的最佳夾角。并將計(jì)算的結(jié)果傳送給帆機(jī)，由帆機(jī)重新調(diào)整帆向，使帆向相對于航向和風(fēng)向保持最佳的角度。為帆船自動(dòng)獲取最大的風(fēng)力打下良好的基礎(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1.自動(dòng)帆，主要包括風(fēng)向儀(I)、帆機(jī)(2)、桅桿(3)，其特征在于:在帆船上安裝風(fēng)向儀(1)，在帆船與桅桿(3)之間安裝帆機(jī)(2)，風(fēng)向儀(I)連接單片機(jī)，單片機(jī)連接帆機(jī)(2);這里所述的風(fēng)向儀，是一種能測量風(fēng)向與帆船航向兩者夾角并能將所測得的數(shù)據(jù)輸往單片機(jī)的儀器；這里所說的帆機(jī)是一種裝在桅桿與帆船之間，能根據(jù)單片機(jī)的指令，通過電動(dòng)機(jī)和機(jī)械減速裝置，調(diào)整帆向 的機(jī)電混合裝置。
【文檔編號】B63H9/04GK104015894SQ201410301207
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】胡志欽, 胡達(dá)廣 申請人:胡達(dá)廣