本發(fā)明涉及風(fēng)帆助航領(lǐng)域，具體涉及一種可折疊自動收放的仿生翼型帆。

背景技術(shù)：

風(fēng)力作為一種無污染的可再生能源，在船舶應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中，有著巨大的應(yīng)用潛力，主要表現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水、風(fēng)力助航、風(fēng)能海水淡化等，其中，風(fēng)帆助航以其安全、節(jié)能的優(yōu)點一直沿用至機(jī)動船舶發(fā)展的今天，利用風(fēng)帆作為輔助動力，能使船舶更加節(jié)能環(huán)保。

仿生學(xué)是一門模仿生物的特殊本領(lǐng)，利用生物的結(jié)構(gòu)和功能原理來研制機(jī)械或各種新技術(shù)的科學(xué)技術(shù)。仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特質(zhì)、功能、能量轉(zhuǎn)換、信息控制等各種優(yōu)異的特征，并把它們應(yīng)用到技術(shù)系統(tǒng)，改善已有的技術(shù)工程設(shè)備，并創(chuàng)造出新的工藝過程、建筑構(gòu)型、自動化裝置等技術(shù)系統(tǒng)的綜合性科學(xué)。

目前國內(nèi)海上遠(yuǎn)洋船舶風(fēng)力助航推進(jìn)主要采用傳統(tǒng)軟質(zhì)或硬質(zhì)風(fēng)帆，其利用帆面受到的風(fēng)力助航船舶航行，然而，由于海上風(fēng)力資源的不穩(wěn)定性，傳統(tǒng)風(fēng)帆作為海上遠(yuǎn)洋船舶助航手段時，需要專人操控，存在效率較低、裝置收放不便、靈活性差、影響船舶駕駛等諸多缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種仿生帆，實現(xiàn)能夠根據(jù)船舶航行狀態(tài)及風(fēng)場狀態(tài)實現(xiàn)風(fēng)帆自動升降及轉(zhuǎn)動，增加風(fēng)帆的推進(jìn)效率，提高風(fēng)帆的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性，利于風(fēng)帆助航船舶的推廣使用的目的。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明根據(jù)以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種仿生帆，包含：桅桿，其進(jìn)一步包含第一桿段、第二桿段、第三桿段，連接所述第一桿段和所述第二桿段的第一旋轉(zhuǎn)軸，以及連接所述第二桿段和所述第三桿段的第二旋轉(zhuǎn)軸；第一支撐桿、第二支撐桿與第三支撐桿；所述第一支撐桿、第二支撐桿與第三支撐桿的一端分別與所述第一旋轉(zhuǎn)軸連接；

第四支撐桿，其一端與所述第三桿段中部連接；帆面，其頂端與底端分別與所述第一桿段和第四支撐桿對應(yīng)連接；所述帆面的一個側(cè)邊與所述桅桿的第二桿段及第三桿段的相應(yīng)部位連接，所述帆面的表面與所述第一至第三支撐桿連接；膠囊艙體，其提供對收縮的仿生帆進(jìn)行收納的空間。

優(yōu)選地，所述桅桿的材料為高分子材料或金屬材料。

優(yōu)選地，所述帆面的材料為紡織品或薄膜材料。

優(yōu)選地，在所述帆面與所述桅桿、第一至第四支撐桿的連接部位設(shè)有多個小孔，通過穿過小孔的繩索將所述帆面固定。

優(yōu)選地，所述仿生帆還設(shè)有操控裝置，其向所述膠囊艙體的儲帆艙門發(fā)送控制所述儲帆艙門的開啟或關(guān)閉的命令；向所述桅桿發(fā)送折疊或伸展的命令，向所述第一旋轉(zhuǎn)軸與所述第二旋轉(zhuǎn)軸發(fā)送轉(zhuǎn)動命令。

優(yōu)選地，所述操控裝置為液壓系統(tǒng)或電驅(qū)動系統(tǒng)。

優(yōu)選地，在所述船體甲板設(shè)有一個或多個安裝底座，所述膠囊艙體對應(yīng)設(shè)置在所述安裝底座內(nèi)。

優(yōu)選地，所述桅桿的第三桿段的底端連接在所述膠囊艙體的安裝座上。

優(yōu)選地，所述仿生帆展開時，所述第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動所述桅桿的第一桿段、第二桿段與第三桿段通過所述儲帆艙門從所述膠囊艙體內(nèi)部伸展出，所述第一至第三支撐桿呈扇形展開，且相互隔開一定角度，所述第四支撐桿伸展且與所述第三桿段形成夾角。所述仿生帆收縮時，所述第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動所述桅桿的第一桿段、第二桿段與第三桿段通過所述儲帆艙門收藏至所述膠囊艙體內(nèi)部，所述第一桿段、第二桿段與第三桿段折疊，所述第一至第四支撐桿收縮合攏，使各支撐桿間在展開時形成的夾角減至設(shè)定的最小角度；所述第四支撐桿與所述第三桿段之間的夾角也相應(yīng)地減至設(shè)定的最小角度。。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:

本發(fā)明由于采用組合成型的方式制作而成，仿造蝙蝠的翅膀設(shè)計，可以進(jìn)行靈活自如的伸展與收縮，收入所述底座艙內(nèi)。所述底座艙可以由起重機(jī)吊到甲板上，具有方便安裝，使用靈活的優(yōu)點。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，結(jié)構(gòu)牢固，不易損壞，使用壽命長的優(yōu)點。本發(fā)明具有根據(jù)船舶航行狀態(tài)及風(fēng)場狀態(tài)實現(xiàn)風(fēng)帆自動升降及轉(zhuǎn)動，增加風(fēng)帆的推進(jìn)效率，提高風(fēng)帆的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性，利于風(fēng)帆助航船舶的推廣使用的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種仿生帆整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種仿生帆的帆翼骨架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種仿生帆的底座艙俯視圖；

圖4為本發(fā)明一種仿生帆的底座艙正視圖；

圖5為本發(fā)明一種仿生帆的底座艙左視圖；

圖6為本發(fā)明一種仿生帆的實施例的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

本發(fā)明所述頂端與底端皆規(guī)定以圖1為準(zhǔn)，圖1上方為頂端，圖1下方為底端。

結(jié)合圖1~5所示，一種可折疊自動收放仿生翼型帆，包括桅桿1，膠囊艙體7，帆面6，第一支撐桿2，第二支撐桿3，第三支撐桿4，第四支撐桿5和操控裝置；所述桅桿1上間隔設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)軸11與第二旋轉(zhuǎn)軸12，將所述桅桿1分為第一桿段14，第二桿段15與第三桿段16；即所述第二桿段15的頂端通過所述第一旋轉(zhuǎn)軸11與所述第一桿段14的底端連接；所述第二桿段15的底端通過所述第二旋轉(zhuǎn)軸12與所述第三桿段16的頂端連接；所述第三桿段16的底端與所述膠囊艙體7上設(shè)有的安裝座13連接；所述第一支撐桿2、第二支撐桿3與第三支撐桿4的一端均與所述第一旋轉(zhuǎn)軸11連接；所述第四支撐桿5與所述第三桿段16的中部呈一定角度連接；所述帆面6的頂端與底端分別與所述桅桿1的第一桿段14和第四支撐桿5對應(yīng)連接，所述帆面6的一個側(cè)邊與所述桅桿1的第二桿段15及第三桿段16的相應(yīng)部位連接，所述帆面6的一面與所述第一至第三支撐桿2~4連接；通過在所述帆面6與所述桅桿1、第一至第四支撐桿2~5連接的部位分別設(shè)置多個小孔，并加固的小孔周圍，用繩索通過小孔把所述帆面6捆綁在所述桅桿1、第一至第四支撐桿2~5上，便于更換帆面6。所述仿生帆的骨架是仿造蝙蝠的翅膀設(shè)計的，可以進(jìn)行靈活自如的伸展與收縮。

如圖6所示， 所述膠囊艙體7可以由起重機(jī)吊到船體甲板8上，設(shè)置所述船體甲板8設(shè)有的安裝底座內(nèi)。所述仿生帆可根據(jù)船舶的實際需求單獨或多個安裝在甲板上。所述底座艙可以降低整個帆翼裝置的中心，從而提高帆翼裝置的穩(wěn)定性和安全性。

如圖3與圖4所示，所述膠囊艙體7設(shè)有可伸縮的儲帆艙門9。

所述操控裝置向所述桅桿1上的第一旋轉(zhuǎn)軸11與第二旋轉(zhuǎn)軸12發(fā)送操控指令，所述第一旋轉(zhuǎn)軸11與第二旋轉(zhuǎn)軸12可以根據(jù)操控指令進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)與調(diào)整，從而使所述桅桿1、第一至第四支撐桿2~5和帆面6能夠進(jìn)行靈活自如的伸展與收縮。

即當(dāng)需要使用所述仿生帆時，所述操控裝置控制所述儲帆艙門9開啟，所述操控裝置發(fā)送伸展命令至所述第一旋轉(zhuǎn)軸11與第二旋轉(zhuǎn)軸12，所述第一旋轉(zhuǎn)軸11與第二旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動所述桅桿1的第一桿段14、第二桿段15與第三桿段16通過所述儲帆艙門9從所述膠囊艙體7內(nèi)部伸展出，所述第一至第三支撐桿2~4呈扇形展開，且相互隔開一定角度；所述第四支撐桿5伸展且與所述第三桿段16形成一定角度。

當(dāng)需要將所述仿生帆收藏時，所述操控裝置向所述儲帆艙門9發(fā)送打開命令，所述儲帆艙門9打開；所述操控裝置再發(fā)送收縮命令至所述第一旋轉(zhuǎn)軸11與第二旋轉(zhuǎn)軸12，所述第一旋轉(zhuǎn)軸11與第二旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動所述桅桿1的第一桿段14、第二桿段15與第三桿段16與所述第一至第四支撐桿2~5收縮，收縮時，所述第一桿段14、第二桿段15與第三桿段16折疊在一起，所述第一至第四支撐桿2~5依次收縮合攏，使各支撐桿間在展開時形成的夾角減至設(shè)定的最小角度；所述第四支撐桿5與所述第三桿段16之間的夾角也相應(yīng)地減至設(shè)定的最小角度；所述仿生帆通過所述儲帆艙門9儲藏至所述膠囊艙體7內(nèi)部；之后所述操控裝置發(fā)送關(guān)閉命令至所述儲帆艙門9，所述儲帆艙門9接收并關(guān)閉。

所述桅桿1的材料可以用高分子材料，如碳纖維加環(huán)氧樹脂，也可以是金屬材料，如鋁合金材料。所述帆面6的材料可以是紡織品或薄膜材料。

所述操控裝置可以為液壓技術(shù)或電驅(qū)動技術(shù)。

綜上所述，本發(fā)明具有根據(jù)船舶航行狀態(tài)及風(fēng)場狀態(tài)實現(xiàn)風(fēng)帆自動升降及轉(zhuǎn)動，增加風(fēng)帆的推進(jìn)效率，提高風(fēng)帆的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性，利于風(fēng)帆助航船舶的推廣使用的優(yōu)點。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。