本發(fā)明涉及船舶制造，具體為一種船舶智能風(fēng)帆轉(zhuǎn)向裝置及制造方法。

背景技術(shù)：

1、船舶的運(yùn)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他運(yùn)輸方式，一艘大型集裝箱船可以裝載數(shù)以萬計的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，而一輛卡車或一列火車的運(yùn)載量相對有限。這使得在運(yùn)輸大量貨物時，船舶能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，分?jǐn)偟矫繂挝回浳锷系倪\(yùn)輸成本較低。對于長距離運(yùn)輸船舶運(yùn)輸?shù)某杀緝?yōu)勢更加明顯，例如跨洋運(yùn)輸中飛機(jī)的運(yùn)輸成本極高，而卡車和火車的運(yùn)輸范圍有限，船舶可以利用海洋的廣闊空間以較為穩(wěn)定的速度進(jìn)行長途航行，而且在運(yùn)輸過程中不需要頻繁的中轉(zhuǎn)和裝卸，減少了貨物損壞和時間成本。

2、在船舶上安裝風(fēng)帆可以利用自然風(fēng)力為船舶提供推力，從而減少對燃油的依賴，在當(dāng)前油價波動較大且能源供應(yīng)不穩(wěn)定的情況下這一優(yōu)勢尤為突出，船舶可以根據(jù)風(fēng)向和風(fēng)力條件調(diào)整風(fēng)帆的角度和面積，最大限度地利用風(fēng)能，降低燃油消耗。風(fēng)帆的類型有很多，圓筒風(fēng)帆可以利用馬格納斯效應(yīng)對船舶產(chǎn)生推力，協(xié)助船舶轉(zhuǎn)向時可以顯著的降低能耗，通過海面上的風(fēng)能來驅(qū)動圓筒風(fēng)帆轉(zhuǎn)動可以進(jìn)一步的降低能耗消耗，然而現(xiàn)有的風(fēng)帆無法根據(jù)風(fēng)向進(jìn)行智能的控制，風(fēng)帆的角度和朝向固定對風(fēng)能的利用率也較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種船舶智能風(fēng)帆轉(zhuǎn)向裝置及制造方法，通過改變迎風(fēng)板的姿態(tài)來獲取不同的迎風(fēng)面積，能夠更好的利用風(fēng)力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)筒組件轉(zhuǎn)動從而輔助船舶轉(zhuǎn)向。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種船舶智能風(fēng)帆轉(zhuǎn)向裝置，包括通過支撐底座與船體連接的指向筒組件，以及可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于所述指向筒組件上的旋轉(zhuǎn)筒組件，所述旋轉(zhuǎn)筒組件上設(shè)置有能夠根據(jù)風(fēng)向調(diào)整朝向的擋風(fēng)板組件，所述擋風(fēng)板組件可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于旋轉(zhuǎn)筒組件的側(cè)壁上，所述擋風(fēng)板組件伸入所述旋轉(zhuǎn)筒組件內(nèi)的部分為與所述指向筒組件傳動連接的轉(zhuǎn)向驅(qū)動部；所述旋轉(zhuǎn)筒組件相對于所述指向筒組件轉(zhuǎn)動時，能夠通過所述驅(qū)動部使得所述擋風(fēng)板組件在所述指向筒組件的周向的特定區(qū)間段內(nèi)保持與其余區(qū)間段內(nèi)不同的朝向，以使得在該特定區(qū)間段內(nèi)所述擋風(fēng)板組件具有更大的迎風(fēng)面積；所述支撐底座上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)底座，所述指向筒組件、旋轉(zhuǎn)筒組件均旋轉(zhuǎn)支撐于所述旋轉(zhuǎn)底座中，所述旋轉(zhuǎn)底座上設(shè)置有能夠與所述指向筒組件同步轉(zhuǎn)動的風(fēng)向指示部，所述風(fēng)帆轉(zhuǎn)向裝置的頂部還設(shè)置有風(fēng)向檢測裝置。

4、進(jìn)一步的，所述風(fēng)向指示部設(shè)置于旋轉(zhuǎn)底座上的可視位置，并且風(fēng)向指示部指向當(dāng)前的風(fēng)向，根據(jù)所述風(fēng)向指示部的位置能夠確定所述指向筒組件的周向的所述特定區(qū)間段的位置；所述擋風(fēng)板組件為多個且均勻的分布于所述旋轉(zhuǎn)筒組件的周向，當(dāng)所述風(fēng)向檢測裝置檢測到當(dāng)前風(fēng)向后，驅(qū)動裝置驅(qū)動所述指向筒組件轉(zhuǎn)動，使得所述擋風(fēng)板組件隨著旋轉(zhuǎn)筒組件轉(zhuǎn)動至近似垂直于風(fēng)向的區(qū)間位置與所述指向筒組件的周向的所述特定區(qū)間段重疊。

5、進(jìn)一步的，所述指向筒組件包括滾動支撐組件、指向齒圈、導(dǎo)向部、指向驅(qū)動齒輪、驅(qū)動電機(jī)和支撐導(dǎo)軌；所述指向筒組件的底部通過旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)支撐在與船體連接的支撐底座上，所述指向筒組件的底部還設(shè)置有容納于所述旋轉(zhuǎn)底座中的指向齒圈，所述指向齒圈與驅(qū)動電機(jī)輸出端的指向驅(qū)動齒輪嚙合，通過驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動所述指向筒組件根據(jù)當(dāng)前風(fēng)向轉(zhuǎn)動；所述指向齒圈凸出所述指向筒組件設(shè)置，且所述指向齒圈的上端面上設(shè)置有用于支撐所述旋轉(zhuǎn)筒組件的支撐導(dǎo)軌，所述指向筒組件的上部周向還均勻設(shè)置有多個滾動支撐組件，所述旋轉(zhuǎn)筒組件的內(nèi)壁與所述滾動支撐組件抵接；所述指向筒組件的上部還設(shè)置有沿著周向延伸到的環(huán)形的導(dǎo)向部，所述旋轉(zhuǎn)筒組件相對所述指向筒組件轉(zhuǎn)動時，所述擋風(fēng)板組件上的引導(dǎo)部沿著所述導(dǎo)向部移動，并通過所述導(dǎo)向部路徑的改變來驅(qū)動所述擋風(fēng)板組件相對于所述旋轉(zhuǎn)筒組件轉(zhuǎn)動。

6、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向部包括等高段、過渡段、抬高段，所述抬高段的豎直高度高于所述等高段，所述等高段的一端經(jīng)所述過渡段銜接后延伸至所述抬高段，所述抬高段再經(jīng)另一端所述過渡段銜接后延伸至所述等高段的另一端；所述等高段、過渡段、抬高段構(gòu)成連通的環(huán)形結(jié)構(gòu)，通過驅(qū)動所述指向筒組件轉(zhuǎn)動并使風(fēng)向指示部指向當(dāng)前風(fēng)向時，所述抬高段的中點(diǎn)與所述指向筒組件的中心的等高點(diǎn)的連線垂直于所述風(fēng)向。

7、進(jìn)一步的，所述滾動支撐組件包括與指向筒組件固定連接的支撐座，以及可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于所述支撐座上的兩個并排的支撐輪軸，所述支撐輪軸上設(shè)置有導(dǎo)向輪，通過導(dǎo)向輪提供對所述旋轉(zhuǎn)筒組件上部內(nèi)壁的滾動支撐。

8、進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)筒組件包括風(fēng)板轉(zhuǎn)座、旋轉(zhuǎn)支撐部、限位導(dǎo)軌、輸出齒輪、滾輪組件和輸出齒圈；所述旋轉(zhuǎn)支撐部設(shè)置于旋轉(zhuǎn)筒組件的下端并與旋轉(zhuǎn)底座滑動配合，所述滾輪組件設(shè)置于旋轉(zhuǎn)筒組件的底端并滾動支撐在所述指向筒組件上；所述風(fēng)板轉(zhuǎn)座均勻的設(shè)置于旋轉(zhuǎn)筒組件上部的周向側(cè)壁上，且所述風(fēng)板轉(zhuǎn)座設(shè)置有多排，所述風(fēng)板轉(zhuǎn)座的高度與所述導(dǎo)向部的等高段高度相同，所述擋風(fēng)板組件可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于風(fēng)板轉(zhuǎn)座中，?相鄰兩排的風(fēng)板轉(zhuǎn)座中的上轉(zhuǎn)座與下轉(zhuǎn)座的連線和豎直方向具有一定的夾角；所述旋轉(zhuǎn)筒組件上部的內(nèi)壁設(shè)置有限位導(dǎo)軌，所述限位導(dǎo)軌與滾動支撐組件的導(dǎo)向輪滑動配合，所述旋轉(zhuǎn)筒組件的下端設(shè)置有輸出齒圈，所述輸出齒輪與輸出齒圈嚙合以獲取所述旋轉(zhuǎn)筒組件的轉(zhuǎn)速。

9、進(jìn)一步的，所述滾輪組件包括底座、輪軸和滾輪，所述底座設(shè)置于旋轉(zhuǎn)筒組件的下端面，所述底座上并排的設(shè)置有兩個可轉(zhuǎn)動的輪軸，所述輪軸上設(shè)置有兩個滾輪，所述滾輪滾動支撐在指向筒組件的支撐導(dǎo)軌上。

10、進(jìn)一步的，所述擋風(fēng)板組件包括曲柄組件和風(fēng)板組件，所述曲柄組件設(shè)置于風(fēng)板組件的一端，所述曲柄組件包括連接板、驅(qū)動柄、轉(zhuǎn)向支撐柄、驅(qū)動輪，上述連接板的兩端的兩個側(cè)面上分別設(shè)置有驅(qū)動柄和轉(zhuǎn)向支撐柄，所述驅(qū)動柄、轉(zhuǎn)向支撐柄與連接板垂直設(shè)置，所述驅(qū)動柄的末端通過驅(qū)動輪與指向筒組件的導(dǎo)向部滑動配合，所述轉(zhuǎn)向支撐柄通過軸承設(shè)置于旋轉(zhuǎn)筒組件的風(fēng)板轉(zhuǎn)座中，所述轉(zhuǎn)向支撐柄與風(fēng)板組件連接；所述風(fēng)板組件包括基部平板，以及設(shè)置于所述基部平板上的弧形面。

11、進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)筒組件相對于所述指向筒組件轉(zhuǎn)動時，當(dāng)所述驅(qū)動輪由等高段經(jīng)過渡段進(jìn)入抬高段后，通過連接板驅(qū)動轉(zhuǎn)向支撐柄轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使得風(fēng)板組件由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)動至豎直狀態(tài)以增加迎風(fēng)面積。

12、一種船舶智能風(fēng)帆轉(zhuǎn)向裝置的制造方法，包括以下步驟：步驟a，在船舶的甲板上選定位置并安裝支撐底座，在支撐底座上設(shè)置旋轉(zhuǎn)底座；步驟b，將所述指向筒組件安裝于支撐底座上的旋轉(zhuǎn)底座中，并完成、驅(qū)動電機(jī)、指向驅(qū)動齒輪和指向齒圈的傳動連接；步驟c，將旋轉(zhuǎn)筒組件套設(shè)在指向筒組件上，根據(jù)導(dǎo)向部的位置調(diào)整旋轉(zhuǎn)筒組件相對于所述指向筒組件的位置后，將風(fēng)板轉(zhuǎn)座和風(fēng)板組件安裝至旋轉(zhuǎn)筒組件上；步驟d，將滾輪組件安裝在旋轉(zhuǎn)筒組件的底端并調(diào)整高度。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種船舶智能風(fēng)帆轉(zhuǎn)向裝置及制造方法，具備以下有益效果：

14、1.本發(fā)明利用風(fēng)能驅(qū)動擋風(fēng)板組件并帶動旋轉(zhuǎn)筒組件轉(zhuǎn)動，利用旋轉(zhuǎn)筒組件旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的馬格納斯效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對船舶的轉(zhuǎn)向驅(qū)動，能夠有效的減少船舶轉(zhuǎn)向所消耗的能耗。

15、2.本發(fā)明通過調(diào)節(jié)指向筒組件的角度位置，能夠使得旋轉(zhuǎn)筒組件上的擋風(fēng)板組件在轉(zhuǎn)動的過程中旋轉(zhuǎn)至特定位置后發(fā)生旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而在特定的位置獲取更大的迎風(fēng)面積，能夠有效的利用風(fēng)能來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)筒組件轉(zhuǎn)動。

16、3.本發(fā)明在旋轉(zhuǎn)筒組件上設(shè)置有多排的擋風(fēng)板組件，且上下兩排的擋風(fēng)板組件錯位設(shè)置，從而使得上下排的擋風(fēng)板組件在經(jīng)過特定位置時先后的擴(kuò)大迎風(fēng)面積，使得對旋轉(zhuǎn)筒組件的驅(qū)動力更平穩(wěn)。