船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，包括：基座；两旋转自由度驱动装置，固定在基座上且输出端与折叠式太阳能发电板机构驱动连接；折叠式太阳能发电板机构，其一端与两旋转自由度串联驱动装置的输出端驱动连接；追光系统，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于调节折叠式太阳能发电板机构的姿态以控制太阳能发电板的迎光面积和角度；风速风向监测装置，与两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于根据所监测的风速风向数据调节折叠式太阳能发电板机构抬起实现风帆推进的功能。本发明专利技术同时具备折叠伸缩、智能追光及风帆推进的功能，不占用船舶既有甲板面积，适用各类船舶，具较大的推广应用前景。

Marine folding and retractable solar panels and sail propulsion devices

The invention discloses a marine folding retractable and intelligent tracing solar power generation board and a sail propulsion device, which comprises a base, a two-degree-of-freedom driving device fixed on the base and the output terminal is driven and connected with the folding solar power generation board mechanism, and a folding solar power generation board mechanism, one end of which is driven and connected with the output terminal of the two-degree-of-freedom series driving device. The system is electrically connected with the two rotating degrees of freedom series drive device, which is used to adjust the attitude of the folding solar panel mechanism to control the area and angle of the solar panel; the wind speed and direction monitoring device is electrically connected with the two rotating degrees of freedom series drive device, which is used to adjust the lifting of the folding solar panel mechanism according to the wind speed and direction data monitored. The function of sail propulsion. The invention has the functions of folding and telescoping, intelligent tracing and sail propulsion, does not occupy the existing deck area of the ship, and is suitable for all kinds of ships, and has a great application prospect.

【技术实现步骤摘要】
船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置
本专利技术涉及一种船用折叠伸缩、智能追光太阳能发电板及风帆推进集成装置，尤其涉及一种灵活适应不同船舶航行空间环境、不同时间尺度、绿色智能和混合能源的船舶推进技术。
技术介绍
环境、能源及人口压力迫使船舶行业推行绿色新能源技术。海洋中的太阳能和风能资源丰富，但是目前人们对海上的太阳能和风能资源开发十分有限，此领域具有十分广阔的发展前景。目前船舶动力来源多采用传统化石燃料，海上航运尾气排放占比全球总排放达10%以上，因此在船舶动力领域进行能源结构调整具有十分重要的意义。传统的太阳能船舶利用技术多为在船舶甲板上铺设大面积固定的太阳能发电板，占用了大量的甲板有效面积，只能适用于个别类型的船舶，如游船，因此严重限制了该技术在其他类型船舶上的推广应用，虽然也有专利（如申请号201810592948.9,201721782165.4，201810165797.9）提及了可折叠的太阳能板技术方案，但其多是针对少量的太阳能板进行设计，应用领域并非船舶技术，并且其专利技术结构形式、执行机构及工作用途和本申请的方案也完全不同。对于风能和太阳能混合能源利用形式在船舶上的应用，专利申请号201410209365.5虽然提出了一种风帆和太阳能电池板的船用技术方案，但是其太阳能电池板并不能折叠，也没有涉及自动智能追光系统，仍属于传统技术方案，灵活性并不强，适用船型有限，因此与本申请的结构形式及权限要求不同。同时值得提出的是，上述专利提及的太阳能发电板的安装空间均限制在船体已有空间内，不具有外展性，这和本申请提出的外展型方案有本质区别。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以人工或自动控制的太阳能发电板折叠伸缩和追光装置，并兼具风帆助推的绿色船舶推进功能。通过对多个折叠臂和太阳能发电板迎光面积和角度的控制，实现了船舶在不同空间环境和时间尺度内的能量吸收最大化，扩大了绿色船舶的适用范围，同时保证不妨碍船舶的正常作业和进出港口。本专利技术的技术方案如下：一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，包括：基座，固定在船体侧面；两旋转自由度驱动装置，固定在所述基座1上且输出端与所述折叠式太阳能发电板机构驱动连接；折叠式太阳能发电板机构，其一端与两旋转自由度串联驱动装置的输出端驱动连接；追光系统，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于调节所述折叠式太阳能发电板机构的姿态以控制太阳能发电板的迎光面积和角度；风速风向监测装置，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于根据所监测的风速风向数据调节所述折叠式太阳能发电板机构抬起实现风帆推进的功能。进一步地，所述的两旋转自由度驱动装置包括仰俯角度调节装置、翻滚角度调节装置、连接桥，所述仰俯角度调节装置固定在所述基座上，所述翻滚角度调节装置与仰俯角度调节装置的输出端固定连接，所述连接桥与所述翻滚角度调节装置的输出端固定连接。进一步地，所述的仰俯角度调节装置包括轴承座、第一步进电机，所述轴承座固定在所述基座上，所述第一步进电机的输出端依次通过转轴及万向节与所述翻滚角度调节装置固定连接，所述转轴与所述轴承座转动配合。进一步地，所述的仰俯角度调节装置包括两个轴承座和第一步进电机，两个所述轴承座对称地固定在所述基座上，两个所述第一步进电机对称分布且输出端分别通过转轴及万向节与所述翻滚角度调节装置固定连接，各转轴分别与对应的所述轴承座转动配合。进一步地，所述的翻滚角度调节装置包括电机外壳、第二步进电机，所述的第二步进电机固定在所述在所述电机外壳内，所述的第二步进电机输出端与连接桥固定连接，所述电机外壳与所述的仰俯角度调节装置输出端固定连接。进一步地，所述的折叠式太阳能发电板机构包括若干通过合页依次铰接的太阳能板、位于各太阳能板下方且依次转动连接的若干折叠臂。进一步地，每个所述的折叠臂均包括本体，所述本体的一端设置有折叠臂电机，所述折叠臂电机的输出端设置有电机外齿轮；所述本体的另一端设置有与相邻折叠臂连接的铰接接头，所述的铰接接头上设置有与相邻的所述折叠臂的电机外齿轮相啮合的折叠臂内齿轮。进一步地，相邻的太阳能板之间还是设置有限位杆。进一步地，所述追光系统采用光电追踪式追光系统或视日运动轨迹追踪式追光系统。进一步地，所述的风速风向监测装置还用于根据所监测的风速风向数据驱动所述的第二步进电机调整所述折叠式太阳能发电板机构的迎风攻角优化风帆推进功能。相比现有技术，本专利技术的有益效果是：本专利技术为具有折叠伸缩和智能追光功能的船用太阳能发电装置，采用外展性设计，不占用船舶既有甲板面积，适用船舶类型范围广。本专利技术同时兼具风帆推进的功能是对现有绿色船舶领域的拓延和创新，具有较好的新颖性、实用性及较大的推广应用前景。附图说明图1是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置实施例一的太阳能板完全展开时的结构示意图。图2是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置实施例一的太阳能板折叠过程示意图。图3是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置实施例一的太阳能板完全折叠后的示意图。图4是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置模块结构示意图。图5是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置太阳能发电板连接示意图。图6是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置折叠臂结构示意图。图7是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置模块局部示意图。图8是本专利技术的一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置实施例二的示意图。图中所示为：1-基座；2-轴承座；3-纵向槽；4-横向槽；5-第一步进电机；6-万向节；7-电机外壳；8-连接桥；9-太阳能板；10-折叠臂；11-折叠臂内齿轮；12-合页；13-第二步进电机；14-电机外齿轮；15-折叠臂电机；16-限位杆；17-船体。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的专利技术目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。实施例一如图1、图2和图3所示，一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，包括：基座1，固定在船体侧面，整体呈L形，为了使电机顺利转动被干涉，所述基座1的分别设置有竖直的纵向槽3和水平的横向槽4，为电机旋转预留足够的运动空间；两旋转自由度驱动装置，固定在所述基座1上且输出端与所述折叠式太阳能发电板机构驱动连接；折叠式太阳能发电板机构，其一端与两旋转自由度串联驱动装置的输出端驱动连接；追光系统，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于调节所述折叠式太阳能发电板机构的姿态以控制太阳能发电板的迎光面积和角度；风速风向监测装置，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于根据所监测的风速风向数据调节所述折叠式太阳能发电板机构抬起实现风帆推进的功能。具体而言，如图7所示，所述的两旋转自由度驱动装置包括仰俯角度调节装置、翻滚角度调节装置、连接桥8，所述仰俯角度调节装置固定在所述基座1上，所述翻滚角度调节装置与仰俯角度调节装置的输出端固定连接，所述连接桥8与所述翻滚角度调节装置的输出端固定连接。其中，所述的仰俯角度调节装置包括两个轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，其特征在于：基座(1)，固定在船体(17)侧面；两旋转自由度驱动装置，固定在所述基座(1)上且输出端与所述折叠式太阳能发电板机构驱动连接；折叠式太阳能发电板机构，其一端与两旋转自由度串联驱动装置的输出端驱动连接；追光系统，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于调节所述折叠式太阳能发电板机构的姿态以控制太阳能发电板的迎光面积和角度；风速风向监测装置，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于根据所监测的风速风向数据调节所述折叠式太阳能发电板机构抬起实现风帆推进的功能。

【技术特征摘要】
1.一种船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，其特征在于：基座(1)，固定在船体(17)侧面；两旋转自由度驱动装置，固定在所述基座(1)上且输出端与所述折叠式太阳能发电板机构驱动连接；折叠式太阳能发电板机构，其一端与两旋转自由度串联驱动装置的输出端驱动连接；追光系统，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于调节所述折叠式太阳能发电板机构的姿态以控制太阳能发电板的迎光面积和角度；风速风向监测装置，与所述两旋转自由度串联驱动装置电气连接，用于根据所监测的风速风向数据调节所述折叠式太阳能发电板机构抬起实现风帆推进的功能。2.根据权利要求1所述的船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，其特征在于：所述的两旋转自由度驱动装置包括仰俯角度调节装置、翻滚角度调节装置、连接桥(8)，所述仰俯角度调节装置固定在所述基座(1)上，所述翻滚角度调节装置与仰俯角度调节装置的输出端固定连接，所述连接桥(8)与所述翻滚角度调节装置的输出端固定连接。3.根据权利要求1所述的船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，其特征在于：所述的仰俯角度调节装置包括轴承座(2)、第一步进电机(5)，所述轴承座(2)固定在所述基座上，所述第一步进电机(5)的输出端依次通过转轴及万向节与所述翻滚角度调节装置固定连接，所述转轴与所述轴承座(2)转动配合。4.根据权利要求3所述的船用折叠伸缩和智能追光太阳能发电板及风帆推进装置，其特征在于：所述的仰俯角度调节装置包括两个轴承座(2)和第一步进电机(5)，两个所述轴承座(2)对称地固定在所述基座(1)上，两个所述第一步进电机(5)对称分布且输出端分别通过转轴及万向节与所述翻滚角度调节装置固定连接，各转轴分别与对...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱守强，叶家玮，王冬姣，梁富琳，刘鲲，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44