可智能控制收紧方向的格栅型风帆制造技术

本发明专利技术提供一种可智能控制收紧方向的格栅型风帆。本发明专利技术包括边部框架、帆体、柔性撑杆、控制阀、传感器和转轴，所述帆体连接在边部框架内侧，所述边部框架的两侧设有对称设置的若干柔性撑杆，柔性撑杆和边缘框架形成菱形的格栅，所述帆体的中心位置设有控制阀，控制阀内设有与其相连的对称分布的若干转轴，撑杆与该侧与其对应的转轴相连，风帆表面不同位置设置有若干风压传感器，各风压传感器实时将信号传递给所述控制阀。本发明专利技术可以根据船舶航行的具体情况随时调整风帆的凸起方向。本发明专利技术不仅可以满足结构强度等方面的要求，而且使风帆可以实现智能控制，为船舶的航行也提供了便利。

【技术实现步骤摘要】
可智能控制收紧方向的格栅型风帆
本专利技术涉及风帆
，尤其涉及一种可智能控制收紧方向的格栅型风帆。
技术介绍
风帆是史上最早应用于船舶的动力工具。随着科学的进步风帆正在被某些性能更好的内燃机等动力装置所替代，但是由于石油危机的爆发造成了油价上涨，所以利用风帆作为辅助动力为船舶助航成为了热点问题。对于风帆，由于限高、限重以及风阻等其他影响因素，传统风帆在这些方面的调整余地不大，尤其风阻，不能控制，因此传统风帆常常无法达到理想的效果。公告号为CN107651148A的《三角式风帆》，将风帆设计成三角式可接受各向来风，弧形帆面的布置可以使来风产生的风力增加，大幅度的提高了风帆的气动力特性，对风帆船产生有效助推，使船舶在360度范围内提供全方位的助推能力。在超过额定风速时，风帆可以下降至安全高度，通过驱动电机、齿轮及外齿轮回转轴承的配合使用可以实现风帆的转动；公告号为CN109677581A的《骨架交叉式风帆》，包括风帆和支撑所述风帆帆面的骨架，骨架包括若干间隔设置的横向板材、与横向板材垂直且间隔设置的若干纵向板材，以及设置在横向板材和纵向板材围成的方格内且相互交叉的斜向板材，成本低、强度高的效果，不仅能够满足结构强度，同样能够进行重量控制。公告号为CN110733623A的《一种运用于海上无人艇的可伸缩式风帆》，包括可伸缩风帆组件和用于带动所述可伸缩风帆组件实现伸出或者收缩动作的桅杆组件，还包括用于带动桅杆组件转动的方向调整机构以及带动桅杆组件沿竖直方向进行运动的高度调整机构，具有结构简单，操纵好，可靠性高、提高无人艇在海上的适应性和机动性，提高无人艇的续航能力的优点。公告号为CN109649619A的《井桁式风帆帆面骨架结构》，风帆帆面包括位于中间的中部帆面，连接在中部帆面上方、下方的的第二端部和第三端部、连接在中部帆面左侧、右侧的第四端部和第五端部；中部帆面内部设置多个第一横向支撑结构，以及多个第一垂向支撑结构，通过上述布置，结构满足在风载荷、重力和惯性载荷的共同作用下的强度要求，且重量得到优化。现有技术存在的技术主要是在单侧控制风帆，即在船舶航行过程中风帆只向一侧凸起，通过改变风帆单侧的骨架结构或者帆面形状来实现控制风帆角度和受力等的目的。但是当风向突然变化时，如不及时改变风帆凸起方向则会对船舶航行产生不利的影响。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种可智能控制收紧方向的格栅型风帆。本专利技术采用的技术手段如下：一种可智能控制收紧方向的格栅型风帆，包括边部框架、帆体、柔性撑杆、控制阀、传感器和转轴，所述帆体连接在边部框架内侧，所述边部框架的两侧设有对称设置的若干柔性撑杆，柔性撑杆和边缘框架形成菱形的格栅，所述帆体的中心位置设有控制阀，控制阀内设有与其相连的对称分布的若干转轴，撑杆与该侧与其对应的转轴相连，风帆表面不同位置设置有若干风压传感器，各风压传感器实时将信号传递给所述控制阀。进一步地，所述控制阀的纵剖面为圆形，边部框架为菱形，单侧的柔性撑杆为8根，分别连接在菱形的顶点以及各边的中点，转轴均匀布设于控制阀的圆周上。进一步地，柔性撑杆与风帆表面通过固定环紧密相连。进一步地，在柔性撑杆和边缘框架的连接处设有用于测量连接力的力传感器。本专利技术具有以下优点：本专利技术柔性撑杆和边缘框架形成菱形的格栅结构，支撑构件在风帆两侧相同，均由柔性撑杆、控制阀及传感器组成，通过调控柔性撑杆可使帆面上下或左右调整，且可以折叠或展开，同时也可以根据船舶航行的具体情况随时调整风帆的凸起方向。本专利技术不仅可以满足结构强度等方面的要求，而且使风帆可以实现智能控制，为船舶的航行也提供了便利。本专利技术可以针对风向的随机性对帆面进行双侧控制，更有利于船舶的航行。装置能够在短时间内对帆面进行有效的调控，不仅能够改变帆面的形状，而且双侧控制还可以根据船舶航行时的风向情况随时调整帆面的凸起方向。不同于传统风帆，此风帆的结构简单、操作方便，对减少工作量有利，所以节省了大量的人力物力，从而降低建造成本。同时该装置针对于传统风帆在限高、限重以及风阻等不确定因素方面调整余地不大的情况也有所改善。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术正视图。图2为本专利技术帆体向一侧凸起时正视图中A-A剖面的侧视图。图3为控制阀的详细结构图。图中，1、边部框架；2、帆体；3、柔性撑杆；4、控制阀；5、风压传感器；6、转轴；7、力传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1，图2所示，本实施例公开了一种可智能控制收紧方向的格栅型风帆，包括边部框架、帆体、柔性撑杆、控制阀、传感器和转轴，所述帆体2连接在边部框架1内侧，所述边部框架的两侧设有对称设置的若干柔性撑杆3，柔性撑杆和边缘框架形成菱形的格栅，所述帆体的中心位置设有控制阀4，控制阀内设有与其相连的对称分布的若干转轴6，撑杆的端部与该侧与其对应的转轴相连，风帆表面不同位置设置有若干风压传感器5，各风压传感器实时将信号传递给所述控制阀。选用的风压传感器可根据基本的感知功能将外界的信号传递给控制阀，进而实现智能控制。具体地，当风向与船舶的运行方向朝同一方向时，调控风帆，让风帆向反方向收紧，保证风吹帆的角度与船舶运行方向一致。如果风向与船行驶方向相反，保持风帆向船行驶的反方向收紧，保证风不会吹风帆。当风的角度与船舶成一定夹角时，根据风向和船舶行驶方向来调控风帆收紧和张开的角度。本实施例选用的撑杆的柔性程度好，弯曲时不易折断。如图3所示，本实施例所述控制阀的纵剖面为圆形，所述边部框架为菱形，为了结构稳定和风帆角度易于控制，单侧的柔性撑杆为8根，分别连接在菱形的顶点以及各边的中点，转轴均匀布设于控制阀的圆周上。柔性撑杆与风帆表面通过固定环紧密相连，起到支撑边部框架以及控制风帆变形角度的作用。为了保证撑杆内力不超过其强度允许范围，作为优选的实施方式，在柔性撑杆和边缘框架的连接处设有用于测量连接力的力传感器7，一旦连接力过大，锁紧停止。通过上述方法，可以实现风帆的展开角度。由于上述流程均可实现自感知控制，因此，可以根据设定的参数实现风帆的智能自主控制，可在无人船上使用。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可智能控制收紧方向的格栅型风帆，其特征在于，包括边部框架、帆体、柔性撑杆、控制阀、传感器和转轴，所述帆体连接在边部框架内侧，所述边部框架的两侧设有对称设置的若干柔性撑杆，柔性撑杆和边缘框架形成菱形的格栅，所述帆体的中心位置设有控制阀，控制阀内设有与其相连的对称分布的若干转轴，撑杆与该侧与其对应的转轴相连，风帆表面不同位置设置有若干风压传感器，各风压传感器实时将信号传递给所述控制阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种可智能控制收紧方向的格栅型风帆，其特征在于，包括边部框架、帆体、柔性撑杆、控制阀、传感器和转轴，所述帆体连接在边部框架内侧，所述边部框架的两侧设有对称设置的若干柔性撑杆，柔性撑杆和边缘框架形成菱形的格栅，所述帆体的中心位置设有控制阀，控制阀内设有与其相连的对称分布的若干转轴，撑杆与该侧与其对应的转轴相连，风帆表面不同位置设置有若干风压传感器，各风压传感器实时将信号传递给所述控制阀。


2.根据权利要求1所述的可智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飏，鲁琪琪，张柏源，丁开发，徐天宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21