本发明专利技术公开了一种风驱动的长续航无人舰船，包括船体，所述船体两侧连接有辅助浮体，所述辅助浮体一侧设有防撞垫板，所述船体上设有主船帆和副船帆，所述副船帆连接有位于船体内的传动机构，所述主船帆顶部固定有风力风向检测器，所述船体上还设有垂直轴风力发电装置以及蓄电池，所述船体尾部设有旋转涡轮，所述旋转涡轮一侧设有防护组件，所述辅助浮体的外侧开设凹槽并设有防浪基体。本发明专利技术通过所述传动机构调节所述副船帆的角度实现风力导向，并通过所述垂直轴风力发电装置收集风能对所述旋转涡轮供电实现无风条件的驱动，所述防浪基体缓冲侧方波浪冲击避免侧翻，装置整体能实现稳定的、长时间的无人续航。长时间的无人续航。长时间的无人续航。
【技术实现步骤摘要】
一种风驱动的长续航无人舰船
[0001]本专利技术属于无人船
，具体涉及一种风驱动的长续航无人舰船。
技术介绍
[0002]无人艇是一种新型无人海洋探测平台，以小型船舶为主，具有较高的自主控制和导航能力。在军民领域逐渐展现出它的应用前景和价值，具备海洋探测、环境监控、目标侦查、通信中继等功能，因此无人艇技术的发展受到了越来越多人的关注，更多的研究学者投入到了无人艇研制工作中。然而现阶段现已投入应用的无人艇多为柴油动力的高速艇，由于其携带能源有限，无人艇的续航力和自持力受到了极大限制，难以对大片海域进行长期大范围观测。另外，由于化石能源日渐枯竭、环境污染不断加剧、全球气候变化日趋恶劣，因此寻找可持续利用的环境友好型能源已经迫在眉睫、刻不容缓。再者，在海洋中，海洋波浪、太阳能和风广泛存在，如果无人艇能够实时捕获这三种能源，那么无人艇就能够具备极强的续航力和自持力。
[0003]韩国专利技术专利，申请号KR1020180009395，公开了自动航行机器人船，该专利技术包括双臂滑行机器人以及桅杆，通过桅杆上的风向风速测量单元来获测量风速信息，在有风时依靠主帆来驱动装置行进，在无风时通过双臂滑行机器人底部设置的电动机供给推力来执行驱动，使装置能够在水面上长时间续航，但该专利技术依然存在以下问题：主帆固定设置在双臂滑行机器人的中间主体上，狂风作用主帆容易造成装置倾覆侧翻，使驱动装置受损；水上航行时不可避免地撞击海底部礁石，容易对中间主体部分的驱动装置以及主帆造成干涉，影响使用寿命；电动机暴露在外，容易在装置航行时意外撞击到礁石或水面垃圾；造成驱动功能失效，导致装置在无风调节无法前进。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够缓冲撞击震动的同时防止侧倾，且能利用风能发电的一种风驱动的长续航无人舰船。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种风驱动的长续航无人舰船，包括：船体，船体两侧对称连接有辅助浮体，船体上设置有主船帆和副船帆，船体与辅助浮体之间设有缓冲连接件，副船帆连接有位于船体内的传动机构，主船帆顶部设有风力风向检测器，船体上对称布设有垂直轴风力发电装置，船体内设有蓄电池，垂直轴风力发电装置与蓄电池连接，船体尾部固定有旋转涡轮，旋转涡轮的驱动端与蓄电池连接，垂直轴风力发电装置底部设有减震组件，船体两侧壁开设有第一槽体，任一辅助浮体靠近船体的一侧开设有第二槽体，任一辅助浮体外侧边沿向下开设有安装槽。船体两侧的辅助浮体通过缓冲连接件与船体连接，为船体提供侧方防护，大幅降低海浪或礁石撞击船体的几率，避免船体上部件过分受震损坏，同时辅助浮体增加了装置整体侧方的浮力，能有效防止装置在遭受较大风浪时发生侧倾，主船帆与副船帆能在风力影响下实现船体航行，风力风向检测器配合传动机构使副船帆发生偏转，从而适应不同方
向风能以达到更好的航行效果，垂直轴风力发电装置将风能转化为电能储存至蓄电池，在无风条件下依靠蓄电池对旋转涡轮供电实现航行，保证装置在不同天气条件的正常续航，减震组件对垂直轴风力发电装置底部提供环绕减震支撑，避免船体过分摇晃导致垂直轴风力发电装置底部杆体折弯断裂。
[0006]优选地，缓冲连接件包括位于第二槽体内的固定块，固定块的两侧以及第二槽体的对立竖直面上均固定有橡胶柱，位于固定块同侧的两个橡胶柱之间固定有滑移杆，任一滑移杆上穿插有缓冲滑块，任一第一槽体内固定有铰接座，铰接座与相近的缓冲滑块之间铰接设置有连接杆，缓冲滑块两侧设有套在滑移杆上的缓冲弹簧。辅助浮体在受冲击时，连接杆在铰接处摆动，带动缓冲滑块分别在各自的连接杆上滑移，实现辅助浮体的位移，同时缓冲滑块压缩该侧的缓冲弹簧，缓冲弹簧会挤压该侧的橡胶柱，通过缓冲弹簧的形变以及橡胶柱来缓冲和吸收震动能量，一方面能减小传递至船体的震动，避免过大震动导致船体上的部件受干涉失效，另一方面缓冲弹簧能减小辅助浮体的位移量，降低辅助浮体撞击船体导致装置侧翻的可能，缓冲弹簧在受压后恢复形变并推动缓冲滑块带动辅助浮体反向位移，一方面能通过辅助浮体的位移有效抵消侧方冲击，另一方面有利于在触礁时反向推动船体离开礁石区域，避免二次碰撞。
[0007]优选地，辅助浮体靠近船体的一侧设有防撞垫板，防撞垫板的上下两端面开设有多个导流凹槽，防撞垫板内开设有多个排气孔，排气孔贯穿防撞垫板两端。防撞垫板为橡胶软板，辅助浮体在遭受巨大冲击时带动防撞垫板向船体靠近并挤压防撞垫板，避免船体侧方受损，导流凹槽一方面对船体侧方水流分流和导流，有利于减小水流对船体侧方的阻力，另一方面导流凹槽与排气孔提供防撞垫板的挤压形变空间，进一步提升撞击的缓冲效果，防撞垫板在受压时各个排气孔内水体被挤压且快速排出形成气泡，一方面有利于清洁辅助浮体侧方，另一方气泡阻挡水中生物靠近，避免生物附着。
[0008]优选地，传动机构包括埋设于船体凹槽内的驱动电机，驱动电机的转轴末端固定有主齿轮，船体凹槽内还设有安装套筒，安装套筒内壁固定有轴承，轴承内圈穿插固定有副齿轮柱，副船帆的杆底端固定于副齿轮柱，主齿轮与副齿轮柱之间配合设置有同步带，同步带外侧对称设有限位板，限位板上设有保护盒，副船帆穿过保护盒。通过风力风向检测器的检测信息控制驱动电机转动，驱动电机通过主齿轮和同步带实现副齿轮柱转动，从而带动副船帆转动，在有风条件下根据风向调整副船帆有利于提升装置的航行效果，且在风浪较大的恶劣天气能通过转动副船帆与主船帆靠近贴合，增加彼此的稳固性，避免底部杆体断裂，同时贴合的主船帆和副船帆能有效降低装置上方获得的风阻，降低装置侧翻的可能，限位板配合顶部设置的保护盒，一方面避免了同步带受震跳动失位，另一方面对驱动电机形成防水保护，避免其进水短路。
[0009]优选地，减震组件包括固定套筒，固定套筒内穿插有可滑移的滑移座，固定套筒外侧套有位于滑移座下方的第一弹簧，滑移座上端面环绕布设有滑槽，滑槽内可滑动地设有减震滑块，任一滑槽内位于滑移座外边缘末端向上设有延伸板，任一滑槽内的减震滑块与延伸板之间连接有减震弹簧，任一减震滑块内穿插有可转动的滚轮。船体受冲击发生震动时，垂直轴风力发电装置的轴体受震摆动并挤压滚轮，滚轮带动减震滑块在滑槽内滑移，并向延伸板方向挤压减震弹簧来缓冲震动，避免轴体受震断裂，同时，滑移座受竖直方向震动时带动第一弹簧在固定套筒上滑移，从而带动各个减震滑块上的滚轮在轴体上滚动，一方
通过三个滚轮在竖直方向的滚动，保证轴体的垂直度，降低轴体晃动断裂的几率，同时通过第一弹簧的受压来缓冲竖直方向的震动，有利于提高垂直轴风力发电装置的使用寿命。
[0010]优选地，辅助浮体靠近旋转涡轮一侧设有防护组件，防护组件包括U型壳体，U型壳体靠近旋转涡轮一侧的开口处固定有蜂窝板，辅助浮体内向外延伸设有液压柱，液压柱的伸缩端与U型壳体的侧方连接。旋转涡轮工作时，液压杆收缩，船体两侧与辅助浮体之间的水流从U型壳体的一侧进入，蜂窝板对水流分流成细小气泡并从另一侧排出至船体尾部，有利于对船体提供前进推动力，旋转涡轮不工作时，控制液压杆推动U型壳体闭合形成对旋转涡轮的防护，避免水中生物进入造成堵塞，可根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风驱动的长续航无人舰船，包括：船体（1），其特征是：所述船体（1）两侧对称连接有辅助浮体（2），所述船体（1）上设置有主船帆（11）和副船帆（12），所述船体（1）与所述辅助浮体（2）之间设有缓冲连接件（3），所述副船帆（12）连接有位于所述船体（1）内的传动机构（5），所述主船帆（11）顶部设有风力风向检测器（16），其特征是，所述船体（1）上对称布设有垂直轴风力发电装置（13），所述船体（1）内设有蓄电池（14），所述垂直轴风力发电装置（13）与蓄电池（14）连接，所述船体（1）尾部固定有旋转涡轮（15），所述旋转涡轮（15）的驱动端与所述蓄电池（14）连接，所述垂直轴风力发电装置（13）底部设有减震组件（6），其中，所述船体（1）两侧壁开设有第一槽体（10），任一所述辅助浮体（2）靠近所述船体（1）的一侧开设有第二槽体（20），任一所述辅助浮体（2）外侧边沿向下开设有安装槽（21）。2.根据权利要求1所述的一种风驱动的长续航无人舰船，其特征是：所述缓冲连接件（3）包括位于所述第二槽体（20）内的固定块（30），所述固定块（30）的两侧以及所述第二槽体（20）的对立竖直面上均固定有橡胶柱（31），位于所述固定块（30）同侧的两个所述橡胶柱（31）之间固定有滑移杆（32），任一所述滑移杆（32）上穿插有缓冲滑块（33），任一所述第一槽体（10）内固定有铰接座（34），所述铰接座（34）与相近的所述缓冲滑块（33）之间铰接设置有连接杆（35），所述缓冲滑块（33）两侧设有套在所述滑移杆（32）上的缓冲弹簧（36）。3.根据权利要求1所述的一种风驱动的长续航无人舰船，其特征是：所述辅助浮体（2）靠近所述船体（1）的一侧设有防撞垫板（4），所述防撞垫板（4）的上下两端面开设有多个导流凹槽（40），所述防撞垫板（4）内开设有多个排气孔（41），所述排气孔（41）贯穿所述防撞垫板（4）两端。4.根据权利要求1所述的一种风驱动的长续航无人舰船，其特征是：所述传动机构（5）包括埋设于所述船体（1）凹槽内的驱动电机（50），所述驱动电机（50）的转轴末端固定有主齿轮（5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王奎，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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