[发明专利]一种便捷式太阳能风帆

说明书

技术领域

本发明涉及航海工具领域，具体涉及一种便捷式太阳能风帆。

背景技术

近年来，船舶所造成的污染物和温室气体排放问题日益为人类所关注。随着能源需求压力的增大，石油资源的短缺，节约能源、探索利用能源的新方法以及寻找新能源等成为世界航运业研究的重点。

风帆为船舶提供推进力的历史已有数千年，但由于风力资源的不确定性和内燃机动力推进系统的出现，使得风帆逐渐退出航运业，仅在体育活动中才能看到其身影。

在风力分布适合的航线上，风帆助航可达到较好的节能效果，我国推广风帆助航技术其节能可达船舶耗能的9％-15％。检验风帆助航设备是否适合船舶使用的标准，优先考虑的是经济性、简洁性(简单易操作，减少运动部件)、耐用性等。

随着近年来太阳能产业的发展，将风帆与太阳能光伏组件相结合，为船舶提供清洁、环保的能源，成为了新的发展趋势。但是，现有的太阳能风帆，要么为了满足风帆的机动性而牺牲了太阳能组件的效率，要么为了提高太阳能组件的效率而牺牲了风帆的机动性。

发明内容

有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种便捷式太阳能风帆，实现风帆和太阳能组件的有机结合，兼顾风帆的机动性和太阳能组件的效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种便捷式太阳能风帆，包括固定底座、旋转底座、桅杆、折叠支撑组件、帆面支架和帆面；

所述旋转底座可旋转地安装于固定底座上，可在固定底座上沿水平平面旋转；

所述桅杆有两个，所述两个桅杆互相平行设置且通过若干个横杆相互固定连接，两个桅杆的底端均铰接于旋转底座上，可在旋转底座上沿竖直平面摆动以改变俯仰角；

所述折叠支撑组件包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的一端铰接于旋转底座上，另一端与第二支撑杆的一端铰接，第二支撑杆的另一端铰接于两个桅杆之间的横杆上；第一支撑杆和第二支撑杆的铰接节点处设置有铰接固定件，用于将第一支撑杆和第二支撑杆的铰接节点固定；

当旋转底座在固定底座上沿水平平面旋转时，设置于旋转底座上的桅杆和折叠支撑组件也随旋转底座一起旋转；

当第一支撑杆和第二支撑杆围绕铰接节点处相对转动，两者的夹角改变时，两个桅杆也在旋转底座上沿竖直平面摆动以改变俯仰角；通过铰接固定件将第一支撑杆和第二支撑杆相互固定，进而固定两者的夹角时，两个桅杆的俯仰角也随之固定；

所述帆面支架固定于所述至少两个桅杆上，所述帆面固定于帆面支架上且被帆面支架撑开呈弧形，帆面上设置有柔性太阳能电池板；所述帆面的俯仰角随桅杆改变。

进一步地，还包括旋转固定组件，所述旋转固定组件固定安装于固定底座上，且与旋转底座可拆卸连接，用于固定旋转底座与固定底座的相对旋转角度。

进一步地，所述旋转底座通过轴承旋转安装于固定底座上。

进一步地，所述旋转底座呈圆盘状，旋转底座的圆弧形外侧面设有多个销钉孔；

所述旋转固定组件包括固定座和销钉，所述固定座固定连接于固定底座上，固定座上设有螺纹通孔，所述销钉螺纹连接于螺纹通孔内，且销钉的一端贯穿螺纹通孔后插入到旋转底座的销钉孔中；

通过销钉插入到不同的销钉孔中，以调整旋转底座与固定底座的相对旋转角度，实现帆面朝向角度的变化。

进一步地，所述旋转固定组件有多个。

进一步地，所述第一支撑杆与旋转底座的铰接节点以及两个桅杆与旋转底座的铰接节点呈等腰三角形；所述第二支撑杆与横杆的铰接节点位于两个桅杆的中点处。

进一步地，所述铰接固定件为穿过铰接节点的螺栓或紧固旋钮。

进一步地，旋转底座的圆弧形外侧面设有20个销钉孔，每相邻两个销钉孔之间间隔18°。

进一步地，第一支撑杆和第二支撑杆的长度符合以下要求：

其中，L₁为第一支撑杆的长度，L₂为第二支撑杆的长度，a为桅杆与旋转底座的两铰接节点连线的中心点到第二支撑杆与桅杆的铰接节点的距离，b为桅杆与旋转底座的两铰接节点连线的中心点到第一支撑杆与旋转底座的铰接节点的距离。

本发明提供的一种便捷式太阳能风帆，能更好地利用船舶航行环境中的太阳能和风能为其提供推进动力，其结构简单；帆面可通过旋转底座便捷地进行360度帆向角调整，以更好地利用风能；还可通过折叠支撑组件实现帆面的90度俯仰角调整，以更好地利用太阳能；本发明可应用在小型船舶上，无需液压设备，方便手动便捷操作。

附图说明