[实用新型]基于风力和太阳能联合驱动的三体无人船

说明书

本实用新型公开了基于风力和太阳能联合驱动的三体无人船；主要由船体、动力系统和控制系统组成：船体主要包括外侧船体、中间船体和框架结构；中间船体的左右两侧分别设有一个外侧船体；中间船体的尾部后端安装有螺旋桨，每个外侧船体的尾部下端安装有无刷电机推进器；风轮机主轴与直角齿轮箱纵向连接，直角齿轮箱和电磁离合器通过输入轴横向连接，电磁离合器的另一端通过输出轴与螺旋桨连接。本实用新型的利用风力和太阳能混合的形式规避单种自然能源的局限，续航力好，操作性好，尤其利于转向。

技术领域

本实用新型涉及一种无人船，特别涉及一种基于风力和太阳能联合驱动的三体无人船。

背景技术

作为无人设备的一个重要分支，无人船借助近些年无人设备概念的大热也逐渐受到业内人士关注，并凭借其所具有的价格低廉，结构简单，操纵方便等优点，开始在海洋相关领域内大展拳脚。在此背景下，业内科研技术人员也不断对无人船的技术进行革新，为拓展其应用范围作出不懈努力，这其中就包括对解决无人船远程续航的研究。

首先在航行过程中利用自然能源作为无人船能源补充是业内共识，但如何规避自然能源的局限性是一大难点。其次为提高能量利用率，有学者提出直接利用自然力作为无人船螺旋桨的驱动力，例如直接利用风力带动风轮转动而后通过机械传动机构将转矩传递给螺旋桨，但是由于风力等自然力的不可控性，在自然力充足的条件下无人船会受到持续作用而无法按操作人员意图及时的启动或停止。利用离合器和刹车机构等机械装置可以在一定程度上实现对无人船的操控，但或多或少都有不尽如人意的地方，例如离合器无法在输入端高转速情况下闭合，刹车机构会造成能源浪费并增加机械结构的复杂程度。

综上所述，如能合理的规避自然能源的缺点，并针对利用自然能源过程中所遇到的操控难题提出解决方案，对于无人船的应用与推广具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于利用风力和太阳能混合的形式规避单种自然能源的局限，提供一种高效利用风能和太阳能，续航力好，操作性好，尤其利于转向的基于风力和太阳能联合驱动的三体无人船。

本实用新型通过风力直接驱动螺旋桨的形式提高的无人船对风能的利用效率；针对风力直接推进的动力形式设计新型部件，从而实现在风力驱动模式下对无人船启动或停止的自由操控。

本实用新型目的通过以下技术手段实现：

一种基于风力和太阳能联合驱动的三体无人船，主要由船体、动力系统和控制系统组成：

所述船体主要包括外侧船体、中间船体和框架结构；外侧船体和中间船体间隔设置在框架结构下端，中间船体的左右两侧分别设有一个外侧船体；

所述动力系统包括风轮机、太阳能系统、蓄电池、直角齿轮箱、电磁离合器、无刷电机推进器和螺旋桨组成；中间船体的尾部后端安装有螺旋桨，每个外侧船体的尾部下端安装有无刷电机推进器；风轮机主轴与直角齿轮箱纵向连接，直角齿轮箱和电磁离合器通过输入轴横向连接，电磁离合器的另一端通过输出轴与螺旋桨连接；所述太阳能系统主要为太阳能电池板；太阳能电池板设置在框架结构的上表面；

所述控制系统主要由风光互补控制器和控制主板组成；风光互补控制器输出端接口分别与第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和风轮机发电机连接，输入端与蓄电池连接，蓄电池还分别与控制主板和无刷电机推进器连接，无刷电机推进器与控制主板连接；