1.本实用新型属于风帆技术领域，尤其涉及一种用于调整风帆姿态角的装置。


背景技术：

2.太阳能与风能是现代清洁能源的代表，有资料表明，随着石油、天然气等石化资源的枯竭，太阳能与风能将成为后石化燃料时代的主要替代品。船舶运输行业作为能源消耗大户，将面临巨大的变革，风能与太阳能推进船舶在此得到人们的认识。
3.在船舶航行过程中，风向与航向不断变化，需及时调整帆角以使风帆得到最大的推进功率；再者，有风帆的船舶航行遇到较低桥梁是，需降低帆面高度，在风速过大时为避免横向力过大影响船舶稳定需进行收帆，停港靠岸时须收帆以保持稳定；且通过在风帆上设置太阳能转化装置也需要该装置能够朝向光照最强的方向，以能够实现太阳能转化的效率最大化；这些因素都要求风帆有一个灵活的姿态角控制装置，而目前对风帆角度进行调整的装置结构较为复杂，对风帆转动角度的调整不够方便。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于调整风帆姿态角的装置，结构简单，能够使船舶的风帆的姿态角度转变更加灵活，且能够实现太阳能的最大化利用。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种用于调整风帆姿态角的装置，包括风帆、基座、回转机构和电动伸缩杆，风帆可竖直转动的连接于基座的顶端，且风帆上安装有太阳能电池板，基座侧面上设有导轨，导轨上滑动设有滑块，滑块上设有用于将滑块锁紧在导轨上的锁紧手柄，电动伸缩杆一端与风帆铰接，其另一端与滑块铰接，回转机构包括控制器、电机、减速机、回转轴、支撑架、盖板、卧式轴承座和满珠转盘，控制器与电机连接，电机通过减速机与回转轴传动连接，盖板设置在支撑架上，卧式轴承座贯穿设置在盖板上，满珠转盘套设于卧式轴承座外侧且固定在盖板上，减速机设置在支撑架内，回转轴穿过卧式轴承座后与基座的底端连接，基座的底端与满珠转盘接触。
7.进一步地，回转机构还包括用于固定连接于船舶上的底板，控制器、减速机、电机和支撑架安装在底板上。
8.进一步地，回转轴通过胀紧套与基座固定连接。
9.进一步地，电机与减速机和减速机与回转轴之间均通过梅花联轴器连接。
10.进一步地，电机为步进电机，步进电机连接有驱动器，控制器与驱动器连接。
11.进一步地，风帆包括pvc板和横截面为弓形的柱体，柱体的弓形直面与pvc板连接，太阳能电池板为柔性太阳能电池板，太阳能电池板设置在柱体的弓形弧面上，太阳能电池板与柱体之间设有pvc薄膜。
12.进一步地，柱体为高密度聚苯乙烯泡沫板。
13.进一步地，风帆通过合页连接于基座。
14.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：结构简单且船舶的风帆姿态角度转变灵活，便于使用，在船舶航行过程中，根据风向和航向的变化，能够及时调整风帆的姿态角度，从而使得风帆带给船舶最大的推动力，有效的提高推动效率，当船舶遇到较低的桥梁或者其他紧急情况需要将风帆收起时，由电动伸缩杆的伸缩带动风帆竖向转动，使得风帆倾斜，能够有效的降低风帆帆面的高度，保证船舶能够平稳航行或者稳定停靠；由回转机构带动风帆旋转使得风帆上的太阳能电池板能够接收到的光照最强，从而使得太阳能电池板获得最大的发电功率，另外，也能够对太阳能进行最优化的利用，减少船舶的能源消耗。
附图说明
15.图1为本实用新型用于调整风帆姿态角的装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型用于调整风帆姿态角的装置中风帆降低的示意图；
17.图3为本实用新型用于调整风帆姿态角的装置中风帆的局部剖视图；
18.图4为本实用新型用于调整风帆姿态角的装置中回转机构的结构示意图。
19.图中，1
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风帆，11
‑
pvc板，12
‑
柱体，2
‑
基座，3
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回转机构，31
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控制器，32
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电机，33
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减速机，34
‑
回转轴，35
‑
支撑架，36
‑
盖板，37
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卧式轴承座，38
‑
满珠转盘，39
‑
底板，310
‑
驱动器，4
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电动伸缩杆，5
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太阳能电池板，6
‑
导轨，7
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滑块，8
‑
胀紧套，9
‑
梅花联轴器。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
21.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.请参阅图1，图1为用于调整风帆姿态角的装置的结构示意图。一种用于调整风帆姿态角的装置，包括风帆1、基座2、回转机构3和电动伸缩杆4，通过回转机构3来实现风帆1在水平方向上360度的旋转，通过电动伸缩杆4来实现风帆1在竖直方向上倾斜。
26.请结合参阅图2，图2为本实用新型用于调整风帆姿态角的装置中风帆降低的示意图。具体地，风帆1可竖直转动的连接于基座2的顶端，且风帆1上安装有太阳能电池板5，基座2侧面上设有导轨6，导轨6上滑动设有滑块7，滑块7上设有用于将滑块7锁紧在导轨6上的锁紧手柄，电动伸缩杆4一端与风帆1铰接，其另一端与滑块7铰接。先通过锁紧手柄将滑块7锁定在导轨6的某一位置上，锁紧手柄可以采用现有的结构，在一实施例中，锁紧手柄包括设置在滑块7上的螺纹孔、与螺纹孔配合的螺杆及设置在螺杆的一端且与螺杆垂直的手柄，通过手柄带动螺杆旋转，使得螺杆旋入螺纹孔内与导轨6抵接，从而将滑块7锁紧在导轨6上，需要将滑块7松开时，只需将螺杆与导轨6脱离抵接即可。当风帆1需要倾斜某一角度时，可通过滑块7在导轨6上的位置以及控制电动伸缩杆4的伸出长度来控制风帆1倾斜的角度，从而通过电动伸缩杆4的伸缩能够实现风帆1在空间上的倾斜变化，电动伸缩杆4能够实现往复运动，体积小，自锁性能好，具有不需要管道气源和油路等优点，其对风帆1倾斜控制更加方便可靠。在一实施例中，风帆1和滑块7上均设有安装板，电动伸缩杆4分别与两个安装板铰接，便于安装电动伸缩杆4。在船舶运行过程中，当遇到较低的桥梁或是遇到大的风浪时，需要调整风帆1的高度，当船舶需要停港靠岸时，需要收帆以保持船体的稳定，这些情况均能够通过电动伸缩杆4的收缩来实现降低风帆1的高度或使风帆1平躺于船舶甲板上，从而保证船舶能够顺利平稳的航行或停靠，在一实施例中，风帆1通过合页连接于基座2。该设置实现风帆1与基座2之间的0～90度的转动。
27.请结合参阅图4，图4为本实用新型用于调整风帆姿态角的装置中回转机构的结构示意图。回转机构3包括控制器31、电机32、减速机33、回转轴34、支撑架35、盖板36、卧式轴承座37和满珠转盘38，控制器31与电机32连接，电机32通过减速机33与回转轴34传动连接，盖板36设置在支撑架35上，卧式轴承座37贯穿设置在盖板36上，满珠转盘38套设于卧式轴承座37外侧且固定在盖板36上，减速机33设置在支撑架35内，回转轴34穿过卧式轴承座37后与基座2的底端连接，基座2的底端与满珠转盘38接触。当风帆1需要在水平方向上旋转时，控制器31控制电机32旋转，通过电机32将动力传递至减速机33，减速机33将电机32的力放大后，输出给回转轴34，驱动回转轴34转动，回转轴34带动基座2及风帆1在水平方向上旋转。在船舶航行过程中，风向和航向不断的变化，使用该回转机构3对风帆1的帆角作出及时的调整，能够提高风帆1的推进功率，从而使船舶获得更大的推进力。在一实施例中，电机32为步进电机32，步进电机32连接有驱动器310，控制器31与驱动器310连接。控制器31给驱动器310发送指令信号，驱动器310将信号放大后将信号传递给步进电机32，步进电机32根据控制指令转动设定的角度后锁定，此时回转轴34与基座2一起转动，风帆1便会随着基座2转动到某一角度。而卧式轴承座37可承受回转轴34传动过程中和风帆1受到风力过程中的径向力以及一定的轴向力，满珠转盘38能够为风帆1的回转运动提供约束条件，能够承受风帆1及基座2自重产生的径向力，船舶航行过程中产生的径向惯性力以及风帆1受力产生的径
向推力和偏航力矩，为风帆1姿态角回转调整的可靠、稳定运行提供了很好的保证。
28.为使回转机构3与基座2之间的传动更加可靠、更加准确且效率更高，在一实施例中，电机32与减速机33和减速机33与回转轴34之间均通过梅花联轴器9连接。梅花联轴器9具有补偿两轴对中位移、减振缓冲、承载能力高等优点。在一实施例中，回转轴34通过胀紧套8与基座2固定连接。回转轴34和基座2通过胀紧套8无键连接传动，胀紧套8依靠摩擦传动，对被连接件没有键槽削弱，且无相对运动，运行时无磨损，连接方便可靠。为便于将回转机构3安装在船舶上，在一实施例中，回转机构3还包括用于固定连接于船舶上的底板39，控制器31、减速机33、电机32和支撑架35安装在底板39上。
29.请结合参阅图3，图3为本实用新型用于调整风帆姿态角的装置中风帆的局部剖视图。风帆1上安装有太阳能电池板5，太阳能电池板5的个数按照实际的需要和风帆1的帆翼面积来确定，只要能够满足将船舶行驶过程中收集到的太阳能转化成电能即可，将太阳能转化为电能供船舶使用，极大地提高了整个装置对可再生资源的有效利用，太阳能电池板5受光照强度和方向的影响很大，船舶航行过程中，太阳光照的方向在不断的变化，回转机构3对风帆1角度的调整也能够实现风帆1上太阳能电池板5朝向太阳光照射的方向，使得该太阳能电池板5上始终获得最强的光照，从而实现对太阳能利用率的最大化，太阳能电池板5将获得太阳能转化为电能，供为该装置提供动力的驱动装置使用，也能够将多余的电能进行储存，供下一次使用，有效地避免船舶消耗过大的石化能源。为实现对太阳能的最大化利用，进一步地，风帆1包括pvc板11和横截面为弓形的柱体12，柱体12的弓形直面与pvc板11连接，太阳能电池板5为柔性太阳能电池板5，太阳能电池板5设置在柱体12的弓形弧面上，太阳能电池板5与柱体12之间设有pvc薄膜。风帆1的一面为弧形，具有很好的空气动力特性，面积较大，便于安装更多或更大的太阳能电池板5，在本实施例中，太阳能电池板5为柔性太阳能电池板5，使得其可以覆盖在柱体12的弓形弧面上，增大太阳能电池板5的面积，优选地，太阳能电池板5采用硅基薄膜太阳能电池板5。但在其他实施例中，风帆1的形状并不受此实施例的限制，当可按照实际的需要，选择合适的形状，以满足风帆1助航和接收太阳光的设计要求。在一实施例中，柱体12为高密度聚苯乙烯泡沫板。高密度聚苯乙烯泡沫板的质量较轻，满足硬度的同时可以减轻装置整体的重量。
30.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：结构简单且船舶的风帆1姿态角度转变灵活，便于使用，在船舶航行过程中，根据风向和航向的变化，能够及时调整风帆1的姿态角度，从而使得风帆1带给船舶最大的推动力，有效的提高推动效率，当船舶遇到较低的桥梁或者其他紧急情况需要将风帆1收起时，由电动伸缩杆4的伸缩带动风帆1竖向转动，使得风帆1倾斜，能够有效的降低风帆1帆面的高度，保证船舶能够平稳航行或者稳定停靠；由回转机构3带动风帆1旋转使得风帆1上的太阳能电池板5能够接收到的光照最强，从而使得太阳能电池板5获得最大的发电功率，另外，也能够对太阳能进行最优化的利用，减少船舶的能源消耗。
31.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。