一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及船舶設(shè)備，尤其涉及一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源日趨短缺，油氣價(jià)格飛速攀升，如何降低燃料成本逐漸成為眾多行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。同時(shí)，化石燃料燃燒后的排放物也給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重影響(全球氣候變暖，酸雨等)。作為一大能源消耗產(chǎn)業(yè)的船舶運(yùn)輸業(yè)，近年來(lái)隨著航運(yùn)量的飛速增長(zhǎng)，其給環(huán)境帶來(lái)的影響也已不容忽略。在《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》以及哥本哈根世界氣候大會(huì)的背景下，世界性的組織如國(guó)際海事組織(MO)、歐盟(EU)等，不斷頒布各種針對(duì)船舶行業(yè)的國(guó)際公約與規(guī)則，對(duì)船舶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營(yíng)運(yùn)等各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。伴隨著這些法規(guī)的出臺(tái)，船舶設(shè)計(jì)師們提出了 “綠色船舶”的理念，以期實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。目前，在孕育發(fā)展的諸多節(jié)能減排技術(shù)當(dāng)中，風(fēng)帆助推技術(shù)以其安全、高效等優(yōu)點(diǎn)備受船舶設(shè)計(jì)師們的青睞。國(guó)外實(shí)踐證明，以風(fēng)帆作為輔助動(dòng)力用于船舶航行，能夠把船舶主機(jī)油耗降低10%?30%。
[0003]目前，風(fēng)帆助航技術(shù)的應(yīng)用還存在如下待解決的問(wèn)題:
[0004](I)如何快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)帆的收放，一方面在有利風(fēng)向下實(shí)現(xiàn)助推，不利風(fēng)向下減小風(fēng)阻，另一方面在航行時(shí)放帆助推，在裝卸貨物時(shí)收帆以便于裝卸。
[0005](2)如何快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)帆的轉(zhuǎn)向，以改變風(fēng)帆的迎風(fēng)角，提高助推效率。
[0006](3)對(duì)于大型風(fēng)帆結(jié)構(gòu)，考慮到航線上橋梁高度的限制，需要風(fēng)帆結(jié)構(gòu)在垂直(水平面)方向上具有一定的伸縮功能。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，亟需一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有問(wèn)題，進(jìn)行了研宄改進(jìn)，提供一種具有合理構(gòu)造、可快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)帆收放、轉(zhuǎn)向和垂直伸縮功能的風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在有利風(fēng)向下通過(guò)操縱風(fēng)帆放帆和轉(zhuǎn)向?qū)L(fēng)能資源充分轉(zhuǎn)換為船舶輔助動(dòng)力，在不利風(fēng)向下通過(guò)操縱風(fēng)帆收帆以降低受風(fēng)面積，降低風(fēng)帆對(duì)船舶航行和安全的影響。
[0009]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，包括核心控制裝置，風(fēng)速風(fēng)向儀、接觸開(kāi)關(guān)及控制面板分別與所述核心控制裝置連接并向所述核心控制裝置傳輸控制信號(hào)，所述核心控制裝置還連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述核心控制裝置的控制信號(hào)通過(guò)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)執(zhí)行收帆、放帆、伸縮、轉(zhuǎn)向命令。
[0011]其進(jìn)一步技術(shù)方案在于:
[0012]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括卷?yè)P(yáng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及蓄能器；
[0013]所述一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如下:
[0014]包括底柱，所述底柱的一端與頂柱連接形成液壓運(yùn)動(dòng)組件，在所述頂柱上還分別連接固定平臺(tái)及風(fēng)帆框架，所述風(fēng)帆框架通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與所述步進(jìn)電機(jī)連接；在所述風(fēng)帆框架內(nèi)安裝多根縱向間隔布置的升帆索，所述升帆索由所述卷?yè)P(yáng)機(jī)控制收放；各升帆索均與多根橫向布置的風(fēng)帆肋骨連接，在各風(fēng)帆肋骨之間還固接帆面；
[0015]所述頂柱可沿底柱的軸線方向作位移運(yùn)動(dòng)；
[0016]所述蓄能器控制液壓閥門的開(kāi)閉、使所述底柱及頂柱組成的液壓運(yùn)動(dòng)組件執(zhí)行伸縮命令；
[0017]所述轉(zhuǎn)動(dòng)副為蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0018]所述帆面采用柔性材料制成。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0020]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，利用本實(shí)用新型可快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)帆的收放，一方面在有利風(fēng)向下實(shí)現(xiàn)助推、不利風(fēng)向下減少風(fēng)阻，另一方面在航行時(shí)放帆助推，在裝卸貨物時(shí)收帆以便于裝卸。另外可以快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)帆的轉(zhuǎn)向，以改變風(fēng)帆的迎風(fēng)角，提高助推效率，具有一定的垂直伸縮功能。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型中控制系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型中一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)在放帆時(shí)處于垂直伸長(zhǎng)狀態(tài)的示意圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型中一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)在收帆時(shí)處于垂直縮短狀態(tài)的示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型的控制流程示意圖。
[0025]其中:1、風(fēng)速風(fēng)向儀；2、接觸開(kāi)關(guān)；3、核心控制裝置；4、卷?yè)P(yáng)機(jī)；5、步進(jìn)電機(jī)；51、蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；6、蓄能器；61、液壓閥門；7、控制面板；8、一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)；801、底柱；802、頂柱；803、固定平臺(tái)；804、升帆索；805、風(fēng)帆框架；806、風(fēng)帆肋骨；807、帆面。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0027]如圖1所示，本實(shí)施例的風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，包括核心控制裝置3，風(fēng)速風(fēng)向儀1、接觸開(kāi)關(guān)2及控制面板7分別與核心控制裝置3連接并向核心控制裝置3傳輸控制信號(hào)，核心控制裝置3還連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括卷?yè)P(yáng)機(jī)4、步進(jìn)電機(jī)5、蓄能器6，核心控制裝置3的控制信號(hào)分別通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)4、步進(jìn)電機(jī)5、蓄能器6控制一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)8執(zhí)行收帆、放帆、伸縮、轉(zhuǎn)向命令。
[0028]如圖2、圖3所示，一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)8的具體結(jié)構(gòu)如下:包括底柱801，底柱801為固定液壓缸，底柱801的一端與頂柱802連接形成液壓運(yùn)動(dòng)組件，頂柱802可沿底柱801的軸線方向作位移運(yùn)動(dòng)。在頂柱802上還分別連接固定平臺(tái)803及風(fēng)帆框架805，其中固定平臺(tái)803焊接在頂柱802上，固定平臺(tái)803用于為風(fēng)帆框架805提供機(jī)械支承，同時(shí)可以在固定平臺(tái)803上安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)4、步進(jìn)電機(jī)5及蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)51，風(fēng)帆框架805通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與步進(jìn)電機(jī)5連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副為蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)51，風(fēng)帆框架805可沿頂柱802的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在風(fēng)帆框架805內(nèi)安裝多根縱向間隔布置的升帆索804，升帆索804通過(guò)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)與卷?yè)P(yáng)機(jī)4連接并由卷?yè)P(yáng)機(jī)4控制收放；各升帆索804均與多根橫向布置的風(fēng)帆肋骨806連接，在各風(fēng)帆肋骨806之間還固接帆面807，帆面807采用柔性材料制成，可隨風(fēng)帆收放自動(dòng)變形。上述風(fēng)帆肋骨806可在風(fēng)帆框架805內(nèi)上下滑動(dòng)，并且為帆面807提供機(jī)械支承，維持風(fēng)帆形狀，上述蓄能器6控制液壓閥門61的開(kāi)閉、使底柱801及頂柱802組成的液壓運(yùn)動(dòng)組件執(zhí)行伸縮命令。
[0029]本實(shí)用新型的具體工作過(guò)程如下:
[0030]風(fēng)速風(fēng)向儀I檢測(cè)風(fēng)速風(fēng)向，并將風(fēng)速風(fēng)向信息以電信號(hào)形式傳送給核心控制裝置3，同時(shí)在控制面板7上顯示風(fēng)速風(fēng)向信息，然后操作人員通過(guò)控制面板7輸入操縱信息(如收帆、放帆、轉(zhuǎn)向角度、垂直伸長(zhǎng)、收縮等命令)輸入的操縱信息的同時(shí)可以在控制面板7上顯示，核心控制裝置3接收到控制面板7輸入的操縱信號(hào)后向執(zhí)行機(jī)構(gòu)(卷?yè)P(yáng)機(jī)4、步進(jìn)電機(jī)5、蓄能器6)發(fā)送信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置執(zhí)行操縱信號(hào)，其中卷?yè)P(yáng)機(jī)4可拉放升帆索804實(shí)現(xiàn)一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)8的收放帆，步進(jìn)電機(jī)5可驅(qū)動(dòng)與風(fēng)帆框架805連接的蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)51運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)8的定角度轉(zhuǎn)向，蓄能器6控制液壓閥門61的開(kāi)閉可實(shí)現(xiàn)一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)8的垂直伸長(zhǎng)或收縮，接觸開(kāi)關(guān)2可檢測(cè)收帆、放帆及垂直伸長(zhǎng)、收縮等動(dòng)作是否完成，并向核心控制裝置3反饋信號(hào)，同樣，步進(jìn)電機(jī)5的編碼器向核心控制裝置3實(shí)時(shí)反饋一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)8的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)，核心控制裝置3收到上述轉(zhuǎn)向角度的反饋信號(hào)后在控制面板7上實(shí)時(shí)顯示，核心控制裝置3接收到執(zhí)行裝置發(fā)出的完成信號(hào)后，向各執(zhí)行裝置發(fā)出閉鎖信號(hào)，使各執(zhí)行裝置閉鎖。
[0031]以上描述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，不是對(duì)實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在不違背本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)的情況下，本實(shí)用新型可以作任何形式的修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，其特征在于:包括核心控制裝置(3)，風(fēng)速風(fēng)向儀(1)、接觸開(kāi)關(guān)(2)及控制面板(7)分別與所述核心控制裝置(3)連接并向所述核心控制裝置(3)傳輸控制信號(hào)，所述核心控制裝置(3)還連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述核心控制裝置(3)的控制信號(hào)通過(guò)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)(8)執(zhí)行收帆、放帆、轉(zhuǎn)向伸縮命令。2.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括卷?yè)P(yáng)機(jī)(4)、步進(jìn)電機(jī)(5)及蓄能器(6)。3.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)(8)的具體結(jié)構(gòu)如下: 包括底柱(801)，所述底柱(801)的一端與頂柱(802)連接形成液壓運(yùn)動(dòng)組件，在所述頂柱(802 )上還分別連接固定平臺(tái)(803 )及風(fēng)帆框架(805 )，所述風(fēng)帆框架(805 )通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與步進(jìn)電機(jī)(5)連接；在所述風(fēng)帆框架(805)內(nèi)安裝多根縱向間隔布置的升帆索(804)，所述升帆索(804)由卷?yè)P(yáng)機(jī)(4)控制收放；各升帆索(804)均與多根橫向布置的風(fēng)帆肋骨(806 )連接，在各風(fēng)帆肋骨(806 )之間還固接帆面(807 )。4.如權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述頂柱(802)可沿底柱(801)的軸線方向作位移運(yùn)動(dòng)。5.如權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄能器(6)控制液壓閥門(61)的開(kāi)閉、使底柱(801)及頂柱(802)組成的液壓運(yùn)動(dòng)組件執(zhí)行伸縮命令。6.如權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)動(dòng)副為蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(51)。7.如權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述帆面(807)采用柔性材料制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)帆操縱控制系統(tǒng)，包括核心控制裝置，風(fēng)速風(fēng)向儀、接觸開(kāi)關(guān)及控制面板分別與所述核心控制裝置連接并向所述核心控制裝置傳輸控制信號(hào)，所述核心控制裝置還連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述核心控制裝置的控制信號(hào)通過(guò)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制一型風(fēng)帆機(jī)構(gòu)執(zhí)行收帆、放帆、伸縮命令。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，利用本實(shí)用新型可快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)帆的收放，一方面在有利風(fēng)向下實(shí)現(xiàn)助推、不利風(fēng)向下減少風(fēng)阻，另一方面在航行時(shí)放帆助推，在裝卸貨物時(shí)收帆以便于裝卸。另外可以快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)帆的轉(zhuǎn)向，以改變風(fēng)帆的迎風(fēng)角，提高助推效率，具有一定的垂直伸縮功能。
【IPC分類】B63H9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204623816
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520119378
【發(fā)明人】孫海浪, 潘子英, 田于逵, 王迎暉, 陳紀(jì)軍, 陳魯愚
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年2月28日