一种旋转式翼型帆船

1.本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种旋转式翼型帆船。


背景技术：

2.由于油料燃烧会产生严重的环境污染，且利用风力助航可以显著的节省燃料、缩短航行时间、降低航运成本、降低二氧化碳、硫化物、氮化物等有害气体排放，因此越来越多的船只都开始将风帆助航技术应用于其中。
3.现如今，主流的用于船舶推进的风帆约有十余种，例如横帆、翼帆、普林斯顿帆、马格努斯转筒帆、单桅艇帆等，其中，虽然翼帆具有优良的空气动力性能和较好的应用前景，但与此同时，翼帆也存在会占用甲板及甲板较大上层的空间、吊装难度大、极端风况下安全性低、不能逆风航行等缺点。
4.故亟需一种旋转式翼型帆船，以解决现有的翼帆存在的会占用甲板及甲板上层较大的空间、吊装难度大、极端风况下安全性低以及不能逆风航行的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种旋转式翼型帆船，以解决现有的翼帆存在的会占用甲板及甲板上层的较大空间、吊装难度大、极端风况下安全性低以及不能逆风航行的问题。
6.本发明提供一种旋转式翼型帆船，包括船体以及多组翼帆机构，多组所述翼帆机构相互交错的沿所述船体的长度方向依次设置于所述船体的两侧；
7.所述翼帆机构包括翼帆、第一驱动组件以及第二驱动组件，其中，所述第一驱动组件固定安装于所述船体上，所述第一驱动组件的输出端与所述第二驱动组件和翼帆连接，以用于驱动所述第二驱动组件和翼帆以垂直于所述船体横截面的垂线为轴线转动，所述第二驱动组件的输出端与所述翼帆的叶片转轴连接，以用于驱动所述翼帆以自身的叶片转轴为轴线转动。
8.进一步的，所述船体在对应多组所述翼帆机构的位置开设有多个收纳槽。
9.进一步的，所述翼帆的高度小于或等于所述船体的宽度。
10.进一步的，所述第二驱动组件包括第二旋转驱动件以及第二齿轮箱，所述第一驱动组件的输出端与所述第二旋转驱动件固定连接，所述第二旋转驱动件的输出端通过所述第二齿轮箱与所述翼帆的叶片转轴的一端固定连接，以用于驱动所述翼帆以自身的叶片转轴为轴线转动。
11.进一步的，所述第二旋转驱动件为自锁电机。
12.进一步的，所述第一驱动组件包括第一旋转驱动件、第一齿轮箱以及安装座，所述第一旋转驱动件和第一齿轮箱固定安装于所述船体上，所述第一旋转驱动件的输出端与所述第一齿轮箱的输入端固定连接，所述第一齿轮箱的输出端通过所述安装座与所述第二旋转驱动件固定连接，以用于驱动所述第二旋转驱动件、第二齿轮箱以及翼帆以垂直于所述船体横截面的垂线为轴线转动。
13.进一步的，所述第一旋转驱动件为自锁电机。
14.进一步的，所述第一驱动组件还包括基座，所述第一旋转驱动件和第一齿轮箱通过所述基座固定安装于所述船体上。
15.进一步的，所述翼帆的横剖面为翼型。
16.进一步的，所述翼帆为硬质翼帆。
17.相较于现有技术，本发明提供的旋转式翼型帆船具有以下有益效果：一方面，该旋转式翼型帆船采用了多个小型翼帆机构来代替传统的单个大型翼帆，从而解决了现有的翼帆存在的会占用甲板及甲板上层的较大空间以及吊装难度大的问题；
18.另一方面，该翼帆机构中设置的第一驱动组件和第二驱动组件，使得工作人员能够根据船只面对的不同风况(包括逆风)，来使翼帆处于航行状态、展开状态或收帆状态以及使翼帆在处于航行状态或展开状态时，能够与船舶表观风构成最优攻角，从而解决了现有的翼帆存在的极端风况下安全性低、不能逆风航行的问题以及实现了更好的节能减排效果；
19.另一方面，该翼帆机构中设置的第一驱动组件和第二驱动组件，还可使工作人员在将翼帆收起时，能够更加方便。
附图说明
20.图1为本发明提供的旋转式翼型帆船中，翼帆处于航行状态时的侧视图；
21.图2为本发明提供的旋转式翼型帆船中，翼帆处于收帆状态时的俯视图；
22.图3为本发明提供的旋转式翼型帆船中，翼帆处于展开状态时的俯视图；
23.图4为单个翼帆的迎风攻角示意图；
24.图5为翼帆由航行状态切换为收帆状态的过程示意图；
25.图6为翼帆由航行状态切换为展开状态的过程示意图；
26.图7为图1中a处的局部放大图。
具体实施方式
27.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
28.请参阅图1至图6，本发明提供了一种旋转式翼型帆船，该旋转式翼型帆船包括船体1以及八组翼帆机构2，八组所述翼帆机构2相互交错的沿所述船体1的长度方向依次设置于所述船体1的两侧，当然，在其他实施例中，所述翼帆机构2还可为其他数量，只要保证所述翼帆机构2的数量为复数，即可，本发明对此不做限制。
29.所述翼帆机构2包括翼帆21、第一驱动组件22以及第二驱动组件23，其中，所述第一驱动组件22固定安装于所述船体1上，所述第一驱动组件22的输出端与所述第二驱动组件23和翼帆21连接，以用于驱动所述第二驱动组件23和翼帆21以垂直于所述船体1横截面的垂线为轴线转动，从而使得工作人员能够通过转动所述翼帆21，而使所述翼帆21处于航行状态(即垂直或近似垂直于所述船体1的状态)、展开状态(即多组所述翼帆21沿所述船体1的长度方向依次呈阶梯状分布的状态，具体的，靠近船首的翼帆21在竖直方向上的位置最高，靠近船尾的翼帆21最低，且处于水平状态，位于中间的翼帆21自高到低依次排布)或收
帆状态(即平行或近似平行的收敛于所述船体1上的状态)。
30.所述第二驱动组件23的输出端与所述翼帆21的叶片转轴连接，以用于驱动所述翼帆21以自身的叶片转轴为轴线转动，从而使得工作人员能够在所述翼帆21处于航行状态或展开状态时，通过旋转所述翼帆21，而将所述翼帆21与船舶表观风之间的夹角调整为最优攻角α(具体请参阅图4，其中α的取值为25
°‑
30
°
)。
31.需要说明的是，在本实施例中，所述第一驱动组件22和第二驱动组件23均为具有自锁功能的驱动组件，从而使得所述第一驱动组件22和第二驱动组件23在调整所述翼帆21的姿态后，使所述翼帆21能够保持调整后的姿态。
32.在顺风行驶时，工作人员只需先通过所述第一驱动组件22使所述翼帆21处于航行状态，再通过所述第二驱动组件23使所述翼帆21与船舶表观风之间的夹角处于最优攻角α，便可使所述翼帆21在当前的风向下为所述船体1提供最大的前进推力，从而有效的提高了所述翼帆21的节能减排效果；
33.在逆风行驶或接近逆风行驶时，工作人员只需先通过所述第一驱动组件22使所述翼帆21处于展开状态，再通过所述第二驱动组件23使所述翼帆21与船舶表观风之间的夹角处于最优攻角α(具体请参阅图6)，便可使所述翼帆21在当前的风向下为所述船体1提供最大的升力，从而解决了现有的翼帆21存在的不能逆风航行的问题(即逆风行驶时，船只会因风帆造成的较大阻力，而无法航行)以及进一步的提高了所述翼帆21的节能减排效果(即通过向船体1提供向上的升力，可减少船体1与水体的接触面积，从而可减少船体1在航行过程中所受到的阻力)；
34.在极端风况或其他不利的气象条件下，工作人员只需先通过所述第二驱动组件23使所述翼帆21处于与所述船体1相垂直的姿态，再通过所述第一驱动组件22使所述翼帆21处于收帆状态(具体请参阅图5)，便可避免船只因风帆受力而倾覆，从而解决了现有的翼帆21存在的安全性低的问题；
35.在行驶结束后，工作人员只需通过上述操作使所述翼帆21处于收帆状态，便可使船只能够停泊的更加平稳。
36.相较于现有技术，本发明提供的旋转式翼型帆船具有以下有益效果：一方面，该旋转式翼型帆船采用了多个小型翼帆机构2来代替传统的单个大型翼帆21，从而解决了现有的翼帆21存在的会占用甲板及甲板上层的较大空间以及吊装难度大的问题；
37.另一方面，该翼帆机构2中设置的第一驱动组件22和第二驱动组件23，使得工作人员能够根据船只所面对的不同风况(包括逆风)，来使多组翼帆21处于航行状态、展开状态或收帆状态以及使多组翼帆21在处于航行状态或展开状态时，能够与船舶表观风构成最优攻角α，从而解决了现有的翼帆21存在的极端风况下安全性低、不能逆风航行的问题，实现了更好的节能减排效果；
38.另一方面，该翼帆机构2中设置的第一驱动组件22和第二驱动组件23，还可使工作人员在将多组翼帆21收起时，能够更加方便。
39.在一些实施例中，所述船体1在对应多组所述翼帆机构2的位置开设有多个用于容纳所述翼帆21的收纳槽。
40.在一些实施例中，所述翼帆21的高度小于或等于所述船体1的宽度，从而使得所述翼帆21能够完全的收纳于所述收纳槽中。
41.请参阅图7，在一些实施例中，所述第二驱动组件23包括第二旋转驱动件231以及第二齿轮箱232，所述第一驱动组件22的输出端与所述第二旋转驱动件231固定连接，所述第二旋转驱动件231的输出端通过所述第二齿轮箱232与所述翼帆21的叶片转轴的一端固定连接，以用于驱动所述翼帆21以自身的叶片转轴为轴线转动。
42.需要说明的是，在本实施例中，所述第二旋转驱动件231为具有自锁功能的驱动件，从而使得所述第二旋转驱动件231在调节所述翼帆21的姿态后，使所述翼帆21能够保持调整后的姿态。
43.在一些实施例中，所述第二旋转驱动件231为自锁电机。
44.请继续参阅图7，在一些实施例中，所述第一驱动组件22包括第一旋转驱动件221、第一齿轮箱222以及安装座223，所述第一旋转驱动件221和第一齿轮箱222固定安装于所述船体1上，所述第一旋转驱动件221的输出端与所述第一齿轮箱222的输入端固定连接，所述第一齿轮箱222的输出端通过所述安装座223与所述第二旋转驱动件231固定连接，以用于驱动所述第二旋转驱动件231、第二齿轮箱232以及翼帆21以垂直于所述船体1横截面的垂线为轴线转动。
45.需要说明的是，在本实施例中，所述第二旋转驱动件231为具有自锁功能的驱动件，从而使得所述第二旋转驱动件231在调节所述翼帆21的姿态后，使所述翼帆21能够保持调整后的姿态。
46.在一些实施例中，所述第一旋转驱动件221为自锁电机。
47.请继续参阅图7，在一些实施例中，所述第一驱动组件22还包括基座224，所述第一旋转驱动件221和第一齿轮箱222通过所述基座224固定安装于所述船体1上。
48.在一些实施例中，所述翼帆21的横剖面为翼型。
49.在一些实施例中，所述翼帆21为硬质翼帆。
50.为了更好地理解本发明，以下结合图1至图7对本发明进行详细的说明：
51.在顺风行驶时，工作人员只需先通过所述第一驱动组件22使所述翼帆21处于航行状态，再通过所述第二驱动组件23使所述翼帆21与船舶表观风之间的夹角处于最优攻角α，便可使所述翼帆21在当前的风向下为所述船体1提供最大的前进推力；
52.在逆风行驶或接近逆风行驶时，工作人员只需先通过所述第一驱动组件22使所述翼帆21处于展开状态，再通过所述第二驱动组件23使所述翼帆21与船舶表观风之间的夹角处于最优攻角α，便可使所述翼帆21在当前的风向下为所述船体1提供最大的升力；
53.在极端风况或其他不利的气象条件下，工作人员只需先通过所述第二驱动组件23使所述翼帆21处于与所述船体1相垂直的姿态，再通过所述第一驱动组件22使所述翼帆21处于收帆状态，便可避免船只因风帆受力而倾覆；
54.在行驶结束后，工作人员只需通过上述操作使所述翼帆21处于收帆状态，便可使船只能够停泊的更加平稳。
55.综上所述，本发明提供的旋转式翼型帆船具有以下有益效果：一方面，该旋转式翼型帆船采用了多个小型翼帆机构来代替传统的单个大型翼帆，从而解决了现有的翼帆存在的会占用甲板及甲板上层的较大空间以及吊装难度大的问题；
56.另一方面，该翼帆机构中设置的第一驱动组件和第二驱动组件，使得工作人员能够根据船只面对的不同风况(包括逆风)，来使翼帆处于航行状态、展开状态或收帆状态以
及使翼帆在处于航行状态或展开状态时，能够与船舶表观风构成最优攻角，从而解决了现有的翼帆存在的极端风况下安全性低、不能逆风航行的问题以及实现了更好的节能减排效果；
57.另一方面，该翼帆机构中设置的第一驱动组件和第二驱动组件，还可使工作人员在将翼帆收起时，能够更加方便。
58.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。