层叠可调式硬质帆面风帆的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及船舶助航推进技术领域，具体涉及风帆助航推进装置，尤其涉及适用于海上大型远洋船舶辅助推进的层叠可调式硬质帆面风帆。
【背景技术】
[0002]风力作为一种无污染的可再生能源，在船舶应用技术领域中，有着巨大的应用潜力，主要表现在风力发电、风力提水、风帆助航、风能海水淡化等，其中，风帆助航以其安全、节能的优点一直沿用至机动船舶发展的今天，利用风帆作为辅助动力，能使船舶更加节能环保。
[0003]目前国内海上远洋船舶风力助航推进主要采用传统软质风帆，其利用软质帆面受到的风力驱动船舶航行，然而，由于海上风力资源的不稳定性，传统软质风帆作为海上远洋船舶推进手段时，需要专人操控，存在效率较低、装置收放不便、影响船舶驾驶、通航高度限制等诸多缺陷。
【发明内容】
[0004]本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种层叠可调式硬质帆面风帆，其能够根据船舶航行状态及风场状态实现风帆自动升降及转动，更有效地达到风帆助航的目的。
[0005]本发明的技术方案如下:
层叠可调式硬质帆面风帆，包括多个在垂向上依次套叠的风帆，风帆为硬质风帆，风帆带有下方开口的中空壳体，风帆的顶部为中空的双层顶面结构;相邻两个风帆中，下方的风帆套叠在上方风帆的中空壳体内，上方的风帆的中空壳体内壁面的顶部固接有两个竖向齿条，两个竖向齿条以风帆的中心轴线为基准线对称设置，竖向齿条两侧均带有齿，下方的风帆的顶部内固装有两组齿轮传动机构，齿轮传动机构由液压马达一驱动，两组齿轮传动机构对称设置在竖向齿条的两侧，且两组齿轮传动机构中的输出齿轮分别与竖向齿条两侧的齿啮合;最下方的风帆的中空壳体内壁面的顶部固接有两个桅杆，两个桅杆以风帆的中心轴线为基准线对称设置，桅杆下端可旋转地支撑在船体上。
[0006]其进一步技术方案为:
位于风帆中心轴线同一测的所有竖向齿条，沿径向逐渐靠近风帆的中心轴线，其中，与最上方的风帆固接的竖向齿条最靠近风帆的中心轴线;风帆中心轴线一侧的桅杆设置在同一测的所有竖向齿条的中间位置。
[0007]所述桅杆下端与支承座固接，支承座与内齿轮回转轴承内圈固接，内齿轮回转轴承内周的齿圈与主齿轮啮合，主齿轮由液压马达二驱动，内齿轮回转轴承下方固接有基座，基座与内齿轮回转轴承的外圈固接，液压马达二固装在基座内，基座下端安装在船体上。
[0008]所述内齿轮回转轴承外圈上表面上固定安装有液压系统，液压系统通过油管路将液压油提供给液压马达一、液压马达二。
[0009]本发明的技术效果:
本发明通过垂向上套叠布置的多个风帆的设置，并且为除基准风帆之外的各风帆设置一套双齿条同步升降机构，其中双齿条与齿轮传动机构分设在相邻两个风帆的上、下风帆内，由此能够实现除基准风帆之外的风帆的自动升降，由此克服了通航高度限制，且通过风帆的升降使本发明能够根据风场情况从而调节本发明所述风帆的帆面面积，同时在最下方风帆的桅杆设置自动转动机构。由此实现由各个风帆组合形成的风帆结构的整体转动，通过风帆的自动转动，能够使得各风帆处于最佳迎风状态，从而为海上远洋船舶提供助航推进;本发明采用双齿条、双齿轮传动机构和双桅杆，提高了本发明所述风帆的风载荷承受能力。
【附图说明】
[00?0]图1为本发明的简易结构不意图，图中，风帆米用双点划线不意。
[0011]图2为凸I中A部反大图。
[0012]图3为图1中B-B剖视图，图中，液压系统和船体未示出。
[0013]其中:1、风帆；2、竖向齿条;3、齿轮传动机构；301、输出齿轮;4、液压马达一；5、桅杆;6、内齿轮回转轴承;7、支承座;8、主齿轮;9、液压马达二； 10、基座；11、船体；12、液压系统。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，说明本发明的【具体实施方式】。
[0015]见图1、图2，本发明包括多个在垂向上依次套叠的风帆I，风帆I为硬质风帆，风帆I带有下方开口的中空壳体，风帆I的顶部为中空的双层顶面结构，具体地，风帆I的中空壳体的顶面加装一个下部开口的壳体或者在在中空壳体内加装一个隔板，由此形成中空的双层顶面结构，所述双层顶面结构的内部形成齿轮传动机构3的安装空间；相邻两个风帆I中，下方的风帆I套叠在上方风帆I的中空壳体内，由此，多个风帆I沿垂向通过套接层叠布置;相邻两个风帆I中，上方的风帆I的中空壳体内壁面的顶部固接有两个竖向齿条2，两个竖向齿条2以风帆I的中心轴线为基准线对称设置，竖向齿条2两侧均带有齿，下方的风帆I的顶部内固装有两组齿轮传动机构3，齿轮传动机构3由液压马达一 4驱动，液压马达一 4同样固装在风帆I的顶部内，两组齿轮传动机构3对称设置在竖向齿条2的两侧，且两组齿轮传动机构3中的输出齿轮301分别与竖向齿条2两侧的齿嗤合;最下方的风帆I的中空壳体内壁面的顶部固接有两个桅杆5，两个桅杆5以风帆I的中心轴线为基准线对称设置，桅杆5下端可旋转地支撑在船体11上。其中，齿轮传动机构3为现有技术，其可以采用一个与液压马达一4输出轴传动练级的齿轮，也可以采用多个齿轮形成的具有一定传动比的传动机构，且齿轮传动机构可以通过滴啊有双输出轴的减速器将动力一分为二，从而使得每一组齿轮传动机构3中均具有两个旋转方向相同的同步输出齿轮，且所述两个同步输出齿轮均与竖向齿条2同一测的齿嗤合。
[0016]进一步地，位于风帆I中心轴线同一测的所有竖向齿条2，沿径向逐渐靠近风帆I的中心轴线，其中，与最上方的风帆I固接的竖向齿条2最靠近风帆I的中心轴线;风帆I中心轴线一侧的桅杆5设置在同一测的所有竖向齿条2的中间位置，以使本发明所述风帆获得最佳的结构稳定性。