本發(fā)明涉及船舶制造，具體為一種船舶智能風帆轉向裝置及制造方法。

背景技術：

1、船舶的運載能力遠遠超過其他運輸方式，一艘大型集裝箱船可以裝載數(shù)以萬計的標準集裝箱，而一輛卡車或一列火車的運載量相對有限。這使得在運輸大量貨物時，船舶能夠實現(xiàn)規(guī)模經濟，分攤到每單位貨物上的運輸成本較低。對于長距離運輸船舶運輸?shù)某杀緝?yōu)勢更加明顯，例如跨洋運輸中飛機的運輸成本極高，而卡車和火車的運輸范圍有限，船舶可以利用海洋的廣闊空間以較為穩(wěn)定的速度進行長途航行，而且在運輸過程中不需要頻繁的中轉和裝卸，減少了貨物損壞和時間成本。

2、在船舶上安裝風帆可以利用自然風力為船舶提供推力，從而減少對燃油的依賴，在當前油價波動較大且能源供應不穩(wěn)定的情況下這一優(yōu)勢尤為突出，船舶可以根據(jù)風向和風力條件調整風帆的角度和面積，最大限度地利用風能，降低燃油消耗。風帆的類型有很多，圓筒風帆可以利用馬格納斯效應對船舶產生推力，協(xié)助船舶轉向時可以顯著的降低能耗，通過海面上的風能來驅動圓筒風帆轉動可以進一步的降低能耗消耗，然而現(xiàn)有的風帆無法根據(jù)風向進行智能的控制，風帆的角度和朝向固定對風能的利用率也較低。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種船舶智能風帆轉向裝置及制造方法，通過改變迎風板的姿態(tài)來獲取不同的迎風面積，能夠更好的利用風力驅動旋轉筒組件轉動從而輔助船舶轉向。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種船舶智能風帆轉向裝置，包括通過支撐底座與船體連接的指向筒組件，以及可轉動的設置于所述指向筒組件上的旋轉筒組件，所述旋轉筒組件上設置有能夠根據(jù)風向調整朝向的擋風板組件，所述擋風板組件可轉動的設置于旋轉筒組件的側壁上，所述擋風板組件伸入所述旋轉筒組件內的部分為與所述指向筒組件傳動連接的轉向驅動部；所述旋轉筒組件相對于所述指向筒組件轉動時，能夠通過所述驅動部使得所述擋風板組件在所述指向筒組件的周向的特定區(qū)間段內保持與其余區(qū)間段內不同的朝向，以使得在該特定區(qū)間段內所述擋風板組件具有更大的迎風面積；所述支撐底座上設置有旋轉底座，所述指向筒組件、旋轉筒組件均旋轉支撐于所述旋轉底座中，所述旋轉底座上設置有能夠與所述指向筒組件同步轉動的風向指示部，所述風帆轉向裝置的頂部還設置有風向檢測裝置。

4、進一步的，所述風向指示部設置于旋轉底座上的可視位置，并且風向指示部指向當前的風向，根據(jù)所述風向指示部的位置能夠確定所述指向筒組件的周向的所述特定區(qū)間段的位置；所述擋風板組件為多個且均勻的分布于所述旋轉筒組件的周向，當所述風向檢測裝置檢測到當前風向后，驅動裝置驅動所述指向筒組件轉動，使得所述擋風板組件隨著旋轉筒組件轉動至近似垂直于風向的區(qū)間位置與所述指向筒組件的周向的所述特定區(qū)間段重疊。

5、進一步的，所述指向筒組件包括滾動支撐組件、指向齒圈、導向部、指向驅動齒輪、驅動電機和支撐導軌；所述指向筒組件的底部通過旋轉支撐結構支撐在與船體連接的支撐底座上，所述指向筒組件的底部還設置有容納于所述旋轉底座中的指向齒圈，所述指向齒圈與驅動電機輸出端的指向驅動齒輪嚙合，通過驅動電機驅動所述指向筒組件根據(jù)當前風向轉動；所述指向齒圈凸出所述指向筒組件設置，且所述指向齒圈的上端面上設置有用于支撐所述旋轉筒組件的支撐導軌，所述指向筒組件的上部周向還均勻設置有多個滾動支撐組件，所述旋轉筒組件的內壁與所述滾動支撐組件抵接；所述指向筒組件的上部還設置有沿著周向延伸到的環(huán)形的導向部，所述旋轉筒組件相對所述指向筒組件轉動時，所述擋風板組件上的引導部沿著所述導向部移動，并通過所述導向部路徑的改變來驅動所述擋風板組件相對于所述旋轉筒組件轉動。

6、進一步的，所述導向部包括等高段、過渡段、抬高段，所述抬高段的豎直高度高于所述等高段，所述等高段的一端經所述過渡段銜接后延伸至所述抬高段，所述抬高段再經另一端所述過渡段銜接后延伸至所述等高段的另一端；所述等高段、過渡段、抬高段構成連通的環(huán)形結構，通過驅動所述指向筒組件轉動并使風向指示部指向當前風向時，所述抬高段的中點與所述指向筒組件的中心的等高點的連線垂直于所述風向。

7、進一步的，所述滾動支撐組件包括與指向筒組件固定連接的支撐座，以及可轉動的設置于所述支撐座上的兩個并排的支撐輪軸，所述支撐輪軸上設置有導向輪，通過導向輪提供對所述旋轉筒組件上部內壁的滾動支撐。

8、進一步的，所述旋轉筒組件包括風板轉座、旋轉支撐部、限位導軌、輸出齒輪、滾輪組件和輸出齒圈；所述旋轉支撐部設置于旋轉筒組件的下端并與旋轉底座滑動配合，所述滾輪組件設置于旋轉筒組件的底端并滾動支撐在所述指向筒組件上；所述風板轉座均勻的設置于旋轉筒組件上部的周向側壁上，且所述風板轉座設置有多排，所述風板轉座的高度與所述導向部的等高段高度相同，所述擋風板組件可轉動的設置于風板轉座中，?相鄰兩排的風板轉座中的上轉座與下轉座的連線和豎直方向具有一定的夾角；所述旋轉筒組件上部的內壁設置有限位導軌，所述限位導軌與滾動支撐組件的導向輪滑動配合，所述旋轉筒組件的下端設置有輸出齒圈，所述輸出齒輪與輸出齒圈嚙合以獲取所述旋轉筒組件的轉速。

9、進一步的，所述滾輪組件包括底座、輪軸和滾輪，所述底座設置于旋轉筒組件的下端面，所述底座上并排的設置有兩個可轉動的輪軸，所述輪軸上設置有兩個滾輪，所述滾輪滾動支撐在指向筒組件的支撐導軌上。

10、進一步的，所述擋風板組件包括曲柄組件和風板組件，所述曲柄組件設置于風板組件的一端，所述曲柄組件包括連接板、驅動柄、轉向支撐柄、驅動輪，上述連接板的兩端的兩個側面上分別設置有驅動柄和轉向支撐柄，所述驅動柄、轉向支撐柄與連接板垂直設置，所述驅動柄的末端通過驅動輪與指向筒組件的導向部滑動配合，所述轉向支撐柄通過軸承設置于旋轉筒組件的風板轉座中，所述轉向支撐柄與風板組件連接；所述風板組件包括基部平板，以及設置于所述基部平板上的弧形面。

11、進一步的，所述旋轉筒組件相對于所述指向筒組件轉動時，當所述驅動輪由等高段經過渡段進入抬高段后，通過連接板驅動轉向支撐柄轉動，進而使得風板組件由水平狀態(tài)轉動至豎直狀態(tài)以增加迎風面積。

12、一種船舶智能風帆轉向裝置的制造方法，包括以下步驟：步驟a，在船舶的甲板上選定位置并安裝支撐底座，在支撐底座上設置旋轉底座；步驟b，將所述指向筒組件安裝于支撐底座上的旋轉底座中，并完成、驅動電機、指向驅動齒輪和指向齒圈的傳動連接；步驟c，將旋轉筒組件套設在指向筒組件上，根據(jù)導向部的位置調整旋轉筒組件相對于所述指向筒組件的位置后，將風板轉座和風板組件安裝至旋轉筒組件上；步驟d，將滾輪組件安裝在旋轉筒組件的底端并調整高度。

13、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種船舶智能風帆轉向裝置及制造方法，具備以下有益效果：

14、1.本發(fā)明利用風能驅動擋風板組件并帶動旋轉筒組件轉動，利用旋轉筒組件旋轉后產生的馬格納斯效應實現(xiàn)對船舶的轉向驅動，能夠有效的減少船舶轉向所消耗的能耗。

15、2.本發(fā)明通過調節(jié)指向筒組件的角度位置，能夠使得旋轉筒組件上的擋風板組件在轉動的過程中旋轉至特定位置后發(fā)生旋轉，進而在特定的位置獲取更大的迎風面積，能夠有效的利用風能來驅動旋轉筒組件轉動。

16、3.本發(fā)明在旋轉筒組件上設置有多排的擋風板組件，且上下兩排的擋風板組件錯位設置，從而使得上下排的擋風板組件在經過特定位置時先后的擴大迎風面積，使得對旋轉筒組件的驅動力更平穩(wěn)。