專利名稱：帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及一種船用風(fēng)帆控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國際原油價格上漲和全球能源短缺，發(fā)展可再生能源已成趨勢，因此對與航 運業(yè)來說，風(fēng)帆助航將逐步成為一種較理想的船舶節(jié)能減排措施。傳統(tǒng)風(fēng)帆船的帆的升降 和改變帆的迎風(fēng)角是靠人工來實現(xiàn)的，這樣對于操作者來說勞動強度大、耗費人力、當(dāng)風(fēng)向 改變時不能迅速的改變帆的迎風(fēng)角，有一定的遲滯性，不能更有效的利用風(fēng)能。而且在操作 中會對操作者的人身安全構(gòu)成一定的威脅，故有待進一步改善。

實用新型內(nèi)容為了克服原始人工操帆過程中存在的上述問題和不足，本實用新型提供了一種帆 船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)。本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)， 其特征在于檢測風(fēng)向角度傳感器、反饋風(fēng)向角度傳感器、帆剎車裝置、步進電機、顯示裝 置、升帆電機和核心控制裝置連接，檢測風(fēng)向角度傳感器安裝在傳感器支座上與風(fēng)向標(biāo)連 接，反饋風(fēng)向角度傳感器安裝在支座上，帆剎車裝置安裝在卷動軸上，步進電機安裝在支座 上，升帆電機安裝在桅桿的上橫梁上。所述核心控制裝置由芯片和電路組成。安裝有兩個升帆電機。本實用新型的帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)，操作簡單，運行安全，當(dāng)風(fēng)向改變時能迅速 的改變帆的迎風(fēng)角，提高了風(fēng)能利用效率。

圖1是船舶總裝外型圖；圖2是桅桿頂部局部放大圖；圖3是桅桿頂部爆炸圖；圖4是桅桿底部動力裝置局部放大圖；圖5是桅桿底部動力裝置爆炸圖；圖6是本實用新型的帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中船體1、艙頂2、桅桿剎車裝置3、下橫梁4、桅桿5、上橫梁6、升帆電機7、平 臺8、檢測風(fēng)向角度傳感器9、風(fēng)向標(biāo)10、接觸開關(guān)11、帆剎車裝置12、傳感器支座13、滾動 軸承14、齒輪15、支座16、反饋風(fēng)向角度傳感器17、底座18、步進電機19、推力軸承芯20、滾 動軸承21、推力軸承座圈22。
具體實施方式
如圖1 圖6所示，桅桿5下端安裝有推力軸承軸芯20，推力軸承座圈22安裝在 推力裝置底座18上，底座18嵌入在船體1中，底座18同時支撐著支座16。步進電機19、 反饋風(fēng)向角度傳感器17安裝在支座16上，同時船體1中部支撐桅桿5的滾動軸承21嵌在 支座16中，支撐著桅桿5。在桅桿5、步進電機19和角度傳感器17的軸心上安裝有傳動齒 輪15，通過步進電機19帶動齒輪15轉(zhuǎn)動實現(xiàn)桅桿5的旋轉(zhuǎn)。另外，在艙頂2安裝著對桅 桿5制動的桅桿電磁剎車裝置3。為了防止桅桿5頂部的風(fēng)向標(biāo)10隨桅桿5的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，在桅桿5頂部安裝有滾 動軸承14。滾動軸承14的外圓與平臺8配合，平臺8通過三根鋼絲繩與船體1連接，從而 使得桅桿轉(zhuǎn)動時平臺8固定不動，在平臺8上安裝有角度傳感器支座13，角度傳感器9安裝 在傳感器支座13里，風(fēng)向標(biāo)10與檢測風(fēng)向角度傳感器9的軸相連接。桅桿5的下橫梁4與帆的底部固定，在桅桿5的上橫梁6上安裝有兩個升帆電機 7和檢測當(dāng)帆到達上橫梁6時的接觸開關(guān)11。同時在卷動軸上還裝有對軸進行制動的帆 剎車裝置12，通過系統(tǒng)的控制可對卷動軸進行可靠制動，進而固定帆，控制系統(tǒng)的核心控制 裝置由芯片和電路組成，檢測風(fēng)向角度傳感器(9)、反饋風(fēng)向角度傳感器(17)、帆剎車裝置 (12)、步進電機(19)、顯示裝置、升帆電機(7)和核心控制裝置連接。當(dāng)風(fēng)速在可使用風(fēng)帆的范圍時，操作者按下起帆按鈕，將起帆信號送到核心控制 裝置，控制信號輸出電機轉(zhuǎn)動信號控制升帆電機7轉(zhuǎn)動帶動帆的升帆索，使帆上升，通過接 觸開關(guān)11判定帆的頂邊上升到桅桿的上橫梁6后，電機7自動鎖死，同時控制信號輸出一 個低電平信號，送給卷動軸的剎車裝置12中，控制電磁鐵動作使剎車裝置對卷動軸進行制 動。從而將帆固定。當(dāng)船在定常風(fēng)場航行時，帆處于最佳角度迎風(fēng)角。當(dāng)風(fēng)向變化時，風(fēng)向標(biāo)10隨之 轉(zhuǎn)動，角度傳感器9隨風(fēng)向標(biāo)10轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生一個0-5V的電壓信號V1輸入核心控制裝置。與 此同時，與齒輪15傳動機構(gòu)相連接的角度傳感器17反饋實際風(fēng)帆迎風(fēng)角，并將其轉(zhuǎn)換為 0-5V的電壓信號V2輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對\、\兩路信號進行運算和處理，輸出步進電 機19的控制信號，控制電機19轉(zhuǎn)動，通過齒輪15帶動桅桿5的轉(zhuǎn)動，從而使帆的迎風(fēng)角處 于最佳狀態(tài)。最后，控制信號輸出低電平控制桅桿剎車裝置3動作，使桅桿5固定。從而 完成自動轉(zhuǎn)帆動作。當(dāng)風(fēng)場再次變化時，核心控制裝置輸出高電信號使剎車裝置3失效。重復(fù)上述自 動轉(zhuǎn)帆動作，進而改變帆的迎風(fēng)角。
權(quán)利要求1.一種帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)，其特征在于檢測風(fēng)向角度傳感器(9)、反饋風(fēng)向角度 傳感器(17)、帆剎車裝置(12)、步進電機(19)、顯示裝置、升帆電機(7)和核心控制裝置連 接，檢測風(fēng)向角度傳感器(9)安裝在傳感器支座(1 上與風(fēng)向標(biāo)(10)連接，反饋風(fēng)向角度 傳感器(17)安裝在支座(16)上，帆剎車裝置(12)安裝在卷動軸上，步進電機(19)安裝在 支座(16)上，升帆電機(7)安裝在桅桿(5)的上橫梁(6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述核心控制裝 置由芯片和電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)，其特征在于安裝有兩個升帆 電機(7)。
專利摘要一種帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)，檢測風(fēng)向角度傳感器、反饋風(fēng)向角度傳感器、帆剎車裝置、步進電機、顯示裝置、升帆電機和核心控制裝置連接，檢測風(fēng)向角度傳感器安裝在傳感器支座上與風(fēng)向標(biāo)連接，反饋風(fēng)向角度傳感器安裝在支座上，帆剎車裝置安裝在卷動軸上，步進電機安裝在支座上，升帆電機安裝在桅桿的上橫梁上。本實用新型的帆船風(fēng)帆自動控制系統(tǒng)，操作簡單，運行安全，當(dāng)風(fēng)向改變時能迅速的改變帆的迎風(fēng)角，提高了風(fēng)能利用效率。
文檔編號G05B19/04GK201897712SQ201020591088
公開日2011年7月13日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者任洪瑩, 馬理勝, 黃朝明 申請人:大連海事大學(xué)