太陽能動力船的製作方法

2023-11-09 13:18:24

本發明涉及中低速遊艇和環球航行的遊船，特別是一種以太陽能作為主要動力源的電動船舶。

背景技術：

目前用於觀光旅遊的動力船以燃油動力船為主和小部分電動力船為輔，燃油動力船噪音大，且排廢氣汙染空氣，排放廢水汙染江河；電動船採用蓄電池作為充放動力，電動船在運行前需要事先充電，由於受充電設備和場地的限制無法遠行，更無法滿足遠程使用要求。

太陽能船以清潔能源備受行業關注，經過多年的研發及實驗，太陽能船的結構已初步定型，動力儲能裝置在船體的底部，船體頂棚設有太陽能電池組件，頂棚太陽能電池組件吸收光能並轉化為電能，通過匯流器匯集太陽能電池組件的電流並輸送到太陽能控制器，太陽能控制器向蓄電池充電，現有太陽能船主要是以頂棚太陽能組件陣列作為能源的來源，受船頂面積限制，吸收並轉化的能量往往難以支持船體大功率電機的使用需求，尤其太陽光不足的情況下，會出現蓄電池充電不足，無法保證太陽能船的正常運行時間，只有通過增加採光面積，提高蓄電量來保證太陽能船運行時間是關係到太陽能船舶能否普及的重要因素。

技術實現要素：

針對現有技術存在蓄電不足的缺陷，本發明的目的在於提供一種擴大採光面積、增加供電和續航能力的太陽能動力船。

本發明的發明目的通過以下方案實現：

一種太陽能動力船，具有頂棚的船體，在該頂棚上設有太陽能電板組件，其特徵在於：頂棚兩邊側上均安裝有側翼支架以及與側翼支架活動連接的支撐座，通過側翼支架上設有側翼太陽能電池組件，頂棚上安裝有升降控制組件，該升降控制組件與側翼支架之間連接有連接件，連接件側翼支架通過升降控制組件帶動連接件實現張開或收攏，升降控制組件包括電機、固定在頂棚上的固定杆以及安裝在固定杆上的定滑輪，電機輸出軸具有收放線滑輪，連接件一端與側翼支架連接，連接件另一端通過定滑輪與收放線滑輪連接，頂棚兩邊側固定有不少於四根用於限定當側翼支架向上拉攏時最大活動行程的限位杆，每側頂棚上安裝有不少於兩根限位杆，限位杆均安裝在軸承座鄰邊，限位杆其向側翼支架方向傾斜，在支撐座上安裝有軸承座，軸承座具有內裝軸承，側翼支架上設有與軸承座上軸承相配合連接的轉軸，側翼支架通過轉軸與軸承座相活動配合，軸承座邊側上設有與轉軸相配合的限位機構。

優選地，限定機構緊靠於軸承座鄰側，限定機構包括限位軸孔座，限位軸孔座、軸承座、轉軸位於同一軸線上，限位軸孔座具有與轉軸相配合的軸孔，限位軸孔座內壁周向上具有通槽，在通槽上加裝有限位片，位於限位軸孔座內的轉軸其端面上開有內凹槽， 在限位軸孔外端處設有可撥動限位片向轉軸上的內凹槽靠攏或遠離的撥塊以及用於鎖止撥塊運行位置的鎖止塊，在通槽中設置有復位彈性件，該復位彈性件一端固定在通槽內壁上，另一端與限位片端面牴觸，限位片置於通槽中且通過撥塊撥動可嵌入通槽中，在通槽中設有滑槽，撥塊一端伸入通槽中與限位片固定連接，且該端的撥塊置於滑槽上。

優選地，限位機構包括限位座，限位座設有具有開口的內腔以及在內腔邊側兩邊開有兩內凹通槽，內凹通槽具有與內腔相通的過道，在內腔內設有可活動的限位杆，限位座上方的轉軸周圈上具有滾珠孔，限位杆上具有可與滾珠孔相配合滾動的滾珠，限位座底部開有通孔，在該通孔中放置有可驅使限位杆上下移動的有驅動件，驅動件一端位於內腔中與限位杆牴觸，另一端置於限位座外側作為驅動限位杆驅動端，在驅動件與限位杆之間還設有彈性緩衝部件，該彈性緩衝部件兩端分別安裝在與驅動件和限位杆端部，在內腔中底部設有帶有滑輪的橫板，橫板安裝在彈性緩衝部件底端兩者相牴觸，兩內凹通槽上設置有通過軸固定在內凹通槽中的左、右滑輪，在轉軸端部套有與轉軸同步旋轉的軸套，在軸套上設有傳動帶，該傳動帶一端由軸套上引出依次穿過左滑輪、橫板上的滑輪、右滑輪連接在軸套上，傳動帶兩端均安裝在轉軸上兩者同步同向旋轉。

優選地，限位杆外端具有凸稜，在內腔中具有與凸稜相互配合起到便於限位杆向外或向內移動的導向槽。

優選地，開口沿軸心方向設有圓環，限位杆其下端部設有向外延伸的凸環，凸環的邊端與圓環的下表端牴觸。

優選地，在固定杆上具有距離傳感器，該距離傳感器與電機連接且兩者之間連接有根據距離傳感器反饋位置信息判斷電機啟停的電機控制器。

優選地，在側翼支架下方設有太陽能自動追溯機構，該太陽能自動追溯機構包括具有能託舉側翼支架的升降杆。

優選地，連接件包括採用鋼絲繩，每側側翼支架上至少連接有兩根鋼絲繩，兩根鋼絲繩分布在側翼支架同一水平線上，鋼絲繩的端部具有鉤扣，在側翼支架上具有與鉤扣連接的鉤扣通孔。

優選地，固定杆至少有一根，固定杆豎直方式固定於頂棚上，位於頂棚兩邊側的側翼支架至固定杆的距離相同。

優選地，限位杆其向側翼支架方向傾斜角度為5-30°，側翼支架上端處加有配重器。

優選地，支撐座安裝在頂棚兩邊側，兩者平行且位於同一水平面，支撐座上表端處具有簷區。

本發明有益效果在於：在現有太陽能船的頂棚，太陽能電池組件的兩側增設電動上翻裝置張開後與頂棚太陽能電池組件同一水平面的側翼太陽能電池組件，通過增加採光面積提高蓄電、供電及續航能力，保證太陽能船的正常運行時間，側翼太陽能電池組件的支撐機構保證了側翼太陽能電池組件張開後的穩定性和安全性，停運或不需要大面積採光時，通過手動按鈕啟動電機帶動定滑輪和鋼絲繩收合側翼太陽能電池組件，節省停放空間。方便船舶停靠碼頭。

附圖說明

圖1是本發明實施例中側翼太陽能電池組件張開的結構主視圖；

圖2是圖1左視圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4是本發明實施例中側翼太陽能電池組件收合狀態主視圖；

圖5是本發明實施例中側翼太陽能電池組件收合狀體右視圖；

圖6是實施例2中限位機構的結構示意圖；

圖7是電機傳動結構示意圖。

圖中：1-船體，2-太陽能電板組件，3-側翼太陽能電池組件，4-軸承座，5-控制系統，6-太陽能控制器，7-蓄電池，8-傳動變速系統，9-動力電機，10-螺旋槳，11-舵葉，12-定滑輪，13-鋼絲繩，14-翼板升降電機，15-固定杆，16-支撐座，17-側翼支架，18-轉軸，20-限位杆，21-滾珠， 23-橫板、24-右滑輪、25-左滑輪、26-傳動帶、27-限位座、141-收放線滑輪、201-滾珠孔。

具體實施方式

以下結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明。

實施例1：

參照附圖1至圖7所示，本發明所提供的一種太陽能動力船，包括具有頂棚的船體1，在該頂棚上設有太陽能電板組件2，頂棚兩邊側上均安裝有側翼支架以及與側翼支架活動連接的支撐座，通過側翼支架17上設有側翼太陽能電池組件3，頂棚1上安裝有升降控制組件，該升降控制組件與側翼支架之間連接有連接件，連接件側翼支架通過升降控制組件帶動連接件實現張開或收攏，升降控制組件包括電機14、固定在頂棚上的固定杆以及安裝在固定杆上的定滑輪12，電機輸出軸具有收放線滑輪141，連接件一端與側翼支架17連接，電機14其可以通過安裝多個依次排列的收放線滑輪，收放線滑輪可以是同步轉動，連接件另一端通過定滑輪與收放線滑輪連接，連接件可以設置多跟與收放線滑輪連接，兩根以上的連接件可以提高拉起側翼支架的穩定性，頂棚兩邊側固定有不少於四根用於限定當側翼支架向上拉攏時最大活動行程的限位杆，每側頂棚上安裝有不少於兩根限位杆15，限位杆15均安裝在軸承座鄰邊，限位杆其向側翼支架方向傾斜，在支撐座上安裝有軸承座，軸承座具有內裝軸承，側翼支架上設有與軸承座上軸承相配合連接的轉軸20，側翼支架通過轉軸與軸承座相活動配合，軸承座邊側上設有與轉軸相配合的限位機構，首先該方案通過增加採光面積提高蓄電、供電及續航能力，保證太陽能船的正常運行時間，其把側翼支架往上翻遠離船體下方的窗口，防止在停船過程中與人或其他物件產生接觸，提高使用的安全性，通過限位機構能對側翼支架的旋轉起到限定作用，當把側翼支架張開到一定平面時，是由鋼絲繩拉著，但是這種結構存在風險一方面鋼絲繩會長期處於拉緊的狀態，會對鋼絲繩、電機以及定滑輪等各部件損傷，使用壽命短，不利於長期使用，且易發生失真，對側翼支架張開或收攏的距離不精確。

限定機構緊靠於軸承座鄰側，限定機構包括限位軸孔座，限位軸孔座、軸承座、轉軸位於同一軸線上，限位軸孔座具有與轉軸相配合的軸孔，限位軸孔座內壁周向上具有通槽，在通槽上加裝有限位片，位於限位軸孔座內的轉軸其端面上開有內凹槽， 在限位軸孔外端處設有可撥動限位片向轉軸上的內凹槽靠攏或遠離的撥塊以及用於鎖止撥塊運行位置的鎖止塊，在通槽中設置有復位彈性件，該復位彈性件一端固定在通槽內壁上，另一端與限位片端面牴觸，限位片置於通槽中且通過撥塊撥動可嵌入通槽中，在通槽中設有滑槽，撥塊一端伸入通槽中與限位片固定連接，且該端的撥塊置於滑槽上，通過該結構的限位機構其主要是能手動調節，能根據側翼支架張開方向進行手動鎖定，一方面起到保護各部件，另一方面能根據太陽光的方向，人為控制側翼支架的展開，在起到最大化增加採光面積增加儲電續航能力。

在固定杆上具有距離傳感器，該距離傳感器與電機連接且兩者之間連接有根據距離傳感器反饋位置信息判斷電機啟停的電機控制器，通過增設距離傳感器能更加精確側翼支架上翻時距離，能第一時間控制住電機運轉，實現自動化的同時，提供使用便捷性。

在側翼支架17上還可以增設太陽能自動追溯機構，太陽能自動追溯機構技術比較成熟不做詳細說明，根據該太陽能自動追溯機構加強採光量。

連接件包括採用鋼絲繩13，每側側翼支架上至少連接有兩根鋼絲繩，兩根鋼絲繩分布在側翼支架同一水平線上，鋼絲繩的端部具有鉤扣，在側翼支架上具有與鉤扣連接的鉤扣通孔，採用鋼絲繩能增加使用壽命，每側的側翼支架上至少有兩根鋼絲繩能起到穩定作用，對側翼支架上翻或張開時的受力情況相同，做到平穩運行。

固定杆至少有一根，固定杆豎直方式固定於頂棚上，位於頂棚兩邊側的側翼支架至固定杆的距離相同。

限位杆其向側翼支架方向傾斜角度為5-30°，側翼支架上端處加有配重器，當需要張開時，可以根據重量自行往下張開，設計合理。

對本發明做進一步說明：船體1的底部設有控制系統5，太陽能控制器6，蓄電池7，動力電機9，傳動變速系統8，螺旋槳10，太陽能控制器6集成匯流功能，船體1的頂部設有頂棚，頂棚固定設置頂棚太陽能電池組件2和固定架15，頂棚太陽能電池組件2、側翼太陽能電池組件3連接到太陽能控制器6的組件端，蓄電池7連接到太陽能控制器6的蓄電池端，這裡關於把太陽能如何轉換電能屬於現有比較成熟技術，再次不做詳細說明，頂棚兩側的外翻翼板兩端設有支撐座16，支撐座16上固定設置內裝活動軸承和軸承座4，側翼支架17內邊的兩端設有鏈軸18，鏈軸18與軸承座4內的軸承配合連接；側翼支架17的頂面固定設置側翼太陽能電池組件3，側翼太陽能電池組件3依次連接太陽能控制器6和蓄電池7，鋼絲繩13一端連接側翼支架17，另一端通過定滑輪12連接電機，帶動鋼絲轉盤。

側翼的活動支架17通過軸承轉到水平位置張開並由支撐座16支撐。需要上翻時，開啟翼板升降電機14通過定滑輪12拉動鋼絲繩13，此時鋼絲繩13的拉力拉動活動支架17向上翻，活動支架17上翻到固定架15的位置後關閉電機，此時固定架15和鋼絲繩13起到固定活動支架17的作用，保持其閉合的穩定性；需要活動支架17張開時，反轉翼板升降電機14，鬆開鋼絲繩13使活動支架17靠其本身重力向下張開。

頂棚太陽能電池組件2和側翼太陽能電池組件3合理串聯發電，電量通過匯流功能的太陽能控制器6向蓄電池7充電，向負載供電時，控制系統5控制動力電機9的正反轉和停止，通過傳動變速系統8控制10螺旋槳的轉向，通過舵11控制方向，控制系統5設有電子調速器無極變速，當太陽能電力不足的時候，可用220V交流電通過變換電路直接給蓄電池7充電。航行方向操舵系統和常規船相似，設有操舵設備。

實施例2：

本實施例基本與實施例1相同，區別在於：限位機構包括限位座27，限位座27設有具有開口的內腔以及在內腔邊側兩邊開有兩內凹通槽，內凹通槽具有與內腔相通的過道，在內腔內設有可活動的限位杆20，限位座上方的轉軸周圈上具有滾珠孔201，限位杆20上具有可與滾珠孔相配合滾動的滾珠21，限位座底部開有通孔，在該通孔中放置有可驅使限位杆上下移動的有驅動件28，驅動件28一端位於內腔中與限位杆牴觸，另一端置於限位座外側作為驅動限位杆驅動端，在驅動件與限位杆之間還設有彈性緩衝部件，該彈性緩衝部件22兩端分別安裝在與驅動件和限位杆端部，在內腔中底部設有帶有滑輪的橫板23，橫板23安裝在彈性緩衝部件底端兩者相牴觸，兩內凹通槽上設置有通過軸固定在內凹通槽中的左、右滑輪，在轉軸端部套有與轉軸同步旋轉的軸套，在軸套上設有傳動帶，該傳動帶一端由軸套上引出依次穿過左滑輪25、橫板23上的滑輪、右滑輪24連接在軸套上，傳動帶兩端均安裝在轉軸上兩者同步同向旋轉。限位杆外端具有凸稜，在內腔中具有與凸稜相互配合起到便於限位杆向外或向內移動的導向槽，開口沿軸心方向設有圓環，限位杆其下端部設有向外延伸的凸環，凸環的邊端與圓環的下表端牴觸。

本方案限位機構為自動調節機構，其主要是根據轉軸的轉動帶動橫板的上下移動，接著帶動彈性緩衝部件22的移動，可以推動限位杆20上下移動，實現對側翼支架不同方向進行不同力度的預緊，這裡需要指出的通過傳動帶26一端由軸套上引出依次穿過左滑輪25、橫板23上的滑輪、右滑輪24連接在軸套上，由於軸套隨著轉軸同步旋轉，當轉軸轉動時，會帶動軸套轉動，由軸套帶動傳動帶26轉動，隨著側翼支架轉動的角度增加，傳動帶也會隨著角度增加加大力度對橫板的上移繼而實現對側翼支架在一定方向的限位，同時該方案具有能增加側翼支架安裝的穩定性。

上述實施例作為本發明的較佳實施方式，詳細說明了本發明的技術構思和實施要點，並非是對本發明的保護範圍進行限制，凡根據本發明精神實質所作的任何簡單修改及等效結構變換和船舶舾裝，均應涵蓋在本發明的保護範圍之內。