[发明专利]一种用于调整风帆角度的装置及调整方法

说明书

本发明提供了一种用于调整风帆角度的装置，包括风帆、第一基座、回转机构和液压杆，风帆连接于第一基座，液压杆的两端分别连接风帆和第一基座，回转机构包括第一齿轮装置、传动轴和第二齿轮装置，第一基座与第一齿轮装置相连接，第一齿轮装置与第二齿轮装置通过传动轴相连接。该用于调整风帆角度的装置结构简单，能够使船舶的风帆的角度转变更加灵活，从而提高风帆对船舶的推进功率。本发明的装置用于调整风帆角度的方法为第二齿轮装置将动力通过传动轴传递至第一齿轮装置，由第一齿轮装置带动第一基座转动，从而使风帆实现竖直方向上360度的旋转；由液压杆带动风帆完成0至90度的倾斜，该方法能够完成对船舶风帆的角度进行调整，且过程简单。

技术领域

本发明涉及一种用于调整风帆角度的装置及调整方法。

背景技术

在船舶航行过程中，风向与航向不断变化，需及时调整帆角以使风帆得到最大的推进功率；再者，有风帆的船舶航行遇到较低桥梁是，需降低帆面高度，在风速过大时为避免横向力过大影响船舶稳定需进行收帆，停港靠岸时须收帆以保持稳定等等，这些因素都要求风帆有一个灵活的姿态角控制装置，而目前对风帆角度进行调整的装置结构较为复杂，对风帆转动角度的调整不够方便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于调整风帆角度的装置，该用于调整风帆角度的装置结构简单，能够使船舶的风帆的角度转变更加灵活，从而提高风帆对船舶的推进功率。

与此相应，为解决上述技术问题，本是使用新型的另一个目的在于提供一种风帆角度的调整方法，该方法能够完成对船舶风帆的角度进行精确的调整，且原理简单可靠。

基于此，本发明提出了一种用于调整风帆角度的装置，包括风帆、第一基座、回转机构和液压杆，所述风帆连接于所述第一基座，所述液压杆的两端分别连接所述风帆和所述第一基座，所述回转机构包括第一齿轮装置、传动轴和第二齿轮装置，所述第一基座与所述第一齿轮装置相连接，所述第一齿轮装置与所述第二齿轮装置通过所述传动轴相连接。

可选的，所述第一齿轮装置包括回转支承轴承和第一齿轮，所述第一齿轮内啮合于所述回转支承轴承，且所述第一齿轮通过传动轴与所述第二齿轮装置相连接。

可选的，所述回转机构包括用于固定连接于船舶甲板上的第二基座，所述回转支承轴承设置于所述第一基座与所述第二基座之间，所述传动轴穿过所述第二基座与所述第一齿轮相连接。

进一步的，所述传动轴与所述第二基座通过角接触球轴承相连接。

可选的，所述回转支承轴承的内侧与所述第一基座相连接，所述回转支承轴承的外侧与所述第二基座固定连接。

可选的，所述回转支承轴承为三排滚柱式回转支承轴承。

可选的，所述第二齿轮装置为用于连接驱动装置的锥齿轮系。

可选的，所述风帆通过铰链可转动地连接于所述第一基座。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种调整风帆角度的方法，包括以下步骤：

S1、通过对于风帆的空气动力性能的分析，获得风向与船舶航向的夹角β；

S2、通过以下公式计算所述风帆绕竖直方向的最佳旋转角度，即调整后所述风帆的帆面与所述船舶航向的夹角θ_opt：

当0°≤β≤45°时，

θ_opt＝2.656×10^-4β³-0.009487β²+0.277β+7.575

当45°≤β≤145°时，

θ_opt＝β-20

当145°≤β≤180°时，