一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆的制作方法

本发明涉及船舶与海洋工程中的风帆，具体为一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆。

背景技术：

1、风帆设备机械主体结构包括桅杆、帆、回转结构三部分，整个风帆要完成升降和旋转动作，旋转机构是发帆做旋转运动的主要动力系统，用于风帆的旋转运动调整帆面角度，目前用于硬质翼型风帆主要帆叶采用不锈钢蒙皮，支撑结构为桁架骨架，在海上运行时间长了容易生锈，以及帆叶采用碳纤维复合材料蒙皮和钢制骨架，并且均采用液压升降系统对帆叶进行升降，在实际应用中发现该升降系统故障率多、成本高。

2、综上所述，本发明通过设计一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆来解决存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，包括风帆基座，所述风帆基座的端面通过螺栓连接有回转驱动组件，所述回转驱动组件的旋转端通过螺栓连接有桅杆支撑座，所述桅杆支撑座的端部固定连接有固定桅杆，所述桅杆支撑座的内腔中并且基于固定桅杆的轴线对称设置有两组滑轮升降系统，所述固定桅杆顶部的外壁上并且与两组滑轮升降系统一一对应设置滑轮间，所述固定桅杆的外壁上从下到上依次设置有第一节帆叶、第二节帆叶，其中固定桅杆的外侧壁上通过多组滑道升降系统上下滑动连接在第二节帆叶的内壁上，第二节帆叶固定设置在固定桅杆的侧壁上，并且第二节帆叶通过两组滑轮升降系统下降后与第一节帆叶重叠；

4、两组所述滑轮升降系统包括固定连接在桅杆支撑座内腔中的绞车，所述绞车的卷收辊上收卷有连接吊索，所述连接吊索的另一端依次穿过固定桅杆、两个定滑轮、一个动滑轮，并且延伸至动滑轮的另一侧通过锁具连接在固定桅杆的外壁上；

5、所述第一节帆叶、第二节帆叶均包括采用帆叶蒙皮和帆叶框架，其中帆叶蒙皮包覆在帆叶框架的框架上，所述帆叶蒙皮、帆叶框架材料均为玻璃钢复合材料，形态采用气动力优化后型线，分为两端上下嵌套；

6、多组所述滑道升降系统包括沿着固定桅杆高度固定设置的耐磨滑块，所述耐磨滑块滑动连接在耐磨滑道的内腔中，所述耐磨滑道为耐磨钢和高分子耐磨材料制造而成的耐磨块构成的v性滑道，其中耐磨钢、耐磨块分别通过螺栓连接在帆叶框架两端的上、下嵌套的端口边缘处。

7、作为本发明优选的方案，所述风帆基座为中空的结构，其中风帆基座的侧壁上通过铰链连接有检修门，所述检修门的另一侧通过锁扣连接在风帆基座的内腔中。

8、作为本发明优选的方案，所述桅杆支撑座与固定桅杆均为中空结构，并且相互贯通构成检修通道，其中检修通道内设有检修爬道和分段式休息平台，所述固定桅杆的端部设置有桅杆顶盖，所述桅杆顶盖的端部开设有检修口，其中检修口的一侧壁通过铰链连接有检修密封门，检修密封门的另一侧通过锁扣连接在检修口的侧壁上。

9、作为本发明优选的方案，所述回转驱动组件包括通过螺栓连接在风帆基座端面的回转轴承座，所述回转轴承座的内部转动连接有内齿圈，所述内齿圈的内部至少啮合连接有三个驱动齿轮，所述风帆基座内腔的顶部并且与驱动齿轮一一对应设置有行星减速器。

10、作为本发明优选的方案，所述行星减速器的动力输出轴贯穿至风帆基座的外部固定连接在驱动齿轮的轴心处，行星减速器的动力输入轴通过固定连接在变频电机的驱动端，所述行星减速器的动力输出轴通过轴承套转动连接在风帆基座的顶部，所述桅杆支撑座的底部固定设置在内齿圈的端面上。

11、作为本发明优选的方案，两个所述定滑轮、锁具均设置在滑轮间的内部，所述滑轮间的底板材质采用玻璃钢格栅，所述动滑轮与两个所述定滑轮组成l型结构，所述动滑轮以及两个所述定滑轮分别通过转轴转动连接在u型座的内部。

12、作为本发明优选的方案，两个所述定滑轮中的一个定滑轮通过u型座连接在滑轮间内腔的顶部，另一个定滑轮通过u型座连接在固定桅杆的外壁上

13、作为本发明优选的方案，所述动滑轮与两个所述定滑轮均为工字结构的滑轮，其中连接吊索滑动连接在滑轮槽口的内部，所述动滑轮通过u型座连接在帆叶框架上。

14、作为本发明优选的方案，所述固定桅杆端部的侧壁上并且与连接吊索对应开设有通孔，其中连接吊索与通孔的配合方式为间隙配合，间距为3-5cm,并且连接吊索悬空在通孔的内部，所述滑轮间为两端开口的l型壳体，其中连接吊索可在滑轮间为开口内部自由滑动。

15、作为本发明优选的方案，所述变频电机、绞车分别通过导线电性连接在plc控制器上，所述风帆基座固定在船用甲板上。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、本发明中，通过将升降系统由液压改为绞车滑轮升降，避免了液压系统复杂故障率高，系统压力大，升降不到位、旋转接头处漏油密封难、容易暴死，并且需要时时保压，改为绞车系统后可取消液压站，有效的解决了在实际应用中发现该升降系统故障率多、成本高的问题，并且升降桅杆修改为固定桅杆，减少了升降重量和摩擦力，提高了风帆在升降过程中的平稳度，使得风帆升降系统更加简洁、易操作。

18、2、本发明中，通过采用玻璃钢复合材料作为帆叶蒙皮和帆叶框架的材质，一方面降低力帆叶的重量，另一方面避免了钢材腐蚀后所增加帆叶升降的摩擦力，并且帆叶节数由三节优化成两节后，简化了风帆的整体机械结构，降低了升降机构的构造难度，同时在降帆后也能利用更多的风力资源，以及帆叶框架形态采用气动力优化后型线，从而本方案设计的硬质翼型风帆的节能效果要远优于旋筒风帆，且旋筒风帆需要高转速才能产生推力，需要长期高耗能，并非纯绿色能源。

19、3、本发明中，通过优化耐磨滑块的材质，由原双侧耐磨钢，改为一侧耐磨钢一侧高分子耐磨材料，同时优化耐磨滑块的安装方式，由原焊接方式，改为双侧螺栓固定方式，由此大大减少摩擦阻力，方便摩擦材质的更换。

技术特征：

1.一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，包括风帆基座(1)，其特征在于：所述风帆基座(1)的端面通过螺栓连接有回转驱动组件(2)，所述回转驱动组件(2)的旋转端通过螺栓连接有桅杆支撑座(3)，所述桅杆支撑座(3)的端部固定连接有固定桅杆(4)，所述桅杆支撑座(3)的内腔中并且基于固定桅杆(4)的轴线对称设置有两组滑轮升降系统(5)，所述固定桅杆(4)顶部的外壁上并且与两组滑轮升降系统(5)一一对应设置滑轮间(6)，所述固定桅杆(4)的外壁上从下到上依次设置有第一节帆叶(7)、第二节帆叶(8)，其中固定桅杆(4)的外侧壁上通过多组滑道升降系统(9)上下滑动连接在第二节帆叶(8)的内壁上，第二节帆叶(8)固定设置在固定桅杆(4)的侧壁上，并且第二节帆叶(8)通过两组滑轮升降系统(5)下降后与第一节帆叶(7)重叠；

2.根据权利要求1所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：所述风帆基座(1)为中空的结构，其中风帆基座(1)的侧壁上通过铰链连接有检修门(10)，所述检修门(10)的另一侧通过锁扣连接在风帆基座(1)的内腔中。

3.根据权利要求1所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：所述桅杆支撑座(3)与固定桅杆(4)均为中空结构，并且相互贯通构成检修通道，其中检修通道内设有检修爬道和分段式休息平台，所述固定桅杆(4)的端部设置有桅杆顶盖(11)，所述桅杆顶盖(11)的端部开设有检修口，其中检修口的一侧壁通过铰链连接有检修密封门(12)，检修密封门(12)的另一侧通过锁扣连接在检修口的侧壁上。

4.根据权利要求1所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：所述回转驱动组件(2)包括通过螺栓连接在风帆基座(1)端面的回转轴承座(201)，所述回转轴承座(201)的内部转动连接有内齿圈(202)，所述内齿圈(202)的内部至少啮合连接有三个驱动齿轮(203)，所述风帆基座(1)内腔的顶部并且与驱动齿轮(203)一一对应设置有行星减速器(204)。

5.根据权利要求4所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：所述行星减速器(204)的动力输出轴贯穿至风帆基座(1)的外部固定连接在驱动齿轮(203)的轴心处，行星减速器(204)的动力输入轴通过固定连接在变频电机(205)的驱动端，所述行星减速器(204)的动力输出轴通过轴承套转动连接在风帆基座(1)的顶部，所述桅杆支撑座(3)的底部固定设置在内齿圈(202)的端面上。

6.根据权利要求1所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：两个所述定滑轮(503)、锁具(505)均设置在滑轮间(6)的内部，所述滑轮间(6)的底板材质采用玻璃钢格栅，所述动滑轮(504)与两个所述定滑轮(503)组成l型结构，所述动滑轮(504)以及两个所述定滑轮(503)分别通过转轴转动连接在u型座的内部。

7.根据权利要求6所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：两个所述定滑轮(503)中的一个定滑轮(503)通过u型座连接在滑轮间(6)内腔的顶部，另一个定滑轮(503)通过u型座连接在固定桅杆(4)的外壁上。

8.根据权利要求7所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：所述动滑轮(504)与两个所述定滑轮(503)均为工字结构的滑轮，其中连接吊索(502)滑动连接在滑轮槽口的内部，所述动滑轮(504)通过u型座连接在帆叶框架(802)上。

9.根据权利要求1所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：所述固定桅杆(4)端部的侧壁上并且与连接吊索(502)对应开设有通孔，其中连接吊索(502)与通孔的配合方式为间隙配合，间距为3-5cm,并且连接吊索(502)悬空在通孔的内部，所述滑轮间(6)为两端开口的l型壳体，其中连接吊索(502)可在滑轮间(6)为开口内部自由滑动。

10.根据权利要求5所述的一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，其特征在于：所述变频电机(205)、绞车(501)分别通过导线电性连接在plc控制器上，所述风帆基座(1)固定在船用甲板上。

技术总结本发明涉及船舶与海洋工程中的风帆技术领域，尤其为一种绞车升降固定桅杆型硬翼风帆，包括风帆基座，所述风帆基座的端面通过螺栓连接有回转驱动组件，本发明通过将升降系统由液压改为绞车滑轮升降，避免了液压系统复杂故障率高，系统压力大，升降不到位、旋转接头处漏油密封难、容易暴死，并且需要时时保压，改为绞车系统后可取消液压站，有效的解决在实际应用中发现该升降系统故障率多、成本高的问题，并且升降桅杆修改为固定桅杆，减少了升降重量和摩擦力，提高了风帆在升降过程中的平稳度，使得风帆升降系统更加简洁、易操作，以及通过复合材料作为帆叶蒙皮和帆叶框架，降低力帆叶的重量，同时避免了钢材腐蚀后所增加帆叶升降的摩擦力。技术研发人员：杜世兴,王维义,孙雅楠,王琦,于业超,张朕,李维佳,段晓辉,葛明星受保护的技术使用者：中船大连造船厂产业发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29