船帆结构及帆船

本发明涉及船舶，具体涉及一种船帆结构及帆船。

背景技术：

1、为减少航运业的温室气体排放，imo制定了航运业2030年碳强度降低40%，2050年碳排放总量降低50%的目标。航运业相对于其它产业具有得天独厚的优势在于海洋中有丰富的可再生能源，如风能、波浪能等。相较于波浪能，风能具有稳定、易转化和清洁环保等优点，因此，风能利用或将成为航运业减排的新方式。在风帆推进技术领域，一般有桅式传统阻力帆、翼型帆、转筒帆和风筝帆等，由于航行中风况多变，风的速度和角度总是在不停的变换，单一的风帆形状在海上对风能的利用效率较低。

2、然而，现有帆船的帆主要是通过电机带动其围绕一个固定轴旋转，以改变帆的角度，从而改变帆船的航行方向，帆自身无法变换形态，对于一些风向频繁多变复杂的环境，则帆船的帆无法较为准确地进行导航。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种船帆结构及帆船，解决现有技术中帆船的帆自身无法变换形态，对于一些风向频繁多变的环境，则帆船的帆无法较为准确地进行导航的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种船帆结构，包括：

4、中心轴；及

5、船帆单元，包括第一帆板、第二帆板、第一伸缩件和第二伸缩件，所述第一帆板与所述第二帆板转动连接，所述第一伸缩件的一端连接所述中心轴，所述第一伸缩件的另一端转动连接所述第一帆板远离所述第二帆板的端部，所述第二伸缩件的一端连接所述中心轴，所述第二伸缩件的另一端转动连接所述第二帆板远离所述第一帆板的端部，所述第一伸缩件和/或所述第二伸缩件在伸缩时均能够驱使所述第一帆板与所述第二帆板相对转动。

6、在一些实施例中，所述船帆单元还包括第三伸缩件，所述第三伸缩件位于所述第一伸缩件与所述第二伸缩件之间，所述第三伸缩件的一端连接所述中心轴，所述第三伸缩件的另一端转动连接所述第一帆板靠近所述第二帆板的端部。

7、在一些实施例中，所述船帆单元还包括第四伸缩件，所述第四伸缩件位于所述第二伸缩件与所述第三伸缩件之间，所述第四伸缩件的一端连接所述中心轴，所述第四伸缩件的另一端转动连接所述第二帆板靠近所述第一帆板的端部。

8、在一些实施例中，所述第一伸缩件、所述第二伸缩件、所述第三伸缩件和所述第四伸缩件均转动连接于所述中心轴。

9、在一些实施例中，所述船帆单元包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机均设于所述中心轴，所述第一电机连接所述第一伸缩件并能够驱使所述第一伸缩件往复伸缩，所述第二电机连接所述第二伸缩件并能够驱使所述第二伸缩件往复伸缩。

10、在一些实施例中，所述第一帆板与所述第二帆板通过转动机构转动连接，所述转动机构包括第一齿轮、第二齿轮和连接件，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别设于所述第一帆板和所述第二帆板上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述连接件的两端连接所述第一齿轮的旋转轴和所述第二齿轮的旋转轴。

11、在一些实施例中，所述转动机构的数量为多个，多个所述转动机构沿着所述第一帆板与所述第二帆板连接的边沿设置，所述第一帆板与所述第二帆板通过多个所述转动机构转动连接。

12、在一些实施例中，所述船帆单元的数量为多个，多个所述船帆单元首尾依次转动连接并围合形成闭环结构。

13、在一些实施例中，多个所述船帆单元在转动时能够驱使所述船帆结构的外围形成圆形、椭圆形或者花瓣形。

14、第二方面，本发明还提供了一种帆船，包括船体以及上述的船帆结构，所述中心轴设于所述船体。

15、与现有技术相比，本发明提供的船帆结构在需要变换形态时，可以控制第一伸缩件和/或第二伸缩件伸缩，以驱使第一帆板与第二帆板相对转动，从而切换船帆结构的形态。第一帆板与第二帆板相对转动的幅度较大，能够适应复杂多变的风向环境，为帆船准确地导航。

技术特征：

1.一种船帆结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的船帆结构，其特征在于，所述船帆单元还包括第三伸缩件，所述第三伸缩件位于所述第一伸缩件与所述第二伸缩件之间，所述第三伸缩件的一端连接所述中心轴，所述第三伸缩件的另一端转动连接所述第一帆板靠近所述第二帆板的端部。

3.根据权利要求2所述的船帆结构，其特征在于，所述船帆单元还包括第四伸缩件，所述第四伸缩件位于所述第二伸缩件与所述第三伸缩件之间，所述第四伸缩件的一端连接所述中心轴，所述第四伸缩件的另一端转动连接所述第二帆板靠近所述第一帆板的端部。

4.根据权利要求3所述的船帆结构，其特征在于，所述第一伸缩件、所述第二伸缩件、所述第三伸缩件和所述第四伸缩件均转动连接于所述中心轴。

5.根据权利要求1所述的船帆结构，其特征在于，所述船帆单元包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机均设于所述中心轴，所述第一电机连接所述第一伸缩件并能够驱使所述第一伸缩件往复伸缩，所述第二电机连接所述第二伸缩件并能够驱使所述第二伸缩件往复伸缩。

6.根据权利要求1所述的船帆结构，其特征在于，所述第一帆板与所述第二帆板通过转动机构转动连接，所述转动机构包括第一齿轮、第二齿轮和连接件，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别设于所述第一帆板和所述第二帆板上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述连接件的两端连接所述第一齿轮的旋转轴和所述第二齿轮的旋转轴。

7.根据权利要求6所述的船帆结构，其特征在于，所述转动机构的数量为多个，多个所述转动机构沿着所述第一帆板与所述第二帆板连接的边沿设置，所述第一帆板与所述第二帆板通过多个所述转动机构转动连接。

8.根据权利要求1所述的船帆结构，其特征在于，所述船帆单元的数量为多个，多个所述船帆单元首尾依次转动连接并围合形成闭环结构。

9.根据权利要求8所述的船帆结构，其特征在于，多个所述船帆单元在转动时能够驱使所述船帆结构的外围形成圆形、椭圆形或者花瓣形。

10.一种帆船，其特征在于，包括船体以及如权利要求1-9中任意一项所述的船帆结构，所述中心轴设于所述船体。

技术总结本发明公开了一种船帆结构及帆船，涉及船舶技术领域，船帆结构包括中心轴和船帆单元，船帆单元包括第一帆板、第二帆板、第一伸缩件和第二伸缩件，第一帆板与第二帆板转动连接，第一伸缩件的一端连接中心轴，第一伸缩件的另一端转动连接第一帆板远离第二帆板的端部，第二伸缩件的一端连接中心轴，第二伸缩件的另一端转动连接第二帆板远离第一帆板的端部，第一伸缩件和/或第二伸缩件在伸缩时均能够驱使第一帆板与第二帆板相对转动。船帆结构在变换形态时，可以控制第一伸缩件和/或第二伸缩件伸缩，以驱使第一帆板与第二帆板相对转动，从而切换船帆结构的形态。第一帆板与第二帆板相对转动的幅度较大，能适应复杂多变的风向环境，导航准确。技术研发人员：曾青松,张乙加,王雯婧,林怡景,涂麟奕受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9