一種太陽能風(fēng)帆車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能風(fēng)帆車。它包括車體以及安裝在車體上的風(fēng)帆、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、帆轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、太陽能電池板、傳感器和控制系統(tǒng)。其特征在于：所述風(fēng)帆安裝于車體上；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括舵機(jī)、平行四邊形轉(zhuǎn)向架、四個車輪，并安裝于車體的下部；所述帆轉(zhuǎn)動系統(tǒng)包括斜拉繩、電機(jī)和聯(lián)軸器，并與風(fēng)帆連接；所述太陽能電池板覆蓋在風(fēng)帆表面，并給電機(jī)、舵機(jī)和控制系統(tǒng)供電；所述的傳感器安裝于風(fēng)帆的頂端，用于檢測風(fēng)向和風(fēng)速；所述控制系統(tǒng)連接舵機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動器、傳感器。太陽能風(fēng)帆車由風(fēng)能驅(qū)動前進(jìn)，電機(jī)控制帆的轉(zhuǎn)動，以獲得最佳的動力。舵機(jī)控制車體的前進(jìn)方向和角度，使得風(fēng)帆車能按照既定的軌跡運(yùn)動。
【專利說明】—種太陽能風(fēng)帆車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能風(fēng)帆車，尤其是應(yīng)用于風(fēng)力驅(qū)動的可自主運(yùn)動的風(fēng)帆車。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種清潔、綠色的能源在很多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。在海洋上，帆船是一種以風(fēng)能作為動力的船舶。在電力行業(yè)，風(fēng)能可用于風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)能還能用于灌溉等等。此外風(fēng)力還可以作為動力驅(qū)動，在專利201120361505.2，專利201020189150.9是應(yīng)用一種風(fēng)帆作為動力的新型運(yùn)動小車。專利201010536879.3，是應(yīng)用風(fēng)帆作為小車的動力，節(jié)能環(huán)保、車速高，用于運(yùn)動愛好者。專利201230537856.4的風(fēng)帆車，利用帆布驅(qū)動三輪小車前進(jìn)。
[0003]對比發(fā)現(xiàn)，這些風(fēng)帆小車在運(yùn)動健身領(lǐng)域有著不錯的應(yīng)用，但是其穩(wěn)定性不夠，在風(fēng)速很大的情況下，風(fēng)帆產(chǎn)生的力矩有可能使得小車傾覆。并且這些小車沒有自主運(yùn)動的能力，帆的轉(zhuǎn)動和車前進(jìn)的方向依靠外在的掌控，無法按照預(yù)定的軌跡路線行駛。對于在環(huán)境探測，避障，科學(xué)考察等方面是很難滿足自主運(yùn)動的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的技術(shù)存在的問題，提供一種太陽能風(fēng)帆車，該風(fēng)帆車能自主轉(zhuǎn)向，根據(jù)風(fēng)向和風(fēng)速調(diào)整帆的迎風(fēng)角度，以獲得最佳的驅(qū)動力。
[0005]一種太陽能風(fēng)帆車，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:它包括車體以及安裝在車體上的風(fēng)帆、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、帆轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、太陽能電池板、傳感器和控制系統(tǒng)。其特征在于:所述風(fēng)帆安裝于車體上；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括舵機(jī)、平行四邊形轉(zhuǎn)向架、四個車輪，并安裝于車體的下部；所述帆轉(zhuǎn)動系統(tǒng)包括斜拉繩、電機(jī)和聯(lián)軸器，并與風(fēng)帆連接；所述太陽能電池板覆蓋在風(fēng)帆表面，并給電機(jī)、舵機(jī)和控制系統(tǒng)供電；所述的傳感器安裝于風(fēng)帆的頂端，用于檢測風(fēng)向和風(fēng)速；所述控制系統(tǒng)連接舵機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動器、傳感器。
[0006]所述車體的結(jié)構(gòu)由鋁型材APS20X20通過螺釘聯(lián)接而成，為太陽能風(fēng)帆車提供平臺。
[0007]所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括舵機(jī)、平行四邊形轉(zhuǎn)向架、四個車輪。所述舵機(jī)型號為:UD-1OOF0所述平行四邊形轉(zhuǎn)向架由固定軸、活動軸、連桿、兩個固定槽、兩塊固定板組成。活動軸、固定軸安裝在固定板上、固定板與輪子相連接。在固定軸和活動軸之間通過連桿連接，并且在連桿上開一小圓孔，用于與舵機(jī)連接。兩個固定槽分別于車身連接，并用螺釘固定。舵機(jī)工作時，通過連桿傳遞力矩給活動軸，活動軸帶動輪子偏左或偏右轉(zhuǎn)動。太陽能風(fēng)帆車通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)整運(yùn)行方向。
[0008]所述帆轉(zhuǎn)動系統(tǒng)包括斜拉繩、電機(jī)和聯(lián)軸器，并與風(fēng)帆連接。所述風(fēng)帆是NACA0018翼型風(fēng)帆，通過快速成型方法制造。風(fēng)帆用一根桅桿固定，并與車身相連。桅桿安裝于空心軸內(nèi)，并通過螺釘緊固。空心軸經(jīng)聯(lián)軸器與電機(jī)輸出軸連接。空心軸通過固定板和軸承用螺釘固定車身上。所述的斜拉繩是通過兩塊鋼條與風(fēng)帆連接。在桅桿的上端固定一個軸承，軸承與鋼條固定。斜拉繩的另一端與車身用扣子連接，目的是增大風(fēng)帆的強(qiáng)度。帆的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，是由電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器傳遞力矩給風(fēng)帆，使得風(fēng)帆改變帆的迎風(fēng)角度，以獲得最佳的驅(qū)動力。
[0009]所述控制系統(tǒng)是一個單片機(jī)電連接一個舵機(jī)控制器、一個電機(jī)驅(qū)動器及所述傳感器。舵機(jī)控制器和電機(jī)驅(qū)動器分別電連接舵機(jī)和電機(jī)。傳感器檢測風(fēng)向和風(fēng)速，并傳送到單片機(jī)，轉(zhuǎn)換后，向電機(jī)驅(qū)動器和舵機(jī)控制器發(fā)送命令，從而驅(qū)動舵機(jī)和電機(jī)，以得到合適的帆角和轉(zhuǎn)向角。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著技術(shù)進(jìn)
I K
少:
1.本發(fā)明的太陽能風(fēng)帆車，利用風(fēng)能和太陽能作為動力源。
[0011]2.本發(fā)明的太陽能風(fēng)帆車，能實(shí)現(xiàn)自主控制，能自動調(diào)整風(fēng)帆的迎風(fēng)角度，自動調(diào)整運(yùn)動方向。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1太陽能風(fēng)帆車的外形圖圖2轉(zhuǎn)向架借給他
圖3風(fēng)帆連接圖圖4帆轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例集合附圖詳述如下:
實(shí)施例一
一種太陽能風(fēng)帆車，包括車體(I)以及安裝在車體(I)上的風(fēng)帆(8 )、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7 )、帆轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(12)、太陽能電池板(10)、傳感器(9)和控制系統(tǒng)(12)。其特征在于:所述風(fēng)帆(8 )轉(zhuǎn)動安裝于車體(I)上；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7 )包括舵機(jī)(6 )、平行四邊形轉(zhuǎn)向架(22 )、四個車輪(28 )，安裝于車體(I)的下部；所述帆轉(zhuǎn)動系統(tǒng)(12 )包括斜拉繩(11)、電機(jī)(3 )和聯(lián)軸器(43)，并與風(fēng)帆(8)連接；所述太陽能電池板(10)覆蓋在風(fēng)帆(8)表面，并給電機(jī)(3)、舵機(jī)(6)和控制系統(tǒng)(2)供電；所述的傳感器(9)安裝于風(fēng)帆(8)的頂端，用于檢測風(fēng)向和風(fēng)速；所述控制系統(tǒng)(2)連接舵機(jī)控制器(5)、電機(jī)驅(qū)動器(4)、傳感器(9)。
[0014]實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下:
所述車體(I)的結(jié)構(gòu)由鋁型材APS20 X 20通過螺釘聯(lián)接而成，為太陽能風(fēng)帆車提供平臺。
[0015]所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7)包括舵機(jī)(6)、平行四邊形轉(zhuǎn)向架(22)、四個輪子(28)。所述舵機(jī)(6)型號為:UD-100F。所述平行四邊形轉(zhuǎn)向架(22)由固定軸(27)、活動軸(23)、連桿(24)、兩個固定槽(25)、兩塊固定板(21)組成。活動軸(23)、固定軸(27)固定安裝在固定板
(21)上、固定板(21)與輪子(28)相連接。在固定軸(27)和活動軸(23)之間通過連桿(24)連接，并且在連桿(24)上開一小圓孔(26)，用于與舵機(jī)(6)連接。兩個固定槽(25)分別于車身(I)連接，并用螺釘固定。舵機(jī)(6)工作時，通過連桿(24)傳遞力矩給活動軸(23)，活動軸(23 )帶動輪子(28 )偏左或偏右轉(zhuǎn)動。太陽能風(fēng)帆車通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7 )調(diào)整運(yùn)行方向。
[0016]所述帆轉(zhuǎn)動系統(tǒng)(12)包括斜拉繩(11)、電機(jī)(3)和聯(lián)軸器(43)，并與風(fēng)帆(8)連接。所述風(fēng)帆(8)是NACA0018翼型風(fēng)帆，通過快速成型方法制造。風(fēng)帆(8)用一根桅桿(35)固定，并與車身(I)相連。桅桿(35)安裝于空心軸(33)內(nèi)，并通過螺釘緊固。空心軸(33)經(jīng)聯(lián)軸器(43)與電機(jī)(3)輸出軸連接。空心軸(33)通過固定板(41)和軸承(42)用螺釘固定車身(I)上。所述的斜拉繩(11)是通過兩塊鋼條(31)與風(fēng)帆(8)連接。在桅桿(32)的上端固定一個軸承(35)，軸承(35)與鋼條(31)固定。斜拉繩(11)的另一端與車身(I)用扣子(34)連接，目的是增大風(fēng)帆(8)的強(qiáng)度。帆的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)(12)，是由電機(jī)(3)轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器(43)傳遞力矩給風(fēng)帆(8)，使得風(fēng)帆(8)改變帆的迎風(fēng)角度，以獲得最佳的驅(qū)動力。
[0017]所述控制系統(tǒng)(2)是一個單片機(jī)(44)電連接一個舵機(jī)控制器(5)、一個電機(jī)驅(qū)動器(4 )及所述傳感器(9 )。所述舵機(jī)控制器(5 )和電機(jī)驅(qū)動器(4 )分別連接舵機(jī)(6 )和電機(jī)
(3)。所述傳感器(9)檢測風(fēng)向和風(fēng)速，并傳送到單片機(jī)(44)，轉(zhuǎn)換后，向電機(jī)驅(qū)動器(4)和舵機(jī)控制器(5)發(fā)送命令，從而驅(qū)動舵機(jī)(6)和電機(jī)(3)，以得到合適的帆角和轉(zhuǎn)向角。
[0018]實(shí)施例三太陽能風(fēng)帆車運(yùn)動過程中，傳感器(9)檢測風(fēng)向和風(fēng)速大小，數(shù)據(jù)反饋到控制系統(tǒng)
(2)，經(jīng)單片機(jī)(44)轉(zhuǎn)換后，向舵機(jī)控制器(5)和電機(jī)驅(qū)動器(4)發(fā)送指令。電機(jī)(3)輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器(43)傳遞力矩，使得風(fēng)帆(8)轉(zhuǎn)動，得到合適的帆角度，以獲得最佳驅(qū)動力。舵機(jī)(6)根據(jù)控制系統(tǒng)(2)預(yù)定的路徑規(guī)劃，調(diào)整輪子(28)的轉(zhuǎn)向角，使得風(fēng)帆車按照路徑行駛。太陽能電池板(10)給電機(jī)(3)、舵機(jī)(6)和控制系統(tǒng)(2)提供電源。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能風(fēng)帆車，包括車體(1)以及安裝在車體(1)上的風(fēng)帆(8)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7)、帆轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(12)、太陽能電池板(10)、傳感器(9)和控制系統(tǒng)(12);其特征在于:所述風(fēng)帆(8 )轉(zhuǎn)動安裝于車體(1)上；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7 )包括舵機(jī)(6 )、平行四邊形轉(zhuǎn)向架(22 )、四個車輪(28 )，安裝于車體(1)的下部；所述帆轉(zhuǎn)動系統(tǒng)(12 )包括斜拉繩(11)、電機(jī)(3 )和聯(lián)軸器(43)，并與風(fēng)帆(8)連接；所述太陽能電池板(10)覆蓋在風(fēng)帆(8)表面，并給電機(jī)(3)、舵機(jī)(6)和控制系統(tǒng)(2)供電；所述的傳感器(9)安裝于風(fēng)帆(8)的頂端，用于檢測風(fēng)向和風(fēng)速；所述控制系統(tǒng)(2)連接舵機(jī)控制器(5)、電機(jī)驅(qū)動器(4)、傳感器(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能風(fēng)帆車，其特征在于:所述車體(1)的結(jié)構(gòu)由鋁型材APS20X20通過螺釘聯(lián)接而成，為太陽能風(fēng)帆車提供平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能風(fēng)帆車，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7)中的所述舵機(jī)(6)型號為:UD-100F，所述平行四邊形轉(zhuǎn)向架(22)由固定軸(27)、活動軸(23)、連桿(24)、兩個固定槽(25)、兩塊固定板(21)組成，活動軸(23)、固定軸(27)固定安裝在固定板(21)上、固定板(21)與輪子(28)相連接；在固定軸(27)和活動軸(23)之間通過連桿(24)連接，并且在連桿(24)上開一小圓孔(26)，用于與舵機(jī)(6)連接；兩個固定槽(25)分別于車身(1)連接，并用螺釘固定；舵機(jī)(6)工作時，通過連桿(24)傳遞力矩給活動軸(23)，活動軸(23 )帶動輪子(28 )偏左或偏右轉(zhuǎn)動；太陽能風(fēng)帆車通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7 )調(diào)整運(yùn)行方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能風(fēng)帆車，其特征在于:所述帆轉(zhuǎn)動系統(tǒng)(12)中的所述風(fēng)帆(8)是NACA0018翼型風(fēng)帆，通過快速成型方法制造；風(fēng)帆(8)用一根桅桿(35)固定，并與車身(1)相連；桅桿(35)安裝于空心軸(33)內(nèi)，并通過螺釘緊固；空心軸(33)經(jīng)聯(lián)軸器(43 )與電機(jī)(3 )輸出軸連接；空心軸(33 )通過固定板(41)和軸承(42 )用螺釘固定車身(1)上；所述的斜拉繩(11)是通過兩塊鋼條(31)與風(fēng)帆(8)連接；在桅桿(32)的上端固定一個軸承(35)，軸承(35)與鋼條(31)固定；斜拉繩(11)的另一端與車身(1)用扣子(34)連接，目的是增大風(fēng)帆(8)的強(qiáng)度；帆的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)(12)，是由電機(jī)(3)轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器(43)傳遞力矩給風(fēng)帆(8)，使得風(fēng)帆(8)改變帆的迎風(fēng)角度，以獲得最佳的驅(qū)動力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能風(fēng)帆車，其特征在于:所述控制系統(tǒng)(2)是一個單片機(jī)(44)電連接一個舵機(jī)控制器(5)、一個電機(jī)驅(qū)動器(4)及所述傳感器(9);所述舵機(jī)控制器(5)和電機(jī)驅(qū)動器(4)分別連接舵機(jī)(6)和電機(jī)(3);所述傳感器(9)檢測風(fēng)向和風(fēng)速，并傳送到單片機(jī)(44)，轉(zhuǎn)換后，向電機(jī)驅(qū)動器(4)和舵機(jī)控制器(5)發(fā)送命令，從而驅(qū)動舵機(jī)(6)和電機(jī)(3)，以得到合適的帆角和轉(zhuǎn)向角。
【文檔編號】B62D15/00GK104401398SQ201410590072
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】謝少榮, 陳繼清, 馮凱, 張凱, 沈天昊, 羅均 申請人:上海大學(xué)