1.一种在商船上利用风能的装置,其特征在于:该装置包括左旋筒(1)、右旋筒(2)、铰链(3)、底座(4)、轨道(5)、支柱(6)、风帆(7)、液压油缸(8)、电动机(11)、旋座(12)、拉绳位移传感器(13),其中左旋筒(1)和右旋筒(2)上设有旋筒导轨(9)和旋筒内齿(10),所述底座(4)包括:底座凹槽(401)、液压马达(402)、液压马达齿轮(403)、同步齿轮(404),所述液压油缸(8)包括:活塞杆(801)、活塞杆铰支座(802)、油缸(803)、油缸铰支座(804)。
2.根据权利要求1所述的一种在商船上利用风能的装置,其特征在于:所述铰链(3)是由上组件和下组件组成,所述上组件顶部固定旋座(12),下组件固定在底座(4)上。
3.根据权利要求1所述的一种在商船上利用风能的装置,其特征在于:所述轨道(5)包括左轨道和右轨道,所述左轨道和右轨道相同,其形状均是具有一定宽度的1/4圆弧,左轨道和右轨道不仅关于船舶中纵剖面对称,而且其自身也是对称的,对称面与船舶的中横剖面平行,其中左轨道与船舶左舷相切,右轨道与船舶右舷相切。
4.根据权利要求1所述的一种在商船上利用风能的装置,其特征在于:所述拉绳位移传感器(13)分别固定在左轨道和右轨道的一端,左轨道上的拉绳位移传感器(13)中出线口的钢丝绳固定在与左旋筒(1)配合的底座(4)上,右轨道上的拉绳位移传感器(13)中出线口的钢丝绳固定在与右旋筒(2)配合的底座(4)上。
5.根据权利要求1所述的一种在商船上利用风能的装置,其特征在于:所述活塞杆铰支座(802)固定在铰链(3)的上组件。
6.一种在商船上利用风能的方法,使用权利要求1中所述的装置,其特征在于:该方法中设有风向传感器、水平位置传感器、竖直位置传感器和控制装置,所述风向传感器可判断风向信息,设船舶航行方向逆时针转动到来风方向所转过的角度为θ,θ的范围为(0,360],若θ∈(135°,225°],则判断为船舶船首来风;若θ∈(0°,45°]∪(315°,360°],则判断为船舶船尾来风;若θ∈(225°,315°],则判断为船舶左舷来风;若θ∈(45°,135°],则判断为船舶右舷来风,所述水平位置传感器和竖直位置传感器设于铰链(3)的下组件,
所述控制装置会根据风向传感器所接收到的风向信息,输出信号控制电动机(11)的启停与转向,同时也会输出信号控制电磁换向阀的启停与换向,电磁换向阀根据所接收的信号,控制液压油的流向,进而控制左旋筒(1)和右旋筒(2)所对应液压马达(402)的启停与转向,从而控制左旋筒(1)和右旋筒(2)是否移动,当左旋筒(1)和右旋筒(2)移动到对应风向信息所设定的位置时,就会由拉绳位移传感器(13)反馈信号给控制装置,此时控制装置输出信号,使电磁换向阀处在中位,停止向液压马达(402)供液。
7.根据权利要求6所述的一种在商船上利用风能的方法,其特征在于:若风向传感器判断风向信息为左舷来风时,控制装置随即输出信号控制电磁换向阀,电磁换向阀根据所接收的信号,控制液压油的流向,进而控制左旋筒(1)和右旋筒(2)所对应液压马达(402)的启停与转向,液压马达(402)从而带动左旋筒(1)和右旋筒(2)进行移动,当移动到左旋筒(1)和右旋筒(2)的中心连线与所受风向平行位置时,由拉绳位移传感器(13)反馈信号给控制装置,此时控制装置输出信号,使电磁换向阀处在中位,停止向液压马达(402)供液,将各左旋筒(1)和右旋筒(2)锁定在相应的位置,同时,控制装置会控制左旋筒(1)和右旋筒(2)中的电动机(11)工作,进而驱动左旋筒(1)和右旋筒(2)产生从上往下看为顺时针的转动,从而带动风帆(7)顺时针转动。
8.根据权利要求6所述的一种在商船上利用风能的方法,其特征在于:若风向传感器判断风向信息为右舷来风时,控制装置随即输出信号控制电磁换向阀,电磁换向阀根据所接收的信号,控制液压油的流向,进而控制左旋筒(1)和右旋筒(2)所对应液压马达(402)的启停与转向,液压马达(402)从而带动左旋筒(1)和右旋筒(2)进行移动,当移动到左旋筒(1)与右旋筒(2)的中心连线与所受风向平行位置时,由拉绳位移传感器(13)反馈信号给控制装置,此时控制装置输出信号,使电磁换向阀处在中位,停止向液压马达(402)供液,将各左旋筒(1)和右旋筒(2)锁定在相应的位置,同时,控制装置会控制左旋筒(1)和右旋筒(2)中的电动机(11)工作,进而驱动左旋筒(1)和右旋筒(2)产生从上往下看为逆时针的转动,从而带动风帆(7)逆时针转动。
9.根据权利要求6所述的一种在商船上利用风能的方法,其特征在于:若风向传感器判断风向信息为船首来风时,控制装置随即控制左旋筒(1)和右旋筒(2)中的电动机(11)停止工作,同时控制装置输出信号控制电磁换向阀,电磁换向阀根据所接收的信号,控制液压油的流向,进而控制左旋筒(1)和右旋筒(2)所对应液压马达(402)的启停与转向,液压马达(402)从而带动左旋筒(1)和右旋筒(2)进行移动,当移动到左旋筒(1)与右旋筒(2)的中心连线与船舶中横剖面平行位置时,由拉绳位移传感器(13)反馈信号给控制装置,此时控制装置输出信号,使电磁换向阀处在中位,停止向液压马达(402)供液,左旋筒(1)和右旋筒(2)锁定在相应的位置,此时,由控制装置传输信号给电磁换向阀,控制液压油缸(8)的液压油从油缸(803)的a口进,b口出,从而带动活塞杆(801)沿油缸(803)向b口方向移动,进而带动铰链(3)上组件相对于下组件发生翻转,使得左旋筒(1)和右旋筒(2)发生翻转,从而带动风帆(7)发生翻转,当上组件翻转到水平位置传感器的位置时,水平位置传感器反馈信号给控制装置,控制装置随即控制电磁换向阀处在中位,停止向液压油缸(8)供油,此时左旋筒(1)和右旋筒(2)翻转到其轴线平行于船舶基平面位置。
10.根据权利要求6所述的一种在商船上利用风能的方法,其特征在于:若风向传感器判断风向信息为船尾来风时,控制装置随即控制左旋筒(1)和右旋筒(2)中的电动机(11)停止工作,即左旋筒(1)和右旋筒(2)停止旋转,同时控制装置输出信号控制电磁换向阀,电磁换向阀根据所接收的信号,控制液压油的流向,进而控制左旋筒(1)和右旋筒(2)所对应液压马达(402)的启停与转向,液压马达(402)从而带动左旋筒(1)和右旋筒(2)进行移动,当移动到左旋筒(1)与右旋筒(2)的中心连线与船舶中横剖面平行位置时,即风帆(7)平行于船舶中横剖面,由拉绳位移传感器(13)反馈信号给控制装置,此时控制装置输出信号,使电磁换向阀处在中位,停止向液压马达(402)供液,将各左旋筒(1)和右旋筒(2)锁定在相应的位置。