利用风能和太阳能发电的水陆两栖移动房的制作方法

本发明涉及一种水陆两栖移动房，尤其是涉及一种食、住、行一体化的利用风能和太阳能发电的水陆两栖移动房。

背景技术：

众所周知，随着世界性能源危机的到来，开发利用和推广可再生资源，已经成为人类面临的一项十分紧迫的使命。在目前科技条件下，如果将风能和太阳能与人们食，住，行紧密结合在一起制造成一种设备，必将为优化人类生活结构，缓解能源危机，减少人们日常开支做出贡献，也有利于全面落实节能降耗的政策目标，也许是人类从文明走向文明又一次历史性进步。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供利用风能和太阳能发电的水陆两栖移动房，能够有效地利用可再生资源，向人类提供食、住、行一体化的移动房，具备水陆两栖智能化，是一种综合性设备,采用了一物多用的方法，降低了生产成本，减轻了自身重量，提高了本发明的安全性和实用性。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：利用风能和太阳能发电的水陆两栖移动房，包括船体，船体尾部设有电动螺旋桨，在船体的船头设置有行驶灯，转向灯，刹车灯和倒车灯组合在一起的前灯箱，船体的船尾设置有行驶灯，转向灯，刹车灯和倒车灯组合在一起的后灯箱，其特征在于：船体的船舷两侧分别设有能收放的水上平衡翼；船体上安装有太阳能房，在太阳能房的屋顶设有风力发电机，风力发电机上安装有刹车装置，在船体底部设有前、后各两个电动车轮总成，船体底部设有车轮自动升降系统，电动车轮总成连接在车轮自动升降系统上；两个前电动车轮总成设置为转向轮，两个前电动车轮总成通过电机调速器来调整两前电动车轮总成之间的速度差，实现转向；两个后电动车轮总成设置为定向轮；船体内设置有智能控制中心工作台；电动车轮总成中集成有车轮制动器，电动车轮总成处设有车轮传感器，电动螺旋桨处设有螺旋桨电机转速传感器，船体上设有水流速度传感器，太阳能房的房顶设有风力传感器、前行监测激光雷达、前摄像头、后摄像头、倒车雷达；

所述的电动螺旋桨为两个，在船尾部两侧对应安装两个相同型号的电动螺旋桨，电动螺旋桨包括在螺旋桨、螺旋桨电机连接轴、螺旋桨电机，螺旋桨电机通过螺旋桨电机连接轴与螺旋桨连接，螺旋桨电机连接轴通过船体处设置有密封圈；双电动螺旋桨结构设置，方向总是朝着转速慢的电机方向转向，这一自然规律，只要结合好水上风力，水流速度，通过电机调速器来调整两电机之间的速度差，就能够实现水上行驶；

所述电机调速器设置在船体内，电机调速器是螺旋桨电机调速器、电动车轮总成调速器的集成体；

太阳能房的结构：包括屋顶、墙体骨架，墙体骨架的外面覆盖有太阳能电池板作为外墙使用，墙体骨架的内面选用加钢丝网的橡胶板作为内墙，外墙、内墙之间填充有聚胺脂泡沫；

太阳能发电系统是将太阳能房各个方位的太阳能电池板串联，通过开关，充电控制器输送至蓄电池组；通过逆变器转化为220伏交流电，通过设置外线连接接口将剩余电能输出；

风力发电系统是将风力发电机通过开关，充电控制器输送至蓄电池组；通过逆变器转化为220伏交流电，通过设置外线连接接口将剩余电能输出；

智能控制中心工作台,设置有显示板、集成线路板，集成线路板设置有一个主控单片机模块模块和多个分控单片机模块，主控单片机模块模块上集成有GPS导航系统,主控单片机模块模块与各分控单片机模块通过集成电路板连线，车轮传感器与相对应的电动车轮总成分控单片机模块连线，螺旋桨电机转速传感器与电动螺旋桨相对应的分控单片机连线，风力传感器、水流速度传感器、倒车雷达、前行监测激光雷达、前摄像头、后摄像头与主控单片机模块模块连线；

智能控制中心工作台是通过前行监测激光雷达，前摄像头、后摄像头、倒车雷达、风力传感器、水流速度传感器及GPS导航系统所获取的信息传递给主控单片机模块模块，主控单片机模块模块通过运算器进行计算，将计算数据传递给分控单片机模块，各分控单片机分别输出信号至电机调速器，电机调速器分别给出相对应的电流至四个直流伺服轮毂电机、两个螺旋桨电机；另一方面，主控单片机模块模块将计算数据储存到储存器里作为二次行驶参考值，通过对同一路线多次提取参考值提升来提高无人驾驶系统的智商，使之达到或者超过有人驾驶的驾驶水平；

太阳能发电系统和风力发电系统设置有独立的控制装置，由船体内配电舱设置控制和切换，由主控单片机模块模块控制。

所述的船体，船舷和龙骨采用汽车大梁钢制造，龙骨与横梁连接，形成船体骨架，船体的外板采用加钢丝网的橡胶板制造；以船的形状做屋基，适合水上行驶，汽车大梁钢做龙骨，能够提高船体钢结构和承载能力；选用加碳加钢丝网的橡胶板，能够提高设备的耐磨性和抗冲力度，具有很好的还原性，能够减轻撞击对人体的伤害和对物体的损坏。

所述的车轮升降系统，有舱内升降系统或舱外升降系统设置；车轮升降系统将车轮升起能够降低本发明设备在水上行驶的阻力，回落宜于陆地行驶；

舱内升降系统：包括车轮叉，车轮叉上设置有减震器，车轮叉与上力臂铰接，上力臂与船体连接，船体上安装有车轮举升千斤顶，车轮举升千斤顶的活塞杆与车轮叉铰接，车轮举升千斤顶通过管道连接至气泵舱，实施舱内升降；

舱外升降系统：车轮连接轴连接车轮叉，车轮叉上设置有减震器，车轮连接轴通过轴承支撑在船体上，在车轮连接轴中间设置有从动齿轮或皮带轮，电机的转轴上连接有主动齿轮或皮带轮，主动齿轮与从动齿轮传动结合或者两个皮带轮传动结合，通过车轮连接轴的转动实施舱外升降。

能收放的水上平衡翼，包括左平衡翼和右平衡翼，设置在船舷的两边，左平衡翼、右平衡翼相同设置，有前支架和后支架，前后支架与连接杆分上，中，下三个部位连接，前后支架底部与船体铰接，前后支架底部上的前后左右四个点分别与平衡翼用千斤顶铰接，千斤顶与船体连接，千斤顶连接气泵舱；在上连接杆外围设置有柔性太阳能电池板呈圆柱状，内部注入硬质防水聚胺脂泡沫，形成主体为圆柱体前端为圆锥体的整体平衡翼；在中下连接杆与前后支架间安装有双面发电的太阳能电池板；柔性太阳能电池板、双面太阳能电池板与作为太阳能房外墙的太阳能电池板串连，通过开关，逆变器，充电控制器送往蓄电池组；通过逆变器转化为220伏交流电，通过设置外线连接接口将剩余电能输出。能收放的水上平衡翼的安装支架的两面覆盖有双面发电的太阳能电池板，并设置柔性太阳能电池板，进一步利用太阳能；所述能收放的水上平衡翼展开，可以大幅度提高水上行驶的安全性能。

所述的风力发电机包括风叶，风叶轴，发电机，刹车装置，在太阳能的屋顶设有前支架和后支架，发电机固定在后支架上，风叶轴的一端与发电机的转轴连接，风叶轴的另一端通过轴承支撑在前支架，刹车装置设置在发电机的转轴处。

在船体的船舱内也可设有风力发电机，船体设置有通风口，通风口上设有前通风口盖板、后通风口盖板。所述的风力发电能够配合太阳能发电，提高发电量，确保夜晚和阴雨天不会没电；关闭前、后通风口盖板，能够提高水上行驶的安全。

所述电动车轮总成，是在直流伺服轮毂电机上安装轮胎形成；电机调速器用于调整直流伺服轮毂电机的速度。

所述车轮制动器包括刹车片、刹车钳、直流伺服刹车电机，刹车片安装在直流伺服轮毂电机的内侧，刹车钳安装在车轮叉上，直流伺服刹车电机与刹车钳传动连接；针对舱内升降系统，直流伺服刹车电机安装在上力臂上；针对舱外升降系统，直流伺服刹车电机安装在车轮连接轴上。

所述的智能控制中心工作台，只需对电机实现智能控制；控制结构简单，只要各行驶电机电流控制好，就能实现无人驾驶技术，节省人力资源，节约人们开支。

所述的太阳能发电技术方案，发电面积大，已经超过本发明设备占地面积的三倍以上，除了能够满足自己日常用电外，还有节余电能。

所述的太阳能房与船体连接，能够有效地解决人们日常生活问题通过对直流伺服轮毂电机，螺旋桨电机和刹车装置，实现水陆两栖交通无人驾驶技术；太阳能发电与风能发电相结合，具有互补性，能够有效地确保本发明水陆两栖移动房的用电。

太阳能房设置有厨房、卫生间、卧室，船体设置有饮用水舱，配电舱，气泵舱，以及其他闲置舱位，每个船舱都设置有船舱盖，船舱盖上设置有锁扣，锁扣锁定上盖后使船舱不会进水，漏气；饮用水舱设置有进水口和出水口，进水口设置有对外连接接头，出水口通过管道与增压泵连接，增压泵与管道连接，管道通往厨房和卫生间，在厨房和卫生间的管道旁设置有增压泵开关；卧室设置有床垫，床垫采用硬质防水聚胺脂泡沫制造，采用柔性橡胶板封装，四周设置多个扣环，利用扣环可以挂起床垫，节约空间；床垫可以当救生垫使用。

有益效果：本发明在建筑设计、智能化、集成化等方面进行了创新探索，有效地利可再生能源向人类提供食，住，行一体化的设备，在提高能源利用率和实用性方面具备优势。具有重量轻，功能多，容易控制的特点。

附图说明

图1是本发明的主视结构图。

图2是本发明的俯视结构图（逆时针旋转90º,并缩小）。

图3是本发明的主视内部结构图。

图4是表达本发明中舱内升降系统的结构图。

图中所示， 1-船体，2-智能控制中心工作台，3-前窗，4-太阳能房，5-前行监测激光雷达，6-前摄像头，7-前支架，8-风叶轴，9-柔性太阳能电池板，10-风叶，11-右平衡翼，13-发电机，14-后支架，15-后摄像头，16-倒车雷达，17-左平衡翼，18-后窗，19-后门，20-后灯箱，21-螺旋桨，22-螺旋桨电机连接轴，23-直流伺服轮毂电机，24-车轮叉，25-减震器，26-车轮连接轴，27-双面发电太阳能电池板，28-船舷，29-平衡翼用千斤顶，30-轮胎，31-前门，32-空调，33-前灯箱，34-从动齿轮，35-电机，36-主动齿轮，37-前通风口盖板，38-通风口，39-龙骨，40-蓄电池组，41-配电舱，42-电机调速器，43-气泵舱，44-螺旋桨电机，45-横梁，46-后通风口盖板，47-刹车装置，48-饮用水舱，49-硬质防水聚胺脂泡沫，50-带钢丝网的橡胶板，51-墙体骨架，52--床垫扣环，53-床垫，54--增压泵开关，55-增压泵， 56-船舱盖，57-船体橡胶板，58-车轮举升千斤顶，59-上力臂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案实施的功能图进一步描述如下。

图4是主要表达舱内升降系统的结构，其余部分与图1-3表达的结构一致。

结合图1-图4所示，进一步描述本发明如下：利用风能和太阳能发电的水陆两栖移动房，包括船体1，船体尾部设有电动螺旋桨，在船体1的船头设置有行驶灯，转向灯，刹车灯和倒车灯组合在一起的前灯箱33，船体1的船尾设置有行驶灯，转向灯，刹车灯和倒车灯组合在一起的后灯箱20，船体1的船舷两侧分别设有能收放的水上平衡翼；船体上安装有太阳能房4，在太阳能房的屋顶设有风力发电机，风力发电机上安装有刹车装置，在船体底部设有前、后各两个电动车轮总成，船体底部设有车轮自动升降系统，电动车轮总成连接在车轮自动升降系统上；两个前电动车轮总成设置为转向轮，两个前电动车轮总成通过电机调速器42来调整两前电动车轮总成之间的速度差，实现转向；两个后电动车轮总成设置为定向轮；船体内设置有智能控制中心工作台2；电动车轮总成中集成有车轮制动器，电动车轮总成处设有车轮传感器，电动螺旋桨处设有螺旋桨电机转速传感器，船体1上设有水流速度传感器，太阳能房的房顶设有风力传感器、前行监测激光雷达5、前摄像头6、后摄像头15、倒车雷达16；

所述的电动螺旋桨为两个，在船尾部两侧对应安装两个相同型号的电动螺旋桨，电动螺旋桨包括在螺旋桨21、螺旋桨电机连接轴22、螺旋桨电机44，螺旋桨电机44通过螺旋桨电机连接轴22与螺旋桨21连接，螺旋桨电机连接轴22通过船体处设置有密封圈。双电动螺旋桨结构设置，方向总是朝着转速慢的电机方向转向，这一自然规律，只要结合好水上风力，水流速度，通过电机调速器42来调整两电机之间的速度差，就能够实现水上行驶；

所述电机调速器42设置在船体内，电机调速器42是螺旋桨电机调速器、电动车轮总成调速器的集成体；

太阳能房4的结构：包括屋顶、墙体骨架，墙体骨架的外面覆盖有太阳能电池板作为外墙使用，墙体骨架的内面选用加钢丝网的橡胶板作为内墙，外墙、内墙之间填充有聚胺脂泡沫；

太阳能发电系统是将太阳能房各个方位的太阳能电池板串联，通过开关，充电控制器输送至蓄电池组40；另一方面，通过逆变器转化为220伏交流电，通过设置外线连接接口将剩余电能输出；

风力发电系统是将风力发电机通过开关，充电控制器输送至蓄电池组；另一方面，通过逆变器转化为220伏交流电，通过设置外线连接接口将剩余电能输出；

智能控制中心工作台2,设置有显示板、集成线路板，集成线路板设置有一个主控单片机模块模块和多个分控单片机模块，主控单片机模块模块上集成有GPS导航系统,主控单片机模块模块与各分控单片机模块通过集成电路板连线，车轮传感器与相对应的电动车轮总成分控单片机模块连线，螺旋桨电机转速传感器与电动螺旋桨相对应的分控单片机连线，风力传感器、水流速度传感器、倒车雷达、前行监测激光雷达、前摄像头、后摄像头与主控单片机模块模块连线；

智能控制中心工作台2是通过前行监测激光雷达，前摄像头、后摄像头、倒车雷达、风力传感器、水流速度传感器及GPS导航系统所获取的信息传递给主控单片机模块模块，主控单片机模块模块通过运算器进行计算，将计算数据传递给分控单片机模块，各分控单片机分别输出信号至电机调速器，电机调速器分别给出相对应的电流至四个直流伺服轮毂电机、两个螺旋桨电机；另一方面，主控单片机模块模块将计算数据储存到储存器里作为二次行驶参考值，通过对同一路线多次提取参考值提升来提高无人驾驶系统的智商，使之达到或者超过有人驾驶的驾驶水平；

太阳能发电系统和风力发电系统设置有独立的控制装置，由船体1内配电舱设置控制和切换，由主控单片机模块控制。

如图1、图2所示，所述的船体1，船舷28和龙骨39采用汽车大梁钢制造，龙骨39与横梁45连接，形成船体骨架，船体的外板采用加钢丝网的橡胶板（船体橡胶板57）制造；以船的形状做屋基，适合水上行驶，汽车大梁钢做龙骨，能够提高船体钢结构和承载能力；选用加钢丝网的橡胶板，能够提高设备的耐磨性和抗冲力度，具有很好的还原性，能够减轻撞击对人体的伤害和对物体的损坏。

如图1、图4所示，所述的车轮升降系统，有舱内升降系统或舱外升降系统设置；车轮升降系统将车轮升起能够降低本发明设备在水上行驶的阻力，回落宜于陆地行驶；

舱内升降系统：包括车轮叉24（直流伺服轮毂电机23的轴与车轮叉24连接），车轮叉24上设置有减震器25，车轮叉24与上力臂59铰接，上力臂59与船体连接，船体上安装有车轮举升千斤顶58，车轮举升千斤顶58的活塞杆与车轮叉24铰接，车轮举升千斤顶58通过管道连接至气泵舱，实施舱内升降；

舱外升降系统：车轮连接轴26连接车轮叉24，车轮叉24上设置有减震器25，车轮连接轴26通过轴承支撑在船体上，在车轮连接轴中间设置有从动齿轮34（或皮带轮），电机35的转轴上连接有主动齿轮36（或皮带轮），主动齿轮36与从动齿轮34传动结合，通过车轮连接轴26的转动实施舱外升降。

如图1、图2、图3所示，能收放的水上平衡翼，包括左平衡翼17和右平衡翼11，设置在船舷28的两边，左平衡翼17、右平衡翼11相同设置，有前支架和后支架，前后支架与连接杆分上，中，下三个部位连接，前后支架底部与船体（船舷）铰接，前后支架底部上的前后左右四个点分别与平衡翼用千斤顶29铰接，千斤顶与船体连接，千斤顶连接气泵舱43；在上连接杆外围设置有柔性太阳能电池板9呈圆柱状，内部注入硬质防水聚胺脂泡沫，形成主体为圆柱体前端为圆锥体的整体平衡翼；在中下连接杆与前后支架间安装有双面发电的太阳能电池板27；柔性太阳能电池板、双面太阳能电池板与作为太阳能房外墙的太阳能电池板串连，通过开关，逆变器，充电控制器送往蓄电池组；另一方面，通过逆变器转化为220伏交流电，通过设置外线连接接口将剩余电能输出。能收放的水上平衡翼的安装支架的两面覆盖有双面发电的太阳能电池板27，并设置柔性太阳能电池板9，进一步利用太阳能；所述能收放的水上平衡翼展开，可以大幅度提高水上行驶的安全性能。

如图1所示，所述的风力发电机包括风叶10，风叶轴8，发电机13，刹车装置47，在太阳能的屋顶设有前支架7和后支架14，发电机13固定在后支架14上，风叶轴8的一端与发电机13的转轴连接，风叶轴8的另一端通过轴承支撑在前支架7，刹车装置47设置在发电机13的转轴处；

如图2所示，在船体的船舱内也可设有风力发电机，船体设置有通风口38，通风口上设有前通风口盖板37、后通风口盖板46。所述的舱内风力发电机，设置在大型号的本发明设备里；所述的风力发电能够配合太阳能发电，提高发电量，确保夜晚和阴雨天不会没电；关闭前、后通风口盖板，能够提高水上行驶的安全。

如图1所示，所述电动车轮总成，是在直流伺服轮毂电机23上安装轮胎30形成；电机调速器42用于调整直流伺服轮毂电机23的速度。

如图1、图4所示，所述车轮制动器包括刹车片、刹车钳、直流伺服刹车电机，刹车片安装在直流伺服轮毂电机7的内侧，刹车钳安装在车轮叉24上，直流伺服刹车电机与刹车钳传动连接；针对舱内升降系统，直流伺服刹车电机安装在上力臂59上；针对舱外升降系统，直流伺服刹车电机安装在车轮连接轴26上。

所述的智能控制中心工作台2，只需对各电机实现智能控制；控制结构简单，只要各行驶电机电流控制好，就能实现无人驾驶技术，节省人力资源，节约人们开支。

所述的太阳能发电技术方案，发电面积大，已经超过本发明设备占地面积的三倍以上，除了能够满足自己日常用电外，还有节余电能。

所述的太阳能房与船体连接，能够有效地解决人们日常生活问题通过对直流伺服轮毂电机，螺旋桨电机和刹车装置，实现水陆两栖交通无人驾驶技术；太阳能发电与风能发电相结合，具有互补性，能够有效地确保本发明水陆两栖移动房的用电。

如图2所示，太阳能房设置有厨房、卫生间、卧室，船体设置有饮用水舱48，配电舱41，气泵舱43，以及其他闲置舱位，每个船舱都设置有船舱盖56，船舱盖56上设置有锁扣，锁扣锁定上盖后使船舱不会进水，漏气；饮用水舱设置有进水口和出水口，进水口设置有对外连接接头，出水口通过管道与增压泵55连接，增压泵55与管道连接，管道通往厨房和卫生间，在厨房和卫生间的管道旁设置有增压泵开关54；卧室设置有床垫52，床垫采用硬质防水聚胺脂泡沫制造，采用柔性橡胶板封装，四周设置多个扣环53，利用扣环可以挂起床垫，节约空间；床垫可以当救生垫使用。

太阳能房1和船体2连接形成整体房屋，房屋内设置有厨房，卧室，卫生间。太阳能和风能发电所产生的电能储存在蓄电池，将蓄电池的电能一部分，通过逆变器转化220伏交流电，用来炒菜做饭等，可以解决人们曰常生活问题，也就解决了本发明提出的食与住的问题。

本发明的工作原理如下：

（1）行驶，利用远程控制启动电源，然后设置终点，通过GPS导航系统给出各电动车轮总成的电机或者螺旋桨电机行驶路径，再利用前行监测激光雷达，前摄像头、后摄像头，以及各个传感器获取的信息进行分析，制定出各车轮电机和螺旋桨电机实时路况行驶路线，在不同路况下的行驶速度；控制电机调速器(54)和控制刹车系统的刹车时间长度，来实现水陆行驶无人驾驶技术；

在行驶过程中，低于制定的行驶速度时，分控单片机模块命令电机调速器提速，达到制定行驶速度；高出制定行驶速度时，下位机立即命令刹车系统和电机调速器启动，调整速度；（2）刹车系统是根据智能控制中心工作台8命令启动刹车，调整速度，达到制动效果；根据制定刹车片与刹车钳之间的距离，制定刹车时间长度，选择紧急刹车或者缓慢刹车；在行驶过程中达到规定值，刹车钳松开，停车后刹车自动抱死；

（3）水陆行驶过程中的转向，在陆地是通过调整左、右转向轮之间行驶的速度差实现转向，在水上行驶是通过调整左、右螺旋桨电机转速差实现转向；

（4）倒车，是由倒车雷达，转速传感器（或车轮传感器）和后摄像头共同向控制中心工作台发送信号，控制中心工作台根据接收到的信息进行分析处理，由分控单片机模块命令电机调速器控制电动车轮总成的电机实施反转，完成倒车；

（5）停泊，根据GPS导航系统设置的终点，在到达目的地的第一时间内，利用前行监测雷达、各摄像头以及传感器对周围环境的感知，确定停泊位，实现停泊。

本发明中，智能控制中心工作台2的配置结构、电路原理都是现有技术能实现的，是本技术领域的技术人员能轻易实现的，在此不详细展开描述。

以上是对本发明进一步的详细描述，本领域技术人员在本技术构思范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。