摘要： 随着国内旅游市场的快速发展，城市周末游玩与节假日旅游的构建受到广大游客的广泛关注，相应的娱乐设备设施研究和实践以不断在国内许多旅游景区针对均活动起来。水上娱乐活动作为娱乐环境三大空间的之一，陈旧产品满足不了当今青年人，呆滞的产品形象与单一的设计装置无疑阻碍了水上娱乐市场的发展。该设计以浮云为灵感，使用新型环保动力。由人工踩踏、发动机、太阳能、电瓶、水能作为推动浮云艇的前进动力。通过人工踩踏踏板与水流流动转换成电能，电能供浮云艇动能。浮云艇附带太阳能充电板，将太阳能转电能供浮云艇动能，设计与内装置完全符合当今绿色环保时代主题的要求，体现智慧城市的科技感、体验感。

关键字：水上娱乐; 浮艇设计;开发与应用

一、水上奇特浮云艇研究意义

我国水上浮艇有水上救援浮艇、泵便携式消防浮艇、泵遥控式消防浮艇等产品，其中大多水上娱乐游玩浮艇设计没有都有其独特的意义，现有的市场同类娱乐游玩浮艇只是在传统的巡逻艇快艇基础上发动设备改成娱乐摩托艇、游玩游艇上，装置动力基本大同小异，因主要燃料为汽油与柴油，安全性无保障，易爆及易燃，虽日本有类似氢燃料游玩游艇，它安全也不可靠。此设计为绿色环保设计理念，使用太阳能、水能发电带动内动力系统，具有改变传统的浮云艇设计原理，此次项目充分的利用生态环保理念，可不限时间长时间水面上行驶。该项目坚持国家倡导的生态环保可持续发展计划，有利于建设节约型产品;节约资源和保护环境意识，实现社会和经济的良性循环，使各方面的发展能够持续有后劲。

二、水上奇特浮云艇研究内容

（一）研究内容

1、携式手摇转动改流水转动

手摇发电机（10瓦）它是比较成熟的市场产品，有在部分玩具、便携式手摇手电筒、便携式手摇电风扇、便携式手摇充电器、家具家电等中产生，它是精心研制的小型电源设备，也非常适用于营、连、排野战部队在野战时快速发电、充电及稳压供电，如给野战小型电台等通信设备作应急电源及野外作业，特别是针对旅游爬山爱好者供电电源用。它自身的特点是体积小，可去支架，只靠双手或水流动力发电;它重量轻，产品机器质量<600g，利于单人方便携带;精度高容易稳压，效能安全可靠。可在手摇转速范围为50R/Min至120R/Min和0至1A的变化负载范围内保持输出电压的稳定。输出功率大于10瓦，重量小于等于600，输出直流电压14.4伏，该手摇式装置可经过改装，手摇式旋转改装流水螺旋桨旋转，增加转速，增加圈数，使得在娱乐游玩浮艇上可在显示设备上启动电源，也可供给浮艇照明与装饰夜晚灯光使用。

2、便携式小型太阳能电系统设计

绿色生态环保的太阳能是最清洁能源，太阳能是缓解加油、加气能源这一局面的唯一能源，它无处不在又取之不尽，太阳能是设计重点关注的对象。特别适用浮艇设备，在辽阔的大海、江河上，间断加油会让游玩者失去快感和心情。市场上的太阳能发电装置可分为独立与并网两种类型，其设计要求各有不同。设计中太阳能发电装置属于不接入电网的小型独立式发电装置系统。在全球太阳能发电趋势分析，浮艇设计可引入常用的独立型发电装备系统的构造。首先设计分析太阳能电池的特性，需要用电脑搭建数学精确模型，再开始做仿真模拟实验，测试一下有水面的状况下，它改变对太阳能电池工作状态的特性有何影响，它一方面可检验出太阳能电池的输出是否具有随有水的环境参数的变化再变化的非线性特性，也可证明实时追踪电池工作的最大功率点的必要性。多次分析对比出几种MPPT的控制方案优点与缺点，可尝试Boost电路作为最大功率点跟踪（MPPT）的应用拓扑，可使用占空比干扰观测为它的跟踪控制方法。另有系统升压模块选用带抑制偏磁作用的推挽正激拓扑、逆变部分选用非隔离式全桥逆变拓扑。它依据推挽正激电路的结构原理分析分别计算了整流二极管、钳位电容、功率开关管及滤波器有关的参数并进行了适应的选择型号，高频变压器部分根据要求的主电路，计算和设计出变压器铁芯型号和匝比等规格参数，隔离反馈电路由PC817和TL431组成。后级全桥式逆变电路的硬件设计包括开关管、滤波装置和改善开关性能的吸收缓冲电路。软件设计它可基于DSP2812的开发软件CCS3.3开始编写，可给出含最大功率点跟踪效果的蓄电池充电、主程序、PWM子程序、AD采样、中断子程序这几个模块的流程图。最后制作完成系统整体的运行调试，就可证明系统可行性，是否达到浮艇水面动力原理的各指标要求。

近年来，随时充电的电池、便携太阳能系统、一些柔性电源、特殊燃料电池及其他新能源技术飞速发展，或呈现井喷式发展的势头。这些动力与能源技术具有高度的军民两用性，它们其快速进步将带来装备形态、使用方式、设计模式的改变。主要体现在：高比能电池、小型便携式电源、能量回收技术有望打造能长期独立作操作的民用娱乐设施设备上;在燃料电池技术通用性强，可用于浮艇设计。

（二）研究三个阶段：

第一：项目研究开始前期

①核对所有布件及物品的配备标准

②研究水能、太阳能、机械能的原理，研究各大机械能配套设施的配置

③掌握电脑的各种设计软件，熟悉机械设计蓝图并实地考察生产厂家与旅游基地

④安排各部门岗位的职责，制定研究前的培训计划

⑤确保实验室消防安全，防止研究过程发生不可预知的意外事件

⑦第二：研究成长期

①利用专业软件绘制各项数据模型图并进行分析

②根据每周的研究成果，制定不同的研究方案，定周期性汇报与讨论研究进程，分阶段的完成研究目标

③根据研究进程各项分析研究可能存在的问题并及时改善，周期性的进行研究诊断

第三：研究结果期

①零件组装，各个零件测试功能性，对核心部位反复调整优化处理。

②研究稳定后，根据工作情况在有保护的状态下进行对产品的实地试验。

③实验后修复调整，对各个功能实验结果统计数据，开会讨论分析，最终完成阶段性成品。

④找相关厂家对接，样品推广，结合现有生产线，聘请行业专家指导。

⑤优化最终方案，品牌化，产品拍摄，产品宣传。

⑥申请专利保护，校企结合，融资合作开发，挂板上市，推广社会。

（三）外观特色与创新点

外观在突破传统的白色流线摩托艇款、白色流线游艇款以外，此浮艇设计在东盟文化背景下东南亚国家亚热带沙滩服饰演变花面浮艇外观式，在当今社会高强度的工作压力环境下，出来游玩及度假，设计更具亲人性、放松感，更符合以年轻人主要消费主体群。浮艇外观造型以云纹为创作灵感，祥云中国文化为设计主题，让造型款式有行云流水、梦幻浮云之感，仿制云朵的神奇景象，每一朵云为独立体各有款型，该游艇也是多款独立体，在水面上娱乐期间，溅起的水花使得海、天、云形成拍照奇观，浮云艇底座材质喷绘采用几种系列款型，如绚丽花卉款、幽灵海洋浪花款、浩瀚星辰宇宙款，丽美的底座配洁白的“艇体肌肤”，启动之时婉如“天女下凡”之奇美奇特奇观。

在与传统橡皮艇比外观奇特，浮云本自带的轻浮与轻盈视觉，其动力方面“零燃油”绿色环保可持续理念，将水能与太阳能合理利用混研出新型的动力系统。更好开发节能环保资源，利用可持续再生资源为人类生增添光彩。

参考文献

[l]林宏博，贾文超，贾卓.太阳能发电与手摇发电相结合的户外电源[J].长春工业大学学报， 2020.

[2]郭金涛.小型独立太阳能发电系统设计[J].工程科技Ⅱ辑，2017.

作者简介：罗钊成，男，2000年7月，广西桂平市人，本科学位，桂林旅游学院，研究方向，室内设计

大创项目：本文为大学生创新创业训练计划项目（项目编号202111837018）的阶段性成果。