CN109649097B - 一种水陆两栖运载车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水陆两栖运载车，由多节运载装置串联组成，运载装置包括可漂浮于水中的壳体、设于壳体内的驱动电机以及对称设于壳体两侧的腿式驱动机构，其中，腿式驱动机构包括内侧的腿部A、外侧的腿部B以及活动设于腿部B的水翼，腿部A与腿部B之间通过多个转动单元连接，腿式驱动机构通过传动轴连接驱动电机，并在驱动电机的带动下，腿部A与腿部B交替向前运动，实现陆地行走或水中前行，陆地行走时，水翼闭合于腿部A与腿部B内；水中前行时，水翼张开拨水。与现有技术相比，本两栖运载车可以克服不平坦路况带来的不便，实现可灵活转向，摆脱水陆环境的限制，同时考虑冗余安全性，避免由于一节车厢的问题引起的整车瘫痪。

Description

一种水陆两栖运载车

技术领域

本发明涉及一种运载车，具体涉及一种水陆两栖运载车。

背景技术

水陆两栖汽车水中推进方式主要有螺旋桨推进、喷水推进和船用挂机推进等形式。这三种形式分别存在结构过于复杂、坚固性差或效率低的弊端。常见的水陆两栖汽车由于受车身重量影响而仅能在浅水区实现运动，或者需要在下水前进行形态调整，对车辆运行效率影响很大，使两栖汽车具有一体式且适应水陆环境的结构是两栖汽车的一个技术要点。现有两栖汽车转向机制与普通陆地汽车相同，因而受主动机械转向机制的限制，两栖汽车的转向受车体长度影响极大，而柔性机器人的研究在近年来取得巨大成果，对车辆转向有巨大的借鉴意义。

在已公开的专利中，专利CN107128138A公开了一种螺旋桨推进装置及水陆两栖车，螺旋桨推进装置包括第一驱动机构，其包括：第一动力构件和第一传动构件；第一传动构件能够转动地设置在机架上，与第一动力构件传动连接；第一传动轴，能够相对第一传动构件上下滑动，被驱动转动；第二驱动机构，包括：第二动力构件和第二传动构件；第二传动构件能够转动地设置在机架上，与第二动力构件传动连接；第二传动轴，能够选择地与第二传动构件啮合；螺旋桨机构，其包括：螺旋桨支座和螺旋桨；螺旋桨支座固定在第一传动轴上；螺旋桨能够转动地设置在螺旋桨支座上；第二传动轴与螺旋桨传动连接。该装置以螺旋桨为主要的推进方式，通过传动与螺旋结构结合实现螺旋前进。

专利CN106143028A公开了一种水陆两栖车的水中行驶推动装置，包括传动轴，沿传动轴的中心轴线两端均设置有伸缩装置，每个伸缩装置分别连接有仿生叶轮，传动轴两端外壁均套接有环形的支架，每个支架上均匀分布有若干通孔，每个支架的任一通孔内活动连接有伸缩杆，每个伸缩杆均依次通过液压泵、液压管道与液压***相连接；传动轴上还设置有分动器，通过使用仿生叶轮代替螺旋桨式推进器，来减轻重量增加浮力，增加在水中的行进速度。

专利CN206633739U公开了一种采用桥电机的水陆两栖车混合动力***布置结构，它包括4个车轮、4个半轴、2个减速差速器、2个驱动电机、3个逆变器、整车控制器、电池组、电机、发动机、分离机构、减速器和推进器，将桥电机的水陆两栖车混合动力***布置，使车辆在水上行驶时，电机可与发动机一起驱动推进器。但上述公开的装置在不平坦路况使用时波动较大，无法实现可灵活转向。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种水陆两栖运载车，可以克服不平坦路况带来的不便，实现可灵活转向，摆脱水陆环境的限制，同时考虑冗余安全性，避免由于一节车厢的问题引起的整车瘫痪。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种水陆两栖运载车，由多节运载装置串联组成，所述运载装置包括可漂浮于水中的壳体、设于壳体内的驱动电机以及对称设于壳体两侧的腿式驱动机构，其中，所述腿式驱动机构包括内侧的腿部A、外侧的腿部B以及活动设于腿部B的水翼，所述腿部A与腿部B之间通过多个转动单元连接，所述腿式驱动机构通过传动轴连接驱动电机，并在驱动电机的带动下，所述腿部A与腿部B交替向前运动，实现陆地行走或水中前行，陆地行走时，所述水翼闭合于腿部A与腿部B内；水中前行时，所述水翼张开拨水。

进一步地，相邻两节运载装置之间通过弹性连接件连接。

进一步地，所述弹性连接件为弹簧，所述运载装置的壳体前后端设有连接孔，所述柔性弹簧的端部与连接孔通过可控制开闭的卡扣结构连接。

进一步地，所述腿部A与腿部B形状相同，采用呈角状的杆件，腿部A与腿部B下端两点着地。

进一步地，位于壳体两侧的腿部A之间通过连接轴活动连接。

进一步地，所述转动单元设有2-4组，平行设于腿部A与腿部B之间，其中一组转动单元与驱动电机传动连接。

进一步地，所述转动单元为呈Z形的转动轴，转动轴两端分别与腿部A及腿部B活动连接。

进一步地，两侧腿式驱动机构由独立的驱动电机驱动，通过采用差速方式实现转向。

进一步地，所述壳体的底部设有浮力设备，如泡沫板。

进一步地，所述水翼为椭圆形的碳纤维板材，所述水翼通过电动控制转动机构安装于腿式驱动机构上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用腿式驱动机构，在陆地上，相较于轮式可更加轻松地翻越障碍，在不平坦的陆地上也可以自如行走；在水面上，腿式可以以类似桨的方式向后划水，提供前进动力。

2、采用差速方式实现转向，左右腿可以采用分离的动力装置控制，在需要的时候，通过控制两腿的前进速度实现转向。

3、在车的底部加浮力设备实现将车辆能够安全的漂浮在水面上，并保持一定弧度，使运载车在入水出水时不会进水。

4、为实现车辆在水中顺利前进，本发明在车辆的腿部加上了适当大小的水翼，使得向后的推力增大，向前的动力足够使车辆前进。

5、车辆之间通过弹性连接件连接，不会影响车辆的正常行驶，也使得车辆更加灵活，行动更加便利，连接处采用可分离装置，在必要时，能与前后车厢分离，减少不必要的损失。

附图说明

图1为本发明运载装置的结构示意图；

图2为本发明水翼的结构示意图；

图3为本发明弹性连接件的结构示意图；

图中：壳体1、腿部A 2、腿部B 3、转动单元4、水翼5、驱动电机6、传动轴7、连接轴8、连接孔9、垫圈10、弹性连接件11、转动机构12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种水陆两栖运载车，由三节运载装置串联组成，相邻两节运载装置之间通过弹性连接件11连接，如图3，可采用弹簧，弹性连接件11连接不同车节，在车辆进行转向的过程中，使可转角度变大，更自如地进行转向，提高车辆在山路、蜿蜒地段等的爬坡能力，也可以在水中极大增强快速旋转的能力，三个机体之间独立存在动力***，可以连接或断开，紧急情况下可以将三个机体分离，独立运动，提高冗余安全性。

每个运载装置包括可漂浮于水中的壳体1、设于壳体1内的驱动电机6以及对称设于壳体1两侧的腿式驱动机构，运载装置的壳体1前后端设有连接孔9，柔性弹簧的端部与连接孔9通过可控制开闭的卡扣结构连接，使得车辆更加灵活，行动更加便利，在必要时，前后车厢分离，减少不必要的损失，壳体1的底部设有浮力设备。

如图1，腿式驱动机构包括内侧的腿部A 2、外侧的腿部B 3以及活动设于腿部B 3的水翼5，腿部A 2与腿部B 3之间通过三个平行设于腿部A 2与腿部B 3之间的转动单元4连接，转动单元4为呈Z形的转动轴，转动轴两端分别与腿部A2及腿部B 3活动连接，其中一组转动单元4与驱动电机6传动连接。腿部A 2与腿部B 3形状相同，采用呈角状的杆件，腿部A2与腿部B 3下端两点着地。位于壳体1两侧的腿部A 2之间通过连接轴8活动连接。两侧腿式驱动机构由独立的驱动电机6驱动，通过采用差速方式实现转向。腿式驱动机构通过传动轴7连接驱动电机6，并在驱动电机6的带动下，腿部A 2与腿部B 3交替向前运动，实现陆地行走或水中前行，如图2，水翼5为椭圆形的碳纤维板材，水翼5通过电动控制转动机构12安装于腿式驱动机构上，电动控制转动机构12可采用旋转电机。陆地行走时，水翼5闭合于腿部A2与腿部B 3内；水中前行时，水翼5张开拨水。

具体原理为，驱动电机6与腿部A相连，带动腿部A运动，由于转动轴的作用，腿部A可以稳定带动腿部B的运动。转动轴协调进行共同运动而不受到阻碍，由于转动轴的存在，两条腿之间存在高度差，转动过程中交替与地面接触并且抬起，实现前向运动，且稳定性好。

驱动电机6安装在车体的中间部位，分别通过传动轴连接外面左右各两条腿。其中在内侧的两条腿与传动轴是可相对转动的活性连接，同时在紧贴着腿部A的内侧加垫圈10来控制内侧腿的位置。当驱动电机6带动传动轴转动时，带动转动单元4随杆发生定轴转动。两侧腿部A通过连接轴8连接，且前后都要连接，以实现支撑车体与平衡车身的目的。行走时，两条外侧腿运动时始终保持一致性并且保证两边保持在同一水平面上，即共有四个点着地，有助于保持运行的平稳。

当两栖车静止在水中准备前进时，先打开水翼，水翼原本收缩在腿部中，打开后水翼伸展出来，形成完整的水翼。随即开始发动，随着腿部的运转，水翼在水中不断拨水，提供向前的动力，两栖车得以向前运动。

当两栖车准备上岸时，关闭水翼，水翼重新收缩回腿部，使得腿部所占空间减小。随即两栖车上岸，收缩水翼后的腿部更为灵活且活动空间更大，保证了两栖车在陆地上的正常运行，适应不同地况。

在动力源方面，每个机体有两个电机作为动力源，电机为两侧的水翼与腿部执行机构提供动力，实现陆地行走和水中前进两种不同的运动方式。水翼作为从动装置，固定于动腿部B上，且通过电路控制，实现张开与闭合。在控制单元方面，采用电流环+速度环实现两环控制，在转向方面，用差速转向的方式来实现转向。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水陆两栖运载车，其特征在于，由多节运载装置串联组成，所述运载装置包括可漂浮于水中的壳体(1)、设于壳体(1)内的驱动电机(6)以及对称设于壳体(1)两侧的腿式驱动机构，其中，所述腿式驱动机构包括内侧的腿部A(2)、外侧的腿部B(3)以及活动设于腿部B(3)的水翼(5)，所述腿部A(2)与腿部B(3)之间通过多个转动单元(4)连接，所述腿式驱动机构通过传动轴(7)连接驱动电机(6)，并在驱动电机(6)的带动下，所述腿部A(2)与腿部B(3)交替向前运动，实现陆地行走或水中前行，陆地行走时，所述水翼(5)闭合于腿部A(2)与腿部B(3)内；水中前行时，所述水翼(5)张开拨水；

相邻两节运载装置之间通过弹性连接件(11)连接，所述弹性连接件(11)为弹簧，所述运载装置的壳体(1)前后端设有连接孔(9)，所述弹簧的端部与连接孔(9)通过可控制开闭的卡扣结构连接；

所述腿部A(2)与腿部B(3)形状相同，采用呈角状的杆件，腿部A(2)与腿部B(3)下端两点着地；

位于壳体(1)两侧的腿部A(2)之间通过连接轴(8)活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种水陆两栖运载车，其特征在于，所述转动单元(4)设有2-4组，平行设于腿部A(2)与腿部B(3)之间，其中一组转动单元(4)与驱动电机(6)传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种水陆两栖运载车，其特征在于，所述转动单元(4)为呈Z形的转动轴，转动轴两端分别与腿部A(2)及腿部B(3)活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种水陆两栖运载车，其特征在于，两侧腿式驱动机构由独立的驱动电机(6)驱动，通过采用差速方式实现转向。

5.根据权利要求1所述的一种水陆两栖运载车，其特征在于，所述壳体(1)的底部设有浮力设备。

6.根据权利要求1所述的一种水陆两栖运载车，其特征在于，所述水翼(5)为椭圆形的碳纤维板材，所述水翼(5)通过电动控制转动机构(12)安装于腿式驱动机构上。

Images