CN204854487U - 装甲车辆的模块化乘员舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种装甲车辆的模块化乘员舱，装甲车的尾部有一个可分离的模块化乘员舱，模块化乘员舱由复合装甲材料制成，通过悬挂装置与减震层与装甲车弹性连接。乘员使用一个头盔可以观看到一个虚拟的舱内控制台，实现读取信息，以及用头盔上的手势读取器发出操作指令。头盔的近眼显示器是升降式的，由升降机构和近眼显示器组成，近眼显示器由凸透镜和显示器组成。

Description

装甲车辆的模块化乘员舱

技术领域

本实用新型涉及一种装甲车辆的模块化乘员舱，属于机械领域。

背景技术

在战争中，传统的坦克和装甲车一般拥有宽敞的乘员舱。驾驶员、武器操作人员、车长都在里面。乘员舱内有各种按钮、控制杆、仪表、屏幕等，布局凌乱，坦克乘员容易被碰伤。车辆内噪音大、震动大，乘员容易疲劳。传统装甲车辆被击中后，油料和弹药一旦被引爆，车内的人没有生还的机会。

虚拟现实技术的日渐成熟，可以让传统重型武器复杂的控制台被淘汰，每个乘员佩戴一个虚拟现实显示设备，眼前会出现一个虚拟的控制界面，不但可以看到图像，还可以在图像上合成数据信息，甚至用手势与虚拟的控制界面进行交互，来实现相应的操作，不同职责的乘员所看到的虚拟的控制界面也可以被定制，一个头戴的具备交互操作功能的虚拟现实设备可以被理解为“可穿戴控制台”。

实用新型内容

本实用新型专利的目的是提供一种装甲车辆的模块化乘员舱，将乘员舱变成独立的模块，简化了装甲车辆的设计、制造、操作、维护等方面的难度，提高乘员舒适度和生存力。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：装甲车的尾部有一个可分离的模块化乘员舱，模块化乘员舱由复合装甲材料制成，通过悬挂装置与减震层与装甲车弹性连接。乘员使用一个头盔可以观看到一个虚拟的舱内控制台，实现读取信息，以及用头盔上的手势读取器发出操作指令。头盔的近眼显示器是升降式的，由升降机构和近眼显示器组成，近眼显示器由凸透镜和显示器组成。

采用本发明带来的有益效果是，通过采用虚拟现实功能的头盔和分离式的模块化乘员舱，简化了装甲车辆结构，使得车辆易于操作且提高了乘员生存能力。

附图说明

以下结合附图做进一步说明：

图1是采用本实用新型的装甲车的立体图；

图2是图1中装甲车体与模块化乘员舱分离状态示意图；

图3是模块化乘员舱的立体图；

图4是模块化乘员舱的内部结构示意图；

图5是头盔的内部结构示意图；

图6是头盔在使用状态时的正视图；

图7是乘员在模块化乘员舱内作业的实施例示意图；

图8是本实用新型所需的具有虚拟现实功能的头盔的电原理框图；

图9是头盔所用到的升降式近眼显示器的近眼显示器收起状态的结构示意图；

图10是头盔所用到的升降式近眼显示器的近眼显示器伸出状态的结构示意图；

图11是头盔所用到的第二种升降式近眼显示器的近眼显示器收起状态的结构示意图；

图12是头盔所用到的第二种升降式近眼显示器的近眼显示器伸出状态的结构示意图；

图13是头盔所用到的旋转式近眼显示器的近眼显示器收起状态的结构示意图；

图14是头盔所用到的旋转式近眼显示器的近眼显示器转出状态的结构示意图；

图中，装甲车1；模块化乘员舱2；舱门3；悬挂装置4；减震层5；舱门轴6；内把手7；座椅8；舱内电子设备9；舱内外连接管路10；头盔11；电池及电路12；手势读取器13；近眼显示器收纳筒14；近眼显示器15；电动机16；丝杆17；视频线18；插口19；显示器驱动板20；显示器21；凸透镜22；丝筒23；近眼显示器外壳24；透明近眼显示器外壳25；微型投影机26；凹面镜27；电动转轴28

具体实施方式

在图1中，采用本实用新型的装甲车1采用了发动机前置的布局，驾驶员和车长在模块化乘员舱2内，模块化乘员舱2位于装甲车1的尾部。模块化乘员舱2是采用复合装甲材料制成的舱体，与装甲车1可拆卸连接。不同任务时，可以换装不同配置的模块化乘员舱2。根据装甲车辆智能化程度，还可以有单人舱和双人舱的区别，未来的坦克或者装甲车可以自动驾驶，无需专职驾驶员；或者武器的高度自动化让驾驶员可以兼顾攻击任务，实现单人装甲车辆。图1所示是双人舱，具有两个舱门3。

图2和图3中，装甲车1与模块化乘员舱2处于分离状态。可见装甲车1的尾部有一个与模块化乘员舱2外形适配的豁口，模块化乘员舱2是嵌入装甲车1的尾部的。模块化乘员舱2的顶部通过悬挂装置4与装甲车1弹性连接，悬挂装置4可以是弹簧，上端与装甲车1固定，下端与模块化乘员舱2的顶部固定。且悬挂装置4的上端与装甲车1的固定方式可以是通过电磁锁固定。当发生紧急情况，可以自动解除连接，实现模块化乘员舱2与装甲车1的紧急分离，相当于飞机上采用的弹射救生装置。舱体分离后可以继续保护乘员，直至乘员从舱内逃离。模块化乘员舱2的侧壁上有减震层5，可以由弹性材料，例如橡胶制成，使得乘员舱与装甲车1之间形成减震接触，抵消了装甲车1被击中后形成的对内部的冲击，防止乘员被震晕。行驶时，发动机的振动和噪音也会大大减轻。舱门3通过舱门轴6与模块化乘员舱2转动连接。舱门3内部有内把手7，可以供乘员从内部打开舱门3，从外部进入舱内可以使用钥匙开锁的方式，图中省略了舱门3上的锁具、弹簧连接杆等传统舱门必备的五金配件的绘制。

图4中，本实用新型的实施例是双人舱，因而舱内的座椅8与舱门3是对应的，数量是两个。与传统的座椅一样，座椅8具有良好的缓冲作用。座椅8下面有舱内电子设备9，包括电池及通信装置。当装甲车1要执行危险任务，可以将模块化乘员舱2与装甲车1分离，舱内乘员使用舱内电子设备9以应急的遥控方式对装甲车1进行无线操作，舱内人员不需要与装甲车1一同冲锋陷阵，最大限度的减少己方伤亡。模块化乘员舱2与装甲车1合为一体的使用状态下，舱内外连接管路10让两者的通信线路、电力线缆等管线管路进行物理连接。乘员可以接受车体上各种传感器的信息、可以以电传控制的方式操作车辆、使用车辆上的武器***和通信***。模块化乘员舱2还应有生理保障装置，比如空气净化、空调、饮用水装置等，图中省略了一些常见必备设施的绘制。

图5和图6是本实用新型所用到的头盔11。这个头盔11是信息终端，也是控制车辆的操作装置。它是一种虚拟现实头盔，具有两个升降式的近眼显示器15。乘员进入舱内，用语音可以启动头盔11的近眼显示器15的功能，两个近眼显示器15从近眼显示器收纳筒14内向下伸出，分别置于使用者的双眼前。由于具有两组独立的近眼显示器15，因而可以显示立体效果的虚拟现实图像。可以在乘员眼前虚拟出一个驾驶舱内控制台的虚拟界面，传统的仪表、屏幕、按钮和控制杆等装置被虚拟化。头盔11的前面有一个手势读取器13，它是LEAPMOTION公司出品的，具有两个摄像头和一个超声波测距器，以及专用的信号处理软硬件，可以读取使用者的手势，成为一种手势指令的输入装置。头盔11完全取消了传统装甲车辆乘员舱内大大小小的屏幕、仪表、控制杆和操作按钮。这样就可以让模块化乘员舱2的容积达到最小、布局达到最简洁。

升降式近眼显示器15的完整模块如图9和图10所示，近眼显示器收纳筒14是一个截面为矩形的下端开口的筒状体，近眼显示器15可以在其中上下滑动，近眼显示器收纳筒14的顶部固定了一个电动机16，电动机16的轴上同轴固定了一个丝杆17，丝杆17可以在丝筒23内转动。丝筒23是固定在近眼显示器外壳24上部的，电动机16的正转或者反转决定了近眼显示器外壳24是升还是降，是藏入近眼显示器收纳筒14还是伸出于近眼显示器收纳筒14。近眼显示器收纳筒14、电动机16、丝杆17、丝筒23构成了直线动作机构。近眼显示器外壳24、凸透镜22、显示器21、显示器驱动板20以及近眼显示器外壳24外的视频线18和插口19组成近眼显示器15这个显示单元。显示器21可以是有机发光二极管(OLED)屏幕，小巧轻薄且分辨率高，它的图像经过凸透镜22的光学汇聚后，可以实现近眼成像的功能。凸透镜22位于显示器21和人的眼睛之间，让使用者即使离显示器21很近也能看清上面内容。现有的虚拟现实显示器大多用凸透镜做光学成像元件，可靠且廉价。通过视频线18和位于近眼显示器容纳筒14上的插口19可以对显示器驱动板20输入视频信号，显示器驱动板20驱动显示器21显示图像。

图7中，乘员坐在座椅8上，头戴虚拟现实功能的头盔11。装甲车1的上面具有全向的摄像头，可以拍摄到全景的外部景象。而头盔11的电池及电路12包含了陀螺仪传感器，乘员的头部向哪个方向看，近眼显示器15将显示哪个方向影像，即使乘员在舱内，也感觉身临其境，视野开阔。现有的虚拟现实显示装置都具备陀螺仪传感器，其原理是成熟技术，故不做赘述。

图8是头盔11内电路的电原理框图。头盔11内的电池及电路12包含了电源管理子***和通信子***，以及应用子***，与智能手机的原理类似。应用处理器配合软件***可以让头盔11上的终端发挥出强大的功能。头盔11可以通过通信子***接受来自装甲车1上各种传感器的数据，包括可见光图像、毫米波雷达、红外成像等***，可以让头盔11上的手势读取器13、陀螺仪传感器、语音识别器(话筒)等成为指令输入的终端。头盔11也可以根据语音指令控制电动机驱动器，令电动机16产生动作，升降近眼显示器15。近眼显示器15处于伸出的使用状态时，可以成为一个显示终端。

图11和图12显示了第二种近眼显示器15的原理，它是类似谷歌眼镜的透射原理的近眼显示器15。透明近眼显示器外壳25、微型投影机26和凹面镜27构成透射原理的近眼显示器15。凹面镜27是半透明半反射的材质，一方面将微型投影机26的图像汇聚到人的眼睛，另一方面，人的眼睛可以透过凹面镜27看到真实世界的景象。这是一种增强现实概念的近眼显示器15。升降的直线运动机构可以是丝杆17和丝筒23组成的运动副，也可以是齿轮齿条运动副等其他的形式。本实用新型对图11和图12显示的这种近眼显示器15的原理不提出权利要求。

图13和14显示了旋转式近眼显示器的动作原理。近眼显示器15可以通过电动转轴28旋转，以达到不用时隐藏的效果。电动转轴28是电动机的转轴，也是由应用处理器控制的。本实用新型对图13和图14显示的这种近眼显示器15的原理不提出权利要求。

Claims (1)

1.一种装甲车辆的模块化乘员舱，由模块化乘员舱和头盔组成，其特征是：

模块化乘员舱是复合装甲材料制成的舱体，其顶部通过悬挂装置与装甲车弹性连接，

模块化乘员舱的侧壁上有减震层，减震层可以是橡胶材料制成，

模块化乘员舱后部有一或者两个舱门，

模块化乘员舱内部有一或者两个座椅，

头盔由电池及电路、手势读取器、两个升降式近眼显示器、陀螺仪传感器组成，

升降式近眼显示器由近眼显示器容纳筒、电动机、丝杆、近眼显示器组成，

近眼显示器容纳筒是截面为矩形的下端开口的筒状体，近眼显示器可以在其中上下滑动，

电动机位于近眼显示器容纳筒的顶部，电动机的轴同轴固定了一根丝杆，

近眼显示器外壳上部有与丝杆对应的丝筒，

近眼显示器由近眼显示器外壳、显示器驱动板、显示器、凸透镜组成，凸透镜位于显示器和人的眼睛之间。