CN102431584B - 一种轮式装甲车水上转向装置及实现转向的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种轮式装甲车水上转向装置，用于解决轮式装甲车在水上用方向盘转向。本装置是在装甲车的转向柱上安装一个随方向盘旋转的装置信号板，转向柱上安装三个相对转向柱静止的接近开关，然后由信号处理器通过逻辑运算，控制液压系统的电磁换向阀的通断，实现控制车辆两侧的两只用液压马达驱动的带导向筒的螺旋桨的旋转状态（单边停转、单边反转、同时旋转），达到车辆在水上转向的目的。此装置使轮式装甲车在水上转向操作方便，灵活自如，安全可靠。最大的优势在于车辆将要出水时，驾驶员通过在仪表盘上的信号显示，知道车辆前轮触地前转向轮的位置及出水瞬间车辆的前进方向，保证安全。

Description

一种轮式装甲车水上转向装置及实现转向的方法

技术领域

本发明涉及轮式装甲车水上转向领域，主要用于轮式装甲车在水上用方向盘转向，以便其水上转向和陆地转向操作方法相同。 

背景技术

现有的两栖轮式装甲车辆在水上行驶转向时，两只用液压马达驱动的带导向筒的螺旋桨只提供车辆前进和后推的动力，转向时是靠单边螺旋桨停转或一边正传，一边反转来实现水上转向。而控制螺旋桨转动状态的方式一般是用手动开关，在水上车辆转弯时与方向盘没有联系，此种操纵控制方式与车辆在陆地上行驶转向时的操纵习惯完全不同，尤其是在车辆出水瞬间，驾驶员完全不知道车轮实际偏向什么方向，造成前轮触地后车辆突然偏驶的状态。 

发明内容

本发明的目的在于避免轮式装甲车在水上行驶时，上述现有转向操纵技术中的不足之处而提供一种可以在水上用陆地转向的方向盘转向的装置以及利用该装置实现转向的方法，并且操作方法与陆地转向相同。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来达到： 

一种轮式装甲车水上转向装置，该装置包括装甲车的方向盘、转向柱、信号板、三个接近开关、信号处理器、电磁换向阀、以及由油箱、溢流阀、两个液压马达、两个带导向筒的螺旋桨组成的液压系统。

其中，信号板装配固定在与方向盘同步转动的转向轴上，A、B、C三个接近开关装在一安装板上，所述安装板通过一基座焊装在车体上，并且位于信号板下方。所述信号板为大于90°但小于180°的扇形结构，所述三个接近开关在安装板上呈直角等腰三角形分布，并在信号板旋转形成的圆面覆盖范围内，且直角等腰三角形的底边AC的中点与信号板的旋转轴心重合，装甲车处于前进状态时，信号板处于未遮挡任何一个接近开关的位置。 

所述三个接近开关通过信号线与信号处理器连接，信号处理器根据三个接近开关不同的状态输出不同的逻辑信号来完成各状态要求的功能。即信号处理器输出的控制信号连接控制液压系统的电磁换向阀接通或断开，位于车体后下部两侧带导向筒的螺旋桨由液压马达驱动，通过两侧由液压马达驱动的螺旋桨正转、反转、停止的不同状态来实现车辆的水上转向功能。 

本两栖轮式装甲车辆在水上行驶时的前进、后退的动力是由装在车体后下部的两只用液压马达驱动的带导向筒的螺旋桨提供，缓转向是通过一边螺旋桨停转，另一边螺旋桨转动来实现。急转弯是一边螺旋桨正传，另一边螺旋桨反转来实现。而控制螺旋桨旋转状态是靠控制盒内的逻辑电路控制液压系统的电磁阀接通或断开来实现。 

本发明进一步提供利用以上装置实现轮式装甲车水上转向的方法： 

当所述转向装置的信号板处于未遮挡任何一个接近开关的位置时，车后两个油马达驱动的带导向筒的螺旋桨同时转动，车辆在水上沿直线行驶，装甲车处于前进状态，显示屏上绿色指示箭头灯亮。

当所述转向装置的方向盘向左或向右转动角度超过α时，信号板开始盖住接近开关A或C，该接近开关感应后发出信号，信号传至信号处理器，信号处理器通过逻辑运算发出指令，使左后或右后螺旋桨停转，车辆开始向左或右缓转向，显示屏信号显示车辆向左或右缓转向红色指示箭头灯亮。 

此时若方向盘维持不动，则车辆沿一个固定的转向直径转圈行驶；当方向盘回正后，接近开关无信号发出，两边螺旋桨同步运转，车辆沿直线行驶，显示屏信号显示车辆直线行驶，绿色指示箭头灯亮。 

当方向盘向右或向左转动角度超过α后继续转动，信号板盖住右边或左边的两个接近开关C-B或A-B，两个无接触开关同时发出信号，信号传至处理器，处理器通过逻辑运算发出指令，使右后或左后螺旋桨反转，车辆开始向右或左急转向，显示屏信号显示车辆向右或左急转向红色指示箭头灯亮； 

当方向盘沿一个方向转到极限时，即超过两个接近开关后，B-C或B-A两个无接触开关同时发出信号，车辆继续按急转向动作，显示屏中间的圆形红色报警灯亮，提示驾驶员方向盘转动已超越水上转向极限，应向回转动。

从以上技术方案可见，本发明的控制开关的接通与断开是通过操纵方向盘的不同旋转方向和旋转角度，由无接触开关来接收此转动信号，通过逻辑电路判断后决定具体开关的接通或关闭，并根据判断结果，在仪表盘上通过信号显示，告知驾驶员车辆在水上是在直线向前行驶、左转弯或右转弯、转弯的急缓，直线向后行驶几种状态。本发明最大的优势在于车辆将要出水时，驾驶员通过在仪表盘上的信号显示，知道车辆前轮触地前转向轮（该转向轮是车辆在陆地行驶时用于控制车辆转向的车轮，在车辆前下部，用车辆方向盘控制）的位置及出水瞬间车辆的前进方向，而不像有些车辆在出水触地前驾驶员不知道车辆转向轮的位置及出水瞬间触地后车辆的前进方向，触地后才发现车辆的前进方向不对，再通过方向盘修正，造成车辆出水前驾驶员精神高度紧张，容易出现安全事故。 

本发明相比现有技术具有如下优点： 

1、车辆在水上行驶与陆地行驶转向时的操纵方式基本相同，符合驾驶员的正常操纵习惯，容易掌握。

2、驾驶员对车辆出水前转向轮的位置及车辆前轮触地瞬间车辆的前进方向心中有数，提高了安全保障。 

此发明使装甲车在水上转向操作方便，灵活自如，安全可靠。结构简单，容易实施、成本低廉。 

附图说明： 

图1是本发明的液压系统的原理图。

图2是转向装置的安装结构图。 

图3是图2的K-K视图。 

图4是车辆动态显示屏的示意图。 

图5是前进电路图。 

图6是前进左缓转向电路图。 

图7是前进右缓转向电路图。 

图8是前进左急转向电路图。 

图9是前进右急转向电路图。 

图10是后退电路图。 

图11是后退左缓转向电路图。 

图12是后退右缓转向电路图。 

图中的信号A、B、C就是指的三个接近开关的信号。 

具体实施方式

本装置包括液压系统、方向盘、转向柱、转向柱上的无接触转向信号采集装置（无接触转向信号采集装置由三个接近开关、扇形信号板及固定板构成）、信号处理器、车辆动态显示屏等。 

参见图1，液压系统包括车辆两侧的两只用液压马达4（TXMF40）驱动的带导向筒的螺旋桨、F－101－L液压油泵2，LX09-02-12电磁换向阀3、液压油箱1、DBDH15G10/20/2溢流阀5。液压油泵从液压油箱中泵出油，分别通过管路连接两个电磁换向阀，每个电磁换向阀分别连接一个液压马达，每个液压马达分别连接驱动一个带导向筒的螺旋桨。带导向筒的螺旋桨位于车体后下部两侧。图中DT2、DT3、DT4和DT5均是指电磁铁1、电磁铁3、电磁铁4和电磁铁5。 

参见图2和图3，信号板6装配固定在与方向盘10同步转动的转向轴9上，A、B、C三个接近开关装在安装板7上，所述安装板通过一基座8焊装在车体上，并且位于信号板下方。信号板6为120°的扇形结构，三个接近开关A、B、C在安装板上呈直角等腰三角形分布，并在信号板旋转形成的圆面覆盖范围内，且直角等腰三角形的底边AC中点与信号板的旋转轴心重合，装甲车处于前进状态时，信号板处于未遮挡任何一个接近开关的位置。 

信号处理器设置在车内后部，其输出的控制信号连接控制液压系统的电磁换向阀。 

参见图4，信号处理器的信号输出还与信号显示屏的输入口连接，驾驶员从信号显示屏即可看到车辆是处于前进状态（向前绿色箭头）、左右缓转向（约成45度的红色左右箭头）、左右急转向（约成90度的红色箭头）或后退状态。 

该装置实现转向的方法如下： 

1、前进，电路原理参见图5：车辆在下水前，挂上液压油泵取力器，液压油泵旋转，向系统提供高压油，在控制开关（用于操纵车辆水上系统开始工作，控制车辆在水上处于前进或后退状态）置于前进位置时，如此时方向盘在中位，即信号板未遮盖任何一个接近开关，则车后两个油马达驱动的带导向筒的螺旋桨同时转动，车辆在水上沿直线行驶。

2、前进左或右缓转向，电路原理参见图6和图7：当方向盘向左（向右）转动约超过20°时，信号板开始盖住接近开关A或C，接近开关感应后发出信号，信号传至信号处理器，信号处理器通过逻辑运算发出指令，使左后（右后）螺旋桨停转，车辆开始向左（右）缓转向。显示屏信号显示车辆向左（右）缓转向红色指示箭头灯亮。 

此时若方向盘维持不动，则车辆沿一个固定的转向直径转圈行驶。当方向盘回正后，无信号发出，两边螺旋桨同步运转，车辆沿直线行驶。显示屏信号显示车辆直线行驶，绿色指示箭头灯亮。 

3、前进左或右急转向，电路原理参见图8和图9：当方向盘向右（向左）转动约超过20°时后继续转动，信号板盖住右边（左边）的两个接近开关C-B或A-B，两个无接触开关同时发出信号，信号传至处理器，处理器通过逻辑运算发出指令，使右后（左后）螺旋桨反转，车辆开始向右（左）急转向。显示屏信号显示车辆向右（左）急转向红色指示箭头灯亮。 

当方向盘沿一个方向转到极限时，即超过两个接近开关后，B-C或B-A两个无接触开关同时发出信号，车辆只能继续按急转向动作，但显示屏中间的圆形红色报警灯亮，提示驾驶员方向盘转动已超越水上转向极限，应向回转动。 

4、后退及转向，电路原理参见图10、图11和图12：车辆后退时，将控制开关（用于操纵车辆水上系统开始工作，控制车辆在水上处于前进或后退状态。即本装置电路图中标有前进后退两中状态的总开关）置于后退位置时，车辆沿直线后退。左右转向操作与在陆地相同，只是车辆后退时没有急转向功能。 

以下是本装置的各种工作状态时的电磁换向阀的电磁铁动作表： 

以下是信号控制电路的控制逻辑关系表：

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Claims (5)

1.一种轮式装甲车水上转向装置，其特征在于：该装置包括装甲车的方向盘、转向柱、信号板、三个接近开关、信号处理器、电磁换向阀以及由油箱、溢流阀、两个液压马达、两个带导向筒的螺旋桨组成的液压系统；

其中，信号板装配固定在与方向盘同步转动的转向轴上，随转向轴旋转，A、B、C三个接近开关装在一安装板上，所述安装板通过一基座焊装在车体上，并且位于信号板下方；所述信号板为大于90°但小于180°的扇形结构，所述三个接近开关在安装板上呈直角等腰三角形分布，并位于信号板旋转形成的圆面覆盖范围内，且直角等腰三角形的底边AC的中点与信号板的旋转轴心重合；所述三个接近开关通过信号线与信号处理器连接，信号处理器根据三个接近开关不同的状态输出不同的逻辑信号，信号处理器通过控制线连接液压系统的电磁换向阀，控制由液压马达驱动的螺旋桨处于正转、反转、停止的不同状态，实现车辆的水上转向；

所述信号处理器的信号输出还与信号显示屏的输入口连接。

2.一种利用权利要求1所述装置实现轮式装甲车水上转向的方法，其特征在于：

当所述转向装置的信号板处于未遮挡任何一个接近开关的位置时，车后两个油马达驱动的带导向筒的螺旋桨同时转动，车辆在水上沿直线行驶，装甲车处于前进状态，显示屏上绿色指示箭头灯亮；

当所述转向装置的方向盘向左或向右转动角度超过α时，信号板开始盖住接近开关A或C，该接近开关感应后发出信号，信号传至信号处理器，信号处理器通过逻辑运算发出指令，使左后或右后螺旋桨停转，车辆开始向左或右缓转向，显示屏信号显示车辆向左或右缓转向红色指示箭头灯亮；

此时若方向盘维持不动，则车辆沿一个固定的转向直径转圈行驶；当方向盘回正后，接近开关无信号发出，两边螺旋桨同步运转，车辆沿直线行驶，显示屏信号显示车辆直线行驶，绿色指示箭头灯亮；

当方向盘向右或向左转动角度超过α后继续转动，信号板盖住右边或左边的两个接近开关C-B或A-B，两个无接触开关同时发出信号，信号传至处理器，处理器通过逻辑运算发出指令，使右后或左后螺旋桨反转，车辆开始向右或左急转向，显示屏信号显示车辆向右或左急转向红色指示箭头灯亮；

当方向盘沿一个方向转到极限时，即超过两个接近开关后，B-C或B-A两个无接触开关同时发出信号，车辆继续按急转向动作，显示屏中间的圆形红色报警灯亮，提示驾驶员方向盘转动已超越水上转向极限，应向回转动。

3.根据权利要求2所述轮式装甲车水上转向方法，其特征在于：所述角度α为10-20°。

4.根据权利要求2所述轮式装甲车水上转向方法，其特征在于：所述角度α为20°。

5.根据权利要求2所述轮式装甲车水上转向方法，其特征在于：所述方法采用总控制开关切换车辆的前进和后退两种状态。

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