CN103863035B - 一种液压驱动水陆两栖船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压驱动水陆两栖船，以实现水路和陆路的双环境行驶。包括：船体，其尾部安装舷外机与控制电路连接；船体下部安装陆上行走轮系，陆上行走轮系中的各车轮自带液压马达并与液压控制装置连接；前车轮上还设有液压转向装置，液压转向装置也与液压控制装置连接；陆上行走轮系的各车轮上设有液压升降装置，并与液压控制装置连接；液压控制装置与水陆模式转换箱连接，水陆模式转换箱包括第一输出轴和第二输出轴；第一输出轴通过转阀与液压控制装置连接；第二输出轴通过传动装置与舷外机连接；切换装置与转换箱杆连接；方向盘装置与切换装置的输入轴连接；液压控制装置设有多个电机泵，各电机泵均与控制电路连接；电源提供所需电力。

Description

一种液压驱动水陆两栖船

技术领域：

本发明涉及一种液压驱动水陆两栖船。

背景技术：

快艇是一种常见的水上交通工具，但在陆地上就需要拖车才能转移。尤其在浅滩多的地方，如何把汽艇转移到水深的地方成为难以解决的问题。

目前的水陆两栖船的陆上驱动主要是采用轮毂电机驱动，密封要求严格，而且不安全，驱动扭矩小。很多水陆两栖船陆上驱动和水中驱动的模式是分开的，在陆上时是用方向盘操纵方向，而在水中时则需要坐在船尾手动操纵舷外机，费时费力，而且舷外机的转向得不到精确控制。

现有的水陆两栖电动船的轮子不能向上收起，在水中极易挂住其它东西，缠进车内，影响船只行驶性能。

sealegs公司研制的水陆两栖船每个轮子都采用液压马达驱动，这种驱动方式无疑增加了船身的重量，而且使得价格十分昂贵。此船使用汽油发动机为液压马达提供动力，由于每次携带的燃料有限，限制了船的航行里程，如果增大油箱又无疑增加船身重量，并且这种方式因使用大量燃料会造成环境污染。不仅如此，这种船采用机械机构转向，在泥泞，松软的沙滩上，这种转向增加了人的疲劳度，而且船只长年累月浸在海水中，很难保证其机械转向机构的稳定性。

现有的带有轮子折叠式水陆两栖船是后轮液压驱动式，没有说明水中驱动和路上驱动的转换，并且如果后轮双液压马达驱动，需要用到差速器，增加了成本的同时增加了船的故障率，实用性降低。

发明内容：

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种液压驱动水陆两栖船，以实现水路和陆路的双环境行驶。方向控制单元可以实现自由转换，由一个方向盘控制水路和陆路的行驶转向，便捷性更强。水路采用的是舷外机单元，操作和修理更直观、更方便。陆路选用液压驱动单元，可以行驶在沙滩、石滩、公路、下陷不严重的泥滩等多种场合，转向采用液压转向，在泥泞、松软的沙滩上转向更省力。系统全部采用电能作为能源，并且可以利用太阳能为其发电续航。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液压驱动水陆两栖船，它包括：

船体；

在船体尾部安装舷外机，它与控制电路连接，提供水中行驶动力；

在船体下部还安装陆上行走轮系，陆上行走轮系中的前车轮自带液压马达，液压马达与液压控制装置连接，提供陆上行走动力；在前车轮上还设有液压转向装置，液压转向装置也与液压控制装置连接；

陆上行走轮系的各车轮上分别设有独立的液压升降装置，进行自由升降，液压升降装置与液压控制装置连接；

转向装置与水陆模式转换箱连接，水陆模式转换箱包括第一输出轴和第二输出轴，两者通过切换装置完成输出切换；其中，第一输出轴连接转阀，通过液压控制装置，驱动液压转向装置从而驱动前车轮转向；第二输出轴通过传动装置与舷外机连接，驱动舷外机调整转向；切换装置与转换箱杆连接，进行水陆模式切换；方向盘装置与切换装置的输入轴连接，进行舷外机和前车轮的转向控制；

液压控制装置设有多个电机泵，各电机泵均与控制电路连接，在控制电路控制下提供液压动力；

电源，提供所需电力。

所述水陆模式转换箱的切换装置包括拨叉，以及与拨叉配合的安装在输入轴上的滑移齿轮；其中拨叉与转换箱杆连接并在其带动下移动，在拨叉驱动下，滑移齿轮在输入轴上移动；输入轴则与方向盘装置连接，并在方向盘装置驱动下转动，进而带动滑移齿轮的转动；

水陆模式转换箱的第一输出轴和第二输出轴均安装在水陆模式转换箱内，两者相互独立；在第一输出轴上设有齿轮I，在第二输出轴上设有齿轮II，齿轮I、齿轮II均能与滑移齿轮啮合传动。

所述输入轴上设有滑移齿轮限位用弹簧挡圈Ⅰ和弹簧挡圈Ⅱ，输入轴的两端则分别通过角接触轴承Ⅰ和角接触轴承Ⅲ与水陆模式转换箱连接；

第一输出轴两端通过角接触轴承Ⅱ和角接触轴承Ⅵ与水陆模式转换箱连接；

第二输出轴两端通过角接触轴承Ⅴ和角接触轴承Ⅳ与水陆模式转换箱连接；

各轴承均设有相应的轴承端盖。

所述转换箱杆设有一个铰接用长孔，在转换箱杆的前后侧设有转换箱杆卡槽。

所述陆上行走轮系除包括船体前部的前车轮外还包括船体尾部的两个后车轮；

其中，前轮安装在前轮轮胎支架上，前轮轮胎支架与前轮船身支架销轴连接；转向液压缸两端分别与前轮轮胎支架和前轮船身支架销轴连接；前轮船身支架与前支腿液压缸销轴连接，前支腿液压缸与船体通过销轴连接，液压马达与前车轮轴花键连接；

两后车轮安装方式相同，各后车轮分别安装在相应的后轮车轮支架上，后轮车轮支架与后轮船身支架销轴连接；后支腿液压缸两端分别与后轮车轮支架和后轮船身支架销轴连接；

转向液压缸、前支腿液压缸和后支腿液压缸均与液压控制装置连接。

所述前车轮的前车轮轴通过圆锥滚子轴承Ⅰ、圆锥滚子轴承Ⅱ与前轮轮胎支架连接，前车轮轴与液压马达连接，液压马达与液压控制装置连接；

圆锥滚子轴承Ⅰ通过前轮轴承端盖Ⅰ和套筒Ⅰ轴向定位，套筒Ⅰ安装在前车轮轴上；

圆锥滚子轴承Ⅱ通过前轮轴承端盖Ⅱ和套筒Ⅱ轴向定位套筒Ⅱ安装在前车轮轴上；

前轮轴承端盖Ⅰ、前轮轴承端盖Ⅱ与前轮轮胎支架间分别设有调整垫片；

套筒Ⅰ、套筒Ⅱ与前轮轮胎支架间分别设有密封圈。

所述后车轮包括后车轮轴，后车轮轴通过轮毂轴承与后轮轮辋连接；后车轮轴端部设有防松垫圈I和连接螺母，并通过轴肩和防松垫圈Ⅰ、连接螺母轴向定位。

所述前支腿液压缸与后支腿液压缸结构相同，均包括缸筒，缸筒内设有带有活塞的活塞杆，活塞上下侧的缸筒上设有两个油口与液压控制装置连接，缸筒内下部是导向套，活塞上方设有挡环；挡环上部设有液压缸弹簧卡圈，下部设有卡环；活塞由液压缸弹簧卡圈、挡环、卡环轴向定位；

活塞及导向套上均设有密封圈；缸筒底部与活塞杆伸出的周向设有防尘圈；

在活塞杆末端设有耳环。

所述液压马达包括缸体，前车轮轴与缸体连接；缸体两侧分别设有前端盖、后端盖，两端盖间是导轨，缸体内侧设有封油闷盖和弹性挡圈，前端盖与缸体间设有油封，导轨与前端盖和后端盖间以及后端盖与配流轴间、缸体与封油闷盖间设有密封圈；在缸体内沿圆周方向设有多个带有钢球的柱塞，钢球随柱塞上下运动的同时也沿导轨移动，从而带动整个缸体转动，进而带动车轴转动；

柱塞所在空腔与配流轴上的溢流口连通；

在缸体内还设有梭阀，梭阀两端设有弹簧，梭阀所在空腔两端分别与油口连接，油口与液压控制装置连接；在两油口间设有一对油孔，该对油孔与配流轴上的配流窗口连通，起到进油与回油作用，配流轴内壁设有封油堵头，将高压进油与低压回油分隔开；

在配流轴上设有两组油路，其中一组为高压进油路，另一组为低压回油路，两组油路间隔设置，并保证每次仅有一个高压进油路或一个低压回油路与柱塞所在空腔的底部或顶部连通。

所述柱塞与钢球接触位置设有衬套，该衬套为一层厚度0.5mm的巴氏合金层。

所述舷外机通过固定夹紧座固定在船身尾部；舷外机的主轴在固定夹紧座内自由转动，并与锥齿轮Ⅰ连接，锥齿轮Ⅰ则与安装在第二输出轴上的锥齿轮Ⅱ啮合；第二输出轴通过键Ⅲ与锥齿轮Ⅱ连接，并通过轴肩和轴端挡圈、锁紧螺母进行轴向定位。

所述液压控制装置包括转向控制油路、升降控制油路和液压马达控制油路，各油路均设有一个相应的电机泵，电机泵由控制电路控制，与油箱连接，为各控制油路提供动力。

所述转向控制油路包括转向液压缸电机泵，它由控制电路控制；转向液压缸电机泵通过磁芯过滤器Ⅱ与油箱连接，将液压油送至转阀，转阀则与转向油缸连接。

所述升降控制油路包括液压支腿电机泵，它由控制电路控制；液压支腿电机泵从油箱汲取液压油，经磁芯过滤器Ⅲ分别送至串联的后轮手动换向阀和前轮手动换向阀，后轮手动换向阀与相应的后支腿液压缸连接，前轮手动换向阀则与相应的前支腿液压缸连接。

所述液压马达控制油路包括液压马达电机泵，它由控制电路控制；液压马达电机泵从油箱汲取的液压油，通过磁芯过滤器Ⅰ输送到电磁方向阀控制液压马达，电磁方向阀控制液压马达正反转；电磁方向阀与控制电路连接。

所述控制电路包括总控制器，各电机泵控制按键以及舷外机控制按键均与总控制器连接；各电机泵与总控制器连接，舷外机的霍尔式电子油门踏板与总控制器连接，通过霍尔式电子油门踏板控制舷外机电机速度；同时，总控制器还与速度码表以及驱动转换按钮连接；电源为总控制器供电。

所述电源采用蓄电池组件供电方式，在供电回路输出端设有电门锁，负责供电通断。

所述蓄电池设有充电用防水插座；或与太阳能电池板并联，通过太阳能控制器，对蓄电池进行充电。

本发明的有益效果是：

陆上行走部分是前轮液压驱动，其一是液压驱动是利用液体的压力传递力或力矩的，因此能够很好实现低转速高扭矩的目的，其二是液压传动通过调节液体的流量就可以方便的实现无级变速，其三由于液压流体的控制可以在非常小的流量时依然很均匀，所以运行很平稳，其四是可以实现快速无冲击的变速和换向，因为液压马达的旋转惯量不超过同功率电动机的百分之十，其五由于有溢流阀来控制系统的压力，所以能够易于防止过载事故。本船采用液压转向，能够对泥泞的沙滩进行有效转向，由于转阀和转向液压缸之间没有机械连接，只是通过管路，所以运用液压缸伸缩带动前轮转向比起结构复杂而笨重的机械结构转向，具有操作简单，省力的优点。通过转换箱杆作用于转换箱进行陆上和水中驱动模式的转换，因为是齿轮啮合，所以具有传动精确，方便快捷的优点，提高了船的可操纵性，并且传动比可以根据齿轮的齿数灵活调整。本船两种驱动方式能源均为电能，因为其一电能来源方式多，其二节能环保且节能环保，其三结构简单，方便维修。本船设有太阳能电池板，在充分利用能源的同时，能够防止航行途中电池没电时及时的充电，增加续航能力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的液压原理图；

图3为本发明的驱动转换传动系统图；

图4为本发明的舷外机转向连接图；

图5，6为本发明的前轮支架示意图；

图7为本发明前轮结构剖视图；

图8为本发明后轮结构剖视图；

图9为本发明支腿液压缸的剖视图；

图10为本发明液压马达结构剖视图；

图10a为本发明图10的A-A局部剖面图；

图11为本发明液压马达的原理图；

图12为本发明船上销轴连接的剖视图；

图13为本发明转向系统示意图；

图14为本发明船体右转时转阀工作原理图；

图15为本发明电气原理示意图；

其中1-舷外机，2-左后车轮，3-后支腿液压缸，4-后轮船身支架，5-后轮车轮支架，6-右后车轮，7-固定销轴，8-太阳能电池板，9-蓄电池组件，10-液压支腿电机泵，11-转向液压缸电机泵，12-液压马达电机泵，13-油箱，14-船体，15-座椅，16-储物箱，17-转换箱座，18-转换箱杆，19-转换箱杆卡槽，20-后轮手动换向阀，21-前轮手动换向阀，22-前车轮，23-方向盘，24-霍尔式电子油门踏板，25-固定夹紧座，26-固定夹紧螺栓，27-前支腿液压缸，28-前轮液压锁，29-转向液压缸，30-转阀，31-液压马达，32-电磁方向阀，33-溢流阀Ⅰ，34-磁芯过滤器Ⅰ，35-溢流阀Ⅱ，36-磁芯过滤器Ⅱ，37-溢流阀Ⅲ，38-磁芯过滤器Ⅲ，39-后轮液压锁，40-拨叉，41-滑移齿轮，42-弹簧挡圈Ⅰ，43-转换箱体，44-转换箱，45-方向盘轴，46-花键Ⅰ，47-主轴，48-螺旋桨，49-前轮轮胎支架，50-前轮船身支架，51-前轮轴承端盖Ⅰ，52-圆锥滚子轴承Ⅰ，53-套筒Ⅰ，54-前车轮轴，55-密封圈Ⅰ，56-调整垫片Ⅰ，57-前轮轮辋，58-套筒Ⅱ，59-密封圈Ⅲ，60-前轮轴承端盖Ⅱ，61-调整垫片Ⅱ，62-后轮轮辋，63-轮毂螺栓，64-轮毂轴承外圈，65-连接螺母，66-轮毂轴承内圈，67-密封圈Ⅳ，68-车轮支架固定螺栓，69-缸底，70-液压缸弹簧卡圈，71-挡环，72-卡环，73-液压缸密封圈，74-挡圈，75-支撑环，76-活塞，77-活塞与活塞杆之间的密封圈，78-缸筒，79-活塞杆，80-导向套，81-导向套和缸筒之间的密封圈，82-缸盖，83-导向套和活塞杆之间的密封圈，84-挡圈，85-锁紧螺钉，86-防尘圈，87-锁紧螺母，88-耳环套，89-耳环衬套圈，90-内六角螺钉Ⅰ，91-导轨，92-马达O形密封圈Ⅰ，95-马达O形密封圈Ⅱ，101-马达O形密封圈Ⅲ，105-马达O形密封圈Ⅳ，93-前端盖，94-油封，96-弹性挡圈，97-缸体，98-封油闷盖，99-钢球，100-衬套，102-后端盖，103-柱塞，104-内六角螺钉Ⅱ，106-溢流口，107-配流轴，108-封油堵头，109-梭阀，110-配流窗口，111-开口销，112-销轴垫片，113-管路，114-转阀，115-阀芯，116-阀体,117-熔断器，118-电门锁，119-防水插座，120-控制线，121-舷外机电机，122-启盖孔，123-油口A，124-油口B，125-安装孔，126-转换箱轴承端盖Ⅰ,127-角接触轴承Ⅰ，128-键Ⅰ，129-转换箱轴承端盖Ⅱ,130-角接触轴承Ⅱ,131-第一输出轴,132-转换箱套筒，133-铰接长孔，134-销轴Ⅰ,135-转换箱轴承端盖Ⅲ，136-角接触轴承Ⅲ，137-转换箱密封圈Ⅰ,138-输入轴，139-万向节，140-弹簧挡圈Ⅱ,141-弹簧挡圈Ⅲ，142-转换箱轴承端盖Ⅳ,143-转换箱密封圈Ⅱ,144-第二输出轴,145-角接触轴承Ⅳ,146-键Ⅱ,147-齿轮Ⅰ,148-角接触轴承Ⅴ,149-转换箱轴承端盖Ⅴ,150-转换箱轴承端盖Ⅵ,151-角接触轴承Ⅵ,152-齿轮Ⅱ，153-转换箱密封圈Ⅲ,154-销轴Ⅱ,155-锥齿轮Ⅰ,156-锥齿轮Ⅱ，157-键Ⅲ,158-轴端挡圈，159-锁紧螺母，160-液压支腿电机泵按钮，161-转向液压缸电机泵按钮，162-液压马达电机泵按钮，163-舷外机电机按钮，164-太阳能控制器，165-速度码表，166-驱动转换按钮，167-总控制器，168-压力表Ⅲ，169-压力表Ⅱ，170-压力表Ⅰ,171-键Ⅳ，172-花键Ⅱ，173-圆锥滚子轴承Ⅱ，174-密封圈Ⅱ，175-防松垫圈Ⅰ，176-键Ⅴ，177-后车轮轴，178-防松垫圈Ⅱ，179-防松垫圈Ⅲ，180-密封圈Ⅴ，181-防松垫圈Ⅳ，182-防松垫圈Ⅴ，183-轮毂轴承。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

图1为本水陆两栖船的整体结构图（为方便观察右船舷省去），其中显示了水陆两栖船的各个组成部件。由图1可知本船水上驱动为舷外机1驱动，方向盘23可控制其方向，而霍尔式电子油门踏24能给总控制器167以磁力信号对舷外机1的转速进行控制。舷外机1通过固定加紧座25、固定夹紧螺栓26固定在船体14上。

当在陆上行走时，液压支腿电机泵10启动，转换箱杆18对传动模式进行转换，前轮手动换向阀21和后轮手动换向阀20控制前支腿液压缸27和后支腿液压缸3使前车轮22，左后车轮2和右后车轮6降在路面上支撑船体14。

转向液压缸电机泵11、液压马达电机泵2启动。方向盘23可控制船体14方向，液压马达电机泵12控制液压马达31对船体14进行驱动。后轮船身支架4与船体14通过焊接连接，后轮船身支架4与后支腿液压缸3通过销轴连接，后轮船身支架4与后轮车轮支架5通过销轴连接。而销轴的结构剖视图如图12所示。

蓄电池组件9对液压支腿电机泵10、转向液压缸电机泵11、液压马达电机泵12、舷外机电机121提供电源，而太阳能电池板8可以为蓄电池组件9充电续航。油箱13可以为液压支腿电机泵10、转向液压缸电机泵11、液压马达电机泵12提供液压油。船身14还设有座椅15，座椅15下面设有储物箱16。

图2为本发明的液压原理图。系统中液压支腿电机泵10从油箱13汲取的油液，通过磁芯过滤器Ⅲ38、后轮手动换向阀20和前轮手动换向阀21串联的输送到各个执行元件。溢流阀Ⅲ37用于防止系统过载，压力表Ⅲ168监测其压力。前轮液压锁28和后轮液压锁39其实由两个液控单向阀组成，它能在各支腿液压缸不运动时锁紧。

系统中转向液压缸电机泵11从油箱13汲取的油液，通过磁芯过滤器Ⅱ36输送到转阀30控制转向液压缸29。溢流阀Ⅱ35用于防止系统过载，压力表Ⅱ169监测其压力。

系统中液压马达电机泵12从油箱13汲取的油液，通过磁芯过滤器Ⅰ34输送到电磁方向阀32控制液压马达31，电磁方向阀32的磁铁1YA动作时，液压马达31正转，2YA动作时，液压马达31反转。溢流阀Ⅰ33用于防止系统过载，压力表Ⅰ170监测其压力。

图3为本发明的驱动转换传动系统图，如图转换箱44主要是切换水中驱动和陆上驱动的转向系统。转换箱杆18在转换箱座17移动，并与拨叉40铰接，而铰接长孔133能消除转换箱杆18平动带来的位移偏差。转换箱杆卡槽19能够卡住转换箱杆18限制其水平移动。

在转化箱体43内，滑移齿轮41在拨叉40的作用下能在花键Ⅰ46上水平移动，而弹簧挡圈Ⅰ42和弹簧挡圈Ⅱ140限制其轴向的位移。角接触轴承Ⅰ127通过轴肩和转换箱轴承端盖Ⅰ126轴向定位。角接触轴承Ⅱ130通过转换箱套筒132和转换箱轴承端盖Ⅱ129轴向定位，转换箱密封圈Ⅲ153对转换箱44密封。第一输出轴131与转阀114连接。齿轮Ⅱ152通过键Ⅰ128与第一输出轴131连接，并通过轴肩和转换箱套筒132轴向定位。角接触轴承Ⅵ151通过轴肩和转换箱轴承端盖Ⅵ150轴向定位。角接触轴承Ⅲ136通过轴肩和转换箱轴承端盖Ⅲ135轴向定位，转换箱密封圈Ⅰ137对转换箱44密封。

输入轴138与方向盘轴45通过万向节139连接。方向盘轴45与方向盘23通过销轴Ⅰ134连接。角接触轴承Ⅳ145通过轴肩与转换箱轴承端盖Ⅳ142轴向定位，转换箱密封圈Ⅱ143对转换箱44密封。转换箱输出轴Ⅱ144与锥齿轮Ⅱ156连接。齿轮Ⅰ147通过键Ⅱ146与第二输出轴144连接，并通过轴肩和弹簧挡圈Ⅲ141轴向定位。角接触轴承Ⅴ148通过轴肩和转换箱轴承端盖Ⅴ149轴向定位。

图4为本发明的舷外机驱动连接图，固定加紧座25、固定夹紧螺栓26与舷外机1形成转动副，锥齿轮Ⅰ155通过销轴Ⅱ154与舷外机1固定连接，锥齿轮Ⅰ155与舷外机1的主轴47上的锥齿轮Ⅱ156啮合，锥齿轮Ⅱ156通过键Ⅲ157与第二输出轴144相连，并通过轴肩和轴端挡圈158、锁紧螺母159进行轴向定位。在主轴47下端是舷外机电机121驱动的螺旋桨48。

图5，6为本发明的前轮支架示意图，转向液压缸29与前轮船身支架50通过销轴连接，与前轮轮胎支架49通过销轴连接。前支腿液压缸27与前轮船身支架50通过销轴连接，并与船体14通过销轴连接。液压马达31与前车轮轴54通过花键Ⅱ172连接。

图7为本发明前轮结构剖视图，由图可知，圆锥滚子轴承Ⅰ52通过前轮轴承端盖Ⅰ51与套筒Ⅰ53轴向定位，前轮轴承端盖Ⅰ51与调整垫片Ⅰ56通过螺钉固定在前轮轮胎支架49上，密封圈Ⅰ55对圆锥滚子轴承Ⅰ52密封。前轮轮辋57通过键Ⅳ171与前车轮轴54连接，并通过轴肩与套筒Ⅱ58轴向定位。圆锥滚子轴承Ⅱ173通过前轮轴承端盖Ⅱ60与套筒Ⅱ58轴向定位，前轮轴承端盖Ⅱ60与调整垫片Ⅱ61通过螺钉固定在前轮轮胎支架49上。前车轮轴54通过花键Ⅱ172与液压马达31连接。密封圈Ⅱ174和密封圈Ⅲ59对圆锥滚子轴承Ⅱ173密封。

图8为本发明后轮结构剖视图，后轮轮辋62与轮毂轴承外圈64通过一对轮毂螺栓63、相应的两防松垫圈III179、防松垫圈Ⅴ182连接，轮毂轴承183通过轴肩和防松垫圈Ⅰ175、连接螺母65轴向定位，密封圈Ⅳ67和密封圈Ⅴ180对轮毂轴承183密封。后轮车轮支架5与后车轮轴177通过一对车轮支架固定螺栓68、相应的防松垫圈II178、防松垫圈Ⅳ181以及键Ⅴ176连接。轮毂轴承183与后车轮轴177间设有轮毂轴承内圈66。

图9为本发明支腿液压缸的剖视图，活塞76在缸筒78内由液压缸弹簧卡圈70、挡环71、卡环72(由两个半圆组成)轴向定位，液压缸密封圈73和活塞与活塞杆之间的密封圈77对活塞76密封，导向套80防止活塞76运动偏离轴线，活塞76周边设有挡圈74和支撑环75。导向套和缸筒之间的密封圈81和导向套和活塞杆之间的密封圈83对导向套80密封。缸盖82通过锁紧螺钉85固定在导向套80上并与缸筒78螺纹连接，且设有防尘圈86防止灰尘带入缸体，污染液压油。耳环套88与活塞杆79螺纹连接，并设有锁紧螺母87。导向套80环绕活塞杆79周向设有挡圈84。

图10为本发明液压马达结构剖视图，该马达由前端盖93，导轨91，缸体97，柱塞103，钢球99，后端盖102，配流轴107组成。其他附件包括：油封94，弹性挡圈96，封油闷盖98，马达O形密封圈Ⅰ92，马达O形密封圈Ⅱ95，马达O形密封圈Ⅲ101，马达O形密封圈Ⅳ105，内六角螺钉Ⅰ90，内六角螺钉Ⅱ104，衬套100，封油堵头108。其中，油封94防止泄漏油从缸体97和前端盖93的间隙中流出并同时起防尘作用；弹性挡圈96起轴向定位作用，将封油闷盖98限定在缸体97左边的台肩上以防止油液从花键处产生泄漏并同时起到防尘作用；衬套100具有很高的耐磨性，表面是一层厚度约0.5mm米的巴氏合金；封油堵头108一方面将进口和出口的配油槽所构成的高低压腔隔开，另一方面在堵头中间开的圆孔可以使配流轴107沿圆周面处的轴向泄漏油排出；前端盖93，缸体97，后端盖102由内六角螺钉Ⅰ90紧固；配流轴107和后端盖102则是通过内六角螺钉Ⅱ104紧固，并设有溢流口106，在配流轴107的右端法兰安装面处开有启盖孔122、安装孔125以方便拆卸。

图10a本发明图9的A-A局部剖面图，其中梭阀109在油压作用下左右移动控制油口。当油液从油口A123中进入时，油压大于弹簧压力时梭阀109右移，油液按箭头方向进行流动，从油口B124流出。当油压小于弹簧压力时，液压马达31自行制动。

图11为本发明液压马达的原理图，假定液压马达31沿顺时针方向旋转，则当马达通入压力油之后，高压油经配流轴107进入柱塞103底部迫使柱塞紧贴导轨的曲线滚动，同时缸体配流轴上的配油窗口110(通柱塞底部)周期地与高压进油路和低压回油路接通，缸体97按顺时针方向转动，AB段为进油区段，BC段为回油区段。其中在进油区段，高压油由配流轴107的进油口流入，经配流轴上的配油窗口110作用在柱塞103底部，推动柱塞使钢球作用在导轨AB进油区段上。柱塞在回油区段BC运动时，柱塞底部与缸体孔形成的腔体与回油窗口接通，钢球在导轨作用下做回程运动，将力传递给柱塞推动柱塞缩回，迫使底腔在回油区段排油。此时，缸体97在其它处于进油区段的柱塞推动下继续转动。

图12为本发明船上销轴连接的剖视图(以此为代表)，如图所示，后支腿液压缸3和后轮车轮支架5通过固定销轴7连接，开口销111尾部分开，以防脱出，在开口销111内侧设有销轴垫片112。

图13为本发明转向系统示意图，转换箱输出轴Ⅰ131在方向盘23的作用下，转阀114转动，转向液压缸电机泵11提供油压通过管路113作用于转向液压缸29，并设有溢流阀Ⅱ35。

图14为本发明船体右转时转阀工作原理图，方向盘23右旋，阀芯115相对于阀体116左旋，转向液压缸电机泵11供油作用于转向液压缸29使其回缩。油路如图箭头所示。

图15为本发明电气原理示意图，蓄电池组件9为整个系统提供电源。熔断器117对电路短路保护。电门锁118负责控制器电路的通断。液压支腿电机泵按钮160、转向液压缸电机泵按钮161、液压马达电机泵按钮162、舷外机电机按钮163可以通过控制器分别对液压支腿电机泵10、转向液压缸电机泵11、液压马达电机泵12、舷外机电机121降压启动。总控制器167与霍尔式电子油门踏板24、液压马达电机泵12、舷外机电机121之间有控制线120能给总控制器167磁力信号以达到控制转速的目的。总控制器167还与速度码表165、驱动转换按钮166连接。本方案采取两种方式给蓄电池组件9供电，一种方式是通过防水插座119对其充电，另一种方式是太阳能电池板8通过太阳能控制器164对其充电。

本方案具体过程如下：

当本船在水中驱动时，合上电门锁118，总控制器167得电。按下舷外机电机按钮163，舷外机电机121降压启动。如图3，转换箱杆18前推，拨叉40拨动滑移齿轮41使其与齿轮Ⅰ147啮合。方向盘23控制输入轴138的转向，从而控制第二输出轴144的转向，第二输出轴144连接锥齿轮Ⅱ156，锥齿轮Ⅰ155与锥齿轮Ⅱ156啮合，从而控制舷外机1的转向。假设船体右转时，方向盘23右旋，滑移齿轮41向上旋转（相对图3），齿轮Ⅰ147向下旋转，所以第二输出轴144向下旋转，如图4所示，从而带动锥齿轮Ⅱ156向下旋转（相对图4），锥齿轮Ⅰ155向右旋转，舷外机1向方向盘23旋转的方向旋转，从而船尾向方向盘23旋转的反方向旋转，从而船体右转。左转亦然。当踩下霍尔式电子油门踏板24时，可以给总控制器167以磁力信号，从而控制了舷外机电机121的转速。

当本船准备陆上驱动时，切断舷外机1电源。按下液压支腿电机泵按钮160，控制器对液压支腿电机泵10降压启动。通过后轮手动换向阀20和前轮手动换向阀21可分别控制后支腿液压缸3和前支腿液压缸27将车轮放下。当车轮到位后，切断液压支腿电机泵10的电源。

当在陆上行走时，按下转向液压缸电机泵按钮161和液压马达电机泵按钮162，总控制器167对转向液压缸电机泵11和液压马达电机泵12降压启动。如图3，转换箱杆18后拉，拨叉40拨动滑移齿轮41在花键Ⅰ46上移动，使其与齿轮Ⅱ152啮合。方向盘23控制输入轴138的转向，从而控制第一输出轴131的转向，第一输出轴131连接转阀114，从而转阀114转动，转向液压缸电机泵11通过转阀114向转向液压缸29供油，实现转向液压缸29的伸缩。而转向液压缸29分别与前轮船身支架50和前轮轮胎支架49通过销轴连接，如图5,6，并且前轮船身支架50和前轮轮胎支架49也是通过销轴连接，所以转向液压缸29的伸缩可以带动前轮轮胎支架49的转动，从而带动前车轮22的转动。假设船体右转时，方向盘23右旋，滑移齿轮41向上旋转（相对图3），齿轮Ⅱ152向下旋转，所以阀芯115逆时针旋转，如图14所示，液压油沿箭头方向流动，转向液压缸29回缩，带动前轮轮胎支架49右转，从而前车轮22右转。左转亦然。当踩下霍尔式电子油门踏板24时，可以给总控制器167以磁力信号，从而控制液压马达电机泵12的转速，进而控制液压马达31的转速以达到控制船速的目的。

Claims (8)

1.一种液压驱动水陆两栖船，其特征是，它包括：

船体；

在船体尾部安装舷外机，它与控制电路连接，提供水中行驶动力；

在船体下部还安装陆上行走轮系，陆上行走轮系中的前车轮自带液压马达，各液压马达与液压控制装置连接，提供陆上行走动力；在前车轮上还设有液压转向装置，液压转向装置也与液压控制装置连接；

陆上行走轮系的各车轮上分别设有独立的液压升降装置，进行自由升降，液压升降装置与液压控制装置连接；

转向装置与水陆模式转换箱连接，水陆模式转换箱包括第一输出轴和第二输出轴，两者通过切换装置完成输出切换；其中，第一输出轴连接转阀，通过液压控制装置，驱动液压转向装置从而驱动前车轮转向；第二输出轴通过传动装置与舷外机连接，驱动舷外机调整转向；切换装置与转换箱杆连接，进行水陆模式切换；方向盘装置与切换装置的输入轴连接，进行舷外机和前车轮的转向控制；

液压控制装置设有多个电机泵，各电机泵均与控制电路连接，在控制电路控制下提供液压动力；

电源，提供所需电力；

所述舷外机通过固定夹紧座固定在船身尾部；舷外机的主轴在固定夹紧座内自由转动，并与锥齿轮Ⅰ连接，锥齿轮Ⅰ则与安装在第二输出轴上的锥齿轮Ⅱ啮合；第二输出轴通过键Ⅲ与锥齿轮Ⅱ连接，并通过轴肩和轴端挡圈、锁紧螺母进行轴向定位；

所述电源采用蓄电池组件供电方式，在供电回路输出端设有电门锁，负责供电通断；所述蓄电池设有充电用防水插座；或蓄电池与太阳能电池板并联，通过太阳能控制器，对蓄电池进行充电。

2.如权利要求1所述的液压驱动水陆两栖船，其特征是，所述水陆模式转换箱的切换装置包括拨叉，以及与拨叉配合的安装在输入轴上的滑移齿轮；其中拨叉与转换箱杆连接并在其带动下移动，在拨叉驱动下，滑移齿轮在输入轴上移动；输入轴则与方向盘装置连接，并在方向盘装置驱动下转动，进而带动滑移齿轮的转动；

水陆模式转换箱的第一输出轴和第二输出轴均安装在水陆模式转换箱内，两者相互独立；在第一输出轴上设有齿轮I，在第二输出轴上设有齿轮II，齿轮I、齿轮II均能与滑移齿轮啮合传动；

所述输入轴上设有滑移齿轮限位用弹簧挡圈Ⅰ和弹簧挡圈Ⅱ，输入轴的两端则分别通过角接触轴承Ⅰ和角接触轴承Ⅲ与水陆模式转换箱连接；

第一输出轴两端通过角接触轴承Ⅱ和角接触轴承Ⅵ与水陆模式转换箱连接；

第二输出轴两端通过角接触轴承Ⅴ和角接触轴承Ⅳ与水陆模式转换箱连接；

各轴承均设有相应的轴承端盖；

所述转换箱杆设有一个铰接用长孔，在转换箱杆的前后侧设有转换箱杆卡槽。

3.如权利要求1所述的液压驱动水陆两栖船，其特征是，所述陆上行走轮系除包括船体前部的前车轮外还包括船体尾部的两个后车轮；

其中，前车轮安装在前轮轮胎支架上，前轮轮胎支架与前轮船身支架销轴连接；转向液压缸两端分别与前轮轮胎支架和前轮船身支架销轴连接；前轮船身支架与前支腿液压缸销轴连接，前支腿液压缸与船体通过销轴连接，液压马达与前车轮轴花键连接；

两后车轮安装方式相同，各后车轮分别安装在相应的后轮车轮支架上，后轮车轮支架与后轮船身支架销轴连接；后支腿液压缸两端分别与后轮车轮支架和后轮船身支架销轴连接；

转向液压缸、前支腿液压缸和后支腿液压缸均与液压控制装置连接。

4.如权利要求3所述的液压驱动水陆两栖船，其特征是，所述前车轮的前车轮轴通过圆锥滚子轴承Ⅰ、圆锥滚子轴承Ⅱ与前轮轮胎支架连接，前车轮轴与液压马达连接，液压马达与液压控制装置连接；

圆锥滚子轴承Ⅰ通过前轮轴承端盖Ⅰ和套筒Ⅰ轴向定位，套筒Ⅰ安装在前车轮轴上；

圆锥滚子轴承Ⅱ通过前轮轴承端盖Ⅱ和套筒Ⅱ轴向定位，套筒Ⅱ安装在前车轮轴上；

前轮轴承端盖Ⅰ、前轮轴承端盖Ⅱ与前轮轮胎支架间分别设有调整垫片；

套筒Ⅰ、套筒Ⅱ与前轮轮胎支架间分别设有密封圈；

所述后车轮包括后车轮轴，后车轮轴通过轮毂轴承与后轮轮辋连接；后车轮轴端部设有防松垫圈I和连接螺母，并通过轴肩和防松垫圈Ⅰ、连接螺母轴向定位。

5.如权利要求4所述的液压驱动水陆两栖船，其特征是，所述前支腿液压缸与后支腿液压缸结构相同，均包括缸筒，缸筒内设有带有活塞的活塞杆，活塞上下侧的缸筒上设有两个油口与液压控制装置连接，缸筒内下部是导向套，活塞上方设有挡环；挡环上部设有液压缸弹簧卡圈，下部设有卡环；活塞由液压缸弹簧卡圈、挡环、卡环轴向定位；

活塞及导向套上均设有密封圈；缸筒底部与活塞杆伸出的周向设有防尘圈；

在活塞杆末端设有耳环。

6.如权利要求4所述的液压驱动水陆两栖船，其特征是，所述液压马达包括缸体，前车轮轴与缸体连接；缸体两侧分别设有前端盖、后端盖，两端盖间是导轨，缸体内侧设有封油闷盖和弹性挡圈，前端盖与缸体间设有油封，导轨与前端盖和后端盖间以及后端盖与配流轴间、缸体与封油闷盖间设有密封圈；在缸体内沿圆周方向设有多个带有钢球的柱塞，钢球随柱塞上下运动的同时也沿导轨移动，从而带动整个缸体转动，进而带动车轴转动；

柱塞所在空腔与配流轴上的溢流口连通；

在缸体内还设有梭阀，梭阀两端设有弹簧，梭阀所在空腔两端分别与油口连接，油口与液压控制装置连接；在两油口间设有一对油孔，该对油孔与配流轴上的配流窗口连通，起到进油与回油作用，配流轴内壁设有封油堵头，将高压进油与低压回油分隔开；

在配流轴上设有两组油路，其中一组为高压进油路，另一组为低压回油路，两组油路间隔设置，并保证每次仅有一个高压进油路或一个低压回油路与柱塞所在空腔的底部或顶部连通；所述柱塞与钢球接触位置设有衬套，该衬套为一层厚度0.5mm的巴氏合金层。

7.如权利要求1或3或5或6所述的液压驱动水陆两栖船，其特征是，所述液压控制装置包括转向控制油路、升降控制油路和液压马达控制油路，各油路均设有一个相应的电机泵，电机泵由控制电路控制，与油箱连接，为各控制油路提供动力；

所述转向控制油路包括转向液压缸电机泵，它由控制电路控制；转向液压缸电机泵通过磁芯过滤器Ⅱ与油箱连接，将液压油送至转阀，转阀则与转向油缸连接；

所述升降控制油路包括液压支腿电机泵，它由控制电路控制；液压支腿电机泵从油箱汲取液压油，经磁芯过滤器Ⅲ分别送至串联的后轮手动换向阀和前轮手动换向阀，后轮手动换向阀与相应的后支腿液压缸连接，前轮手动换向阀则与相应的前支腿液压缸连接；

所述液压马达控制油路包括液压马达电机泵，它由控制电路控制；液压马达电机泵从油箱汲取的液压油，通过磁芯过滤器Ⅰ输送到电磁方向阀控制液压马达，电磁方向阀控制液压马达正反转；电磁方向阀与控制电路连接。

8.如权利要求7所述的液压驱动水陆两栖船，其特征是，所述控制电路包括总控制器，各电机泵控制按键以及舷外机控制按键均与总控制器连接；各电机泵与总控制器连接，舷外机的霍尔式电子油门踏板与总控制器连接，通过霍尔式电子油门踏板控制舷外机电机速度；同时，总控制器还与速度码表以及驱动转换按钮连接；电源为总控制器供电。