CN103950359A - 水陆两栖船的后车轮收起保护机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水陆两栖船的后车轮收起保护机构。可以实现在水中驱动时后车轮能够折叠收起，并且通过保护盖将其密封。保护盖和后车轮的动作是通过保护箱液压缸和后支腿液压缸的伸缩实现，保护箱液压缸和后支腿液压缸顺序动作的实现是通过一种压力控制式顺序动作回路。它包括：保护箱，保护箱设置在船体后部两侧，保护箱的底部要高于船体底部；保护箱设有一个可启闭的保护盖，它们的接触处密封；在保护箱内设有后轮液压升降装置，后轮安装在其上；同时保护盖还与液压启闭装置连接；后轮液压升降装置和液压启闭装置均与液压控制装置连接，液压控制装置采用顺序控制方式控制后轮和保护盖的升降动作。
Description
技术领域：
本发明涉及一种水陆两栖船的后车轮收起保护机构。
背景技术：
目前有多种形式的水陆两栖船，但是都有一个共同的问题，就是在水中驱动时车轮的安放和密封问题，这直接影响到两栖船在水中的行驶阻力和车轮机构的腐蚀程度。经检索，目前的水陆两栖船在水中行驶时，车轮可归纳为两种状态。一是在水中驱动时车轮不收起，二是折叠向上收起，没有保护密封装置。
实用新型专利：国家知识产权局2009年11月4日授权公告的，申请号为200820030099.X，名称为一种水陆两用车的实用新型专利，其陆上驱动机构包括车体、动力装置、传动轴和后桥、车轮和转向机构。在水中驱动时，轮子不能向上收起，如果两栖船在水中高速运行，会产生很大阻力，而且在水中极易挂住其它东西，缠进车内，造成动力装置和传动装置损坏的可能，影响船只行驶性能。
sealegs公司研制的水陆两栖船在各方面性能有很大提高，其采用的方案是：船体的前方、后方两侧分别设有船体支架，在车轮上设有车轮支架。车轮支架与船体支架铰接；船体支架与液压缸铰接；液压缸又与车轮支架铰接。液压装置主要包括液压电机泵、方向控制阀和液压缸。车轮的升降是通过液压缸的伸缩带动车轮支架升降来实现的。这样节省了空间和成本，又稳定可靠，水陆适应性强。但是当船在水中高速行驶时，前船头会抬起，后轮几乎完全浸泡在水中，增加阻力的同时又会加快车轮机械构件的磨损和腐蚀。
发明专利：国家知识产权局2012年7月18号授权公告的，申请号为201210055539.8，名称为水陆四驱两栖车的发明专利。虽然车轮也是可以升降，但是缺少保护密封装置，在水中快速行驶会产生很大阻力，长时间泡在水中无疑会加快车轮机械构件的磨损和腐蚀。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提出一种水陆两栖船的后车轮收起保护机构。可以实现在水中驱动时后车轮折叠收起，并且通过保护盖将其密封。保护盖和后车轮的动作是通过保护箱液压缸和后支腿液压缸的伸缩实现，保护箱液压缸和后支腿液压缸顺序动作的实现是通过一种压力控制式顺序动作回路。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水陆两栖船的后车轮收起保护机构，它包括：
保护箱，保护箱设置在船体后部两侧，保护箱的底部要高于船体底部；
保护箱设有一个可启闭的保护盖，它们的接触处密封；
在保护箱内设有后轮液压升降装置，后轮安装在其上；
同时保护盖还与液压启闭装置连接；
后轮液压升降装置和液压启闭装置均与液压控制装置连接，液压控制装置采用顺序控制方式控制后轮的升降动作和保护盖的开闭。
所述两后轮液压升降装置结构相同，均包括后支腿液压缸，它与船身支架销轴连接，同时后支腿液压缸还与车轮支架销轴连接，车轮支架上安装后轮，后支腿液压缸与液压控制装置连接。
所述液压启闭装置包括与保护盖连接的保护箱液压缸，保护箱液压缸则与保护箱的支架销轴连接，保护箱液压缸与液压控制装置连接。
所述保护箱与保护盖间通过铰链连接。
所述保护箱与保护盖接触处设有保护箱密封条，保护箱密封条置于保护箱的开槽内并通过防水胶与保护箱连接。
所述液压控制装置包括液压电机泵，它与油箱连接，液压电机泵通过油路与后轮换向阀连接，后轮换向阀分别与两个顺序阀连接，每个顺序阀与相应的后支腿液压缸和保护箱液压缸连接。
所述各支腿液压缸上分别设有各自的液压锁，液压锁由两个液控单向阀组成，在支腿液压缸不运动时锁紧。
所述液压电机泵通过磁芯过滤器与油箱连接。
所述液压电机泵油路上设有溢流阀，所述液压电机泵油路上设有压力表。
所述保护箱设计成防止死点产生的斜坡形状。
本水陆两栖船各车轮的升降机构，包括车轮支架，船身支架，支腿液压缸。当两栖船在水中行驶时，通过各支腿液压缸的伸缩可以将各车轮折叠升降。
本水陆两栖船后轮收起后的保护机构，包括保护盖，保护箱，保护箱密封条，保护箱液压缸。当两栖船在水中行驶时，后车轮折叠收起后，保护箱液压缸的活塞退回，保护盖扣下，在保护箱密封条的作用下与保护箱紧密结合。
本发明的液压回路采用了一种压力控制式顺序动作回路，系统中液压电机泵从油箱中汲取的油液，通过磁芯过滤器、后轮手动换向阀、前轮手动换向阀串联的输送到执行元件。溢流阀用于防止系统过载，压力表监测其压力。前轮液压锁、左后车轮液压锁和右后车轮液压锁其实由两个液控单向阀组成，它能在支腿液压缸不运动时锁紧。左后支腿液压缸和左后车轮保护箱液压缸、右后支腿液压缸和右后车轮保护箱液压缸的顺序动作是通过压力控制式顺序动作回路来实现的。
本发明的有益效果：
本水陆两栖船在水中行驶时，有益效果有三点。其一，将车轮折叠升起，节省了空间，减少了车轮在水中缠绕其他东西的可能性，并且有效地减少了水的阻力。其二，本发明增加了一套后车轮保护密封机构，密封后的船体在保护箱密封条的作用下使后车轮完全隔离于海水，如同没有后车轮，像普通游艇一样在水中航行，解决了当前水陆两栖船水中驱动时车轮泡在水中不仅增加了阻力而且增加磨损和腐蚀的问题。其三，本发明的液压回路采用了压力控制式顺序动作回路，使保护箱液压缸和后支腿液压缸能够通过一个后轮手动换向阀顺序动作，避免了多个阀控制误操作的可能性，并且执行元件为液压缸，能够在海面潮湿的环境中安全有效地工作。
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为本发明车轮降下时结构示意图；
图4为本发明车轮升起时结构示意图（轴测图）；
图4a为本发明结构分析图（正视图）；
图4b为本发明车轮升起时结构示意图（右视图）；
图5为本发明保护机构闭合时的示意图；
图6为本发明保护箱密封条的轴测剖视图；
图7为本发明铰链的结构图；
图8为本发明销轴的结构剖视图。
其中1-保护箱，2-保护箱密封条，3-后轮，4-保护盖，5-船体，6-座椅，7-转换杆，8-后轮手动换向阀，9-前轮手动换向阀，10-前轮，11-方向盘，12-电子油门踏板，13-舷外机，14-铰链，15-左后车轮保护箱液压缸，16-船身支架，17-左后支腿液压缸，18-销轴，19-车轮支架，20-前支腿液压缸，21-前轮液压锁，22-顺序阀Ⅰ，23-顺序阀Ⅱ，24-左后车轮液压锁，25-溢流阀，26-液压电机泵，27-磁芯过滤器，28-开口销，29-销轴垫,30-油箱,31-压力表，32-右后车轮保护箱液压缸，33-右后车轮液压锁，34-右后支腿液压缸，35-防水胶。
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为整船结构示意图。其中显示了水陆两栖船的大致组成部件。由图可知本船水上驱动为舷外机13驱动，方向盘11可控制其方向，电子油门踏板12对舷外机13的转速进行控制。当在陆上行走时，转换杆7切换到陆上行走模式，通过前轮手动换向阀9和后轮手动换向阀8分别放下前轮10和后轮3，当放下后轮3时，需要先开启保护盖4。保护箱1与船体5焊接连接。保护箱1与保护箱密封条2的具体结构如图6所示。
如图可知保护箱1的底部要高于船体5的底部，能够保证收起车轮后，水陆两栖船的保护箱高于海平面一定距离。不会有海水进入保护箱内。但是在船高速运行时，船不仅会有左右颠簸，而且前船头抬起，船尾的保护箱会浸在海中，此时保护箱1和保护盖4形成的密封机构会防止海水进入保护箱1内。
图2为本发明的液压原理图。系统中液压电机泵26从油箱30中汲取的油液，通过磁芯过滤器27，后轮手动换向阀8，前轮手动换向阀9串联的输送到执行元件。溢流阀25用于防止系统过载，压力表31监测其压力。前轮液压锁21、左后车轮液压锁24和右后车轮液压锁33其实由两个液控单向阀组成，它能在前支腿液压缸20、左后支腿液压缸17、右后支腿液压缸34不运动时锁紧。左后支腿液压缸17和左后车轮保护箱液压缸15、右后支腿液压缸34和右后车轮保护箱液压缸32的顺序动作是通过压力控制式顺序动作回路来实现的。
前轮10的液压升降装置参见专利201410124062.3中的前轮10升降机构，前轮10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；前轮船身支架与前支腿液压缸20销轴连接，前支腿液压缸20与船体5通过销轴连接，完成前轮10的升降。
两栖船陆上行走时车轮降下方式如图所示，当后轮手动换向阀8处于左位时，液压油进入左后车轮保护箱液压缸15和右后车轮保护箱液压缸32的无杆腔，缸杆向下运动，完成保护盖4的打开。当左后车轮保护箱液压缸15和右后车轮保护箱液压缸32运动到终点时，油液压力升高，打开顺序阀Ⅱ23，油液进入左后支腿液压缸17和右后支腿液压缸34的无杆腔，缸杆向下运动，完成后车轮放下的动作。前轮10则直接放下。
当两栖船准备在海中行驶车轮收起时，后轮手动换向阀8处于右位，液压油进入左后支腿液压缸17和右后支腿液压缸34的有杆腔，缸杆向上运动，完成车轮的收起的动作。当左后支腿液压缸17和右后支腿液压缸34运动到终点时，油液压力升高，打开顺序阀Ⅰ22，油液进入左后车轮保护箱液压缸15和右后车轮保护箱液压缸32的有杆腔，缸杆向上运动，完成保护盖4的关闭动作。前轮10则直接收起。
图3为本发明轮子降下时结构示意图（以右后轮为例）。保护盖4和保护箱1通过铰链14连接。右后车轮保护箱液压缸32与保护盖4通过销轴连接，右后车轮保护箱液压缸32与保护箱1的支架通过销轴连接。右后支腿液压缸34与船身支架16之间通过销轴连接，右后支腿液压缸34与车轮支架19之间通过销轴连接。船上销轴结构示意图如图7所示。
图4本发明轮子升起时结构示意图的轴测图。保护箱1设计成斜坡的形状防止死点产生。
图4a为本发明轮子升起时结构示意图的正视图（为方便观察，省略保护箱一侧箱体）。如图所示，车轮降下时，因为L1>L2，L4>L5，所以后车轮3放下时与保护箱1之间无干涉；车轮升起时（如箭头所示），L1>L2，L6>D，所以后车轮3升起后与保护箱1之间无干涉。
图4b为本发明轮子升起时结构示意图的右视图（为便于观察，省略保护盖）。从图中可知，L3>D,所以后车轮3和右车轮保护箱液压缸32无干涉。
图5为本发明保护机构闭合时的示意图。如图所示，此时后轮手动换向阀8处于中位，右后车轮保护箱液压缸32处于此位置锁紧，使保护箱密封条2和保护盖4之间紧密结合保证车轮的密封。
图6为本发明保护箱密封条的轴测剖视图。保护箱1与保护箱密封条2通过防水胶35黏贴。保护箱密封条2采用船用密封胶条，具有耐腐蚀，耐海水，耐磨，防渗，防漏的优点。
图7为本发明铰链的结构图。其为船用防锈铰链，保护箱1和保护盖4通过其连接。
图8本发明销轴的结构剖视图（以此为代表）。如图所示，右后支腿液压缸34和车轮支架19通过销轴18连接，开口销28尾部分开配合销轴垫29，以防销轴18脱出。
本方案的具体工作过程如下：
当本船在水中驱动时，车轮收起。手动后轮手动换向阀8使其处于右位，液压油进入左后支腿液压缸17和右后支腿液压缸34的有杆腔，缸杆向上运动，完成车轮的收起的动作。当左后支腿液压缸17和右后支腿液压缸34运动到终点时，油液压力升高，打开顺序阀Ⅰ22，油液进入左后车轮保护箱液压缸15和右后车轮保护箱液压缸32的有杆腔，缸杆向上运动，完成保护盖4的关闭动作。此后后轮手动换向阀8处于中位，左后车轮保护箱液压缸15和右后车轮保护箱液压缸32处于此位置锁紧。在保护箱密封条2的作用下，保护盖4与保护箱1紧密结合保证车轮的密封。此时车轮完全隔离于海水，既减少了车轮与海水之间的阻力，又防止了车轮机械结构的腐蚀和磨损。
当船准备在陆上行驶时，车轮降下。手动后轮手动换向阀8使其处于左位，液压油进入左后车轮保护箱液压缸15和右后车轮保护箱液压缸32的无杆腔，缸杆向下运动，完成保护箱盖的打开。当左后车轮保护箱液压缸15和右后车轮保护箱液压缸32运动到终点时，油液压力升高，打开顺序阀Ⅱ23，油液进入左后支腿液压缸17和右后支腿液压缸34的无杆腔，缸杆向下运动，完成车轮降下的动作。
Claims (10)
1.一种水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，它包括：
保护箱，保护箱设置在船体后部两侧，保护箱的底部要高于船体底部；
保护箱设有一个可启闭的保护盖，它们的接触处密封；
在保护箱内设有后轮液压升降装置，后轮安装在其上；
同时保护盖还与液压启闭装置连接；
后轮液压升降装置和液压启闭装置均与液压控制装置连接，液压控制装置采用顺序控制方式控制后轮的升降动作和保护盖的开闭。
2.如权利要求1所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述两后轮液压升降装置结构相同，均包括后支腿液压缸，它与船身支架销轴连接，同时后支腿液压缸还与车轮支架销轴连接，车轮支架上安装后轮，后支腿液压缸与液压控制装置连接。
3.如权利要求1所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述液压启闭装置包括与保护盖连接的保护箱液压缸，保护箱液压缸则与保护箱的支架销轴连接，保护箱液压缸与液压控制装置连接。
4.如权利要求1所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述保护箱与保护盖间通过铰链连接。
5.如权利要求1所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述保护箱与保护盖接触处设有保护箱密封条，保护箱密封条置于保护箱的开槽内并通过防水胶与保护箱连接。
6.如权利要求1或2或3任一所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述液压控制装置包括液压电机泵，它与油箱连接，液压电机泵通过油路与后轮换向阀连接，后轮换向阀分别与两个顺序阀连接，每个顺序阀与相应的后支腿液压缸和保护箱液压缸连接。
7.如权利要求6所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述各支腿液压缸上分别设有各自的液压锁，液压锁由两个液控单向阀组成，在支腿液压缸不运动时锁紧。
8.如权利要求6所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述液压电机泵通过磁芯过滤器与油箱连接。
9.如权利要求6所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述液压电机泵油路上设有溢流阀，所述液压电机泵油路上设有压力表。
10.如权利要求1所述的水陆两栖船的后车轮收起保护机构，其特征是，所述保护箱成防止死点产生的斜坡形状。
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