CN105507130B - 一种自供电力隐蔽式浮桥 - Google Patents

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Abstract

本发明设计一种自供电力隐蔽式浮桥，浮桥未展开状态下，可长期隐蔽于水底，通过两组水力发电机对蓄电池组进行充电。浮桥需要展开时：水仓驱动电机提供动力，通过水仓水泵抽放水仓中的水控制浮桥在水中的深度；液压油缸电机提供动力，驱动浮桥进行展开；推进器驱动电机带动螺旋桨转动，从而实现浮桥的移动和平衡。当蓄电池组供电不足时，由发动机E驱动电机G对蓄电池组B进行充电，为系统提供电能。同时水仓充水口和排水口处的水力发电机可利用水流进行发电。本发明的浮桥能够隐蔽于水中，随时展开和撤收，并能够利用水力发电，自供电力，保证浮桥长期稳定工作。

Description

一种自供电力隐蔽式浮桥
技术领域
本发明属于混合动力式浮桥，具体涉及一种可在水中自供电力隐蔽式浮桥。
背景技术
战时深水大跨桥梁受损后,为保障部队快速机动和物资输送,运用浮渡技术维持前后方交通通畅,不失为简单实用而又快捷的应急方法。舟桥器材性能的优劣,直接或间接影响战时人员、物资和装备的运输,进而影响部队的机动和作战。因此,研发新一代的公路舟桥装备,适应信息化战争的要求,已成为世界各国军队研究的重要课题。
战争中舟桥常成为重要打击目标，设计出能够在水中隐蔽，可以随时展开和撤收的舟桥，可以确保部队不间断运输。
现有的浮桥都为浮在水面式，不够隐蔽；且动力系统为发动机驱动水下电机行驶，依靠传统汽油和柴油资源。基于现有浮桥的前述缺点，本发明提供一种自供电力隐蔽式浮桥，能够解决以下技术问题：1.采用可潜伏式结构，可以实现舟桥自由潜伏；2.采用混合动力方式，确保舟桥随时有动力进行展开撤收；3.高效回收水流的势能并储备于蓄电池组中以作为动力源的一部分，有效节约能源，延长浮桥工作时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以潜伏在水中，并能够利用水下水力发电机为蓄电池组进行充电，并能随时展开、撤收的浮桥，浮桥的混合动力结构结合水利发电机供电充电的方式，可以大大延长浮桥在水底的隐蔽时间。具体为浮桥采用串联式混合动力方式提供动力，包括推进系统，用于推进浮桥在水中行进；桥面展开系统，用于实现浮桥桥面的展开；还包括浮潜系统，用于使浮桥下潜至水面下或上浮，所述浮潜系统包括水仓，利用水仓的水位变化实现浮桥浮潜；蓄电池组，用于分别为推进系统、浮潜系统和桥面展开系统提供电力；
其中，所述浮桥的动力系统为混合动力系统，包括发动机和发电机，发动机与发电机、蓄电池组依次连接，发动机工作时驱动发电机为蓄电池组充电。
浮潜系统具有位于水仓排水口或充水口的水力发电机，所述水力发电机利用水仓排水或充水口的水流发电，储备于蓄电池组中。
在本发明的一个优选实施例中，浮潜系统具有左右两套，左右两套的设置有利于浮桥起升中的平衡。
在本发明的一个优选实施例中，水力发电机组包括左右两套水力发电机。
在本发明的一个优选实施例中，推进系统包括推进器驱动电机，浮桥桥面展开后所述推进器驱动电机利用水流收集电能，储备于蓄电池组中，制动时推进器驱动电机工作在发电状态。
在本发明的一个优选实施例中，推进系统包括左、右两套推进器驱动电机，还包括左水中推进器电机控制器、与左推进器驱动电机连接的左螺旋桨；右水中推进器电机控制器、与右推进器驱动电机连接的右螺旋桨。
在本发明的一个优选实施例中，设置通过排水和充水来调整浮桥的上浮和下潜的浮潜系统，浮潜系统具有水仓，与水仓相连的水仓水泵、与所述水仓水泵相连的水仓驱动电机，以及水仓驱动电机控制器。所述水仓电机控制器控制所述的水仓驱动电机驱动所述水泵排水和充水。
在本发明的一个优选实施例中，桥面展开系统包括实现浮桥展开的液压杆、驱动折叠桥展开的液压油缸、与液压油缸相连的液压油泵、与液压油泵相连的液压油缸驱动电机、以及液压油缸电机控制器。
在本发明的一个优选实施例中，桥面展开系统为两套，分别位于浮桥左右两侧。有利于浮桥展开时浮桥的平衡。
在本发明的一个优选实施例中，还具有电池管理系统，根据蓄电池组的剩余电量决定所采用的充电方式。
浮桥采用潜艇舱式的整体结构，保证桥面在没有展开时，可以长期隐蔽于水底作为备用桥梁，不易被敌军发现，当跨河大桥毁坏时，可以迅速从水底浮出水面，立刻展开成一座浮桥，确保部队的跨河机动运输。
混合动力结构结合水利发电机供电充电的方式，可以大大延长浮桥在水底的隐蔽时间。
通过电子控制单元进行控制，确保桥梁的展开及时精确，配备了电池管理系统，能更好的利用好电能，延长蓄电池组使用寿命。
推进器驱动电机不仅直接实现了浮桥在水中航行的目的，同时通过推进力的控制，能够实现浮桥的水上转向和方向控制等工作。
水仓排水驱动电机对水仓进行排水和充水的控制，实现浮桥在水中任意深度的调整。
液压油缸驱动电机驱动油泵工作，促使液压杆的运动实现桥面的展开和收回，可以减少浮桥的体积和节约空间。
附图说明
图1是本发明的系统组成结构图。
图2桥面撤收状态
图3桥面撤收到展开状态
图4桥面完全展开
具体实施方式
现结合附图进一步说明，如图1所示混合动力方式的浮桥包括推进系统，用于推进浮桥在水中行进；浮潜系统，用于使浮桥在水中上浮或下潜；桥面展开系统，用于实现浮桥桥面的展开；蓄电池组B，其通过电池管理系统BMS与推进系统、浮潜系统和桥面展开系统中的各电机或发电机连接，用于分别为推进系统、浮潜系统和桥面展开系统提供电力，并存储浮潜系统中的水力发电机组和推进系统中的驱动电机回收的电力；水力发电机组，用于在水中发电并通过BMS系统将电能储存于蓄电池组。
其中，动力系统为混合动力系统，具体为串联混合动力系统，包括发动机E和发电机G，发动机E与发电机G、蓄电池组B依次连接，发动机E工作时驱动发电机G为蓄电池组B充电。
推进系统包括左右两套推进器驱动电机M5、M6，还包括与推进器驱动电机配合的左水中推进器电机控制器C5、左螺旋桨、右水中推进器电机控制器C6、右水中推进器驱动电机M6、右螺旋桨。左、右驱动电机和螺旋桨之间可以配置推进器变速机构。浮桥桥面展开后所述推进器驱动电机利用水流收集电能，储备于蓄电池组中，制动时推进器驱动电机工作在发电状态。
浮潜系统具有左右两套水仓，通过排水和充水来调整浮桥的上浮和下潜，排水和充水通过水泵P1、P2和与水泵P1、P2相连的水仓驱动电机M1、M2实现的。左水泵P1与左水仓驱动电机M1机械连接,右水泵与右水仓驱动电机M1机械连接，左、右水仓电机控制器C1、C2控制所述的左、右水仓驱动电机驱动所述左、右水泵排水和充水。同时，水力发电机组包括左右两套水力发电机GW1、GW2，水力发电机GW1、GW2分别位于左右水仓的排水口或充水口，并利用水仓排水或充水口的水流发电，并将电力储备于蓄电池组中。
桥面展开系统包括桥面桥面包括折叠桥1，液压油管2及各紧固件、液压油缸、左液压油泵P3、P4、液压油缸驱动电机M3、M4、液压油缸电机控制器C3，C4，。桥面的展开和撤收状态如图2-4所示，液压油缸通过液压油管2与液压油泵P3、P4相连，当油泵抽取液压杆的油至液压油缸内时，液压杆收缩带动折叠桥撤收，当油泵抽取液压油缸内的油至液压杆时，液压杆伸长带动折叠桥展开。
水仓驱动电机对水仓进行充水，实现浮桥在水中的隐蔽。同时，水仓发电机利用水仓充水的水势发电为蓄电池组B充电。浮桥在水中的航行时，蓄电池组向推进器驱动电机供电，推进器驱动电机输出动力推动浮桥前进，此时通过推进力的控制，能够实现浮桥的水上转向和方向控制等。
浮桥到达指定位置后，水仓驱动电机对水仓进行排水，浮桥浮出水面。同时，水仓发电机利用水仓排水的水势发电为蓄电池组B充电。浮桥浮出水面后，桥面展开系统的液压油缸驱动电机驱动液压油泵，进而驱动液压油缸带动折叠桥运动，展开桥面。浮桥隐蔽前，桥面展开系统的液压油缸驱动电机驱动液压油泵，进而驱动液压油缸带动折叠桥运动，收回桥面，减少浮桥的体积和节约空间。
发动机E工作时驱动发电机G为蓄电池组B充电,水仓排水和充水时水仓发电机发电为蓄电池组B充电。浮桥的各电机的电量都来源于蓄电池组，蓄电池组的动力源于推进器驱动电机的发电和水力发电机的发电。
主控制器SC能够对车辆行驶工况进行综合判断，从遥控人员手中获得指令从而控制不同的部件进行协调工作。

Claims (10)

1.一种自供电力隐蔽式浮桥，包括推进系统，用于推进浮桥在水中行进；
桥面展开系统，用于实现浮桥桥面的展开和撤收；
其特征在于还包括：
浮潜系统，用于使浮桥下潜至水面下或上浮，其包括水仓；
蓄电池组，用于分别为推进系统、浮潜系统和桥面展开系统提供电力；
其中，所述浮桥的动力系统为混合动力系统，包括发动机和发电机，发动机与发电机、蓄电池组依次连接，发动机工作时驱动发电机为蓄电池组充电；
浮潜系统具有位于水仓排水口或充水口的水力发电机，所述水力发电机利用水仓排水或充水口的水流进行发电收集电能，储备于蓄电池组中。
2.如权利要求1所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：推进系统包括推进器驱动电机，制动时推进器驱动电机工作在发电状态。
3.如权利要求1或2所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：推进器驱动电机包括左、右推进器驱动电机，推进系统还包括左、右水中推进器电机控制器、与左推进器驱动电机连接的左螺旋桨；与右推进器驱动电机连接的右螺旋桨。
4.如权利要求1或2所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：浮潜系统具有与水仓相连的水仓水泵、与所述水仓水泵相连的水仓驱动电机，以及水仓驱动电机控制器。
5.如权利要求4所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：浮潜系统为两套，分别位于浮桥左右两侧。
6.如权利要求1或2所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：桥面展开系统包括实现浮桥展开的液压杆、驱动液压杆伸缩的液压油缸、与液压油缸相连的液压油泵、与液压油泵相连的液压油缸驱动电机、以及液压油缸电机控制器。
7.如权利要求6所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：桥面展开系统为两套，分别位于浮桥左右两侧。
8.如权利要求5所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：水力发电机组包括左右两套水力发电机。
9.如权利要求1或2所述的自供电力隐蔽式浮桥，其特征在于：还具有电池管理系统，根据蓄电池组的剩余电量决定所采用的充电方式。
10.使用如权利要求1-9任一项所述的浮桥的方法，其特征在于：
a)浮桥隐蔽前，桥面展开系统驱动油缸驱动电机推动浮桥桥面的撤收；
b)水仓驱动电机对水仓进行充水，实现浮桥在水中的隐蔽；同时，水仓发电机利用水仓充水的水势发电为蓄电池组充电；
c)浮桥在水中航行时，蓄电池组向推进器驱动电机供电，推进器驱动电机输出动力推动浮桥前进；
d)浮桥到达指定位置后，水仓驱动电机对水仓进行排水，浮桥浮出水面；同时，水仓发电机利用水仓排水的水势发电为蓄电池组充电；
e)浮桥浮出水面后，桥面展开系统驱动油缸驱动电机推动浮桥桥面的展开；
发动机工作时驱动发电机为蓄电池组充电,水仓排水和充水时水仓发电机发电为蓄电池组充电；油缸驱动电机、水仓驱动电机和推进器驱动电机的电量都来源于蓄电池组。
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