CN105507131B - 一种混合动力方式的浮桥 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种混合动力方式的浮桥。蓄电池组给整个浮桥系统提供电力能源，左右推进器在驱动电机和发动机及主变速器驱动力下给浮桥提供在水下航行的动力。推进器驱动电机能够为水泵提供动力分别将左右水仓中的水排出进而实现浮桥在水中深度的调节，油缸驱动电机能为左右油泵提供动力进而实现左右支架油缸展开和收回桥面，发电机能利用发动机的部分机械能进行发电，从而给蓄电池组充电。实现了相对传统周桥简化传动结构，回收电机制动能量有效节约能源，延长浮桥工作时间的技术效果。

Description

一种混合动力方式的浮桥

技术领域

本发明涉及一种野外桥梁的搭建设备，尤其涉及一种使用混合动力系统工作的浮桥。

背景技术

在战时，交通的畅通至关重要，军队在渡河时，如果深水大跨桥梁受损，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。

早期的浮桥都是人工搭建，危险性高，效率低，实用性差；后来出现了重量级带式舟桥、两栖车载式舟桥和舟桥式发电站等，将浮桥技术提升了一大截。但是大部分浮桥都缺少隐蔽性易被敌人发现，而且浮桥的动力系统多是由单一发动机提供，这样就使得浮桥的动力可靠性降低，并且需要安装大量的传动机构，从而浪费空间。因此，继续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。

基于现有浮桥的前述缺点，本发明提供一种混合动力方式的浮桥，采用分布式的独立动力源，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回收电机制动能量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混合动力驱动方式的潜浮式浮桥，其中采用分布式的独立动力源以实现动力系统的灵活布置和浮桥的灵活运动。

本发明的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；桥面展开系统，用于实现浮桥桥面的展开；蓄电池组，用于分别为推进系统、桥面展开系统提供电力；其中，所述推进系统的动力系统为混合动力系统，包括发动机、推进器驱动电机和发电机，发动机与螺旋桨和发电机分别连接，发电机与蓄电池组连接，此外蓄电池组与推进器驱动电机、螺旋桨依次相连。通过混合动力的推进系统形式，确保舟桥随时有动力进行展开撤收，并回收推进器驱动电机的制动能量，且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。

发动机工作时，发动机仅推动浮桥行进，或者发动机推动浮桥行进的同时驱动发电机为蓄电池组充电，或者发动机和推进器驱动电机动力耦合共同推动浮桥前进；浮桥潜浮在水中时，全部能源由蓄电池组提供，蓄电池组为推进器驱动电机提供电能推动浮桥行进；推进器驱动电机制动时进行能量回收，对蓄电池组充电。

进一步的，推进系统包括左、右推进器驱动电机，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。制动时推进器驱动电机工作在发电状态回收制动能量。

在本发明的一个优选实施例中，左、右推进器驱动电机通过左、右变速器与主变速器相连，主变速器连接发动机输出轴。

在本发明的一个优选实施例中，设置通过水仓的排水和充水来调整浮桥的上浮和下潜的浮潜系统，其包括水仓、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，浮潜系统为两套，分别位于浮桥左右两侧，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，桥面展开系统包括实现浮桥展开的支架、驱动支架展开的支架油缸、与支架油缸相连的支架油泵、与支架油泵相连的支架油缸驱动电机、以及支架油缸电机控制器。

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，利于浮桥展开时浮桥的平衡。

浮桥潜浮在水中时，桥面处于撤收状态，全部能源由蓄电池组提供，驱动电机输出动力实现浮桥在水中的航行。推进器在制动时可以使推进器驱动电机工作在发电状态，实现部分能量回收。

浮桥展开桥面以后，发动机开始工作驱动推进器工作，各电机停止工作，并且发动机可以输出动力让发电机发电进而给电池组充电，实现延长电力的续航时间。

主控制器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。

推进器驱动电机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。

发动机动力可以与水中推进器驱动电机转矩通过耦合机构实现转矩耦合，从而为浮桥在水面上快速移动时提供强大的动力。

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。

支架油缸驱动电机驱动油泵工作，促使支架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是混合动力式浮桥的系统组成结构图。

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，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；以及蓄电池组B，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，推进系统为混合动力系统，包括发动机E和推进器驱动电机，发动机E在工作时推动浮桥行进并可同时驱动发电机G为蓄电池组B充电；同时，发动机动力可以与推进器驱动电机转矩通过耦合机构实现转矩耦合，从而为浮桥在水面上快速移动时提供强大的动力。推进器驱动电机制动时，能够对蓄电池组B充电。

推进系统包括左右两套推进器驱动电机ML1、ML2，还包括与左推进器驱动电机配合的左水中推进器电机控制器CL1、左水中推进器变速机构T1、左螺旋桨，右水中推进器电机控制器CL2、右水中推进器变速机构T2、右螺旋桨以及主变速器TG。左、右水中推进器变速机构设置在左、右螺旋桨和左、右推进器驱动电机之间，左、右水中推进器电机控制器控制推进器驱动电机的推进力，通过对推进力的控制，实现浮桥的水上转向和方向控制等工作。

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，还包与左右水仓配合的左水仓电机控制器C1、左水仓驱动电机M1、左水泵P1、右水仓电机控制器C2、右水仓驱动电机M2、右水泵P2，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。

桥面展开系统包括左右支架实现左右两侧浮桥的展开，还包括相应的左支架油缸电机控制器C3、左支架油缸驱动电机M3、左支架油泵P3、右支架油缸电机控制器C4、右支架油缸驱动电机M4、右支架油泵P4。

水仓驱动电机对水仓进行充水，实现浮桥在水中的隐蔽，此时全部能源由蓄电池组提供；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，如图3-4所示，桥面展开系统的支架油缸驱动电机驱动支架油泵，进而驱动支架油缸带动支架运动，展开桥面。浮桥隐蔽前，如图2所示桥面展开系统的支架油缸驱动电机驱动支架油泵，进而驱动支架油缸带动支架运动，收回桥面，减少浮桥的体积和节约空间。

浮桥推动的混合动力驱动模式有以下几种方式：1.仅发动机推动浮桥行进；2.发动机推动浮桥行进的同时驱动发电机为蓄电池组充电；3.发动机和推进器驱动电机动力耦合共同推动浮桥前进

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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种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；

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：

蓄电池组，用于分别为推进系统、桥面展开系统提供电力；

其中，所述推进系统的动力系统为混合动力系统，包括发动机、推进器驱动电机和发电机，发动机连接螺旋桨和发电机，发电机与蓄电池组电连接，此外蓄电池组与推进器驱动电机、螺旋桨依次相连。

2.一种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；

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：

蓄电池组，用于分别为推进系统、桥面展开系统提供电力；

其中，所述推进系统的动力系统为混合动力系统，

发动机工作在以下三个模式之一：a发动机仅推动浮桥行进，b发动机推动浮桥行进的同时驱动发电机为蓄电池组充电，c发动机和推进器驱动电机动力耦合共同推动浮桥前进；

浮桥潜浮在水中时，全部能源由蓄电池组提供，蓄电池组为推进器驱动电机提供电能推动浮桥行进。

3.如权利要求1或2所述的混合动力方式的浮桥，其特征在于：推进器驱动电机制动时进行能量回收，对蓄电池组充电。

4.如权利要求1或2所述的混合动力方式的浮桥，其特征在于：推进系统包括左、右推进器驱动电机，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和与右推进器驱动电机连接的右螺旋桨。

5.如权利要求3所述的混合动力方式的浮桥，其特征在于：左、右推进器驱动电机通过左、右变速器与主变速器相连，所述主变速器连接发动机输出轴。

6.如权利要求1或2所述的混合动力方式的浮桥，其特征在于：还具有浮潜系统，用于使浮桥下潜至水面下或上浮，其包括水仓、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。

7.如权利要求6所述的混合动力方式的浮桥，其特征在于：浮潜系统为两套，分别位于浮桥左右两侧。

8.如权利要求1至6任一项所述的混合动力方式的浮桥，其特征在于：桥面展开系统包括实现浮桥展开的支架、驱动支架展开的支架油缸、与支架油缸相连的支架油泵、与支架油泵相连的支架油缸驱动电机、以及支架油缸电机控制器。

9.如权利要求7所述的混合动力方式的浮桥，其特征在于：桥面展开系统为两套，分别位于浮桥左右两侧。

10.使用如权利要求1所述的浮桥的控制方法，其特征在于：

发动机工作在以下三个模式之一：a发动机仅推动浮桥行进，b发动机推动浮桥行进的同时驱动发电机为蓄电池组充电，c发动机和推进器驱动电机动力耦合共同推动浮桥前进；

浮桥潜浮在水中时，全部能源由蓄电池组提供，蓄电池组为推进器驱动电机提供电能推动浮桥行进。