CN110901316A - 一种拍动推进式推进器和推进系统及水陆两栖车 - Google Patents

Abstract

本发明属于水陆两栖车技术领域，具体涉及一种拍动推进式推进器、一种拍动推进式推进系统及一种拍动推进式水陆两栖车。本发明将拍动翼推进技术和轮滑运动相结合。本发明的拍动推进式水陆两栖车的电机通过皮带轮驱动曲柄连杆机构绕曲轴转动，连杆带动拍动推进式推进器沿滑轨往复运动，拍动推进式推进器同时还做着转动运动。水中航行时，拍动推进式推进器的水翼部分驱动水流，产生向前推力，还可调节前后水翼的初始相位差，使串列翼达到最好的推进性能。陆地行驶时，拍动推进式推进器底部滚轮与地面接触，在往复转动过程中，两侧的推进器产生的横向力相互抵消，仅留下纵向力，实现推进。需要转向时通过控制舵机带动转向器转动，实现转向。

Description

一种拍动推进式推进器和推进系统及水陆两栖车

技术领域

本发明属于水陆两栖车技术领域，具体涉及一种拍动推进式推进器、一种拍动推进式推进系统及一种拍动推进式水陆两栖车。

背景技术

水陆两栖车是一种既可以在陆地行驶，又可以在水中航行的特殊机动平台，它兼具了汽车与船舶的功能，具有两者所不能及的环境适应性。因为其卓越的水陆通行性能，在交通运输，特别是军事上受到了广泛重视与运用。

为了实现陆地和水中的行驶，多数水陆两栖车存在两套推进系统，甚至在环境变换时需要改变车辆自身的外观形状，整体结构较为变得复杂且维护费用较高。此外，现有水陆两栖车多使用普通车辆、船舶的推进方式，形式较为单一，供选择性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拍动推进式推进器。

本发明的目的通过如下技术方案实现：包括水翼和曲柄连杆机构；所述的水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮；所述的水翼内部设有转轴；所述的转轴上端穿过水翼的顶面；所述的曲柄连杆机构的连杆通过齿轮组与转轴位于水翼顶面上方的轴身连接；所述的曲柄连杆机构的曲轴与旋转电机的输出轴连接。

本发明的目的还在于提供一种拍动推进式推进系统。

本发明的目的通过如下技术方案实现：包括导轨、第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器；所述的第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器结构相同；所述的第一拍动推进式推进器包括水翼；所述的水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮；所述的水翼内部设有转轴；所述的转轴上端穿过水翼的顶面；所述的滚轮支撑架上开设有导轨安装槽；所述的导轨两端分别通过第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器的导轨安装槽，在导轨两端部设有挡板；所述的转轴的下端穿过水翼的底面，在转轴的下端设有底部滑块，底部滑块位于导轨中；所述的第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器上部通过曲柄连杆机构连接；所述的曲柄连杆机构的连杆分别与第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的曲柄连杆机构的曲轴与旋转电机的输出轴连接。

本发明还可以包括：

所述的曲柄连杆机构包括第一曲轴、第二曲轴、第三曲轴、第一连杆和第二连杆；所述的第一曲轴的一端与第一连杆首部的下端连接；所述的第一连杆首部的上端与第二曲轴首部的下端连接；所述的第一连杆的尾部通过齿轮组与第一拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第二曲轴的尾部与第二连杆首部的下端连接；所述的第二连杆首部的上端与第三曲轴的首部连接；所述的第二连杆的尾部通过齿轮组与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第三曲轴的尾部与旋转电机的输出轴连接。

本发明的目的还在于提供通过一体化的机械运动就可实现水陆行驶的一种拍动推进式水陆两栖车。

本发明的目的通过如下技术方案实现：包括车架、转向系统、第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统；所述的第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统结构相同；所述的第一拍动推进式推进系统包括导轨、第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器；所述的第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器结构相同；所述的第一拍动推进式推进器包括水翼；所述的水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮；所述的水翼内部设有转轴；所述的转轴上端穿过水翼的顶面与车架的底面，伸入到车架的内部；所述的滚轮支撑架上开设有导轨安装槽；所述的导轨两端分别通过第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器的导轨安装槽，在导轨两端部设有挡板；所述的挡板上端安装在车架的底部；所述的转轴的下端穿过水翼的底面，在转轴的下端设有底部滑块，底部滑块位于导轨中；所述的第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器上部通过曲柄连杆机构连接；所述的曲柄连杆机构设置在车架内部，曲柄连杆机构的连杆分别与第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器位于车架内部的转轴轴身连接；所述的曲柄连杆机构的曲轴与皮带轮的转轴连接；所述的第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统的皮带轮之间通过皮带传动连接，其中一个皮带轮的转轴与电机的输出端连接；所述车架内部设有控制台；所述的电机设置在车架内部，电机与控制台连接。

本发明还可以包括：

所述的第一拍动推进式推进系统的曲柄连杆机构包括第一曲轴、第二曲轴、第三曲轴、第一连杆和第二连杆；所述的第一曲轴的一端与第一连杆首部的下端连接；所述的第一连杆首部的上端与第二曲轴首部的下端连接；所述的第一连杆的尾部通过齿轮组与第一拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第二曲轴的尾部与第二连杆首部的下端连接；所述的第二连杆首部的上端与第三曲轴的首部连接；所述的第二连杆的尾部通过齿轮组与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第三曲轴的尾部与皮带轮的转轴连接。

所述的转向系统包括舵机和转向器；所述的舵机设置在车架内部，舵机通过连接机构与转向器连接，舵机与车架内部的控制台连接；所述的转向器安装在车架尾部下方；所述的转向器主体为一个船舵，底部开有凹槽，凹槽内安装有滚轮。

还包括第三拍动推进式推进系统；所述的第三拍动推进式推进系统与第一拍动推进式推进系统结构相同；第一拍动推进式推进系统、第二拍动推进式推进系统和第三拍动推进式推进系统沿车架的车长方向等间距布置在车架底部下方。

本发明的有益效果在于：

本发明将拍动翼推进技术和轮滑运动相结合。电机通过皮带轮驱动曲柄连杆机构绕曲轴转动，连杆带动拍动推进式推进器沿滑轨往复运动，拍动推进式推进器同时还做着转动运动。水中航行时，拍动推进式推进器的水翼部分驱动水流，产生向前推力，还可调节前后水翼的初始相位差，使串列翼达到最好的推进性能。陆地行驶时，拍动推进式推进器底部滚轮与地面接触，在往复转动过程中，两侧的推进器产生的横向力相互抵消，仅留下纵向力，实现推进。需要转向时，控制舵机运动，通过连杆带动转向器转动，实现转向。

附图说明

图1为一种拍动推进式水陆两栖车的整体示意图。

图2为一种拍动推进式水陆两栖车的内部结构安装示意图。

图3为一种拍动推进式水陆两栖车的拍动推进式推进系统示意图。

图4为一种拍动推进式水陆两栖车的拍动推进式推进器示意图。

图5为一种拍动推进式水陆两栖车的左齿轮盒示意图。

图6为一种拍动推进式水陆两栖车的右齿轮盒示意图。

图7为一种拍动推进式水陆两栖车的转向装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

一种拍动推进式推进器，包括水翼和曲柄连杆机构。水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮。水翼内部设有转轴，转轴上端穿过水翼的顶面。曲柄连杆机构的连杆通过齿轮组与转轴位于水翼顶面上方的轴身连接，曲柄连杆机构的曲轴与旋转电机的输出轴连接。

实施例2：

一种拍动推进式推进系统，包括导轨、第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器。第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器结构相同。第一拍动推进式推进器包括水翼，水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮。水翼内部设有转轴，转轴上端穿过水翼的顶面。滚轮支撑架上开设有导轨安装槽。导轨两端分别通过第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器的导轨安装槽，在导轨两端部设有挡板。转轴的下端穿过水翼的底面，在转轴的下端设有底部滑块，底部滑块位于导轨中。第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器上部通过曲柄连杆机构连接。曲柄连杆机构包括第一曲轴、第二曲轴、第三曲轴、第一连杆和第二连杆。第一曲轴的一端与第一连杆首部的下端连接，第一连杆首部的上端与第二曲轴首部的下端连接，第一连杆的尾部通过齿轮组与第一拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接，第二曲轴的尾部与第二连杆首部的下端连接，第二连杆首部的上端与第三曲轴的首部连接，第二连杆的尾部通过齿轮组与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接，第三曲轴的尾部与旋转电机的输出轴连接。

实施例3：

一种拍动推进式水陆两栖车，包括车架、转向系统、第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统。第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统结构相同。

第一拍动推进式推进系统包括导轨、第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器。第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器结构相同，第一拍动推进式推进器包括水翼。水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮。水翼内部设有转轴，转轴上端穿过水翼的顶面与车架的底面，伸入到车架的内部。滚轮支撑架上开设有导轨安装槽，导轨两端分别通过第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器的导轨安装槽，在导轨两端部设有挡板，挡板上端安装在车架的底部。转轴的下端穿过水翼的底面，在转轴的下端设有底部滑块，底部滑块位于导轨中。第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器上部通过曲柄连杆机构连接。曲柄连杆机构设置在车架内部。曲柄连杆机构包括第一曲轴、第二曲轴、第三曲轴、第一连杆和第二连杆。第一曲轴的一端与第一连杆首部的下端连接，第一连杆首部的上端与第二曲轴首部的下端连接，第一连杆的尾部通过齿轮组与第一拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接，第二曲轴的尾部与第二连杆首部的下端连接，第二连杆首部的上端与第三曲轴的首部连接，第二连杆的尾部通过齿轮组与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接，第三曲轴的尾部与皮带轮的转轴连接。第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统的皮带轮之间通过皮带传动连接，其中一个皮带轮的转轴与电机的输出端连接。车架内部设有控制台，电机设置在车架内部，电机与控制台连接。转向系统包括舵机和转向器。舵机设置在车架内部，舵机通过连接机构与转向器连接，舵机与车架内部的控制台连接。转向器安装在车架尾部下方，转向器主体为一个船舵，底部开有凹槽，凹槽内安装有滚轮。

实施例4：

如图1所示，为本实施例4中的一种拍动推进式水陆两栖车，包括车架、转向系统、第一拍动推进式推进系统、第二拍动推进式推进系统和第三拍动推进式推进系统。第一拍动推进式推进系统、第二拍动推进式推进系统和第三拍动推进式推进系统结构相同。第一拍动推进式推进系统、第二拍动推进式推进系统和第三拍动推进式推进系统沿车架的车长方向等间距布置在车架底部下方。以第一拍动推进式推进系统为例：

第一拍动推进式推进系统包括导轨、第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器。第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器结构相同。

第一拍动推进式推进器包括水翼。水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮。水翼内部设有转轴，转轴上端穿过水翼的顶面与车架的底面，伸入到车架的内部。滚轮支撑架上开设有导轨安装槽，导轨两端分别通过第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器的导轨安装槽，在导轨两端部设有挡板，挡板上端安装在车架的底部。转轴的下端穿过水翼的底面，在转轴的下端设有底部滑块，底部滑块位于导轨中。第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器上部通过曲柄连杆机构连接。曲柄连杆机构设置在车架内部。曲柄连杆机构包括第一曲轴、第二曲轴、第三曲轴、第一连杆和第二连杆。第一曲轴的一端与第一连杆首部的下端连接，第一连杆首部的上端与第二曲轴首部的下端连接，第一连杆的尾部通过齿轮组与第一拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接，第二曲轴的尾部与第二连杆首部的下端连接，第二连杆首部的上端与第三曲轴的首部连接，第二连杆的尾部通过齿轮组与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接，第三曲轴的尾部与皮带轮的转轴连接。第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统的皮带轮之间通过皮带传动连接，其中一个皮带轮的转轴与电机的输出端连接。车架内部设有控制台，电机设置在车架内部，电机与控制台连接。转向系统包括舵机和转向器。舵机设置在车架内部，舵机通过连接机构与转向器连接，舵机与车架内部的控制台连接。转向器安装在车架尾部下方，转向器主体为一个船舵，底部开有凹槽，凹槽内安装有滚轮。

实施例5：

如图2至图7所示，本实施例5为一种拍动推进式水陆两栖车，主要包括车架1、拍动推进式推进器2、转向器10、电机9、舵机11、连杆6、曲轴5、皮带轮8、控制台12、座椅13等。车架对各结构进行支撑和保护；拍动推进式推进器包括对拍水翼，沿车辆中纵剖面对称竖直安装，水翼底部安装一排滚轮，水翼顶部转轴较长，设置固定滑块3和齿轮7，滑块嵌在车架滑轨内进行约束。曲轴与连杆组成曲柄连杆机构，曲轴安装在中间位置，通过皮带轮和电机连接，连杆沿曲轴对称布置，末端固定安装有齿轮，通过齿轮盒与拍动推进式推进器的转轴的齿轮啮合。转向器为底部装有滚轮的舵，顶部通过连杆与舵机连接；电机通过皮带轮驱动曲柄连杆机构转动，带动拍动推进式推进器拍动，获得推力，实现车辆的推进。舵机通过连杆带动转向器转动，实现转向。本发明在水中行驶时，由拍动推进式推进器的水翼拍动产生推力，在陆地行驶时拍动水翼底部的滚轮提供前进推力，转向器在水中通过舵翼面产生转首力矩，在地面行驶时底部的滚轮提供转向力矩。

电机通过皮带轮驱动曲柄连杆机构绕曲轴转动，带动两侧推进器拍动，产生推力，实现车辆推进；转向器在舵机的控制下转动，实现转向。电机与舵机均由控制台进行控制，车架对各机构进行支撑和保护。

拍动推进式推进器包括对拍水翼，底部安装滚轮，沿中纵剖面对称竖直安装，顶部转轴较长，转轴上固定有三个滑块，上中两滑块间固定有一个齿轮。对称安装的两个拍动推进式推进器为一组，整个两栖车包含三组，沿车长方向等间距布置。

为保证左右的拍动推进式推进器对称运动，根据安装位置设置两种齿轮盒，如图5和图6所示，与左侧拍动推进式推进器的转轴连接的齿轮盒中只有一个齿轮，与右侧推进器拍动推进式推进器的转轴连接的齿轮盒中有两个大小相同的齿轮，实现对称拍动运动。

转向器主体为一个船舵，底部开有槽，槽内安装有一个滚轮，提供转向力矩。

本发明将拍动翼推进技术和轮滑运动相结合。电机9运转，通过皮带轮8驱动曲柄连杆机构绕曲轴5转动，连杆6带动拍动推进式推进器2沿滑轨4往复运动，因为齿轮组7，拍动推进式推进器2同时做着转动运动。水中航行时，拍动推进式推进器2的水翼部分驱动水流，产生向前推力，还可调节前后水翼的初始相位差，使串列翼达到最好的推进性能。陆地行驶时，拍动推进式推进器2底部滚轮与地面接触，在往复转动过程中，两侧的推进器2产生的横向力相互抵消，仅留下纵向力，实现推进。需要转向时，控制舵机11运动，通过连杆6带动转向器10转动，实现转向。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拍动推进式推进器，其特征在于：包括水翼和曲柄连杆机构；所述的水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮；所述的水翼内部设有转轴；所述的转轴上端穿过水翼的顶面；所述的曲柄连杆机构的连杆通过齿轮组与转轴位于水翼顶面上方的轴身连接；所述的曲柄连杆机构的曲轴与旋转电机的输出轴连接。

2.一种拍动推进式推进系统，其特征在于：包括导轨、第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器；所述的第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器结构相同；所述的第一拍动推进式推进器包括水翼；所述的水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮；所述的水翼内部设有转轴；所述的转轴上端穿过水翼的顶面；所述的滚轮支撑架上开设有导轨安装槽；所述的导轨两端分别通过第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器的导轨安装槽，在导轨两端部设有挡板；所述的转轴的下端穿过水翼的底面，在转轴的下端设有底部滑块，底部滑块位于导轨中；所述的第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器上部通过曲柄连杆机构连接；所述的曲柄连杆机构的连杆分别与第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的曲柄连杆机构的曲轴与旋转电机的输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种拍动推进式推进系统，其特征在于：所述的曲柄连杆机构包括第一曲轴、第二曲轴、第三曲轴、第一连杆和第二连杆；所述的第一曲轴的一端与第一连杆首部的下端连接；所述的第一连杆首部的上端与第二曲轴首部的下端连接；所述的第一连杆的尾部通过齿轮组与第一拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第二曲轴的尾部与第二连杆首部的下端连接；所述的第二连杆首部的上端与第三曲轴的首部连接；所述的第二连杆的尾部通过齿轮组与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第三曲轴的尾部与旋转电机的输出轴连接。

4.一种拍动推进式水陆两栖车，其特征在于：包括车架、转向系统、第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统；所述的第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统结构相同；所述的第一拍动推进式推进系统包括导轨、第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器；所述的第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器结构相同；所述的第一拍动推进式推进器包括水翼；所述的水翼底部设有滚轮支撑架，在滚轮支撑架中安装有滚轮；所述的水翼内部设有转轴；所述的转轴上端穿过水翼的顶面与车架的底面，伸入到车架的内部；所述的滚轮支撑架上开设有导轨安装槽；所述的导轨两端分别通过第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器的导轨安装槽，在导轨两端部设有挡板；所述的挡板上端安装在车架的底部；所述的转轴的下端穿过水翼的底面，在转轴的下端设有底部滑块，底部滑块位于导轨中；所述的第一拍动推进式推进器和第二拍动推进式推进器上部通过曲柄连杆机构连接；所述的曲柄连杆机构设置在车架内部，曲柄连杆机构的连杆分别与第一拍动推进式推进器与第二拍动推进式推进器位于车架内部的转轴轴身连接；所述的曲柄连杆机构的曲轴与皮带轮的转轴连接；所述的第一拍动推进式推进系统和第二拍动推进式推进系统的皮带轮之间通过皮带传动连接，其中一个皮带轮的转轴与电机的输出端连接；所述车架内部设有控制台；所述的电机设置在车架内部，电机与控制台连接。

5.根据权利要求4所述的一种拍动推进式水陆两栖车，其特征在于：所述的第一拍动推进式推进系统的曲柄连杆机构包括第一曲轴、第二曲轴、第三曲轴、第一连杆和第二连杆；所述的第一曲轴的一端与第一连杆首部的下端连接；所述的第一连杆首部的上端与第二曲轴首部的下端连接；所述的第一连杆的尾部通过齿轮组与第一拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第二曲轴的尾部与第二连杆首部的下端连接；所述的第二连杆首部的上端与第三曲轴的首部连接；所述的第二连杆的尾部通过齿轮组与第二拍动推进式推进器位于水翼顶面上方的转轴轴身连接；所述的第三曲轴的尾部与皮带轮的转轴连接。

6.根据权利要求4或5所述的一种拍动推进式水陆两栖车，其特征在于：所述的转向系统包括舵机和转向器；所述的舵机设置在车架内部，舵机通过连接机构与转向器连接，舵机与车架内部的控制台连接；所述的转向器安装在车架尾部下方；所述的转向器主体为一个船舵，底部开有凹槽，凹槽内安装有滚轮。

7.根据权利要求4或5所述的一种拍动推进式水陆两栖车，其特征在于：还包括第三拍动推进式推进系统；所述的第三拍动推进式推进系统与第一拍动推进式推进系统结构相同；第一拍动推进式推进系统、第二拍动推进式推进系统和第三拍动推进式推进系统沿车架的车长方向等间距布置在车架底部下方。

8.根据权利要求6所述的一种拍动推进式水陆两栖车，其特征在于：还包括第三拍动推进式推进系统；所述的第三拍动推进式推进系统与第一拍动推进式推进系统结构相同；第一拍动推进式推进系统、第二拍动推进式推进系统和第三拍动推进式推进系统沿车架的车长方向等间距布置在车架底部下方。

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