CN112659829A - 一种全浮式水陆两栖车 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种全浮式水陆两栖车，它由车架模块、动力模块、驱动模块、浮力模块、车体模块和操控模块等六大系统模块组成。该种“无需密封、永不沉没”的全新轻型高速水陆两栖车，采用了钛合金车架总成，喷泵型导管螺旋桨，高滑型船体外壳，车轮提升装置，由EPP发泡填充的组合浮箱等多项先进技术，能使车辆始终悬浮于水面而永不沉没。该种车辆具有水面高速安全运行、两栖机动性能和滩涂通过能力卓越超群等显著技术特征，因此能更好地适应和满足军方与应急部门的多种迫切需要。

Description

一种全浮式水陆两栖车

技术领域

本发明涉及到一般水陆两栖车，具体地说是一种同时具备越野车和水面快艇特性，既可在陆地全域畅行，又可在水面高速运行、且车辆可全浮于水面永不沉没，广泛适应于军事、民用和两栖越野运动等三大领域的一种全浮式水陆两栖车。

背景技术

轻型高速水陆两栖车的关键技术，主要体现在动力高效传递、水面减阻增速、全域安全运行和整车轻量化等多个方面。现有水陆两栖车为了获得车辆水面运行所需浮力，一般均采用“对车体进行全密封，以此增大其排水量”的技术方案，故密封性能则是水陆两栖车水面运行必须解决的首要问题。而为了便于密封，现有水陆两栖车多采用独立悬架，故车体的水下部分、传动部件的安装部位、以及车门均为水陆两栖车密封的重要部位。

关于对普通车辆进行密封改装、使其具有悬浮水面所需的足够浮力，专利号为ZL201110242045.6，发明名称“一种两栖车辆水上密封装置”的发明专利，公开的技术方案为：借助车上原有的部件和装置，实现车桥和轮边减速器等旋转部件的水上密封；密封装置由空气压缩机、减压阀、开关阀、单向阀、三 通单向阀、呼吸器和链接管路等组成，空气压缩机连接在发动机输出端，将产生的高压空气经减压 阀减压后，经过开关阀、单向阀和三通单向阀进入到车桥或者轮边减速器的箱体中建立高压，实现车辆水上行驶状态的密封。

关于一般水陆两栖车，专利申请号为 202010394678.8，发明名称“一种船型底水陆两用车”的发明专利，公开的技术方案为：一种船型底水陆两用2驱电动摩托车前车轮装置（137）和后车轮装置（172）分别安装在2个阶梯空心轴旋转底盘装置（113）上，其中空心轴装置（114）的第1端穿过轴套装置与船型底车体（101）铰链连接，空心轴装置（114）的第2端固定连接圆柱面阶梯空心轴基准轴装置（116），圆柱面阶梯空心轴基准轴装置（116）固定连接旋转底盘盘体装置（118），两个圆弧面装置（119）、一个流线型面装置（120）、一个轮拱切口面装置（121）、一个轮拱外侧面装置（122）组成圆弧面整流罩装置固定连接在旋转底盘盘体装置（118）上，转换为水上模式时，流线型面装置（120）参与摸似V型船底。

专利申请号为 201710556269.1，发明名称“一种水陆两用车辆”的发明专利，公开的技术方案为：一种跨坐式水陆两用车辆结构(10)，该结构(10)在陆地上以及在水中均支持高性能外壳。该车辆(10)具有滑航型外壳(40)和4个可收回的车轮(50、51、52、53)。把手(54)规定两种工作模式下的方向控制。每一个车轮(50、51、52、53)可通过枢转至少45度收回，以便在处于陆地工作模式下时最大化离地距离，并且在处于船用工作模式下时以相当大的倾斜角使阻力减少到最小限度。尽管喷气式驱动装置(55)可以一直保持直接连接到发动机(60)，但从动轮(51、52)只在陆地模式期间通过变速传动装置(61)与发动机(60)连接。

本发明引用于2017年05月02日提交的、名称为“一种多轮式水陆两栖特种车” 的发明专利（专利申请号为 201710300279.9）；在该项申请发明专利中，本申请人提出的技术方案为：它包括车架总成、发动机总成、变速箱总成、综合传动箱、传动轴、差速器总成、换向箱总成、传动半轴总成、悬挂系统、转向系统、车轮总成、螺旋桨总成、浮筒总成、滑行底板、离合变速箱总成和导管空气螺旋桨。其中浮筒13a的排水量（浮力）远大于车辆总质量、并在浮筒13a内用PE材料发泡填充、外壳用碳纤维材料有序缠绕，当车辆进入水中时、原折叠于车顶的两浮筒13a、在液压缸13d的作用下将有序打开、并固定于车体两侧，并使“车”变成了永不沉没的“双体浮箱”。该类车辆充分集成了全地形车、皮划艇和气垫船的多重优点，不需密封、不要散热、不会沉没，具有卓越的两栖机动性能，可真正实现全水域全地形运行。

上述发明专利虽均涉及到水陆两栖车，但均未提及“在车体底部设装组合式浮力箱、使车辆悬浮水面而永不沉没”的技术方案；均未提及“采用全浮式车架总成，满足车辆便捷装配多种浮力装置需要” 的技术方案；均未提及“采用液压动力分配箱，解决发动机转矩向车轮或喷水泵合理分配高效传递” 的技术方案；均未提及通过“采用钛合金材质的车架总成和防滚架总成、铝镁合金或碳纤维材质的船体外壳和车身覆盖件，从根本上解决整车轻量化和防海水腐蚀等问题”的技术方案；也均未提及将“车架总成”、“防滚架总成”与“保险杠总成”三者分别设装的技术方案。

此外，本发明还引用于2017年09月06日提交的、名称为“一种转向分动器总成” 的发明专利（专利申请号为201710797826.9）；在该项申请发明专利中，本申请人详细描述和绘制了转向分动器总成的技术特征。

本发明还引用于2017年12月02日提交的、名称为“一种适配水陆两栖车的功能型船体” 的发明专利（专利申请号为201711255017.1）；在该项申请发明专利中，本申请人详细描述和绘制了适配水陆两栖车的功能型船体的技术特征。

本发明还引用于2020年04月29日提交的、名称为“一种水陆两栖车艇的车轮偏转折叠装置” 的发明专利（专利申请号为202010356336.7）；在该项申请发明专利中，本申请人详细描述和绘制了水陆两栖车艇的车轮偏转折叠装置的技术特征。

本发明还引用于2020年05月31日提交的、名称为“一种水陆两栖车艇的动力分配装置” 的发明专利（专利申请号为202010481189.6）；在该项申请发明专利中，本申请人详细描述和绘制了水陆两栖车艇的动力分配装置的技术特征。

本发明还引用于2020年09月09日提交的、名称为“一种水陆两栖车的浮力系统”的发明专利（专利申请号为202010937536.1）；在该项申请发明专利中，本申请人详细描述和绘制了水陆两栖车的浮力系统的技术特征。

本发明还引用于2020年12月10日提交的、名称为“一种全浮式水陆两栖车的车架总成” 的发明专利（专利申请号为202011433738.9）；在该项申请发明专利中，本申请人详细描述和绘制了全浮式水陆两栖车车架总成的技术特征。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种“无需密封、永不沉没”的“全浮式水陆两栖车”。该类全新概念的高速水陆两栖车，完全克服了中外现行水陆两用车对车体必须“密封”的局限性。通过“采用钛合金材质的车架总成，喷泵型导管式螺旋桨，高速滑行型船体外壳，车轮折叠提升装置，并在车体底部有序装配由EPP发泡填充的组合式浮箱等”多项先进技术，使车辆在任何时候都能悬浮于水面且永不沉没。该类车辆不仅显著提高了车辆水面运行的安全可靠性，而且大幅减轻了整备质量即车体浸入水面以下的体积，故可显著减小了水阻力，并确保了车辆水面高速运行的完美实现；此外，为提高整车的智能制造水平和战场制胜能力，特在其研发、制造和维保过程中引入了人机交互技术AR（Augmented Reality），组成了AR装配辅助系统、智能引导系统和战场感知系统。据此可便捷的制定装配规划，高效的指导战地抢修，及时的了解战场态势，故能更好地适应和满足军方与应急部门的多种迫切需要。

本发明是采取如下的技术方案实现其发明目的的。一种全浮式水陆两栖车，它由车架模块100、动力模块200、驱动模块300、浮力模块400、车体模块500和操控模块600等六大系统模块组成。

其中，车架模块100包括车架总成100A、防滚架总成130、保险杠总成140和悬架机构150。

车架总成100A由两个纵梁101、门形梁102、两个边梁103、前横梁104、后横梁105、两个前悬架框106、两个后悬架框107、后围杠108、两个前支撑杠109、两个后支撑杠110、U型杠111、四个竖杠112、前底横梁113、中底横梁114、后底横梁115、底纵梁116、两个发动机安装架117、十六个摇臂座118、四个减震器座119、中横杠120和后横杠121组成。

纵梁101既可选用由三段独立的钛合金异型管依次有序连接、经铆焊和螺栓加固而成的组合式大梁，也可选用一根完整的由钛合金材质冲压成型的槽形状大梁。

两纵梁101的两端分别与所述前横梁104和后横梁105有序焊接。

门形梁102上有序开设有若干安装孔，门形梁102的两端有序焊接在两边梁103前部的预设位置上。

两边梁103的两端分别有序焊接在两纵梁101的外侧，并与两纵梁101在同一水平线上。

前横梁104上有序开设有若干安装孔，前横梁104的两端有序焊接在两纵梁101的前端。

后横梁105上也有序开设有若干安装孔，后横梁105的两端有序焊接在两纵梁101的后端。

两前悬架框106的两端分别有序焊接在两纵梁101前部下方的预设位置上。

两后悬架框107的两端分别有序焊接在两纵梁101后部下方的预设位置上。

后围杠108的两端分别有序焊接在两边梁103后部的预设位置上，后围杠108的两侧和后部有序开设有若干安装孔。

两前支撑杠109的两端分别有序焊接在两纵梁101前部上方和U型杠111中部下方的预设位置上。

两后支撑杠110的两端分别有序焊接在两纵梁101后部上方和后围杠108中部下方的预设位置上。

U型杠111的两端分别有序焊接在门形梁102前边的预设位置上。

两竖杠112的两端分别与U型杠111前端的下方和前横梁104的上方有序焊接，另两竖杠112的两端分别与后围杠108后端的下方和后横梁105的上方有序焊接。

前底横梁113的两端有序焊接在两前悬架框106下边内侧的预设位置上。

中底横梁114的两端有序焊接在两纵梁101中部内侧的预设位置上。

后底横梁115的两端有序焊接在两后悬架框107下边内侧的预设位置上。

底纵梁116的两端有序焊接在前底横梁113和中底横梁114的预设位置上。

两发动机安装架117的两端有序焊接在中底横梁114和后横杠121的预设位置上。

摇臂座118共设有十六个，其中四个分别有序焊装在两纵梁101前部外侧的预设位置上、四个分别有序焊装在两前悬架框106下边外侧的预设位置上，四个分别有序焊装在两纵梁101后部外侧的预设位置上、四个分别有序焊装在两后悬架框107下边外侧的预设位置上，各摇臂座118上均开设有若干安装孔。

减震器座119共设有四个，其中两个分别有序焊接在两前支撑杠109外侧的中部、两个分别有序焊接在两后支撑杠110外侧的中部，各减震器座119上均有序开设有若干安装孔。

中横杠120的两端有序焊接在两纵梁101中部内侧的预设位置上。

后横杠121的两端有序焊接在两纵梁101后部内侧的预设位置上。

两纵梁101、门形梁102、两边梁103、前横梁104、后横梁105、两前悬架框106、两后悬架框107、后围杠108、两前支撑杠109、两后支撑杠110、U型杠111、四竖杠112、前底横梁113、中底横梁114、后底横梁115、底纵梁116、两发动机安装架117、十六摇臂座118、四减震器座119、中横杠120和后横杠121均为钛合金材质异型管加工弯制，均在工装夹具控制下有序弯制装配焊接成车架总成100A整体。

防滚架总成130由主防滚杠131、侧防滚杠132、前防滚杠133、顶防滚杠134、后支撑杠135和瓦状连接板136组成。

其中，两主防滚杠131的塑形紧沿A柱进行、并沿车体纵向延伸，两主防滚纵杠131的两端分别与瓦状连接板136有序焊接。

两侧防滚杠132的上端分别有序焊装在两主防滚杠131中部的预设位置上，其下端分别与两瓦状连接板136有序焊装。

前防滚杠133的两端有序焊装在两主防滚杠131前部的预设位置上。

顶防滚杠134的两端有序焊装在两主防滚杠131中部的预设位置上。

后支撑杠135的两端有序焊装在两主防滚杠131后部的预设位置上。

瓦状连接板136上均有序开设有若干安装孔。

侧防滚杠132和顶防滚杠134在同一主防滚杠131上不允许有上下左右相对的焊装连接点。

两主防滚杠131、两侧防滚杠132、前防滚杠133、顶防滚杠134、后支撑杠135和六块瓦状连接板136均为钛合金管材或板材、经特殊工艺加工弯制或冲压成型；均在工装夹具控制下有序装配焊接成一个具有足够抗冲击强度的防滚架总成130整体；防滚架总成130，通过六块瓦状连接板136、门形梁102上开设的若干安装孔和后围杠108的两侧和后部开设的若干安装孔，经若干紧固螺栓，有序固装在门形梁102和后围杠108的预设位置上。

保险杠总成140由前保险杠总成141和后保险杠总成142组成。

前保险杠总成141为钛合金材质异型管、经特殊工艺加工弯制，在工装夹具控制下有序装配焊接而成，前保险杠总成141通过前横梁104上预设的安装孔、经紧固螺栓有序固装在所述前横梁104上。

后保险杠总成142为钛合金材质异型管、经特殊工艺加工弯制，在工装夹具控制下有序装配焊接而成，后保险杠总成142通过后横梁105上预设的安装孔、经紧固螺栓有序固装在所述后横梁105上。

悬架机构150由液压减震器总成151、上摆臂152、下摆臂153、连接座154、销轴155等部件组成。

其中，液压减震器总成151由液压缸和减震器两部分组装而成，同时具有“车辆减震”和“车轮提升”双重功能；液压减震器总成151具有较大的双向伸缩动程，当车辆在水面运行时，通过水面运行操控装置620、可将各车轮总成340同时向上折叠提升300-500毫米。

悬架机构150中各部件间的连接关系为：液压减震器总成151、上摆臂152和下摆臂153的两端均设有连接孔；下摆臂153的中部设有安装孔；液压减震器总成151、上摆臂152和下摆臂153上端的连接孔分别经销轴155与各连接座154有序连接；上摆臂152和下摆臂153下端的连接孔分别经销轴155与各轮毂总成351上下两端的连接孔有序连接；各液压减震器总成151下端的连接孔分别经销轴155与各下摆臂153上的安装孔有序连接；各连接座154经紧固螺栓有序固装在车架总成100A的预设位置上。

动力模块200包括发动机总成210、2^#发动机总成210A、变速器总成220、分动箱总成230和液压站240等组件。

其中，发动机总成210和2^#发动机总成210A包括各种型号的汽油发动机和柴油发动机；变速器总成220包括各种型号的手动挡变速器和自动挡变速器；发动机总成210与变速器总成220经紧固螺栓有序连成一体，并有序固装在发动机安装架117前部的预设位置上；变速器总成220前端的输出轴经传动接头311与前传动轴312有序相连；2^#发动机总成210A经紧固螺栓有序固装在发动机安装架117后部的预设位置上。

变速器总成220与分动箱总成230连为一体，经紧固螺栓有序固装在车架总成100A的中后部。

分动箱总成230中设有分动操作装置，其后端的输出轴与后传动轴313有序相接。

液压站240由电动机、齿轮泵、控制阀、液压油罐和输油管等部件组成，其作用是为液压减震器总成121和水面推进器350等中的液压元件实现伸缩功能提供液力能量；液压站240中的齿轮泵由电动机直接驱动，并与各部件有序连接，液压站240的各部件有序固装在车架总成100A中的预设位置上。

驱动模块300由传动部件310、动力分配箱320、差速器总成330、车轮总成340、水面推进器350、三角履带总成360和电动绞盘370等部件组成。

其中，传动部件310包括传动接头311、前传动轴312、后传动轴313、传动半轴总成314和泵桨传动轴315。

动力分配箱320由箱体、输入轴、前输出轴、离合操作机构、两个液压离合器和两个后输出轴等部件组成，经紧固螺栓有序连接固装成一个整体。

差速器总成330包括前差速器总成331和后差速器总成332。

前传动轴312的两端经传动接头311分别变速器总成220的输出轴与前差速器总成331的输入轴有序连接；后传动轴313的两端经传动接头311分别与分动箱总成230的输出轴和后差速器总成332的输入轴有序连接；两前传动半轴总成314的两端分别与前差速器总成331两侧的输出轴和两前轮毂总成341有序相接；两后传动半轴总成314的两端分别与后差速器总成332两侧的输出轴和两后轮毂总成341有序相接。

在“一机双泵”的主体结构中，所述动力分配箱320的输入轴经连接器与发动机总成210曲轴的前端有序相接；动力分配箱320的两根输出轴分别经两所述传动接头311与两所述泵桨传动轴315有序连接。

在“双机双泵”的主体结构中，两所述动力分配箱320的输入轴经连接器分别与所述发动机总成210曲轴的前端和所述2^#发动机总成210A曲轴的前端有序相接；动力分配箱320的输出轴经传动接头311与泵桨传动轴315有序连接。

车轮总成340包括轮毂总成341、制动器总成342、轮辋343和轮胎344等部件；其中，各轮毂总成341与各轮辋343有序连接；各制动器总成342有序固装在各轮毂总成341的预设位置上；各轮胎344有序固装在各轮辋343上。

水面推进器350由机座、主轴、导管、螺旋桨、连接舱和转向喷口等部件组成，经紧固螺栓有序连接固装成一个整体。

水面推进器350包括多种型号的高速喷水泵、喷泵型螺旋桨、艉机和导管螺旋桨。

水面推进器350的输入轴、经泵桨传动轴315与动力分配箱320中的输出轴有序连接。

两所述水面推进器350分别有序固装在车架总成100A后部左右两侧的预设位置上。

通过分别调控两个所述水面推进器350各自的转速，或经方向盘614、转向分动器630和转向控制线615直接控制两个所述水面推进器350尾部的转向喷头，可便捷地实现车辆在水面运行时的最小转弯半径以及水面原地调头。

三角履带总成360能更好地满足车辆在冰面、雪地等特殊地带安全行驶；通过轮毂总成341可便捷地实现三角履带总成360与车轮总成340之间的“轮履互换”。

电动绞盘370主要用于车辆在特殊场合的自救，两个电动绞盘370分别有序固装在车架总成100A前部和后部的预设位置上。

浮力模块400由前浮力箱410、两个中浮力箱420和后浮力箱组合430（包括2-3个不同形状尺寸的浮力箱）等部件组成。

其中，前浮力箱410、两中浮力箱420和后浮力箱组合430均依据车体底部的空间形态和尺寸、分别由碳纤维材料有序加工制造成空心壳体，再由EPP聚丙烯发泡填充；聚丙烯塑料（Expanded polypropylene）发泡材料是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料/环保新型抗压缓冲隔热材料，具有十分优异的抗震吸能性能和隔热性能；因此用EPP发泡填充的前浮力箱410、两中浮力箱420和后浮力箱组合430，具有远大于车辆自重和额定载重的排水量，即使中弹或被击穿也能确保车辆始终悬浮于水面而永不沉没。

前浮力箱410经若干紧固螺栓有序固装在车架总成100A前部下方的预设位置上。

两个中浮力箱420分别经若干紧固螺栓有序固装车架总成100A中部左右两侧下方的预设位置上。

后浮力箱组合430（包括2-3个不同形状尺寸的浮力箱）经若干紧固螺栓有序固装在车架总成100A后部下方的预设位置上。

车体模块500由船体外壳510、整流板520、水翼530、车身覆盖组件540和内饰组件550等组成。

船体外壳510为非密封体；其内部设有若干增大船身强度的龙骨，其底部截面呈浅V型，底部纵向为滑行面、在两前轮框边缘的后下部位有序开设有消波导流槽；船体外壳510经若干紧固螺栓有序固装在车架总成100A的两纵梁101下方和两边纵梁103下方的预设位置上。

由于在船体滑行底面上给前后车轮及悬架装置留有相应的缺囗，这些缺囗使车辆在水上行驶状态时会产生很大的阻力。故特在船体后部两侧分别设装了整流板520，其目的就是为了尽量覆盖和减小这些缺囗，从而最大限度地减小车辆在水中滑行时的水阻力。两整流板520分别有序固装在车架总成100A后部下方两侧的预设位置上。

水翼530的纵截面呈机翼状，故可使快速流经其上、下两部分的水流产生较大的压力差，因而可给在水面高速运行的车辆持续带来水升动力；两水翼530分别有序固装在车架总成100A后部、两整流板520下方的预设位置上。

车身覆盖组件540由挡风玻璃框架541、车头外罩542、车身围罩543、车门544、挡泥板545、保险杠罩546等部件组成，各部件均由铝镁合金材料或碳纤维材料加工制造，各部件经若干紧固螺栓有序固装在车架总成100A中U型杠111和后围杠108等部件的预设位置上。

内饰组件550分别经若干紧固螺栓有序固装在车架总成100A上和车身覆盖组件540内的预设位置上。

操控模块600由陆地行驶操控装置610、水面运行操控装置620、转向分动器630、仪表集成装置640、车轮提升操控装置650和智能设备660等组成。

其中，陆地行驶操控装置610包括转向机总成611、横拉杆总成612、转向柱总成613、方向盘614和转向控制线615；转向机总成611的两端分别与两横拉杆总成612有序相接；方向盘614经转向分动器630上端的输入轴与转向柱总成613有序相接；转向分动器630下端的两输出轴分别与转向柱总成613和转向控制线615有序相接。

陆地行驶操控装置610的各部件分别有序固装在车架总成100A的前下部。

水面运行操控装置620、仪表集成装置640、车轮提升操控装置650等均有序固装在由车身覆盖组件540和内饰组件550构成的驾驶室中的预设位置上。

智能设备660包括AR系统软件和AR智能眼镜、AR智能头盔和AR智能平板显示器等系统硬件；智能设备660有序设装在由车身覆盖组件540和内饰组件550构成的驾驶室中的预设位置上。

本发明的外形尺寸不大于5.5x2.0x2.2米，整备质量不大于1600公斤，驾乘员4-5人，装载重量可达200公斤以上。

本发明设有“一机一泵”、“一机双泵”和“双机双泵”三种主体结构及其动力高效传递路线。

在每一种主体结构中均设有“陆地行驶”、“水面运行”和“复合运行”三种运行模式。

其中，在“一机双泵”主体结构中的陆地行驶模式下：通过人为操控动力分配箱320和分动箱230，使发动机转矩：1）经变速器总成220、前传动轴312、前差速器总成331、两前传动半轴总成314、两前轮毂总成341、驱动两前车轮总成340有序运转；2）同时经分动箱总成230、后传动轴313、后差速器总成332、两后传动半轴总成314、两后轮毂总成341、驱动两后车轮总成340与两前车轮总成340一并有序运转；

在“一机双泵”主体结构中的水面运行模式下：通过人为操控，发动机总成210启动运转，变速器总成220处于“空挡”位置，四个车轮总成340分别经液压减震器总成151同时向上折叠提升300毫米以上（其中两前车轮总成340完全离开水面）；动力分配箱320中的液压离合器进入“增压状态”，发动机转矩只向动力分配箱320中的两输出轴传递，并经两泵桨传动轴315、直接驱动两个水面推进器350高速运转；经方向盘614和转向分动器630直接控制所述水面推进器350尾部的转向喷口，可便捷地实现车辆在水面运行的最小转弯半径以及水面原地调头。

在“一机双泵”主体结构中的复合运行模式下：各车轮总成340回到“陆地行驶”位置；通过人为操控动力分配箱320中的离合操作机构，使发动机转矩经变速器总成220和动力分配箱320同时传递，从而同时实现：1）经动力分配箱320中的两液压离合器和两输出轴、两泵桨传动轴315、分别驱动两水面推进器350运转；2）经变速器总成220、前传动轴312、前差速器总成331、两前传动半轴总成314、两前轮毂总成341、驱动两前车轮总成340运转；3）经分动箱230、后传动轴313、后差速器总成332、两后传动半轴总成314、两后轮毂总成341、驱动两后车轮总成340运转。

本发明中悬架机构150实现“车轮提升”的工作原理与过程是：当车辆进入“水面运行”模式时，经人为操作车轮提升操控装置650、使液压减震器总成151中的液压缸向上收缩、拉动下摆臂153以连接座154上的销轴155为中心向上回转、从而使与上摆臂152和下摆臂153有序相接的轮毂总成341及其车轮总成340迅速向上提升300毫米以上（此时液压缸进入自锁状态），当车辆回到“陆地运行”模式时，经人为操作车轮提升操控装置650、液压缸解除自锁，液压减震器总成151中的液压缸向下伸出直到初始设定位置、并带动下摆臂153一并反向旋转、使轮毂总成341及其车轮总成340有序下降、直至回到初始设定位置（此时液压缸重新进入自锁状态）；在“水面运行”模式下，“车轮提升”装置具有显著减少水阻力的重大作用。

本发明水面运行所需的浮力，由位于车体底部的前浮力箱410、后浮力箱组合430和两侧的两个中浮力箱420提供。

本发明在车辆水面运行时的转向包括原地调头，可通过直接调控两个水面推进器350的转速，或经方向盘614和转向控制线615直接控制两转向喷头356来解决。

本发明的驾驶操作规则为：陆地行驶操控装置610与越野车的操作方式完全一样；水面运行时只需按下车轮提升操控装置650 中的功能转换开关，四个车轮总成340将自动向上偏转提升300-500毫米，两个水面推进器350启动运转；车上所有电子仪器（包括军用车载雷达、六分仪等观测设备）都被密封在仪表集成装置640中独立保存，从而可最大限度地避免水面运行时可能导致车辆控制系统失效问题；通过车载电子仪器设备以及基地导航台发出的无线电信号指引，可确保车辆水面运行的正确方向。

由于采用了上述技术方案，本发明较完美的实现了其发明目的，并较全面系统地展示了现已掌握的“动力高效传递”、“整车轻量化”、“水面减阻增速”和“全域安全运行”等四个方面的关键共性技术，与类似产品比较更具有以下突出优点即有益效果。

1、设计科学、结构简单、性能可靠，整车综合性能卓越超群。

2、部件的标准化、系列化和通用化程度高、制造技术先进。

3、重量轻、速度快、载量大、性价比高、用途广泛。

附图说明

下面结合给出的附图来对本发明作进一步描述。

图1为本发明的外观形态与系统模块示意图。

图2为本发明中一机双泵动力系统主体结构示意图。

图3为本发明中一机一泵动力系统主体结构示意图。

图4为本发明中双机双泵动力系统主体结构示意图。

图5为本发明中车架总成立体图。

图6为本发明中一机双泵系统陆地行驶时动力传递路线图。

图7为本发明中一机双泵系统水面运行时动力传递路线图。

图8为本发明陆地行驶时悬架结构及其状态示意图。

图9为本发明水面运行时悬架结构及其状态示意图。

图10为本发明中车体系统模块示意图。

图11为本发明中浮力系统模块部件布置示意图。

图12为本发明中内饰组件与部分部件的装配位置示意图。

具体实施方式

由图１、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12可知，本发明由车架模块100、动力模块200、驱动模块300、浮力模块400、车体模块500和操控模块600等六大系统模块组成，具有“设计科学、结构简单、性能可靠”等显著技术特征。

其中，车架模块100包括车架总成100A、防滚架总成130、保险杠总成140和悬架机构150等组件；动力模块200包括发动机总成210、变速器总成220、分动箱总成230和液压站240等部件；驱动模块300包括传动部件310、动力分配箱320、差速器总成330、车轮总成340、水面推进器350、三角履带总成360和电动绞盘370等部件；浮力模块400包括由前浮力箱410、两个中浮力箱420和后浮力箱组合430等部件；船体外壳510、导流板520、水翼530、车身覆盖组件540和内饰组件550等部件；操控模块600包括陆地行驶操控装置610、水面运行操控装置620、转向分动器630、仪表集成装置640、车轮提升操控装置650和智能设备660等。

由图1、图2、图3、图4和图5可知，为确保车辆具有可靠的抗冲击强度，为确保实现整车的轻量化，为从根本上解决提高车辆在海上使用时的耐海水腐蚀问题，特将车架总成100A、防滚架总成130、保险杠总成140、摇架组件150等，均选用了钛合金TC4材质；特将船体外壳、车身覆盖组件和内饰组件，均选用了铝镁合金5083材质。

由图1、图2、图3、图4和图5还知，为了最大限度的保持车辆的内部空间、并确保车辆具有足够的强度，特选装了由本申请人独创的结构先进、且由钛合金材料加工制造的车架总成100A。车架总成100A由等多个部件、经特殊工艺弯制焊接而成，具有较好的安全防护性能；并在车架总成100A的上部有序固装有防滚架总成130，在车架总成100A的前后两端分别有序设装有保险杠总成140，从而更加提高了其防翻滚和抗碰撞的安全性能。

由图1、图10、图11和图12还知，为确保车辆水面运行时的绝对安全，特设装了由本申请人独创的浮力模块400。该系统模块由前浮力箱410、两个中浮力箱420和后浮力箱组合430等部件组成，装配便捷、维保简单。其中前浮力箱410、两中浮力箱420和后浮力箱组合430均依据车体底部的空间形态和尺寸、分别由碳纤维材料有序加工制造成空心壳体，再均由EPP聚丙烯发泡填充。前浮力箱410经若干紧固螺栓有序固装在车架总成110前部下方的预设位置上。两个中浮力箱420分别经若干紧固螺栓有序固装车架总成110中部左右两侧下方的预设位置上。后浮力箱组合430经若干紧固螺栓有序固装在车架总成110后部下方的预设位置上。车辆装配浮力模块400后，因浮力模块400所产生的排水量远大于车辆自重与额定载重之和，故可使车辆始终悬浮于水面而永不沉没。

由图2、图3、图4、图6和图7还知，为较好同时满足各种水陆两栖车艇、“陆地行驶转向和水面运行转向”的迫切需要，特设装了由本申请人独创的转向分动器630。

由图1、图8、图9、图11和图12可知，为进一步减少车辆在水中运行时的水阻力和持续产生水升动力、以及保护前浮力箱410、两中浮力箱420和后浮力箱组合430不受檫划损伤，特设装了由申请人独创的具有压浪消波和高滑性能的船体外壳510。船体外壳510内有序设制了若干龙骨，船体外壳510可经若干紧固螺栓有序固装在车架总成100A下方的预设位置上。船体外壳510独特的滑行型底面，可使车辆在水面更易起滑与提速。

由图1和图12还知，为了能更好地满足车辆在冰面、雪地等特殊地带安全行驶，特设装了三角履带总成360；通过轮毂总成341可便捷地实现三角履带总成360与车轮总成340之间的“轮履互换”。

由图2、图3和图4还知，为了更好地满足车辆在特殊场合的自救，特设装了电动绞盘370；两个电动绞盘370分别有序固装在车架总成100A前部和后部的预设位置上。

由图2、图3、图4、图6、图7、图8、图9、图10和图11还知，为较好满足水陆两栖车在陆地行驶、水上运行和出入水等各工况的使用要求，特设装了以动力分配箱320为特征、且独具特色的动力传动系统。该套系统同时具备满足驱动桥单独工作、推进装置单独工作、驱动桥和推进装置同时工作的三种功能，即三种动力传递系统，可较好满足车辆实现“陆地行驶”、“水面运行”和“复合运行”三种模式下动力的高效传递。

由图2、图3和图4还知，为改善和提高车辆的水面推进效率，特设装了水面推进器350，其中包括由本申请人独创的喷泵型螺旋桨。该种先进的喷水推进装置，充分集成了“喷水泵”和“导管螺旋桨”的多重优点，其推进效率高、附体阻力小、防护性能好、水面转向灵活且转向半径小、浅水性能好，从而较好地解决了“水面高效推进”和“水面灵活转向”两大技术难题。结合车轮折叠提升技术和流线型船体滑行底面设计，在配置一般轿车常用2.5L排量发动机的前提下，可将发动机的转矩发挥到极限，车辆水面运行的最大时速完全可达65km以上。

由图2、图3、图4、图6、图7、图8、图9、图10和图11还知，为显著减少水阻力，特设装了由申请人独创的可便捷实现车轮折叠提升的悬架机构150。研究与试验表明，浸在水中的车轮及悬架装置会产生巨大的水上行驶阻力，车轮部分在水中的阻力约占车辆水中总阻力的25％～45％。本发明采用该种先进的悬架机构150后，当车辆在水上运行时，只需按下设装在驾驶室内的车轮提升操控装置650 中的功能转换开关，四个车轮总成340将自动向上偏转提升300-500毫米，且完全脱离水面。同时与流线型的底盘相配合，从而可极大地减小了车辆在水中滑行时的水阻力。

由图1、图8、图9、图10、图11和图12可知，车辆在水中行驶时，车架总成100A和船体外壳510支承车辆的全部压力和负载。为较好解决普通底盘壳流线型差，显著减小水中航行阻力，特设计了流线滑行型船体底盘；船体外壳510呈“冲锋舟或快艇”形状，使用5083铝镁合金板一次性塑形工艺，能够承受水面高速行驶时的水压力；船体底盘后部两侧增设了鳍状整流板520，使车辆在水面高速行驶时也具有良好的稳定性和操纵性，并在整流板520的下方增设了截面呈机翼状的水翼530，它可使车辆在水面高速运行时持续产生水生动力，故可有效地降低水面高速行驶时的水阻力，可将发动机的效能发挥到极致，从而使车辆更容易地进入滑水航行状态。

由图2、图3、图4、图6、图7、图8、图9、图10和图11还知，为给液压减震器总成151等液压元件实现伸缩功能提供液力能量，特设装了液压站240；液压站240由电动机、齿轮泵、控制阀、液压油罐和输油管等部件组成；液压站240中各部件之间有序连接、并有序固装在车架总成100A的预设位置上。

由图１、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12还知，本发明较好地集成了越野车和快艇的多重优势，能实现陆上全域机动，滩涂通过能力卓越超群；水上快速灵活，而且无需密封永不沉没，并可实现低成本系列与深度开发、迅速形成轻型高速水陆两栖战车车族，更好地满足军事和商业方面的多种实际需要。

Claims (9)

1.一种全浮式水陆两栖车，它由车架模块（100）、动力模块（200）、驱动模块（300）、浮力模块（400）、车体模块（500）和操控模块（600）六大系统模块组成；其特征在于，所述车架模块（100）包括车架总成（100A）、防滚架总成（130）、保险杠总成（140）和悬架机构（150）；所述动力模块（200）包括发动机总成（210）、变速器总成（220）、分动箱总成（230）和液压站（240）；所述驱动模块（300）由传动部件（310）、动力分配箱（320）、差速器总成（330）、车轮总成（340）、水面推进器（350）、三角履带总成（360）和电动绞盘（370）组成；所述浮力模块（400）由前浮力箱（410）、两个中浮力箱（420）和后浮力箱组合（430）组成；所述车体模块（500）由船体外壳（510）、整流板（520）、水翼（530）、车身覆盖组件（540）和内饰组件（550）组成；所述操控模块（600）由陆地行驶操控装置（610）、水面运行操控装置（620）、转向分动器（630）、仪表集成装置（640）、车轮提升操控装置（650）、智能设备（660）组成。

2.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，所述车架总成（100A）由两个纵梁（101）、门形梁（102）、两个边梁（103）、前横梁（104）、后横梁（105）、两个前悬架框（106）、两个后悬架框（107）、后围杠（108）、两个前支撑杠（109）、两个后支撑杠（110）、U型杠（111）、四个竖杠（112）、前底横梁（113）、中底横梁（114）、后底横梁（115）、底纵梁（116）、两个发动机安装架（117）、十六个摇臂座（118）、四个减震器座（119）、中横杠（120）和后横杠（121）组成，上述各部件均为钛合金材质，经弯制成型后在工装夹具控制下有序装配焊接成车架总成（100A）整体；所述防滚架总成（130）由主防滚杠（131）、侧防滚杠（132）、前防滚杠（133）、顶防滚杠（134）、后支撑杠（135）和瓦状连接板（136）组成，各部件均为钛合金材质，经弯制成型后、在工装夹具控制下有序装配焊接成防滚架总成（130）整体，再经若干紧固螺栓有序固装在门形梁（102）和后围杠（108）的预设位置上；所述保险杠总成（140）包括前保险杠总成（141）和后保险杠总成（142），均为钛合金材质经特殊工艺弯制有序装配焊接而成，通过紧固螺栓有序固装在前横梁（104）和后横梁（105）的预设位置上；所述悬架机构（150）由液压减震器总成（151）、上摆臂（152）、下摆臂（153）、连接座（154）和销轴（155）有序组成；其中，所述液压减震器总成（151）由液压缸和减震器两部分组装而成，具有较大的双向伸缩动程，当车辆在水面运行时，通过所述水面运行操控装置（620）、可将各所述车轮总成（340）或各所述三角履带总成（360）同时向上折叠提升300毫米以上。

3.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，动力模块（200）中所述发动机总成（210）与所述变速器总成（220）经紧固螺栓有序连成一体，并有序固装在发动机安装架（117）前部的预设位置上；所述变速器总成（220）与所述分动箱总成（230）连为一体，经紧固螺栓有序固装在车架总成（100A）的预设位置上；所述变速器总成（220）前端的输出轴经传动接头（311）与前传动轴（312）有序相连；所述分动箱总成（230）中设有分动操作装置，分动箱总成（230）的输出轴与后传动轴（313）有序相接；所述2^#发动机总成（210A）直接与另一所述动力分配箱（320）的输出轴有序连接，并有序固装在发动机安装架（117）后部的预设位置上；所述液压站（240）中的齿轮泵由电动机直接驱动，液压站（240）为液压减震器总成（121）和水面推进器（350）中的液压元件实现伸缩功能提供液力能量。

4.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，驱动模块（300）中的所述传动部件（310）包括传动接头（311）、前传动轴（312）、后传动轴（313）、传动半轴总成（314）和泵桨传动轴（315）；所述动力分配箱（320）由箱体、输入轴、离合操作机构、液压离合器和输出轴组成；所述差速器总成（330）包括前差速器总成（331）和后差速器总成（332）；所述前传动轴（312）的两端分别经传动接头（311）与变速器总成（220）的输出轴和前差速器总成（331）的输入轴有序连接；所述后传动轴（313）的两端分别经传动接头（311）与分动箱总成（230）的输出轴和后差速器总成（332）的输入轴有序连接；在“一机双泵”的主体结构中，所述动力分配箱（320）的输入轴经连接器与发动机总成（210）曲轴的前端有序相接；在“双机双泵”的主体结构中，两所述动力分配箱（320）的输入轴经连接器分别与发动机总成（210）曲轴的前端和2^#发动机总成（210A）曲轴的前端有序相接；所述动力分配箱（320）的输出轴经传动接头（311）与泵桨传动轴（315）有序连接；两前所述传动半轴总成（314）的两端分别与前差速器总成（331）两侧的输出轴和两前轮毂总成（341）有序相接；两后所述传动半轴总成（314）的两端分别与后差速器总成（332）两侧的输出轴和两后轮毂总成（341）有序相接；所述车轮总成（340）包括轮毂总成（341）、制动器总成（342）、轮辋（343）和轮胎（344），其中，各轮毂总成（341）经紧固螺栓与各轮辋（343）有序连接，各制动器总成（342）有序固装在各轮毂总成（341）上，各轮胎（344）有序固装在各轮辋（343）上；所述水面推进器（350）包括喷泵型螺旋桨、高速喷水泵、艉机和导管螺旋桨，其中喷泵型螺旋桨由机座、主轴、导管、螺旋桨、连接舱和转向喷口组成，经紧固螺栓有序连接固装成一个整体；水面推进器（350）的输入轴经泵桨传动轴（315）与动力分配箱（320）中的输出轴有序连接；两所述水面推进器（350）经机座和紧固螺栓分别有序固装在车架总成（100A）后部两侧的预设位置上；通过直接调控两个所述水面推进器（350）各自的转速，或经方向盘（614）、转向分动器（630）和转向控制线（615）直接控制所述水面推进器（350）尾部的转向喷口，可便捷地实现车辆在水面运行时最小转弯半径以及水面原地调头；所述三角履带总成（360）通过轮毂总成（341）可与所述车轮总成（340）进行互换；两所述电动绞盘（370）分别有序固装在车架总成（100A）前部和后部的预设位置上。

5.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，浮力模块（400）中的所述前浮力箱（410）、两所述中浮力箱（420）和所述后浮力箱组合（430）均依据车体底部的空间形态和尺寸、分别由碳纤维材料有序加工制造成空心壳体，再由EPP聚丙烯发泡填充，具有远大于车辆自重和额定载重的排水量，故能确保车辆始终悬浮于水面而永不沉没；前浮力箱（410）经若干紧固螺栓有序固装在车架总成（100A）前部下方的预设位置上；两个中浮力箱（420）分别经若干紧固螺栓有序固装车架总成（100A）中部左右两侧下方的预设位置上；后浮力箱组合（430）经若干紧固螺栓有序固装在车架总成（100A）后部下方的预设位置上。

6.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，车体模块（500）中的所述船体外壳（510）为非密封体；其内部设有若干增大船身强度的龙骨，其底部截面呈浅V型，底部纵向为滑行面、在两前轮框边缘的后下部位有序开设有消波导流槽；船体外壳（510）经若干紧固螺栓有序固装在车架总成（100A）的两纵梁（101）下方和两边纵梁（103）下方的预设位置上；两所述整流板（520）分别有序固装在车架总成（100A）后部下方两侧的预设位置上；所述水翼（530）的纵截面呈机翼状，两水翼（530）分别有序固装在车架总成（100A）后部两整流板（520）下方的预设位置上；所述车身覆盖组件（540）由挡风玻璃框架（541）、车头外罩（542）、车身围罩（543）、车门（544）、挡泥板（545）和保险杠罩（546）组成，各部件均由铝镁合金材料或碳纤维材料加工制造、并经若干紧固螺栓有序固装在车架总成（100A）中U型杠（111）和后围杠（108）的预设位置上；所述内饰组件（550）分别经若干紧固螺栓有序固装在车架总成（100A）上和车身覆盖组件（540）内的预设位置上。

7.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，操控模块（600）中所述陆地行驶操控装置（610）包括转向机总成（611）、横拉杆总成（612）、转向柱总成（613）、方向盘（614）和转向控制线（615）；其中转向机总成（611）的两端分别与两横拉杆总成（612）有序相接；方向盘（614）经转向分动器（630）上端的输入轴与转向柱总成（613）有序相接；所述转向分动器（630）下端的两输出轴分别与转向柱总成（613）和转向控制线（615）有序相接；陆地行驶操控装置（610）的各部件分别有序固装在车架总成（100A）的前下部；所述水面运行操控装置（620）、所述仪表集成装置（640）、所述车轮提升操控装置（650）均有序固装在驾驶室中的预设位置上；所述智能设备（660）包括AR系统软件和AR智能眼镜、AR智能头盔和AR智能平板显示器等系统硬件，各智能设备（660）均有序设装在由所述车身覆盖组件（540）和所述内饰组件（550）构成的驾驶室中的预设位置上。

8.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，设有包括“一机双泵”、“一机一泵”和“双机双泵”三种主体结构及其动力传递路线，并在每一种主体结构中均设有“陆地行驶”、“水面运行”和“复合运行”三种运行模式；其中，在“一机双泵”主体结构中的陆地行驶模式下：通过人为操控动力分配箱（320）和分动箱（230），使发动机转矩：经变速器总成（220）、前传动轴（312）、前差速器总成（331）、两前传动半轴总成（314）、两前轮毂总成（341）、驱动两前车轮总成（340）有序运转，同时经分动箱总成（230）、后传动轴（313）、后差速器总成（332）、两后传动半轴总成（214）、两后轮毂总成（341）、驱动两后车轮总成（340）与两前车轮总成（340）一并有序运转；在“一机双泵”主体结构中的水面运行模式下：变速器总成（220）处于“空挡”位置，四个车轮总成（340）分别同时向上折叠提升300毫米以上；通过人为操控、动力分配箱（320）中的液压离合器进入“增压状态”，发动机转矩经动力分配箱（320）中的两输出轴、两泵桨传动轴（315）、直接驱动两所述水面推进器（350）高速运转；在“一机双泵”主体结构中的复合运行模式下：通过人为操控，可使发动机转矩经动力分配箱（320）中的两液压离合器和两输出轴、两泵桨传动轴（315）、分别驱动两所述水面推进器（350）运转，同时经变速器总成（220）、前传动轴（312）、前差速器总成（331）、两前传动半轴总成（314）、两前轮毂总成（341）、驱动两前车轮总成（340）运转，并经分动箱（230）、后传动轴（313）、后差速器总成（332）、两后传动半轴总成（314）、两后轮毂总成（341）、驱动两后车轮总成（340）运转；此外通过方向盘（614）和转向分动器（630）可直接控制所述水面推进器（350）尾部的转向喷口、便捷地实现车辆在水面运行时的转向以及原地调头。

9.根据权利要求1所述的一种全浮式水陆两栖车，其特征在于，当车辆进入“水面运行”模式时，经人为操作车轮提升操控装置（650），液压减震器总成（151）中的液压缸将向上收缩、拉动下摆臂（153）以连接座（154）上的销轴（155）为中心向上回转、从而使与上摆臂（152）和下摆臂（153）有序相接的轮毂总成（341）及其车轮总成（340）迅速向上提升300毫米以上后，液压缸进入自锁状态；当车辆回到“陆地行驶”模式时，经人为操作车轮提升操控装置（650），液压缸自锁解除，液压减震器总成（151）中的液压缸向下伸出直到初始设定位置，并带动下摆臂（153）一并反向旋转，使轮毂总成（341）及其车轮总成（340）有序下降、直至回到初始设定位置，然后液压缸重新进入自锁状态。

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