CN113928065A - 一种两栖车转向结构的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两栖车转向结构的控制方法，具有水上转向系统；水上转向系统具有喷水推进装置和操舵装置，能够实现水陆两栖，满足陆军登岛作战、边界管控、界江和界河巡察、海外维和处突等特种作战任务对后勤物资可靠、便捷、高效的运输需求，能够在水陆实现稳定转向。

Description

一种两栖车转向结构的控制方法

技术领域

本发明属于军用车辆技术领域，尤其涉及一种两栖车转向结构的控制方法。

背景技术

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

针对陆军登岛作战、边界管控、界江和界河巡察、海外维和处突等特种作 战任务对后勤物资可靠、便捷、高效的运输需求，现有车辆无法满足水陆两栖 使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现水陆两栖，满足陆军登岛 作战、边界管控、界江和界河巡察、海外维和处突等特种作战任务对后勤物资 可靠、便捷、高效的运输需求，能够在水陆实现稳定转向的两栖车转向结构的 控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种两栖车转向结 构的控制方法，其特征在于，具有：水上转向系统；所述水上转向系统具有喷 水推进装置和操舵装置；

所述喷水推进装置具有喷水推进器，所述喷水推进器设置在所述车架的后 部；

所述操舵装置具有：

流道，设置在车架的后部，所述流道呈“U”形，“U”形流道的两端的开 口朝向车头；

喷水推进器，所述“U”形流道的中部设有进水口，所述喷水推进器与所述 进水口连通；

左侧舵叶和右侧舵叶，所述左侧舵叶和右侧舵叶设置在所述“U”形流道的 两侧，所述左侧舵叶和右侧舵叶能够打开或关闭左侧和右侧的流路；

排水口，设置在所述“U”形流道的底部，所述排水口朝向车尾；

转向舵叶，设置在所述排水口上，所述转向舵叶能够打开或关闭所述排水 口。

所述转向舵叶共有三个，在所述排水口上均匀分布。

舵叶通过舵叶液压缸驱动，所述舵叶的中部转动安装在所述流道内；所述 舵叶液压缸的缸座铰接在流道内，舵叶液压缸活塞杆与所述舵叶的中部附近铰 接；

水上行驶控制方法包括如下步骤：

1)当前进行驶时，所述转向舵叶与前进方向平行；“U”形流道的左侧舵 叶和右侧舵叶关闭流道；

2)当前进右转时，所述转向舵叶与前进方向呈负角度夹角；“U”形流道 的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

3)当前进左转时，所述转向舵叶与前进方向呈正角度夹角；“U”形流道 的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

4)当正向倒车时，所述转向舵叶与前进方向垂直；“U”形流道的左侧舵 叶和右侧舵叶关闭流道；

5)当倒车右转时，所述转向舵叶与前进方向垂直并封闭所述排水口；左侧 舵叶关闭左侧流道，右侧舵叶打开；

当倒车左转时，所述转向舵叶与前进方向垂直并封闭所述排水口；右侧舵 叶关闭右侧流道，左侧舵叶打开。

所述喷水推进器设置在所述车架的后部中部，喷水推进器位于所述车架的 底部。

操舵方式为电控液压操纵，驾驶室设置操纵舵轮，转动舵轮产生电信号驱 动舵叶液压缸作动，实现航行转向。

在水上行驶时，当前进行驶时，所述转向舵叶与前进方向平行；当前进右 转时，所述转向舵叶与前进方向呈-35°夹角；当前进左转时，所述转向舵叶与 前进方向呈35°夹角；当倒车时，所述转向舵叶与前进方向垂直。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，能够实现水陆 两栖，满足陆军登岛作战、边界管控、界江和界河巡察、海外维和处突等特种 作战任务对后勤物资可靠、便捷、高效的运输需求，能够在水陆实现稳定转向。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的两栖车转向结构的水上转向系统的流道的结 构示意图；

图2为图1的两栖车转向结构的水上转向系统的结构示意图；

图3为图1的两栖车转向结构的水上转向系统的原理图；

图4为图1的两栖车转向结构的水上转向系统的流道原理图；

上述图中的标记均为：1、车架，2、喷水推进器，3、流道，31、进水口， 32、左侧舵叶，33、右侧舵叶，34、排水口，35、转向舵叶

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地详细描述。

参见图1-4，一种两栖车转向结构的控制方法，其特征在于，具有：水上转 向系统；水上转向系统具有喷水推进装置和操舵装置；

喷水推进装置具有喷水推进器，喷水推进器设置在车架的后部；

操舵装置具有：

流道，设置在车架的后部，流道呈“U”形，“U”形流道的两端的开口朝 向车头；

喷水推进器，“U”形流道的中部设有进水口，喷水推进器与进水口连通；

左侧舵叶和右侧舵叶，左侧舵叶和右侧舵叶设置在“U”形流道的两侧，左 侧舵叶和右侧舵叶能够打开或关闭左侧和右侧的流路；

排水口，设置在“U”形流道的底部，排水口朝向车尾；

转向舵叶，设置在排水口上，转向舵叶能够打开或关闭排水口。

转向舵叶共有三个，在排水口上均匀分布。

舵叶通过舵叶液压缸驱动，舵叶的中部转动安装在流道内；舵叶液压缸的 缸座铰接在流道内，舵叶液压缸活塞杆与舵叶的中部附近铰接。

喷水推进器设置在车架的后部中部，喷水推进器位于车架的底部。

操舵方式为电控液压操纵，驾驶室设置操纵舵轮，转动舵轮产生电信号驱 动舵叶液压缸作动，实现航行转向。

航行系统主要包括喷水推进和操舵装置。水上正车航行时，由发动传动动 力至水陆分动箱，然后分流至后部喷水推进器。水上正车转向，可通过操舵装 置控制尾部喷水口舵叶角度进行转向，或单边流道关闭进行转向控制。水上倒 车时，控制关闭喷水口舵叶，通过其它流道，改变喷水流向实现倒车；水上倒 车转向，通过单边流道关闭实现转向。

在水上行驶时，当前进行驶时，转向舵叶与前进方向平行；当前进右转时， 转向舵叶与前进方向呈-35°夹角；当前进左转时，转向舵叶与前进方向呈35° 夹角；当倒车时，转向舵叶与前进方向垂直(与前进方向呈负角度为朝向前进 方向右侧，与前进方向呈正角度为朝向前进方向左侧)。

操舵装置

1)设计输入

a水上驾驶操作符合人机工程；

b水上转弯、倒车性能及舵效要求。

2)设计输出

设计操舵方式为电控液压操纵，驾驶室设置操纵舵轮，转动舵轮产生电信 号驱动舵叶液压缸作动，实现航行转向。

舵叶结构的转向叶轮与船体呈现状态如图3所示。

水上操纵方式设计

水陆两栖运输车的操纵性是指按照驾驶员的意图保持或改变其运动状态的 能力，即车辆能保持或改变其航速、航向和位置的性能。水陆两栖运输车的操 纵性主要包含以下三方面内容：

(1)航向稳定性：车辆在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动 完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。

(2)回转性：车辆在操纵机构的作用下改变运动方向和沿不同半径做曲线 运动的能力。

(3)惯性特性：车辆在水上启动、加速、减速、停车、倒车时，车辆维持 原有运动状态的特性。

在航行过程中，为了尽快达到预定的目的地，驾驶员总是力图使车辆以一 定的速度保持直线航行，此时要求车辆具有良好的航向稳定性。但在预定航线 上经常会发现障碍物或其他车辆，为避免碰撞，驾驶员需要使车辆及时改变航 向和航速，此时要求车辆具有良好的回转性。

两栖运输车的水上操纵方式与传统的操舵方式不同。传统的操纵方式是以 螺旋桨加舵，若为单轴推进，船舶的回转能力依赖与舵的设计；若为双桨双舵 的模式，那么不仅可以通过改变舵角来进行回转，同时可以通过两个螺旋桨的 正倒车的设置形成回转力矩提供完成回转能力。

本两栖运输车采用的操纵方式是单喷水推进器单舵模式，在舵的设计上需 要考虑在水中航行的回转能力。考虑多个回转方案：

(1)正车航行及转向模式：单喷水推进器工作，依靠操舵提供舵角来完成 回转，需要考虑到在最大舵角的时候回转半径，能够尽可能满足要求，如图4-1 所示。

(2)倒车航行及转向模式：在正车航行如需倒车，对尾部舵叶进行关闭， 改变喷水推进器出水流向至向前喷水，实现倒车功能，如需倒车转向，则通过 分别关闭左右倒车水流道实现倒车转向功能，如图4-2所示。

针对上述二种操纵模式，在设计舵以及操舵系统时需要：考虑三种操纵所 适应的工况，包括航速限制、横摇限制、回转半径和航向稳定性的限制。

水上行驶控制方法包括如下步骤：

1)当前进行驶时，所述转向舵叶与前进方向平行；“U”形流道的左侧舵 叶和右侧舵叶关闭流道；

2)当前进右转时，所述转向舵叶与前进方向呈负角度夹角；“U”形流道 的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

3)当前进左转时，所述转向舵叶与前进方向呈正角度夹角；“U”形流道 的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

4)当正向倒车时，所述转向舵叶与前进方向垂直；“U”形流道的左侧舵 叶和右侧舵叶关闭流道；

5)当倒车右转时，所述转向舵叶与前进方向垂直并封闭所述排水口；左 侧舵叶关闭左侧流道，右侧舵叶打开；

6)当倒车左转时，所述转向舵叶与前进方向垂直并封闭所述排水口；右 侧舵叶关闭右侧流道，左侧舵叶打开

通过试验或者仿真计算方法，计算三种模式的回转能力极限，以及在回转 过程中可能出现的危险情况，得到三种模式的极限状态，保证在实际操纵过程 中能够保证在安全的范围内。

采用上述的结构后，能够实现水陆两栖，满足陆军登岛作战、边界管控、 界江和界河巡察、海外维和处突等特种作战任务对后勤物资可靠、便捷、高效 的运输需求，能够在水陆实现稳定转向。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上 述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性 的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在 本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种两栖车转向结构的控制方法，其特征在于，具有：水上转向系统；所述水上转向系统具有喷水推进装置和操舵装置；

所述喷水推进装置具有喷水推进器，所述喷水推进器设置在所述车架的后部；

所述操舵装置具有：

流道，设置在车架的后部，所述流道呈“U”形，“U”形流道的两端的开口朝向车头；

喷水推进器，所述“U”形流道的中部设有进水口，所述喷水推进器与所述进水口连通；

左侧舵叶和右侧舵叶，所述左侧舵叶和右侧舵叶设置在所述“U”形流道的两侧，所述左侧舵叶和右侧舵叶能够打开或关闭左侧和右侧的流路；

排水口，设置在所述“U”形流道的底部，所述排水口朝向车尾；

转向舵叶，设置在所述排水口上，所述转向舵叶能够打开或关闭所述排水口；

水上行驶控制方法包括如下步骤：

1)当前进行驶时，所述转向舵叶与前进方向平行；“U”形流道的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

2)当前进右转时，所述转向舵叶与前进方向呈负角度夹角；“U”形流道的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

3)当前进左转时，所述转向舵叶与前进方向呈正角度夹角；“U”形流道的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

4)当正向倒车时，所述转向舵叶与前进方向垂直；“U”形流道的左侧舵叶和右侧舵叶关闭流道；

5)当倒车右转时，所述转向舵叶与前进方向垂直并封闭所述排水口；左侧舵叶关闭左侧流道，右侧舵叶打开；

6)当倒车左转时，所述转向舵叶与前进方向垂直并封闭所述排水口；右侧舵叶关闭右侧流道，左侧舵叶打开。

2.如权利要求1所述的两栖车转向结构的控制方法，其特征在于，所述转向舵叶共有三个，在所述排水口上均匀分布。

3.如权利要求3所述的两栖车转向结构的控制方法，其特征在于，舵叶通过舵叶液压缸驱动，所述舵叶的中部转动安装在所述流道内；所述舵叶液压缸的缸座铰接在流道内，舵叶液压缸活塞杆与所述舵叶的中部附近铰接。

4.如权利要求3所述的两栖车转向结构的控制方法，其特征在于，所述喷水推进器设置在所述车架的后部中部，喷水推进器位于所述车架的底部。

5.如权利要求4所述的两栖车转向结构的控制方法，其特征在于，操舵方式为电控液压操纵，驾驶室设置操纵舵轮，转动舵轮产生电信号驱动舵叶液压缸作动，实现航行转向。

6.如权利要求6所述的两栖车转向结构的控制方法，其特征在于，在水上行驶时，当前进行驶时，所述转向舵叶与前进方向平行；当前进右转时，所述转向舵叶与前进方向呈-35°夹角；当前进左转时，所述转向舵叶与前进方向呈35°夹角；当倒车时，所述转向舵叶与前进方向垂直。

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