CN114313132B - 一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，包括船体，还包括设置在船体头部的水深传感器、设置在船体底部的气囊以及控制器；水深传感器与控制器信号连接；控制器根据水深传感器检测的水深值来判断船体的吃水程度，并基于该吃水程度来控制气囊的启动；所述船体底部还设有用于船体陆地行驶的轮子。本发明通过水深传感器的检测功能，可实现气囊不同状态之间的智能控制，改变装备的吃水线，更好的应对复杂的水下地貌，完成浅礁登岛，该装备的适用性强，且简单易操作，经济性好；充分解决了传统登岛装备无法适应复杂的水下地貌，且运输效率低、经济性差、冲滩登岛方式对船体和螺旋桨损伤大等问题，具有广泛的应用前景。

Description

一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备

技术领域

本发明涉及两栖车艇装备，具体为一种变吃水轻型浅滩岛礁可登陆水陆两用车艇装备。

背景技术

领海中分布的岛、礁、沙滩众多，岛礁近岸具有极浅水、浅水到深水陡变的特点，因此对于绝大部分没有码头的岛礁而言，如何登岛的问题尚未得到有效解决。因此岛礁补给非常困难，对岛礁建设影响极大。

目前，登陆没有码头的岛礁主要通过冲锋舟冲滩或者人力进行搬运，运输能力极其有限，成本巨大，同时冲锋舟冲滩极易造成冲锋舟损坏，且绝大部分岛礁离大陆遥远，维修成本很高，一旦船艇出现损坏只能废弃。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种能够改变吃水线的轻型浅滩岛礁登岛装备，可以适应水下全地貌，更高效安全登岛。

技术方案：本发明的一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，包括船体，还包括设置在船体头部的水深传感器、设置在船体底部的气囊以及控制器；所述水深传感器与控制器信号连接；所述控制器根据水深传感器检测的水深值来判断船体的吃水程度，并基于该吃水程度来控制气囊的启动；所述船体底部还设有用于船体陆地行驶的轮子，气囊与轮子周围一圈紧密相连。

其中，船体外形为快艇型，主要作为游艇或运输快艇使用。船体最前端设置有水深传感器，其镶嵌在船艏处，主要用来检测装备船艏处的水位深度，实时监控水深的变化，将信号传递给控制器，控制装备作出相应的动作。

进一步的，所述船体内还设有用于控制气囊充放气的空气压缩机，空气压缩机的信号接收端与控制器连接，空气压缩机的出气口与气囊连接。根据水深传感器传输出的信息，当靠近暗礁水域时，空气压缩机开始工作，向气囊内部充气，气囊体积变大，从而露出位于船体底部的轮子。所述船体的尾部设有与气囊连接的排气孔。通过空气压缩机和排气孔联合控制气囊的充气与放气。

进一步的，气囊内部设有气压传感器，气压传感器的信号输出端与控制器连接。根据气压传感器的实时气压值反馈给控制器，控制器再决定空气压缩机的是否工作，以及空气压缩机给气囊充气的速度。气压传感器的气压值也反应气囊此时的充气状况，充气状况包括未充气、开始充气、半充气以及充满气等。

进一步的，气囊位于船体的底部，与船体的舷侧底部一圈紧密相连，气囊的上侧即为船底，同时气囊与船底的轮子周围一圈也紧密相连，使得气囊在不同的状态下能保持位置不变，不发生偏移。气囊在装置工作过程中共呈现三种状态，分别为充满气状态、半充气状态及原始状态。主要作用是在不同深度的水域，尤其是在设备登岛的过程中，通过不同的充气状态来改变装置的吃水线。所述气囊在未充气的状态下与轮子不接触；所述气囊在完全充气的状态下将轮子完全包裹镶嵌在内部。

进一步的，气囊内部应设有分段舱室，可以使充气过程相对平缓均匀。

进一步的，气囊应采用防腐蚀、韧性好且耐磨的橡胶材料，气囊在未充气时贴合于船底，外形本身呈船体流线型，即上端宽底部尖，气囊纵剖面为对称的抛物线，使得其在充气时可以快速呈现与船底相匹配的流线型，在水中航行的过程中有效减少装置的阻力，提高航行速度。

进一步的，所述船体的尾部还设有用于控制船体直行或转向的挂桨机；挂桨机通过铰接结构与船体相连。所述挂桨机包括螺旋桨、螺旋桨伸缩杆、柱销和控制器壳体；所述螺旋桨伸缩杆从控制器壳体的一侧伸出，螺旋桨伸缩杆的端部与螺旋桨连接，螺旋桨伸缩杆上设有柱销，所述柱销通过固定法兰与船体铰接。所述控制器壳体的一侧设有挂桨机控制器；所述挂桨机控制器的信号输入端与控制器连接，挂桨机控制器的信号输出端分别与螺旋桨伸缩杆和螺旋桨连接。螺旋桨控制整个装置的直行与转向，使用过程中，随着水域环境的变化，伸缩杆可以进行上下伸缩，避免螺旋桨触底，使装置能适应不同深度的水域，到达岸边后，挂桨机停用收起，通过铰接结构逆时针转动约90°，最后水平放置于船尾上。

进一步的，所述轮子包括设置在船体前段的前轮和设置在船体后端的后轮。所述前轮的轮宽稍大于后轮。车轮材料应该具有一定硬度、强度、耐磨性、韧性和抗腐蚀性。

本发明的工作原理为：水深传感器镶嵌在船艏位置检测所航行区域的水深，将水深数据实时传递给控制器判断空气压缩机是否工作，从而控制气囊的充放气状态，当气囊达到相应的状态后再由气压传感器将气压值反馈给控制器，控制器再控制空气压缩机的结束动作。该装置在常规深海水域行驶过程中，气囊充满气且将轮子完全包裹，由控制器驱动并控制挂桨机的螺旋桨的左右转动，进而控制整个装置直行与转向；在靠近暗礁水域时，根据水深检测传感器反馈给控制器的消息，气囊开始逐渐放气，同时挂桨机上的伸缩杆开始收缩；当靠近岸边时，气囊完全收缩贴合于船体底部，挂桨机停止工作并回收安置于船体后端的甲板上，由控制器驱动轮子实现装置的直行与转弯。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：（1）本发明适用于由陆地进入到水域或从水域登岛的特殊行驶条件，可以适应恶劣天气及各种水域地形地貌，能出色完成由深水到浅水再到极浅水后登岛的任务；（2）本发明拥有流线型的伸缩气囊，在行驶过程中可通过对气囊的充放气实现装备吃水线的改变，且航行过程中的阻力更小；搭配镶嵌在气囊中的轮子，可以使装置在不同环境中工作；（3）本发明采用可以上下左右转动的挂桨机，通过挂桨机调节螺旋桨的位置，控制装置的直行与转向，避免了传统固定的螺旋桨容易触底的事故。

附图说明

图1是本发明在气囊完全收缩状态下的侧视图；

图2是本发明在气囊半充气状态下的轴测视图；

图3是本发明在气囊充满气状态下的轴测视图；

图4是本发明在气囊充满气状态下与轮子嵌合的仰视图；

图5是图1中A-A剖视图；

图6是挂桨机的结构主视图；

图7是挂桨机的结构侧视图；

图8是本发明气囊的工作流程图；

图9是本发明控制器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1-7所示的一种变吃水轻型浅滩岛礁可登陆水陆两用车艇装备的示意图；其中，图1-3为三种典型的气囊充气状态，既适用于陆地行驶，也可以完全适应任何水域地貌地形。本实施例的车艇装备包括气囊1、船体5、挂桨机7、轮子、水深传感器4、空气压缩机9和控制器。挂桨机7位于船体5后端；轮子包括一组前轮2和两组后轮3，分别固定在船体5下端；气囊1位于船体5下端且与船侧相结合。控制器根据水深传感器4检测的水深值来判断船体5的吃水程度，并基于该吃水程度来控制气囊1的启动。

参见图9，控制器与挂桨机7、轮子、空气压缩机9，排气孔8相连，水深传感器4与控制器信号连接，气压传感器与控制器信号连接；控制器可以通过模数转换将水深传感器4传递的信号转换成数字信号，并进行后续各部件的控制；水深传感器4可以使用现有任意用于测量绝对水深或相对水深值的传感器。

在本实施例中，气囊1放置在船体5底部，与空气压缩机9和位于船体尾部的排气孔8相连，由空气压缩机9和排气孔8联合控制气囊的充放气状态。气囊1内设置有气压传感器，参见图8，当水深传感器4判断水深逐渐变深时，此时气压传感器判断内部气压是否达到最大值，若没有达到即通过控制器控制空气压缩机9进行充气，直至达到最大值后停止充气；当水深传感器4判断水深逐渐变浅时，此时气压传感器判断内部气压是否达到最小值，若没有达到最小值则通过控制器控制排气孔8打开放气，直至达到最小值后停止放气。气囊1共有3种状态，包括充满气状态、半充气状态及完全收缩未充气状态，根据水深传感器4的水位检测来判断气囊应处的状态，通过不同的气囊状态来改变装备的吃水线，使装备始终处在安全航行的状态。气囊1在未充气的状态下与轮子不接触；气囊1在完全充气的状态下将轮子镶嵌在内部。气囊1在完全充气的状态下呈与船体5匹配的流线型。

在本实施例中，挂桨机7通过固定法兰6及柱销704铰接在船体5的尾部，主要由螺旋桨701、螺旋桨伸缩杆702、挂桨机控制器703、柱销704、控制器壳体705组成。螺旋桨伸缩杆702从控制器壳体705的一侧伸出，螺旋桨伸缩杆702的端部与螺旋桨701连接，螺旋桨伸缩杆702上设有柱销704，柱销通704过固定法兰6与船体5铰接。控制器壳体705的一侧设有挂桨机控制器703；挂桨机控制器703的信号输入端与控制器连接，挂桨机控制器703的信号输出端分别与螺旋桨伸缩杆702和螺旋桨701连接。挂桨机上的螺旋桨701可以左右转动，控制整个装备的直行与转向。螺旋桨伸缩杆702可以上下伸缩，改变螺旋桨701所处的位置，防止螺旋桨接触撞击底面造成损坏。使用挂桨机是基于其重量轻、拆装方便、设计紧凑且抗冲击力强的优点，避免了传统螺旋桨位置固定，登陆易搁浅的缺点。

在本实施例中，轮子一共有3个，有两种不同的尺寸，分为前轮2与后轮3。前轮2与后轮3皆与船体5相连接，分布在船体5的底部，前轮2的轮宽稍大于后轮3。轮子的主要作用是使装备在陆地上行驶，同时在水陆不同的行驶环境变化的过程中，作为一个率先接触岛屿的登陆点。

本发明的具体实施过程：该装备在常规深海水域行驶过程中，气囊1充满气且将轮子完全包裹，由控制器控制挂桨机7的螺旋桨左右转动，进而控制整个装备直行与转向；在靠近暗礁水域时，根据水深传感器4反馈给控制器的信号，排气孔8开始工作，气囊1逐渐放气，同时挂桨机7上的伸缩杆开始收缩；当靠近岸边时，气囊1完全放气处于原始状态并贴合于船体底部，轮子与暗礁接触，挂桨机7停止工作并回收安置于船体后端的甲板上，由控制器驱动轮子实现装备的直行与转弯。

该装备行驶在陆地或岛屿上时，气囊1处于完全收缩状态，且与船体5底部紧密贴合，空气压缩机9不工作。装备使用前轮2与后轮3进行驱动行驶。螺旋桨伸缩杆702将螺旋桨701收缩置于最顶部，挂桨机7水平放置于船体5后端的甲板上（如图1所示）；该装备由陆地进入水域航行时，水深传感器4检测水位的深度，将信号传递给控制器，控制器控住空气压缩机9工作，气囊1将由收缩状态逐渐进入充气状态，改变装备的吃水线，确保装备处于安全状态；该装备在常规深海水域行驶过程中，气囊1充满气且将轮子完全包裹，由控制器驱动并控制挂桨机的螺旋桨的左右转动，进而控制整个装备直行与转向，此时前轮2与后轮3将完全镶嵌在气囊1里面（如图4所示）。挂桨机控制杆703将挂桨机7进行旋转，悬挂在船体的尾部，螺旋桨伸缩杆702进行伸长将螺旋桨701放入水中，控制器控制螺旋桨工作，为整个装备提供推进力，使装备在水中航行。

该装备由水面登岛时，水深传感器4检测水位的深度，将信号传递给控制器，排气孔8开始工作，气囊1进行放气，前轮2慢慢显露出来，螺旋桨伸缩杆702进行收缩将螺旋桨701往上提，并持续工作推进装装备前行。前轮2逐渐接触海岛地面，装备使用螺旋桨提供动力慢慢登岛，直至后轮3接触地面，排气孔8结束工作，气囊1完全放气处于原始状态。控制器改变船体的驱动方式，使用轮子登岛行驶。同时，挂桨机控制杆703将挂桨机7进行旋转，收起平放在船体的尾部，完成登岛。

本实施例通过水深传感器4的检测功能，可实现气囊1不同状态之间的智能控制，改变装备的吃水线，更好的应对复杂的水下地貌，完成浅礁登岛。轻型浅礁登岛装备适用性强，且简单易操作，经济性好；充分解决了传统登岛装备无法适应复杂的水下地貌，且运输效率低、经济性差、冲滩登岛方式对船体和螺旋桨损伤大等问题。

Claims (7)

1.一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，包括船体(5)，其特征在于：还包括设置在船体(5)头部的水深传感器(4)、设置在船体(5)底部的气囊(1)以及控制器；所述水深传感器(4)与控制器信号连接；所述控制器根据水深传感器(4)检测的水深值来判断船体(5)的吃水程度，并基于该吃水程度来控制气囊(1)的启动；所述船体(5)底部还设有用于船体(5)陆地行驶的轮子，气囊与轮子周围一圈紧密相连；所述气囊内还设有用于反应气囊充气状况的气压传感器，气压传感器的信号输出端与控制器连接；所述气囊(1)在未充气的状态下与轮子不接触；所述气囊(1)在完全充气的状态下将轮子镶嵌在内部；所述气囊(1)在完全充气的状态下呈与船体(5)匹配的流线型。

2.根据权利要求 1 所述的一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，其特征在于：所述船体(5)内还设有用于控制气囊充放气的空气压缩机(9)，空气压缩机(9)的信号接收端与控制器连接，空气压缩机(9)的出气口与气囊(1)连接。

3.根据权利要求 1 所述的一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，其特征在于：所述船体(5)的尾部设有与气囊(1)连接的排气孔(8)。

4.根据权利要求 1 所述的一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，其特征在于：所述船体(5)的尾部还设有用于控制船体(5)直行或转向的挂桨机(7)；挂桨机(7)通过铰接结构与船体(5)相连。

5.根据权利要求 4 所述的一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，其特征在于：所述挂桨机(7)包括螺旋桨(701)、螺旋桨伸缩杆(702)、柱销(704)和控制器壳体(705)；所述螺旋桨伸缩杆(702)从控制器壳体(705)的一侧伸出，螺旋桨伸缩杆(702)的端部与螺旋桨(701)连接，螺旋桨伸缩杆(702)上设有柱销(704)，所述柱销(704)通过固定法兰(6)与船体(5)铰接。

6.根据权利要求 5 所述的一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，其特征在于：所述控制器壳体(705)的一侧设有挂桨机控制器(703)；所述挂桨机控制器(703)的信号输入端与控制器连接，挂桨机控制器(703)的信号输出端分别与螺旋桨伸缩杆(702)和螺旋桨(701)连接。

7.根据权利要求 1 所述的一种变吃水轻型水陆两栖车艇装备，其特征在于：所述轮子包括设置在船体前段的前轮(2)和设置在船体后端的后轮(3)。

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