CN206528461U - 越野车陷车脱困系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种越野车陷车脱困系统，其特征在于：包括支撑板、升降机构、驱动机构和动力源；所述升降机构的上端固定安装在越野车底盘的下表面，所述升降机构的下端横向安装有所述支撑板；所述驱动机构固定安装在越野车底盘的下表面，且所述驱动机构具有输出直线运动的施力部，该施力部与所述升降机构的受力推动部相连并带动升降机的下端向下伸出或收回；所述动力源固定安装在越野车上，且所述动力源的输出端与所述驱动机构的输入端之间通过输送线路连通。上述越野车陷车脱困系统具备结构合理，操作简便，能够使得越野车陷车后尽快脱困的优点，适合在越野车上推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于越野车陷车脱困装置领域，具体涉及一种越野车陷车脱困系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，自行驾车到户外旅行已成为人们喜欢的休闲活动之一。越野车也凭借其强大野外路面适应力受到了户外爱好者的欢迎。
然而，越野车在野外或沙漠中行驶时经常会遭遇陷车（轮胎陷入泥土或沼泽中）情况发生，每次陷车都会让司机付出极大的代价来脱困，有些严重的陷车自己根本没法脱困，只能等到大型救援车的到来才能脱困。如果是军队的越野车在执行任务时出现严重的陷车则会贻误军情，造成不可估量损失。
目前，现有技术没有公开过如何在越野车陷车后更快、更便捷脱困的技术方案。基于此，申请人考虑设计一种结构合理，操作简便，能够使得越野车陷车后尽快脱困的越野车陷车脱困系统。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构合理，操作简便，能够使得越野车陷车后尽快脱困的越野车陷车脱困系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
越野车陷车脱困系统，其特征在于：包括支撑板、升降机构、驱动机构和动力源；所述升降机构的上端固定安装在越野车底盘的下表面，所述升降机构的下端横向安装有所述支撑板；所述驱动机构固定安装在越野车底盘的下表面，且所述驱动机构具有输出直线运动的施力部，该施力部与所述升降机构的受力推动部相连并带动升降机的下端向下伸出或收回；所述动力源固定安装在越野车上，且所述动力源的输出端与所述驱动机构的输入端之间通过输送线路连通。
采用本实用新型的越野车陷车脱困系统后，在当越野车的任意轮胎陷入困境（如：软泥）时，开启动力源向驱动机构输送动力，使得驱动机构驱动升降机构来使得升降机构动作并逐渐升起；且当支撑板接触到地面后，随着支撑板的继续向下移动车身会不断抬起，当抬起到合适高度后，可使得陷入困境的轮胎悬空，从而能够往陷车的轮子下填充较硬的砂石等物品来防止轮胎再次陷入。待填充完成后，即可再次通过控制动力源来使得升降机构回缩、支撑板收回，此时脱困自救工作结束。
由上可见，采用采用本实用新型的越野车陷车脱困系统进行自救脱困省时、省力、方便、快捷、高效，如果军用越野车在战争状态下使用这套装置会赢得宝贵的时间，极大的保护了军人的安全和物资的安全。
不仅如此，在正常路面行驶时如发生爆胎情况需要更换轮胎时，采用本实用新型的越野车陷车脱困系统只需动力源的启动按钮，车身可迅速抬起，四个轮胎随即离地，从而使得换胎作业变得非常容易。
作为优选，所述支撑板为均布设置于越野车的前轮与后轮之间的底盘上的两块，两块支撑板在竖向上的投影形状和大小与越野车的前轮和后轮之间的底盘的形状和大小相匹配；且与每块支撑板配合连接的升降机构和驱动机构分别为在越野车宽度方向间隔设置至少两组。
采用上述优选结构后，不仅能够通过上述支撑板的结构来形成保护效果最佳的底盘的防护罩；还能够在脱困时，依靠上述支撑板所具有较大的支撑表面积来降低单位面积的压强，进而使得该上述支撑板整体的防下陷作用更优，使得本系统的脱困功能更为可靠。
作为优选，所述支撑板为邻近越野车四个轮胎设置的四块，且所述升降机构和驱动机构分别与所述支撑板之间一一对应设置的四组。
采用上述优选结构后，不仅能够在单个轮胎陷入困境时，操作与该轮胎相邻的支撑板（及其升降机构和驱动机构）来撑起，从而快速地对该处的路面进行加硬处理，并降低脱困所需的能耗；还能够在四轮均陷入困境时，通过本系统来提升起整车来，随后在对路面进行加硬处理后脱困。
此外，四块支撑板及其一一对应的升降机构和驱动机构的设置结构，能够在其中任意一个机构损坏时，启用其余的机构来完成脱困，提升脱困的可靠性。并且，上述四块支撑板能够在越野车正常行驶状态下保持收回状态，并形成越野车底盘的防护罩，对越野车底盘起到一定的保护作用。
作为优选，所述支撑板由碳纤维板、铝合金板或不锈钢板中任意一种材料制得。
碳纤维板具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能，铝合金板具有高硬度、高强度、耐磨损和抗冲击性能，不锈钢板具有高硬度和耐腐蚀性。故采用上述任意一种材料制得的支撑板均能够适用于越野车的行驶环境，使得支撑板更为经久耐用。
作为优选，所述支撑板四周的边缘为上翻状结构。
采用上述优选结构后，支撑板在收回时可通过四周边缘的上翻状结构来罩护支撑板与越野车底盘下表面之间的空间以及设置在该空间内的机构。
此外，在需要脱落时，支撑板四周的边缘为上翻状结构能够有效防止支撑板与路面接触后，路面的泥土或碎石掉落至支撑板上，并在支撑板收回时形成卡阻的情况，确保支撑板的收回动作过程更为可靠。
作为优选，所述升降机构的最大支撑行程大于等于越野车的离地间隙。
离地间隙是指地面与车辆底部刚性物体之间的距离。采用上述优选结构后，能够保证升降机构动作后，将越野车完全抬起并对轮胎陷入路面进行加硬处理。
作为优选，所述升降机构为剪刀叉升降机构；
所述剪刀叉升降机构包括整体均为长条形结构的第一支撑臂和第二支撑臂，第一支撑臂和第二支撑臂两者长度方向中部通过铰轴交叉；
所述剪刀叉升降机构还包括安装底板、固定座、导杆、滑动套、滑动铰链座、滑动导轨和固定铰链座；所述安装底板整体固定安装在越野车底盘的下表面，所述固定座为相隔固定所述安装底板下表面上的两个，所述导杆插接安装在两个固定座之间；所述滑动套套接在所述导杆上且能够沿着导杆的长度方向来回运动；
所述第一支撑臂的上端与所述滑动套相铰接并共同构成所述升降机构的受力推动部，所述第一支撑臂的下端与固定安装在所述支撑板上表面的所述固定铰链座相铰接；所述第二支撑臂的上端与固定安装在所述安装底板的所述固定铰链座相铰接，所述第二支撑臂的下端与所述滑动铰链座相铰接，且所述滑动铰链座整体滑动套接在固定安装支撑板上表面的所述滑动导轨上。
采用上述剪刀叉升降机构作为升降机构后，剪刀叉升降机构可使得升降机构的支撑高度控制起来十分方便，且结构简单，成本低。
作为优选，所述动力源为蓄电池，所述输送线路为电缆；所述驱动机构为直流减速电机；
所述剪刀叉升降机构还包括固定安装在所述安装底板上的电机安装座，所述直流减速电机固定安装在所述电机安装座上；所述导杆为丝杆，所述固定座为轴承座，所述滑动套为螺纹旋接在所述丝杆上的滑动螺母；所述直流减速电机的转轴与所述丝杆的一端通过联轴器固定相连并共同构成所述驱动机构的施力部。
采用上述优选结构后，不仅能够保证升降机构能够获得可靠的驱动；还能够利用丝杆与滑动螺母之间的螺纹配合的结构来预防支撑板意外回退，从而确保本实用新型的越野车陷车脱困系统使用起来更为稳定可靠。
作为优选，所述驱动机构为气缸，所述气缸的活塞杆的外端构成所述驱动机构的施力部；所述动力源为空气压缩机，所述输送线路为气缸用输气管。
采用气缸或液压缸作为驱动机构时，均具有使用操作非常的简单方便的优点。
作为优选，所述驱动机构为液压缸，所述液压缸的活塞杆的外端构成所述驱动机构的施力部；所述动力源为液压泵，所述输送线路为液压缸用输液管。
采用气缸或液压缸作为驱动机构时，均具有使用操作非常的简单方便的优点。
附图说明
图1为本实用新型越野车陷车脱困系统的结构示意图（越野车处在正常行驶状态）。
图2至图4为本实用新型越野车陷车脱困系统的结构示意图（越野车处在脱困状态）。
图5为本实用新型越野车陷车脱困系统的升降机构部分的结构示意图（越野车处在正常行驶状态）。
图6为本实用新型越野车陷车脱困系统的升降机构部分的结构示意图（越野车处在脱困状态）。
图1至图6中标记为：
1支撑板；
2越野车底盘；
剪刀叉升降机构：30第一支撑臂，31第二支撑臂，32安装底板，33滑动铰链座，34滑动导轨，35固定铰链座，36电机安装座，37丝杆，38轴承座，39滑动螺母；
4直流减速电机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。其中，针对描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语，目的在于帮助读者理解，而不旨在进行限制。
实施例一，如图1至图6所示
越野车陷车脱困系统，包括支撑板1、升降机构、驱动机构和动力源；所述升降机构的上端固定安装在越野车底盘2的下表面，所述升降机构的下端横向安装有所述支撑板1；所述驱动机构固定安装在越野车底盘2的下表面，且所述驱动机构具有输出直线运动的施力部，该施力部与所述升降机构的受力推动部相连并带动升降机的下端向下伸出或收回；所述动力源固定安装在越野车上，且所述动力源的输出端与所述驱动机构的输入端之间通过输送线路连通。
其中，所述支撑板1为均布设置于越野车的前轮与后轮之间的底盘上的两块，两块支撑板1在竖向上的投影形状和大小与越野车的前轮和后轮之间的底盘的形状和大小相匹配；且与每块支撑板1配合连接的升降机构和驱动机构分别为在越野车宽度方向间隔设置至少两组。
实施时，支撑板1可根据不同的车型专门设计，在非使用状态下可作为越野车底盘2防护板使用，在陷车时该底板面积较大可作为越野车升降的可靠的支撑板1使越野车整体能离开地面一定高度，便于方便的往轮陷车轮下填充硬物以达到快速脱困的目的。
其中，所述支撑板1由碳纤维板、铝合金板或不锈钢板中任意一种材料制得。
其中，所述支撑板1四周的边缘为上翻状结构。
其中，所述升降机构的最大支撑行程大于等于越野车的离地间隙。
其中，所述升降机构为剪刀叉升降机构；
所述剪刀叉升降机构包括整体均为长条形结构的第一支撑臂30和第二支撑臂31，第一支撑臂30和第二支撑臂31两者长度方向中部通过铰轴交叉；
所述剪刀叉升降机构还包括安装底板32、固定座、导杆、滑动套、滑动铰链座33、滑动导轨34和固定铰链座35；所述安装底板32整体固定安装在越野车底盘2的下表面，所述固定座为相隔固定所述安装底板32下表面上的两个，所述导杆插接安装在两个固定座之间；所述滑动套套接在所述导杆上且能够沿着导杆的长度方向来回运动；
所述第一支撑臂30的上端与所述滑动套相铰接并共同构成所述升降机构的受力推动部，所述第一支撑臂30的下端与固定安装在所述支撑板1上表面的所述固定铰链座35相铰接；所述第二支撑臂31的上端与固定安装在所述安装底板32的所述固定铰链座35相铰接，所述第二支撑臂31的下端与所述滑动铰链座33相铰接，且所述滑动铰链座33整体滑动套接在固定安装支撑板1上表面的所述滑动导轨34上。
其中，所述动力源为蓄电池，所述输送线路为电缆；所述驱动机构为直流减速电机4；
所述剪刀叉升降机构还包括固定安装在所述安装底板32上的电机安装座36，所述直流减速电机4固定安装在所述电机安装座36上；所述导杆为丝杆37，所述固定座为轴承座38，所述滑动套为螺纹旋接在所述丝杆37上的滑动螺母39；所述直流减速电机4的转轴与所述丝杆37的一端通过联轴器固定相连并共同构成所述驱动机构的施力部。
实施时，优选所述蓄电池为越野车电瓶。由于越野车电瓶为12V直流电，所以电机优选12V直流电动机，由于安装空间限制，加之越野车发电机容量的限制，直流电机尽可能的选择体积与电机功率较小的型号。较小的电机体积，较小的电机功率会导致额定扭矩较小，为了获得较大的输出扭矩，在电机输出端必须得加装一台减速器以获得足够的输出扭矩。在此，本领域技术人员公知，在采用本系统之前，必须进行受力分析以确定滑动螺母39所必须的推力是多少，在知道了滑动螺母39所需的推力后，再根据丝杆37螺纹副的计算得出丝杆37所需的扭矩才能确定电机及减速器的相关参数，有了设计参数后才能最终确定电机及减速器的选型。
当越野车四轮全部离地后，全车的重量均由四套剪刀叉机构支撑，我们假设越野车总质量为2400Kg（绝大部分越野车总量不会超过这个重量），我们假设四套升降机构平均分担这一重量，每套升降机构将承担600Kg，越野车离地间隙大约在210mm左右，升降机构所提供的最大行程必须大于越野车的离地间隙，本设计初步选定的最大支撑行程为420mm。
在已知滑动螺母39推力F后，可根据螺纹副传动的计算公式计算出丝杆37所需的扭矩，在丝杆37结构及丝杆37安装方式设计上始终让丝杆37仅受拉力，这样的机构设计可不要考虑丝杆37的扰度计算与校核。仅仅需要对丝杆37进行抗拉强度计算即可。σ抗拉=F÷S= 待求 MPa（S为丝杆37危险截面面积，截面积的确定可根据初选常用材料的抗拉强度值进行试计算），丝杆37抗拉强度计算出来后通过查《机械设计手册》或《金属材料手册》选择丝杆37材料及热处理状态，依据上述计算与查表可以确定丝杆37的材质、直径及热处理状态。
丝杆37的选择：丝杆37直径初步选择M20×3mm（牙型角为60度的三角形螺纹，选择这样的牙型角主要是本机构需要较好的螺纹自锁性能），丝杆37材料选择45#钢，热处理状态选择：调质处理，调质处理后硬度为：HRC24-32。
丝杆37传动副扭矩的计算：
T=d2/2Ftan（λ±φV）
式中：T---作用于螺纹副的力矩
F—作用于螺纹副的轴向力
d2–螺纹中经（可查表获得）
λ—螺纹升角（可查表获得）
φV—螺纹副的当量摩擦角（可查表获得）tanφV=ƒ/cosβ（ƒ为摩擦系数，β为三角形螺纹牙的半角）
当螺纹为拧紧或举重时公式中取（+），当螺母为防松或卸载时取（-）
当获得螺母传动副所需的扭矩T后，就可初步确定减速器输出扭矩的大小了，知道减速器输出扭矩后，根据初步选定的电机扭矩计算减速器的传动比。
减速器传动比=T丝杆37÷T电机
知道减速器传动比后，可依据传动比选择最为接近的减速器型号（选择减速器型号时还需要考虑减速器的外形尺寸及安装方式），初步选择体积较小传动比较大的行星减速器（具体型号需要查询减速器厂家的选型手册）。在电机及减速器的选择上需要反复进行匹配与优化，原则就是扭矩足够的同时外形满足安装空间的要求。
实施例二，图中未示出：
本实施例与实施例一不同之处在于：所述升降机构为平行四连杆升降机构（本说明书附图中未示出，详细结构可参见现有技术中，公告号:CN202829496U，名为“一种平行四连杆升降机构”的技术方案，或者，公告号:CN204661237U，名为“小型船用易安装的升降装置”的技术方案）。
其中，所述驱动机构为气缸，所述气缸的活塞杆的外端构成所述驱动机构的施力部；所述动力源为空气压缩机，所述输送线路为气缸用输气管。
其中，所述支撑板1为邻近越野车四个轮胎设置的四块，且所述升降机构和驱动机构分别与所述支撑板1之间一一对应设置的四组。
实施例三，图中未示出：
本实施例与实施例一不同之处在于：所述驱动机构为液压缸，所述液压缸的活塞杆的外端构成所述驱动机构的施力部；所述动力源为液压泵，所述输送线路为液压缸用输液管。
采用上述三种实施例中的任意一种的越野车陷车脱困系统后，在当越野车的任意轮胎陷入困境（如：软泥）时，开启动力源向驱动机构输送动力，使得驱动机构驱动升降机构来使得升降机构动作并逐渐升起；且当支撑板1接触到地面后，随着支撑板1的继续向下移动车身会不断抬起，当抬起到合适高度后，可使得陷入困境的轮胎悬空，从而能够往陷车的轮子下填充较硬的砂石等物品来防止轮胎再次陷入。待填充完成后，即可再次通过控制动力源来使得升降机构回缩、支撑板1收回，此时脱困自救工作结束。
由上可见，采用上述越野车陷车脱困系统进行自救脱困省时、省力、方便、快捷、高效，如果军用越野车在战争状态下使用这套装置会赢得宝贵的时间，极大的保护了军人的安全和物资的安全。
不仅如此，在正常路面行驶时如发生爆胎情况需要更换轮胎时，采用本实用新型的越野车陷车脱困系统只需动力源的启动按钮，车身可迅速抬起，四个轮胎随即离地，从而使得换胎作业变得非常容易。
以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，上述变形和改进的技术方案应同样视为落入本申请要求保护的范围。
Claims (10)
1.越野车陷车脱困系统，其特征在于：包括支撑板、升降机构、驱动机构和动力源；所述升降机构的上端固定安装在越野车底盘的下表面，所述升降机构的下端横向安装有所述支撑板；所述驱动机构固定安装在越野车底盘的下表面，且所述驱动机构具有输出直线运动的施力部，该施力部与所述升降机构的受力推动部相连并带动升降机的下端向下伸出或收回；所述动力源固定安装在越野车上，且所述动力源的输出端与所述驱动机构的输入端之间通过输送线路连通。
2.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述支撑板为均布设置于越野车的前轮与后轮之间的底盘上的两块，两块支撑板在竖向上的投影形状和大小与越野车的前轮和后轮之间的底盘的形状和大小相匹配；且与每块支撑板配合连接的升降机构和驱动机构分别为在越野车宽度方向间隔设置至少两组。
3.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述支撑板为邻近越野车四个轮胎设置的四块，且所述升降机构和驱动机构分别与所述支撑板之间一一对应设置的四组。
4.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述支撑板由碳纤维板、铝合金板或不锈钢板中任意一种材料制得。
5.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述支撑板四周的边缘为上翻状结构。
6.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述升降机构的最大支撑行程大于等于越野车的离地间隙。
7.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述升降机构为剪刀叉升降机构；
所述剪刀叉升降机构包括整体均为长条形结构的第一支撑臂和第二支撑臂，第一支撑臂和第二支撑臂两者长度方向中部通过铰轴交叉；
所述剪刀叉升降机构还包括安装底板、固定座、导杆、滑动套、滑动铰链座、滑动导轨和固定铰链座；所述安装底板整体固定安装在越野车底盘的下表面，所述固定座为相隔固定所述安装底板下表面上的两个，所述导杆插接安装在两个固定座之间；所述滑动套套接在所述导杆上且能够沿着导杆的长度方向来回运动；
所述第一支撑臂的上端与所述滑动套相铰接并共同构成所述升降机构的受力推动部，所述第一支撑臂的下端与固定安装在所述支撑板上表面的所述固定铰链座相铰接；所述第二支撑臂的上端与固定安装在所述安装底板的所述固定铰链座相铰接，所述第二支撑臂的下端与所述滑动铰链座相铰接，且所述滑动铰链座整体滑动套接在固定安装支撑板上表面的所述滑动导轨上。
8.根据权利要求7所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述动力源为蓄电池，所述输送线路为电缆；所述驱动机构为直流减速电机；
所述剪刀叉升降机构还包括固定安装在所述安装底板上的电机安装座，所述直流减速电机固定安装在所述电机安装座上；所述导杆为丝杆，所述固定座为轴承座，所述滑动套为螺纹旋接在所述丝杆上的滑动螺母；所述直流减速电机的转轴与所述丝杆的一端通过联轴器固定相连并共同构成所述驱动机构的施力部。
9.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述驱动机构为气缸，所述气缸的活塞杆的外端构成所述驱动机构的施力部；所述动力源为空气压缩机，所述输送线路为气缸用输气管。
10.根据权利要求1所述的越野车陷车脱困系统，其特征在于：所述驱动机构为液压缸，所述液压缸的活塞杆的外端构成所述驱动机构的施力部；所述动力源为液压泵，所述输送线路为液压缸用输液管。
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