專利名稱：一種輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向裝置及實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向領(lǐng)域，主要用于輪式裝甲車在水上用方向盤轉(zhuǎn)向，以便其水上轉(zhuǎn)向和陸地轉(zhuǎn)向操作方法相同。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的兩棲輪式裝甲車輛在水上行駛轉(zhuǎn)向時，兩只用液壓馬達驅(qū)動的帶導(dǎo)向筒的螺旋槳只提供車輛前進和后推的動力，轉(zhuǎn)向時是靠單邊螺旋槳停轉(zhuǎn)或一邊正傳，一邊反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)水上轉(zhuǎn)向。而控制螺旋槳轉(zhuǎn)動狀態(tài)的方式一般是用手動開關(guān)，在水上車輛轉(zhuǎn)彎時與方向盤沒有聯(lián)系，此種操縱控制方式與車輛在陸地上行駛轉(zhuǎn)向時的操縱習(xí)慣完全不同，尤其是在車輛出水瞬間，駕駛員完全不知道車輪實際偏向什么方向，造成前輪觸地后車輛突然偏駛的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免輪式裝甲車在水上行駛時，上述現(xiàn)有轉(zhuǎn)向操縱技術(shù)中的不足之處而提供一種可以在水上用陸地轉(zhuǎn)向的方向盤轉(zhuǎn)向的裝置以及利用該裝置實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的方法，并且操作方法與陸地轉(zhuǎn)向相同。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來達到
一種輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括裝甲車的方向盤、轉(zhuǎn)向柱、信號板、三個接近開關(guān)、信號處理器、電磁換向閥、以及由油箱、溢流閥、兩個液壓馬達、兩個帶導(dǎo)向筒的螺旋槳組成的液壓系統(tǒng)。其中，信號板裝配固定在與方向盤同步轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向軸上，A、B、C三個接近開關(guān)裝在一安裝板上，所述安裝板通過一基座焊裝在車體上，并且位于信號板下方。所述信號板為大于90°但小于180°的扇形結(jié)構(gòu)，所述三個接近開關(guān)在安裝板上呈直角等腰三角形分布，并在信號板旋轉(zhuǎn)形成的圓面覆蓋范圍內(nèi)，且直角等腰三角形的底邊AC的中點與信號板的旋轉(zhuǎn)軸心重合，裝甲車處于前進狀態(tài)時，信號板處于未遮擋任何一個接近開關(guān)的位置。所述三個接近開關(guān)通過信號線與信號處理器連接，信號處理器根據(jù)三個接近開關(guān)不同的狀態(tài)輸出不同的邏輯信號來完成各狀態(tài)要求的功能。即信號處理器輸出的控制信號連接控制液壓系統(tǒng)的電磁換向閥接通或斷開，位于車體后下部兩側(cè)帶導(dǎo)向筒的螺旋槳由液壓馬達驅(qū)動，通過兩側(cè)由液壓馬達驅(qū)動的螺旋槳正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的不同狀態(tài)來實現(xiàn)車輛的水上轉(zhuǎn)向功能。本兩棲輪式裝甲車輛在水上行駛時的前進、后退的動力是由裝在車體后下部的兩只用液壓馬達驅(qū)動的帶導(dǎo)向筒的螺旋槳提供，緩轉(zhuǎn)向是通過一邊螺旋槳停轉(zhuǎn)，另一邊螺旋槳轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)。急轉(zhuǎn)彎是一邊螺旋槳正傳，另一邊螺旋槳反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。而控制螺旋槳旋轉(zhuǎn)狀態(tài)是靠控制盒內(nèi)的邏輯電路控制液壓系統(tǒng)的電磁閥接通或斷開來實現(xiàn)。本發(fā)明進一步提供利用以上裝置實現(xiàn)輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向的方法
當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置的信號板處于未遮擋任何一個接近開關(guān)的位置時，車后兩個油馬達驅(qū)動的帶導(dǎo)向筒的螺旋槳同時轉(zhuǎn)動，車輛在水上沿直線行駛，裝甲車處于前進狀態(tài)，顯示屏上綠色指示箭頭燈亮。當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置的方向盤向左或向右轉(zhuǎn)動角度超過α?xí)r，信號板開始蓋住接近開關(guān)A或C，該接近開關(guān)感應(yīng)后發(fā)出信號，信號傳至信號處理器，信號處理器通過邏輯運算發(fā)出指令，使左后或右后螺旋槳停轉(zhuǎn)，車輛開始向左或右緩轉(zhuǎn)向，顯示屏信號顯示車輛向左或右緩轉(zhuǎn)向紅色指示箭頭燈亮。此時若方向盤維持不動，則車輛沿一個固定的轉(zhuǎn)向直徑轉(zhuǎn)圈行駛；當(dāng)方向盤回正后，接近開關(guān)無信號發(fā)出，兩邊螺旋槳同步運轉(zhuǎn)，車輛沿直線行駛，顯示屏信號顯示車輛直線行駛，綠色指示箭頭燈亮。當(dāng)方向盤向右或向左轉(zhuǎn)動角度超過α后繼續(xù)轉(zhuǎn)動，信號板蓋住右邊或左邊的兩個接近開關(guān)C-B或Α-Β，兩個無接觸開關(guān)同時發(fā)出信號，信號傳至處理器，處理器通過邏輯運算發(fā)出指令，使右后或左后螺旋槳反轉(zhuǎn)，車輛開始向右或左急轉(zhuǎn)向，顯示屏信號顯示車輛向右或左急轉(zhuǎn)向紅色指示箭頭燈亮；
當(dāng)方向盤沿一個方向轉(zhuǎn)到極限時，即超過兩個接近開關(guān)后，B-C或B-A兩個無接觸開關(guān)同時發(fā)出信號，車輛繼續(xù)按急轉(zhuǎn)向動作，顯示屏中間的圓形紅色報警燈亮，提示駕駛員方向盤轉(zhuǎn)動已超越水上轉(zhuǎn)向極限，應(yīng)向回轉(zhuǎn)動。從以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明的控制開關(guān)的接通與斷開是通過操縱方向盤的不同旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度，由無接觸開關(guān)來接收此轉(zhuǎn)動信號，通過邏輯電路判斷后決定具體開關(guān)的接通或關(guān)閉，并根據(jù)判斷結(jié)果，在儀表盤上通過信號顯示，告知駕駛員車輛在水上是在直線向前行駛、左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)彎的急緩，直線向后行駛幾種狀態(tài)。本發(fā)明最大的優(yōu)勢在于車輛將要出水時，駕駛員通過在儀表盤上的信號顯示，知道車輛前輪觸地前轉(zhuǎn)向輪(該轉(zhuǎn)向輪是車輛在陸地行駛時用于控制車輛轉(zhuǎn)向的車輪，在車輛前下部，用車輛方向盤控制) 的位置及出水瞬間車輛的前進方向，而不像有些車輛在出水觸地前駕駛員不知道車輛轉(zhuǎn)向輪的位置及出水瞬間觸地后車輛的前進方向，觸地后才發(fā)現(xiàn)車輛的前進方向不對，再通過方向盤修正，造成車輛出水前駕駛員精神高度緊張，容易出現(xiàn)安全事故。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點
1、車輛在水上行駛與陸地行駛轉(zhuǎn)向時的操縱方式基本相同，符合駕駛員的正常操縱習(xí)慣，容易掌握。2、駕駛員對車輛出水前轉(zhuǎn)向輪的位置及車輛前輪觸地瞬間車輛的前進方向心中有數(shù)，提高了安全保障。此發(fā)明使裝甲車在水上轉(zhuǎn)向操作方便，靈活自如，安全可靠。結(jié)構(gòu)簡單，容易實施、 成本低廉。


圖1是本發(fā)明的液壓系統(tǒng)的原理圖。圖2是轉(zhuǎn)向裝置的安裝結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖2的K-K視圖。圖4是車輛動態(tài)顯示屏的示意圖。圖5是前進電路圖。圖6是前進左緩轉(zhuǎn)向電路圖。
圖7是前進右緩轉(zhuǎn)向電路圖。圖8是前進左急轉(zhuǎn)向電路圖。圖9是前進右急轉(zhuǎn)向電路圖。圖10是后退電路圖。圖11是后退左緩轉(zhuǎn)向電路圖。圖12是后退右緩轉(zhuǎn)向電路圖。圖中的信號A、B、C就是指的三個接近開關(guān)的信號。
具體實施例方式本裝置包括液壓系統(tǒng)、方向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向柱上的無接觸轉(zhuǎn)向信號采集裝置(無接觸轉(zhuǎn)向信號采集裝置由三個接近開關(guān)、扇形信號板及固定板構(gòu)成)、信號處理器、車輛動態(tài)顯示屏等。參見圖1，液壓系統(tǒng)包括車輛兩側(cè)的兩只用液壓馬達4 (TXMF40)驅(qū)動的帶導(dǎo)向筒的螺旋槳、F - 101 一 L液壓油泵2，LX09-02-12電磁換向閥3、液壓油箱l、DBDH15G10/20/2 溢流閥5。液壓油泵從液壓油箱中泵出油，分別通過管路連接兩個電磁換向閥，每個電磁換向閥分別連接一個液壓馬達，每個液壓馬達分別連接驅(qū)動一個帶導(dǎo)向筒的螺旋槳。帶導(dǎo)向筒的螺旋槳位于車體后下部兩側(cè)。圖中DT2、DT3、DT4和DT5均是指電磁鐵1、電磁鐵3、電磁鐵4和電磁鐵5。參見圖2和圖3，信號板6裝配固定在與方向盤10同步轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向軸9上，A、B、 C三個接近開關(guān)裝在安裝板7上，所述安裝板通過一基座8焊裝在車體上，并且位于信號板下方。信號板6為120°的扇形結(jié)構(gòu)，三個接近開關(guān)A、B、C在安裝板上呈直角等腰三角形分布，并在信號板旋轉(zhuǎn)形成的圓面覆蓋范圍內(nèi)，且直角等腰三角形的底邊AC中點與信號板的旋轉(zhuǎn)軸心重合，裝甲車處于前進狀態(tài)時，信號板處于未遮擋任何一個接近開關(guān)的位置。信號處理器設(shè)置在車內(nèi)后部，其輸出的控制信號連接控制液壓系統(tǒng)的電磁換向閥。參見圖4，信號處理器的信號輸出還與信號顯示屏的輸入口連接，駕駛員從信號顯示屏即可看到車輛是處于前進狀態(tài)(向前綠色箭頭)、左右緩轉(zhuǎn)向(約成45度的紅色左右箭頭)、左右急轉(zhuǎn)向(約成90度的紅色箭頭)或后退狀態(tài)。該裝置實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的方法如下
1、前進，電路原理參見圖5 車輛在下水前，掛上液壓油泵取力器，液壓油泵旋轉(zhuǎn)，向系統(tǒng)提供高壓油，在控制開關(guān)(用于操縱車輛水上系統(tǒng)開始工作，控制車輛在水上處于前進或后退狀態(tài))置于前進位置時，如此時方向盤在中位，即信號板未遮蓋任何一個接近開關(guān)，則車后兩個油馬達驅(qū)動的帶導(dǎo)向筒的螺旋槳同時轉(zhuǎn)動，車輛在水上沿直線行駛。2、前進左或右緩轉(zhuǎn)向，電路原理參見圖6和圖7 當(dāng)方向盤向左(向右)轉(zhuǎn)動約超過 20°時，信號板開始蓋住接近開關(guān)A或C，接近開關(guān)感應(yīng)后發(fā)出信號，信號傳至信號處理器， 信號處理器通過邏輯運算發(fā)出指令，使左后(右后)螺旋槳停轉(zhuǎn)，車輛開始向左(右)緩轉(zhuǎn)向。 顯示屏信號顯示車輛向左(右)緩轉(zhuǎn)向紅色指示箭頭燈亮。此時若方向盤維持不動，則車輛沿一個固定的轉(zhuǎn)向直徑轉(zhuǎn)圈行駛。當(dāng)方向盤回正后，無信號發(fā)出，兩邊螺旋槳同步運轉(zhuǎn)，車輛沿直線行駛。顯示屏信號顯示車輛直線行駛，綠色指示箭頭燈亮。
3、前進左或右急轉(zhuǎn)向，電路原理參見圖8和圖9 當(dāng)方向盤向右(向左)轉(zhuǎn)動約超過 20°時后繼續(xù)轉(zhuǎn)動，信號板蓋住右邊(左邊)的兩個接近開關(guān)C-B或A-B，兩個無接觸開關(guān)同時發(fā)出信號，信號傳至處理器，處理器通過邏輯運算發(fā)出指令，使右后(左后)螺旋槳反轉(zhuǎn)， 車輛開始向右(左)急轉(zhuǎn)向。顯示屏信號顯示車輛向右(左)急轉(zhuǎn)向紅色指示箭頭燈亮。當(dāng)方向盤沿一個方向轉(zhuǎn)到極限時，即超過兩個接近開關(guān)后，B-C或B-A兩個無接觸開關(guān)同時發(fā)出信號，車輛只能繼續(xù)按急轉(zhuǎn)向動作，但顯示屏中間的圓形紅色報警燈亮，提示駕駛員方向盤轉(zhuǎn)動已超越水上轉(zhuǎn)向極限，應(yīng)向回轉(zhuǎn)動。4、后退及轉(zhuǎn)向，電路原理參見圖10、圖11和圖12 車輛后退時，將控制開關(guān)(用于操縱車輛水上系統(tǒng)開始工作，控制車輛在水上處于前進或后退狀態(tài)。即本裝置電路圖中標有前進后退兩中狀態(tài)的總開關(guān))置于后退位置時，車輛沿直線后退。左右轉(zhuǎn)向操作與在陸地相同，只是車輛后退時沒有急轉(zhuǎn)向功能。以下是本裝置的各種工作狀態(tài)時的電磁換向閥的電磁鐵動作表
權(quán)利要求
1.一種輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于該裝置包括裝甲車的方向盤、轉(zhuǎn)向柱、 信號板、三個接近開關(guān)、信號處理器、電磁換向閥以及由油箱、溢流閥、兩個液壓馬達、兩個帶導(dǎo)向筒的螺旋槳組成的液壓系統(tǒng)；其中，信號板裝配固定在與方向盤同步轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向軸上，隨轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)，A、B、C三個接近開關(guān)裝在一安裝板上，所述安裝板通過一基座焊裝在車體上，并且位于信號板下方；所述信號板為大于90°但小于180°的扇形結(jié)構(gòu)，所述三個接近開關(guān)在安裝板上呈直角等腰三角形分布，并位于信號板旋轉(zhuǎn)形成的圓面覆蓋范圍內(nèi)，且直角等腰三角形的底邊AC的中點與信號板的旋轉(zhuǎn)軸心重合；所述三個接近開關(guān)通過信號線與信號處理器連接，信號處理器根據(jù)三個接近開關(guān)不同的狀態(tài)輸出不同的邏輯信號，信號處理器通過控制線連接液壓系統(tǒng)的電磁換向閥，控制由液壓馬達驅(qū)動的螺旋槳處于正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的不同狀態(tài)，實現(xiàn)車輛的水上轉(zhuǎn)向；所述信號處理器的信號輸出還與信號顯示屏的輸入口連接。
2.一種利用權(quán)利要求1所述裝置實現(xiàn)輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向的方法，其特征在于當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置的信號板處于未遮擋任何一個接近開關(guān)的位置時，車后兩個油馬達驅(qū)動的帶導(dǎo)向筒的螺旋槳同時轉(zhuǎn)動，車輛在水上沿直線行駛，裝甲車處于前進狀態(tài)，顯示屏上綠色指示箭頭燈亮；當(dāng)所述轉(zhuǎn)向裝置的方向盤向左或向右轉(zhuǎn)動角度超過α?xí)r，信號板開始蓋住接近開關(guān)A 或C，該接近開關(guān)感應(yīng)后發(fā)出信號，信號傳至信號處理器，信號處理器通過邏輯運算發(fā)出指令，使左后或右后螺旋槳停轉(zhuǎn)，車輛開始向左或右緩轉(zhuǎn)向，顯示屏信號顯示車輛向左或右緩轉(zhuǎn)向紅色指示箭頭燈亮；此時若方向盤維持不動，則車輛沿一個固定的轉(zhuǎn)向直徑轉(zhuǎn)圈行駛；當(dāng)方向盤回正后， 接近開關(guān)無信號發(fā)出，兩邊螺旋槳同步運轉(zhuǎn)，車輛沿直線行駛，顯示屏信號顯示車輛直線行駛，綠色指示箭頭燈亮；當(dāng)方向盤向右或向左轉(zhuǎn)動角度超過α后繼續(xù)轉(zhuǎn)動，信號板蓋住右邊或左邊的兩個接近開關(guān)C-B或Α-Β，兩個無接觸開關(guān)同時發(fā)出信號，信號傳至處理器，處理器通過邏輯運算發(fā)出指令，使右后或左后螺旋槳反轉(zhuǎn)，車輛開始向右或左急轉(zhuǎn)向，顯示屏信號顯示車輛向右或左急轉(zhuǎn)向紅色指示箭頭燈亮；當(dāng)方向盤沿一個方向轉(zhuǎn)到極限時，即超過兩個接近開關(guān)后，B-C或B-A兩個無接觸開關(guān)同時發(fā)出信號，車輛繼續(xù)按急轉(zhuǎn)向動作，顯示屏中間的圓形紅色報警燈亮，提示駕駛員方向盤轉(zhuǎn)動已超越水上轉(zhuǎn)向極限，應(yīng)向回轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向方法，其特征在于所述角度α為 10-20° 。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向方法，其特征在于所述角度α為20°。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向方法，其特征在于所述方法采用總控制開關(guān)切換車輛的前進和后退兩種狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種輪式裝甲車水上轉(zhuǎn)向裝置，用于解決輪式裝甲車在水上用方向盤轉(zhuǎn)向。本裝置是在裝甲車的轉(zhuǎn)向柱上安裝一個隨方向盤旋轉(zhuǎn)的裝置信號板，轉(zhuǎn)向柱上安裝三個相對轉(zhuǎn)向柱靜止的接近開關(guān)，然后由信號處理器通過邏輯運算，控制液壓系統(tǒng)的電磁換向閥的通斷，實現(xiàn)控制車輛兩側(cè)的兩只用液壓馬達驅(qū)動的帶導(dǎo)向筒的螺旋槳的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)(單邊停轉(zhuǎn)、單邊反轉(zhuǎn)、同時旋轉(zhuǎn))，達到車輛在水上轉(zhuǎn)向的目的。此裝置使輪式裝甲車在水上轉(zhuǎn)向操作方便，靈活自如，安全可靠。最大的優(yōu)勢在于車輛將要出水時，駕駛員通過在儀表盤上的信號顯示，知道車輛前輪觸地前轉(zhuǎn)向輪的位置及出水瞬間車輛的前進方向，保證安全。
文檔編號B60F3/00GK102431584SQ20111035105
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者侯渝軍, 吳超, 姚振山, 文學(xué), 李東明, 段國付, 王超, 韓志強, 黃家勇 申請人:重慶大江工業(yè)有限責(zé)任公司