专利名称：履带式两栖车辆减阻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种履带式两栖车辆减阻装置。
背景技术：
履带式两栖车辆由于既能胜任陆地推进、又能在水中航行，适用于复杂工况等特点而得到广泛的关注和研究。车辆的快速性是车辆的重要性能之一，在车辆的设计和制造中，达到快速性指标不仅可满足设计任务书所提出的航速要求，而且也可保证车辆的经济效率和社会效率。实验证明，在水中航行时，以较低速度在水中航行的两栖车辆，类似于低速船舶，其摩擦阻力最高可达到水上总阻力的70％。针对现有的水陆两栖车辆在水中行驶过程中摩擦阻力过大、航速较低等缺点，需要通过减少摩擦阻力来保证车辆的快速性。
当两栖车辆在水中航行时，车辆周围的边界层带有一薄层水随车体一起前进。由于水的粘性，车辆在航行过程中受到切应力的作用，亦即车体与水之间产生了摩擦力，它在运动方向的合力便是车体的摩擦阻力。
根据两栖车体摩擦阻力的处理方法，车体摩擦阻力可以由计算相当平板的摩擦阻力与由粗糙度增加的摩擦阻力之和来估算，即摩擦阻力RF可以近似表示为下式RF＝(CF+ΔCF)×ρυ2S/2 (1)式(1)中，CF为光滑平板摩擦阻力系数，ΔCF为粗糙度补偿系数，ρ为水的质量密度，υ为航速，S为两栖车体湿表面积。
其中式(1)湿表面积S的近似计算方法如下S=∫0LWL2ldL---(2)]]>式(2)中，1为按线型图量出的每站横剖面型线的半围长，LWL为车体水线长度。
由式(1)可知，摩擦阻力正比于平板的湿表面积S，又由式(2)可知，在车体水线长度一定的情况下，可以通过减少半围长1来减少湿表面积。履带式两栖车辆中的履带是由一些形状不规则的履带板通过一定的方式联接在一起。其中履带板(如图3、4所示)主要包括诱导齿18、连接筋19、着地筋21、履带板22、耳销23、啮合孔25等不规则结构组成。这些复杂结构都将极大地增加车体的半围长1，导致两栖车辆在水中行驶时总体湿表面积过大。因此需要通过尽可能减少履带与水的接触面积，来减少车体的湿表面积，从而达到减小阻力的目的。履带式两栖车辆减阻装置是在研究上述规律的基础上提出的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种履带式两栖车辆减阻装置，是在履带式两栖车体的左右两侧的履带上各加装一套减阻装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是内部设有窄帆布送布/收布装置的窄帆布储藏箱和内部设有宽帆布送布/收布装置的宽帆布储藏箱分别安装在两栖车体左右两侧的外侧壁，宽帆布储藏箱位于窄帆布储藏箱的上方，其中窄帆布覆盖在两侧履带板的表面，宽帆布覆盖在两侧履带板的外侧面。
所述的窄帆布送布/收布装置将第一手柄安装在转轴上，在两栖车体的孔内沿转轴轴线方向在两栖车体外侧壁安装深沟球轴承，在两栖车体内壁、深沟球轴承端面用轴承闷盖和毡圈油封密封，窄帆布卷绕在窄帆布送布/收布装置中的转轴上，被存放在窄帆布储存箱中，窄帆布的一侧设有电缆线通过导线软管沿着开设在车体上的导线孔传送到车体内部，并经过导线孔密封盖传送到电源开关，窄帆布的端部设置有通过电缆线导电的电磁铁。
所述的宽帆布送布/收布装置将第二手柄安装在转轴上，在两栖车体的孔内沿转轴轴线方向在两栖车体外侧壁安装深沟球轴承，在两栖车体内壁、深沟球轴承端面用轴承闷盖和毡圈油封密封，第二手柄上安装有带轮，通过带轮上的皮带，连接到带轮，带轮安装在转轴上，在两栖车体上的孔内沿转轴轴线方向在两栖车体外侧壁安装深沟球轴承，在两栖车体内壁、深沟球轴承端面用轴承闷盖和毡圈油封密封，宽帆布卷绕在宽帆布送布/收布装置中的转轴上，被存放在宽帆布储藏箱内，宽帆布的一端设有电缆线通过导线软管沿着开设在车体上的导线孔传送到车体内部，并经过导线孔密封盖传送到电源开关，宽帆布的端部设置有通过内嵌于宽帆布左右两侧的电缆线导电的柔性电磁铁。
本发明具有的有益的效果是在履带式两栖车体的左右两侧各加装一套减阻装置，当履带式两栖车辆在水中航行时，利用窄帆布送布/收布装置，将窄帆布沿着履带板的着地筋将履带进行包裹，同时利用宽帆布送布/收布装置，将宽帆布沿着履带的外侧面将履带进行包裹。经过仿真试验证实，装有本装置的两栖车辆在水中航行时通过减小湿表面积，可以有效地减少阻力，达到提高航速的目的。本发明在技术实现上比较便利，主要加设送布/收布装置、储藏箱、帆布、电磁铁等，结构简单、收效大。
图1是在陆上行驶时，装有减阻装置的履带式两栖车辆车体示意图；图2是在水上航行时，装有减阻装置的履带式两栖车辆车体示意图；图3是沿图2的A-A剖视图，表示绕有窄帆布的履带板的示意图；图4是图3的俯视图，表示绕有窄帆布的履带板的示意图。
图5是沿图2的B-B局部剖视图，表示窄帆布的送布/收布装置的示意图；图6是沿图2的C-C局部剖视图，表示宽帆布的送布/收布装置的示意图；图7是两栖车辆内壁局部示意图；图8是沿图7的D-D局部剖视图，表示宽帆布送布/收布装置的手柄安装示意图；图9是沿图2的E-E局部剖视图，表示宽帆布送布/收布装置的转轴安装示意图。
图中1、两栖车体，2、窄帆布储藏箱，3、窄帆布送布/收布装置，4、窄帆布，5、蜗轮，6、蜗杆，7、主动轮，8、负重轮，9、窄帆布端部的电磁铁，10、履带，11、两栖车体底部，12、两栖车体上表面，13、宽帆布上的负重块，14、宽帆布，15、固接于宽帆布的柔性电磁铁，16、宽帆布送布/收布装置，17、宽帆布储藏箱，18、诱导齿，19、连接筋，20、内嵌于帆布左右两侧的电缆线，21、着地筋，22、履带板，23、耳销，24、耳销孔，25、啮合孔，26、手柄，27、螺栓，28、轴承闷盖，29、两栖车体内壁，30、两栖车体外侧壁，31、转轴，32、挡圈，33、深沟球轴承，34、导线软管，35、导线孔，36、电源开关，37、电源线，38、导线孔密封盖，39、毡圈油封，40、两栖车体孔，41、带轮，42、螺栓，43、轴承闷盖，44、内嵌于宽帆布左右两侧的电缆线，45、导线孔密封盖，46、导线孔，47、导线软管，48、转轴，49、键，50、挡圈，51、深沟球轴承，52、转轴，53、毡圈油封，54、两栖车体上的孔，55、皮带，56、带轮，57、手柄，58、螺栓，59、轴承闷盖，60、转轴，61、挡圈，62、深沟球轴承，63、电源开关，64、毡圈油封，65、两栖车体上的孔，66、螺栓，67、两栖车体前侧板，68、深沟球轴承，69、两栖车体上的孔，70、轴承闷盖，71、螺栓，72、轴套，73、两栖车体上的孔，74、深沟球轴承，75、轴承闷盖。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示的本发明的实例图，履带式两栖车辆减阻装置主要由窄帆布储藏箱2、窄帆布送布/收布装置3、窄帆布4、固接于窄帆布4端部的电磁铁9及内嵌于帆布左右两侧的电缆线20、宽帆布14、固接于宽帆布14的柔性电磁铁15、宽帆布送布/收布装置16、宽帆布储藏箱17及内嵌于宽帆布14左右两侧的电缆线44等组成。其中图3、4为履带板示意图。
内部设有窄帆布送布/收布装置(3)的窄帆布储藏箱(2)和内部设有宽帆布送布/收布装置(16)的宽帆布储藏箱(17)分别安装在两栖车体左右两侧的外侧壁(30)，宽帆布储藏箱(17)位于窄帆布储藏箱(2)的上方，其中窄帆布(4)覆盖在两侧履带板的表面，宽帆布(14)覆盖在两侧履带板的外侧面。
其中，如图5所示，窄帆布送布/收布装置3主要由窄帆布4、手柄26、螺栓27、轴承闷盖28、转轴31、挡圈32、深沟球轴承33、导线软管34、导线孔35、电源开关36、电源线37、导线孔密封盖38、毡圈油封39等组成。手柄26安装在转轴31上，在两栖车体内壁29沿着转轴31轴线安装轴承闷盖28，并用螺栓27将其固定，在轴承闷盖28中设置毡圈油封39以防止泄漏。在两栖车体的孔40内沿转轴31轴线方向安装深沟球轴承33，使深沟球轴承33的外圈与两栖车体上的孔40形成过盈配合。在转轴31上沿轴线方向安装深沟球轴承33，使深沟球轴承33的内圈与转轴31形成过盈配合。在转轴33沿轴线方向安装挡圈32以防止深沟球轴承33的轴向移动。窄帆布4的一端设有电缆线20通过导线软管34沿着开设在车体上的导线孔35传送到车体内部，并经过导线孔密封盖38传送到电源开关36。
如图6、7、8、9所示，宽帆布送布/收布装置16主要由宽帆布14、宽帆布14上的负重块13、带轮41、螺栓42、轴承闷盖43、电源线44、导线孔密封盖45、导线孔46、导线软管47、挡圈50、深沟球轴承51、转轴52、毡圈油封53、皮带55、手柄57、电源开关63、安装在转轴48上的涡轮5、安装在转轴52上的蜗杆6等组成。带轮41安装在转轴52上，在两栖车体内壁29沿着转轴52轴线安装轴承闷盖43，并用螺栓42将其固定，在轴承闷盖43中设置毡圈油封53以防止泄漏。在两栖车体上的孔54内沿转轴52轴线方向安装深沟球轴承51，使深沟球轴承51的外圈与两栖车体上的孔54形成过盈配合。在转轴52上沿轴线方向安装深沟球轴承51，使深沟球轴承51的内圈与转轴52形成过盈配合。在转轴52沿轴线方向安装挡圈50以防止深沟球轴承51的轴向移动。宽帆布14的一端设有电缆线44通过导线软管47沿着开设在车体上的导线孔46传送到车体内部，并经过导线孔密封盖45传送到电源开关63。
手柄57固接在带轮56上，带轮56安装在转轴60上，在两栖车体内壁29沿着转轴60轴线安装轴承闷盖59，并用螺栓58将其固定，在轴承闷盖59中设置毡圈油封64以防止泄漏。在两栖车体上的孔65内沿转轴60轴线方向安装深沟球轴承62，使深沟球轴承62的外圈与两栖车体上的孔65形成过盈配合。在转轴60上沿轴线方向安装深沟球轴承62，使深沟球轴承62的内圈与转轴60形成过盈配合。在转轴60沿轴线方向安装挡圈61以防止深沟球轴承62的轴向移动。为方便操作员操纵，手柄26和手柄57安装在等高的位置上。
转轴48安装在车体上，在车体上沿着转轴48轴线安装轴承闷盖75，并用螺栓66将其固定。在两栖车体上的孔73内沿转轴48轴线方向安装深沟球轴承74，使深沟球轴承74的外圈与两栖车体上的孔73形成过盈配合。在转轴48上沿轴线方向安装深沟球轴承74，使深沟球轴承74的内圈与转轴48形成过盈配合。在转轴48沿轴线方向安装轴套72以防止深沟球轴承74的轴向移动，同时防止了涡轮5的轴向移动。涡轮5沿转轴48轴线方向安装在转轴48上，并以键49实现了转轴48和涡轮5的联接。类似的，在转轴48的另一端，在两栖车体上的孔69内沿转轴48轴线方向安装深沟球轴承68，使深沟球轴承68的外圈与两栖车体上的孔69形成过盈配合。在转轴48上沿轴线方向安装深沟球轴承68，使深沟球轴承68的内圈与转轴48形成过盈配合。在车体上沿着转轴48轴线安装轴承闷盖70，并用螺栓71将其固定。其中67是两栖车体1中的前侧板，其作用是包含履带10和为转轴48提供支撑。
当履带式水陆两栖车辆在陆地上行驶时，如图1所示，由于电源开关36处于关闭状态，与窄帆布4固接的电磁铁9不具有磁性，窄帆布4卷绕在窄帆布送布/收布装置3中的转轴31上，被存放在窄帆布储存箱2的出口处。由于电源开关63处于关闭状态，与宽帆布14固接的柔性电磁铁15不具有磁性，宽帆布14卷绕在宽帆布送布/收布装置16中的转轴48上，被存放在宽帆布储藏箱17内。
当履带式水陆两栖车辆入水后，如图2所示。两栖车采用螺旋浆推进装置或喷水推进器使之在水中航行。此时，转动手柄26，与窄帆布4固接的、具有一定的配重的电磁铁9在重力作用下，拉着窄帆布4降落，待电磁铁9接触履带板的板体22时，松开手柄26，同时打开电源开关36，通过电源线37将电导通到电缆线20给电磁铁9供电，使得电磁铁9具有磁性，于是电磁铁9吸住履带板22。接着，起动两栖车辆的履带推进装置，使得主动轮7顺时针转动，带动履带10顺时针转动。同时，吸附在履带板的板体22上的电磁铁9带动窄帆布4顺时针运动，即顺时针方向沿着履带板的着地筋21将履带10进行包裹。当旋转手柄26达到指定圈数后，主动轮7停止转动，窄帆布4在履带10上的包裹结束。当窄帆布4包裹结束后，操作员开始通过转动固定在带轮上的手柄57，从而操纵皮带55将动力传递到带轮41，从而操纵宽帆布送布/收布装置16的转轴52，并利用固定在转轴52上的蜗杆6、涡轮5的交错方向的传动，实现送出宽帆布14。内嵌于宽帆布14并具有一定的配重的负重块13在重力作用下，柔性电磁铁15拉着宽帆布14降落，待宽帆布14全部放完后，即内嵌在宽帆布14上的柔性电磁铁15接触履带板的外测表面时，松开手柄57，同时打开电源开关63，通过电缆线44给柔性电磁铁15供电，使得柔性电磁铁15具有磁性，于是内嵌有柔性电磁铁15的宽帆布14便吸住履带板外侧面。包裹结束后的状态见图2所示。
当履带式水陆两栖车辆即将出水时，如图2所示，整个收布过程是上述送布过程的逆过程，具体说明如下。关闭电源开关63，柔性电磁铁15便与履带板外侧面分开，操作员接着通过转动固定在带轮上的手柄57，从而操纵皮带55将动力传递到带轮41，从而操纵宽帆布送布/收布装置16的转轴52，并利用固定在转轴52上的蜗杆6、涡轮5的交错方向的传动，实现收回宽帆布14，并将宽帆布14缠绕在转轴48上，宽帆布14便存放在宽帆布储藏箱17，并恢复到如图1所示的起始位置。然后固定手柄57，使之不再转动。当宽帆布14存放好后，起动两栖车辆的履带推进装置，使得主动轮7逆时针运动，吸附在履带板的板体22上的电磁铁9带动窄帆布4逆时针运动，即逆时针方向沿着履带板的着地筋21把窄帆布4从履带10上松开。接着，转动手柄26，将窄帆布4缠绕在转轴31上。待旋转手柄26达到指定圈数后，关闭电源开关36，于是电磁铁9便与履带板的板体22松开，再旋转手柄26，使得窄帆布4和电磁铁9存放在窄帆布储藏箱2内，并恢复到如图1所示的起始位置。然后将手柄26固定，使之不再能旋转。此时，主动轮7继续逆时针转动，履带式两栖车辆出水，并在陆地上继续行驶，如图1所示。附图的其他引出标记说明如下1为两栖车体，8为负重轮，11为两栖车体底部，12为两栖车体上表面，24为耳销孔，30为两栖车体的外侧壁。
权利要求
1.履带式两栖车辆减阻装置，其特征在于内部设有窄帆布送布/收布装置(3)的窄帆布储藏箱(2)和内部设有宽帆布送布/收布装置(16)的宽帆布储藏箱(17)分别安装在两栖车体左右两侧的外侧壁(30)，宽帆布储藏箱(17)位于窄帆布储藏箱(2)的上方，其中窄帆布(4)覆盖在两侧履带板的表面，宽帆布(14)覆盖在两侧履带板的外侧面。
2.根据权利要求1所述的履带式两栖车辆减阻装置，其特征在于所述的窄帆布送布/收布装置(3)将第一手柄(26)安装在转轴(31)上，在两栖车体的孔(40)内沿转轴(31)轴线方向在两栖车体外侧壁(30)安装深沟球轴承(33)，在两栖车体内壁(29)、深沟球轴承(33)端面用轴承闷盖(28)和毡圈油封(39)密封，窄帆布(4)卷绕在窄帆布送布/收布装置(3)中的转轴(31)上，被存放在窄帆布储存箱(2)中，窄帆布(4)的一侧设有电缆线(20)通过导线软管(34)沿着开设在车体上的导线孔(35)传送到车体内部，并经过导线孔密封盖(38)传送到电源开关(36)，窄帆布(14)的端部设置有通过电缆线(20)导电的电磁铁(9)。
3.根据权利要求1所述的履带式两栖车辆减阻装置，其特征在于所述的宽帆布送布/收布装置(16)将第二手柄(57)安装在转轴(60)上，在两栖车体的孔(65)内沿转轴(60)轴线方向在两栖车体外侧壁(30)安装深沟球轴承(62)，在两栖车体内壁(29)、深沟球轴承(62)端面用轴承闷盖(59)和毡圈油封(64)密封，第二手柄(57)上安装有带轮(56)，通过带轮(56)上的皮带(55)，连接到带轮(41)，带轮(41)安装在转轴(52)上，在两栖车体上的孔(54)内沿转轴(52)轴线方向在两栖车体外侧壁(30)安装深沟球轴承(51)，在两栖车体内壁(29)、深沟球轴承(51)端面用轴承闷盖(43)和毡圈油封(53)密封，宽帆布(14)卷绕在宽帆布送布/收布装置(16)中的转轴(48)上，被存放在宽帆布储藏箱(17)内，宽帆布(14)的一端设有电缆线(44)通过导线软管(47)沿着开设在车体上的导线孔(46)传送到车体内部，并经过导线孔密封盖(45)传送到电源开关(63)，宽帆布(14)的端部设置有通过内嵌于宽帆布(14)左右两侧的电缆线(44)导电的柔性电磁铁(15)。
全文摘要
本发明公开了一种履带式两栖车辆减阻装置。它在履带式两栖车体的左右两侧各加装一套减阻装置，当履带式两栖车辆在水中航行时，利用窄帆布送布/收布装置，将窄帆布沿着履带板的着地筋将履带进行包裹，同时利用宽帆布送布/收布装置，将宽帆布沿着履带的外侧面将履带进行包裹。经过仿真试验证实，装有本装置的两栖车辆在水中航行时通过减小湿表面积，可以有效地减少阻力，达到提高航速的目的。本发明在技术实现上比较便利，主要加设送布/收布装置、储藏箱、帆布、电磁铁等，结构简单、收效大。
文档编号B60F3/00GK1695966SQ20051005017
公开日2005年11月16日 申请日期2005年6月20日 优先权日2005年6月20日
发明者何斌, 潘双夏, 冯培恩 申请人:浙江大学