一種矢量噴水推進式水陸兩用裝置及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水陸兩用裝置，尤其是一種矢量噴水推進式水陸兩用裝置及其工作方法。
【背景技術】
[0002]水陸兩用汽車概念提出已經(jīng)很久了，但卻一直因為結構復雜，容易損壞、操作難度大等原因不能推廣，甚至連高檔越野汽車，軍用汽車也是不具備此項功能。
[0003]經(jīng)過檢索，以下相近技術領域的現(xiàn)有專利技術以及已公開的技術。
[0004]一種水陸兩用的汽車(CN103085617A)，屬于汽車領域。該汽車包括汽車主體、底盤、轉向葉片、控制器、直流電機以及四個輪胎；所述四個輪胎的內側分別設有一個動力葉片；所述控制器包括微處理器、電源電路、CAN總線通訊模塊以及電機驅動電路；本發(fā)明的動力葉片直接設置在輪胎的內側，與輪胎復合成一體，通過原有的汽車動力系統(tǒng)就可以帶動動力葉片轉動，從而在水下為汽車前進提供動力。
[0005]一種陸上模式和水上模式可運行的水陸兩用車(CN103917387A)，包括:船身；設置在船身中的至少一個間斷部(輪艙)；以及至少部分地位于該至少一個間斷部(輪艙)中的至少一個可縮回的輪或履帶組件。船身是滑行船身；且該至少一個間斷部(輪艙)被設置在水陸兩用車的船身的前半部中。水陸兩用車進一步包括至少一個導管，其通向該至少一個間斷部(輪艙)中或在該至少一個間斷部處開放，或者設置有通向該至少一個間斷部中或在該至少一個間斷部處開放的入口且被配置成用于在使用中引導流體離開該至少一個間斷部(輪艙)。
[0006]一種水陸兩用車(CN102941785A)，屬于一種交通工具，主要解決傳統(tǒng)車輛功能單一、在突然遭遇暴雨或山洪時無法自救的問題。其結構包括裝置、船艙和浮子構成，在裝置的后座部分設有底部內凹、邊緣平齊的船艙，船艙的的左右側及后面均設有可折疊伸縮的浮子，浮子全部打開后將船艙四周包圍起來。本發(fā)明結構簡單，使用安全、方便，尤其適用于經(jīng)常出現(xiàn)暴雨及山洪的地區(qū)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖戶使用。
[0007]經(jīng)過分析比較，現(xiàn)有水陸兩用車的設計思路主要是在車后部安裝螺旋槳類推力結構或輪式推擠方式作為提供水中動力的推進裝置，當這些設計普遍存在如下缺點:
[0008]⑴機械結構設計復雜，容易出故障，需要對原有汽車動力系統(tǒng)進行改進，增加傳動結構，加裝轉向結構，同時必須加裝獨立的控制機構，費時費力，對于將輪機械結構傳動較難實現(xiàn)，而且行駛時容易造成輪內萬向傳動過熱，造成危險。
[0009]⑵容易損壞，螺旋槳容易在汽車行駛時時受到碰撞，在河流中航行也容易受到河底的剮蹭，造成螺旋槳損壞。
[0010]⑶淺水區(qū)的推擠動力轉換問題，野外淺水區(qū)由于河底情況不明，可能產(chǎn)生對槳葉的破壞或造成擱淺問題。
[0011]⑷造價高昂，一套水下推力裝置的設計改裝費用至少在數(shù)萬元左右，難以得到實際推廣應用。
[0012](5)額外的推進螺旋槳會在汽車陸地行駛過程中產(chǎn)生額外的阻力，增大油耗。
[0013]綜上所述，現(xiàn)有的推進裝置基本上都存在結構復雜、容易損壞、操作難度大、成本高等問題，難以推廣使用。至今，高檔越野汽車以及軍用汽車也基本上不具備水陸兩用功能，但實際的汽車行駛的途中，往往需要經(jīng)過河流和淺灘等，尤其是遇到惡劣天氣還會有城市積水問題，這都會出現(xiàn)將車輛阻隔在道路上，尤其是基礎設施不太完善的地方積水問題尤為突顯，因此，目前急需開發(fā)一種能夠推廣應用的可以實現(xiàn)汽車水陸兩用的推進裝置。

【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種的矢量噴水推進式水陸兩用裝置及其工作方法，其結構簡單合理，成本低廉，在幾乎不增加汽車基本造價前提下，實現(xiàn)汽車的水陸兩用功能。
[0015]本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0016]一種矢量噴水推進式水陸兩用裝置，其特征在于:安裝有矢量噴水推進裝置，矢量噴水推進裝置具體包括螺旋槳式的輻條、水流轉向裝置以及輪架，在由螺旋槳式輻條推動產(chǎn)生的水流方向上的驅動輪上依次安裝有螺旋槳式的輻條、水流轉向裝置以及輪架，輪架與水流轉向裝置連接；螺旋槳式的輻條旋轉對水體的推動作用將大量的水向輪的軸向方向強制推送，水流經(jīng)過轉向裝置使水流方向改變向與軸向方向成一定角度噴出，水流轉向裝置產(chǎn)生反作用力作用在輪架上，進而使水陸兩用裝置產(chǎn)生推動力。
[0017]而且，所述角度0° < a < 180°。
[0018]而且，矢量噴水推進裝置安裝在四驅車的四個輪內，或安裝在兩驅車兩側對稱的驅動輪內。
[0019]而且，所述水陸兩用裝置為車、船或其他水陸兩用裝置。
[0020]而且，水流轉向裝置采用斜板百葉狀導向器、噴射口狀導向器或二者的結合。
[0021]而且，所述斜板百葉水流導向器包括外環(huán)、內環(huán)和固定在外環(huán)與內環(huán)之間的斜片百葉，斜片百葉的長邊與輪轂的側平面平行，車輪前進方向至斜片百葉的平面的角度為5度至175度。
[0022]而且，所述噴射口狀導向器包括腔體，所述腔體設有進水口和出水口，所述進水口平面至出水口平面的角度為5度至175度，所述出水口的開口朝向車體行駛方向相反的方向，所述腔體是由進水口到出水口的連通腔體。
[0023]而且，所述斜板百葉狀導向器、噴射口狀導向器二者的結合，包括導向百葉板和設置在導向百葉板一側的噴射口狀導向器，所述百葉板包括外環(huán)、內環(huán)和固定在外環(huán)與內環(huán)之間的斜片百葉，斜片百葉的長邊與輪轂的側平面平行，所述噴射口狀導向器包括腔體，所述腔體設有進水口和出水口，所述進水口平面至出水口平面的角度為5度至175度；所述出水口的開口朝向車體行駛方向相反的方向；所述腔體是由進水口到出水口的連通腔體。
[0024]而且，水流轉向裝置采用斜板百葉狀導向器與噴射口狀導向器二者結合的工作方法，具體步驟為:
[0025](I)輪在水中轉動時，利用螺旋槳式的輻條對水體的推動作用將大量的水向輪的軸向方向強制推送；
[0026]⑵當順著輪轂軸向運動的水遇到斜板百葉狀導向器后水流產(chǎn)生轉向，同時對斜板百葉狀導向器的各葉片產(chǎn)生反作用力，反作用力通過斜板百葉葉片匯集傳導至與百葉內環(huán)連接的輪架上，使裝置產(chǎn)生向前的推動力；
[0027]⑶經(jīng)過斜板百葉狀導向器之后，水流再次經(jīng)過噴射口狀導向器轉向并向與行駛方向相反的方向噴出，產(chǎn)生反作用力，該反作用力同樣傳導至與噴射口狀導向器連接的輪架上，與百葉狀水流導向器產(chǎn)生的反作用力共同作用于輪架，使水陸兩用裝置產(chǎn)生推動力。
[0028]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0029]1、本裝置的采用矢量噴水推進裝置可以安裝在四驅車的四個輪或兩驅車的兩個驅動輪上，對于四驅車，車輛在水中可以獲取動力后實現(xiàn)車輛水中的轉向和前進雙重功能；對于兩驅車，可以安裝在兩個前動力輪中，前軸主動輪對導向噴口進行調整實現(xiàn)水中轉向、前進雙重功能。
[0030]2、本裝置的結構簡單，維護簡便，實現(xiàn)方便，可以實現(xiàn)涉水、渡水功能，而且可以適用于水體較淺的地方使用，安裝有本推進裝置的車輛，由于轉動的螺旋槳在輪內部，在較淺的河底自動使用輪滾動前進的模式前進，而不會對螺旋槳輪產(chǎn)生影響。
[0031]3、本裝置在四驅車的四個輪上均設有推進裝置，分別單獨提供動力，裝置嵌入輪內部，減小了現(xiàn)有技術中的螺旋槳結構可能被異物纏繞后造成的停機的風險。
[0032]4、使用本發(fā)明無需對裝置的傳動結構進行調整，造價較低，便于推廣，而且安裝本發(fā)明推進裝置不影響裝置的外觀美觀，沒有加大風阻系數(shù)的外形部件，不影響對整車外觀的進一步設計。
【附圖說明】
[0033]圖1為矢量噴水推進裝置剖面圖(向輪內側噴水方式)；
[0034]圖2為斜板百葉狀導向器示意圖(向輪內側噴水方式)；
[0035]圖2a為斜板百葉狀導向器正視圖；
[0036]圖2b為斜板百葉狀導向器的中剖示意圖；
[0037]圖3為噴射口狀導向器示意圖(向輪內側噴水方式)；
[0038]圖3a為噴射口狀導向器上立面(向輪內側噴水方式)；
[0039]圖3b為噴射口狀導向器下立面(向輪內側噴水方式)；
[0040]圖3c為噴射口狀導向器側立面(向輪內側噴水方式)；
[0041]圖4為矢量噴水推進裝置剖面圖(向輪外側噴水方式)；
[0042]圖5為斜板百葉狀導向器示意圖(向輪外側噴水方式)；
[0043]圖5a為斜板百葉狀導向器正視圖；
[0044]圖5b為斜板百葉狀導向器的中剖示意圖；
[0045]圖6為噴射口狀導向器示意圖(向輪外側噴水方式)；
[0046]圖6a為噴射口狀導向器上立面(向輪外側噴水方式)；
[0047]圖6b為噴射口狀導向器下立面(向輪外側噴水方式);
[0048]圖6c為噴射口狀導向器側立面(向輪外側噴水方式)；
[0049]圖7為矢量噴水推進裝置組裝示意圖；
[0050]圖8為力學矢量分解方向示意圖。
【具體實施方式】
[0051]下面結合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
[0052]一種矢量噴水推進式水陸兩用裝置，所述水陸兩用裝置為車、船或其他安裝有驅動輪的水陸兩用的載體裝置，在輪內安裝矢量噴水推進裝置，矢量噴水推進裝置包括螺旋槳式的輻條、水流轉向裝置以及輪架，在水流方向上的驅動輪內依次安裝有螺旋槳式的輻條、水流轉向裝置以及輪架，輪架上安裝有水流轉向裝置；螺旋槳式的輻條旋轉對水體的推動作用將大量的水向輪的軸向方向強制推送，水流經(jīng)過轉向裝置使水流方向改變向與軸向方向成一定角度噴出，該角度大于0°且小于180°即可產(chǎn)生矢量推力，水流轉向裝置產(chǎn)生反作用力作用在輪架上。
[0053]轉向裝置采用斜板百葉狀導向器、噴射口狀導向器或采用斜板百葉狀導向器與噴射口狀導向器二者的結合。
[0054]矢量噴水推進裝置安裝在四驅車的四個輪內，或在兩驅車兩側對稱的驅動輪內安裝。
[0055]實施例1
[0056]參見附圖1至附圖3所示結構，向輪內側噴水方式，矢量噴水推進裝置的具體結構為:
[0057]矢量噴水推進裝置包括輪胎(I)、輪轂(2)、螺旋槳形狀的輻條(3)、可以轉動并且傳輸動力的輪軸(4)、連接輪軸固定盤的螺栓(5)、斜板百葉狀導向器(7)、噴射口狀導向器
(8)、固定的輪架(9)
[0058]本發(fā)明的輪轂(2)的支撐輻條被設計成螺旋槳形狀的輻條(3