一種可自動(dòng)模式切換的海路兩棲救援物資運(yùn)輸車

張樹蔚

山東省日照第一中學(xué) 山東省日照市 276826

1 研究背景

今年五月南方多地連降暴雨，導(dǎo)致城市內(nèi)澇嚴(yán)重，多輛車水中熄火，人員被困以及失蹤。當(dāng)突發(fā)城市內(nèi)澇災(zāi)害時(shí)，如何能在第一時(shí)間對被困車輛、人員展開搜救顯得尤為重要。另外，在洪水等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，普通載運(yùn)車無法到達(dá)災(zāi)區(qū)，現(xiàn)在主要采用直升機(jī)投遞的方式運(yùn)送救援商品，存在空投量小，受環(huán)境影響大的問題，兩棲車可以適應(yīng)復(fù)雜的淺水地形進(jìn)行及時(shí)的救援商品運(yùn)輸，盡可能的在黃金救援時(shí)間進(jìn)行工作。但是國內(nèi)現(xiàn)有兩棲車普遍存在行駛效率低，水陸模式切換性差，登陸性能差等問題基于以上考慮，本文設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)復(fù)雜水路相間路況的救援商品兩棲載運(yùn)車。

2 設(shè)計(jì)思路

在實(shí)驗(yàn)過程中，通過電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車輪的收放的自動(dòng)控制。通過繼電器觸電電路控制掛檔操作的自動(dòng)完成（可由手機(jī)、ps2手柄或者電腦的任意一方發(fā)出信號），兩棲車陸上行駛模擬真車的五檔調(diào)速和掛倒檔的自動(dòng)完成，兩棲車海上行駛的螺旋槳五檔調(diào)速和掛倒檔的自動(dòng)完成，車輪進(jìn)入水中之后的自動(dòng)收放，整車海陸模式的自動(dòng)切換整車采用電力驅(qū)動(dòng)，對發(fā)展環(huán)境友好型兩棲車具有促進(jìn)作用，同時(shí)多項(xiàng)減小粘滯阻力的設(shè)計(jì)是救援、運(yùn)輸更加高效化。

3 車體設(shè)計(jì)

通過參考文獻(xiàn)，車頭導(dǎo)流角采用15度及37度的配合，以求最好的引導(dǎo)水流和壓浪的作用，減小車在水中的粘滯阻力，同時(shí)車輪

圖1 水陸雙重驅(qū)動(dòng)路線圖

由于水陸兩棲車兼有水、陸雙重性能，因此它必須具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其中，車輛的陸地驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是車輛本身所固有的。如何實(shí)現(xiàn)兩棲車水上驅(qū)動(dòng)便成為研究的關(guān)鍵。如果只是水與陸的簡單堆疊，即擁有兩套動(dòng)力，雖然設(shè)計(jì)難度簡化，但是整車重量增大，阻力增大，不利于救援商品兩棲運(yùn)載車的快速化。通過參閱國外專利和噴水推進(jìn)器的用戶手冊，設(shè)計(jì)出一套水陸雙重驅(qū)動(dòng)路線，如圖1所示：上方車殼為車輪提升留出了足夠空間，同時(shí)，車型選擇上我們做成了活頂乘用車，更方便的救助傷員或者搬運(yùn)救援物資。實(shí)際操作過程中。我們采用全透明亞克力板制作車殼，在保證使用性能的同時(shí)，做到方便直觀的的看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，監(jiān)測機(jī)構(gòu)運(yùn)行情況。

根據(jù)以上總結(jié)，可以得到以下一種折疊式提升機(jī)構(gòu)。

如圖2所示，此原理將液壓缸與減振器合二為一的車輪收放機(jī)構(gòu)，將液壓系統(tǒng)放置在減振器下方，液壓系統(tǒng)和減振器相互獨(dú)立工作。而采用不等長雙A型雙橫臂獨(dú)立懸架做為車輛的懸架布置形式，在陸地行駛時(shí)其相對于等長雙橫臂的形式具有較好的穩(wěn)定性，減小側(cè)向滑移的危險(xiǎn)。通過調(diào)整液壓缸的放置位置以及雙橫臂長度等參數(shù)來確定車輪能夠提升的高度，并且保證車輪在提升后在垂直方向上不發(fā)生大的角度變化，以此來節(jié)省車廂內(nèi)部的空間，并且較第二種機(jī)構(gòu)省去了雙橫臂之間的曲柄連桿提升機(jī)構(gòu)，有利于半軸的布置。

將液壓缸與減振器連接在一起，這樣就相互阻礙了各自的長度，從而縮短了工作行程，影響了車輛的減振效果和車輪提升的高度，但是可以通過設(shè)計(jì)車輪周圍車身的形狀來匹配車輪的提升高度，最終可以達(dá)到減小阻力的效果。所以車的側(cè)面，車輪上方我們特殊設(shè)計(jì)預(yù)留一定空間，方便車輪提升。這種新型車輪提升機(jī)構(gòu)兼具減震、提升、不擠壓車內(nèi)空間的優(yōu)點(diǎn)，對提升救援商品兩棲運(yùn)載車的速度有較大作用。

4 特色應(yīng)用與市場分析

本文所提出的兩棲救援車具有單邊懸掛（車輪）收放，可降低底盤高度，方便救援擔(dān)架滑上滑下及救援物資上下及活頂乘用車，方便水中救援等優(yōu)勢。具有良好的應(yīng)用前景。

圖2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過分析可以看出，近十幾年不斷發(fā)生海洋事故，造成大量的人員傷亡與設(shè)備損失。海上安全與救援問題的解決，迫在眉睫。本文所提出的兩棲救援車旨在減少海洋事故帶來的人身財(cái)產(chǎn)損失。創(chuàng)新主要在于快速準(zhǔn)確救援，無需人員涉險(xiǎn)，車體可以在大風(fēng)大浪的天氣或其他惡劣的海上狀況發(fā)生時(shí)起到緊急救援的作用，延長人們的存活時(shí)間，不必等待救援的到來。

通過市場分析可以看出，國內(nèi)在海陸兩棲快速救援、物資運(yùn)送的方面還是非常不完善，應(yīng)用度也不高。沒有一款能快速從陸地出發(fā)前往海上救援的救援車，以快速到達(dá)目的地來最大限度減少人員損失的設(shè)備。但是國家對救援事業(yè)的大力扶持，使得此項(xiàng)水陸救援商品兩棲運(yùn)載車具有良好的發(fā)展前景。漁船的翻沉以及近年來的海上沖突不斷使得政府對于漁民的人生安全與利益更加關(guān)注，而此項(xiàng)產(chǎn)品能對這些救援起了重要作用，因此政府將對此項(xiàng)產(chǎn)品大力支持。

同時(shí)，公眾對于救援事業(yè)的關(guān)注，使得救援慢慢成為公眾生活的一部分，因此對于救援事業(yè)的投入也會越來越多。