专利名称：水陆两用车的制作方法
技术领域：
本发明涉及水陆两用车。
背景技术：
能够动力驱动而在陆上和水中行进的水陆两用车是已知的。为了提高水陆两用车在水中的性能，已经开发出多种系统来使得当车辆在水上时车轮在吃水线上方缩进。这样的系统举例来说从申请人的国际专利申请WO95/23074中可知，其中国际专利申请WO95/23074描述了使得轴向驱动的车轮在伸展位置和缩进位置之间移动的设备，在所述伸展位置中，它具有大致为水平的转轴，用于在陆地上支撑车辆，在所述缩进位置中，车轮的转轴在与水平线成大于45度角的位置处。
在典型的已知可缩进车轮装置中，车轮通过一个或多个配置为使得车轮在伸展和缩进位置之间移动的悬挂联动装置安装在车辆本体上。通常，致动器(例如液压杆或液压顶)将被操作地连接至悬挂联动装置的其中之一，以在伸展和缩进位置之间移动车轮。包括用于在陆地上使用车辆时吸收道路震动的弹跳减震装置的悬挂装置也连接至悬挂联动装置的其中之一。已经提出与已知的可缩进车轮设备一起使用的各种类型的悬挂装置，已知的可缩进车轮设备例如螺旋弹簧和液压杆、扭杆和减震器系统和液压气动悬挂单元等。
已知的缩进车轮装置的缺陷是，为了使得车轮可缩进，必须折中这种悬挂装置的设计。例如，可能有必要将悬挂装置设计为使其在车轮缩进时完全被压缩，或可能有必要改变组件的尺寸和形状，使得车轮的完全缩进能发生。结果，为了陆地使用调整车辆的悬挂特征可能是困难而耗时的。例如，与传统的陆上机动车辆相比，车辆用户将期望陆地上的乘坐舒适特征。
一些已知的车辆缩进装置的另一缺陷是当车轮在其伸展和缩进位置之间移动时要求能容纳悬挂装置的移动的空间量。例如，US 4,958,584描述了具有车轮缩进装置的水陆两用车，其中车轮使用叉形杆(wishbone)型悬挂装置连接至车辆本体。呈支柱(strut)形式的具有绕伸缩液压减振器设置的螺旋弹簧的悬挂装置连接在上部叉形杆和车辆缩进系统的部分之间。为了将车辆移动到缩进位置，向内拉支柱的上端。这种设置在车辆的中央区域占据相当大的空间，从而使其不适于与紧凑的水陆两用车一起使用。在引擎和传动装置(transmission)安装在一对可缩进行动轮(roadwheel)之间的地方问题最严重，因为几乎没有空间将这些车轮的支柱拉入。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有可缩进车辆装置的水陆两用车，其中对于道路使用，可更容易地优化悬挂装置的特征。
本发明的另一目的是提供一种具有可缩进车辆装置的水陆两用车，其中需要更少空间来使得车辆在其伸展和缩进位置之间移动。
本发明的再一目的是提供一种具有可缩进车辆装置的水陆两用车，其中为了使悬挂装置缩进，不必压缩悬挂弹簧。
根据本发明，提供了一种车轮安装在车辆本体上的水陆两用车，使得可从用于陆上车辆使用的伸展位置移动到其中为了水上车辆使用收藏车轮的缩进位置，所述车辆进一步包括用于在陆上使用期间吸收来自车轮的震动的悬挂装置和用于在伸展和缩进位置之间移动车轮的缩进装置，其特征在于，在车轮将缩进时可使悬挂装置从车轮可操作地脱离。
由于可使悬挂装置从车轮可操作地脱离，所以可调整悬挂装置以提供最优道路或陆地使用特征，而不必妥协设计以使得车轮缩进。并且，由于悬挂装置从车辆脱离，所以在车轮缩进时可将其保持在陆地使用位置中，从而不需要使得空间容纳车轮缩进时悬挂装置的移动。
优选地，在车轮处于伸展位置时，缩进装置可从车轮可操作地脱离。
在特别优选的实施例中，车轮通过一个或多个悬挂联动装置安装到车辆本体上，且车辆进一步包括悬挂脱离设备，用于使悬挂装置可操作地连接到悬挂联动装置的其中之一，或使悬挂装置从悬挂联动装置的其中之一可操作地脱离。
优选地，悬挂装置可操作地连接至悬杆臂一端，悬杆臂的另一端能通过悬挂脱离设备可操作地连接至悬挂联动装置的所述之一。
优选地，悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂安装到车辆本体上，以关于所述本体绕轴作枢轴运动，且悬挂脱离设备包括能在第一位置和第二位置之间移动的装置，其中在所述第一位置中，锁定悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂，以便一起绕轴作枢轴运动，在所述第二位置中，悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂被释放，以关于彼此绕轴作枢轴运动。
在一个优选实施例中，悬挂脱离设备包括在悬挂联动装置的所述之一中或悬杆臂中的钻孔，所述钻孔具有在其部分长度上形成的多个滚珠接收轨道、可滑动地安装到悬挂联动装置的所述之一或悬杆臂的另一上的轴，所述轴凸出进钻孔中，且具有在其周围安装多个滚珠的关节，所述轴可在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置中，滚珠啮合在轨道中，以锁定一起绕轴进行枢轴运动的悬挂联动装置的所述之一或悬杆臂，在所述第二位置中，滚珠没有啮合在轨道中，且悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂的另一端被释放，以关于彼此绕轴作枢轴运动。
优选地，悬挂脱离设备包括致动器，以在第一和第二位置之间移动轴，所述致动器可以是液压致动器。
在可选实施例中，悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂具有相邻的驱动部分，且悬挂脱离设备进一步包括套管，所述套管具有与驱动部分上的相应驱动装置协作的驱动装置，可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置中，其与两个驱动部分一起驱动，以锁定一起绕轴作枢轴运动的悬挂联动装置和悬杆臂，在第二位置中，其仅与驱动部分的其中之一协作驱动，使得联动装置和臂被释放，以关于彼此绕轴作枢轴运动。
优选地，套管内部开有键槽(internally splined)，以与在驱动部分上形成的相应花键啮合。可选地，套管的钻孔可具有非圆形横截面，以与驱动部分上具有相应形状的轮廓驱动啮合。
优选地，悬挂脱离设备包括致动器，以在第一和第二位置之间移动套管，所述致动器可以是液压致动器。
在又一优选实施例中，悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂具有相应的驱动齿，且悬杆臂可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置中，驱动齿被啮合，以锁定一起绕轴作枢轴运动的悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂，以绕轴作枢轴运动，在第二位置中，使驱动齿脱离，使得悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂被释放，以关于彼此绕轴作枢轴运动。
优选地，悬挂脱离设备包括致动器，以在第一和第二位置之间移动悬杆臂，所述致动器可以是液压致动器。
优选地，所述车辆进一步包括缩进脱离设备，所述缩进脱离设备用于使缩进装置可操作地连接至悬挂联动装置的一个，或使缩进装置从悬挂联动装置的一个可操作地脱离。
优选地，缩进装置包括可操作地连接至缩进杆臂一端的缩进致动器，缩进杆臂的另一端通过缩进脱离设备可连接至悬挂联动装置的所述之一。
优选地，悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂安装到车辆本体上，以关于所述本体绕轴作枢轴运动，且缩进脱离设备包括用于锁定一起绕轴作枢轴运动的悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂的装置。
有利地，缩进脱离设备包括气动离合器。
在一个优选实施例中，离合器连接悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂，使得当啮合离合器时，锁定悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂，以便一起绕轴作枢轴运动，且在离合器脱离时，悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂被释放，以关于彼此绕轴转动。
在可选实施例中，悬挂联动装置的所述之一与轴一起转动地固定，气动离合器具有也与所述轴和第二组件一起转动地固定的第一组件，其中第二组件连接为与缩进杆臂一起转动地固定，调整离合器，使得当其被啮合时，第一和第二组件转动地固定，以便锁定悬挂联动装置的所述之一与缩进杆臂以绕轴作枢轴运动。
优选地，车轮通过上部悬挂联动装置和下部悬挂联动装置连接至车辆。
优选地，悬挂装置可连接至上部悬挂联动装置。可选地，悬挂装置可连接至下部悬挂联动装置。
优选地，缩进装置可连接至下部悬挂联动装置。
优选地，悬挂装置包括支柱，所述支柱具有在伸缩液压减振器周围安装的螺旋弹簧。
优选地，缩进装置包括双动式流体冲头(ram)。可选地，缩进装置可以呈电驱动冲头形式。
现在将参看附图仅借助于实例描述根据本发明的水陆两用车的几个实施例，其中在附图中图1A、1B和1C分别是根据本发明的水陆两用车的侧视图、平面图和后视图；图2是图1A至1C的水陆两用车的车轮悬挂和缩进设备的示意图；图3是沿图2的线A-A的截面图，示出图2的设备的悬挂脱离设备的第一实施例；图4是类似于图3的图示，示出图2所示设备的悬挂脱离设备的第二实施例；图4A是插入的截面图，示出悬挂脱离设备的第二实施例的开有键槽的轴环形成部分；图5是类似于图3的图示，示出图2所示设备的悬挂脱离设备的第三实施例；图6是沿图2的线B-B的截面图，示出图2所示车轮悬挂和缩进设备的缩进脱离设备；图7是图1A至1C的水陆两用车的悬挂和缩进设备的另一实施例的透视性示意图；以及图8是沿图7的线C-C的截面图，示出图7所示悬挂和缩进设备的共轴悬挂和缩进脱离设备。
具体实施例方式
参看附图，其中相同附图标记用于表示几个实施例中的公共部件图1A、1B和1C示出水陆两用车(整体用箭头1表示)的三个图示，所述水陆两用车包括本体2(是有浮力的船只)，具有车轮3(在伸展位置用3P表示，在缩进位置用3R表示)。如所示出的，此优选实施例具有四个车轮；然而，例如三个车轮或多个车轮等其它构造也是可能的。
所述车辆包括电机4或类似的动力源，用于通过传动装置5提供动力给差速器6A(前部)和6B(后部)，每个都具有驱动输出端7，如所示出的。电机4也通过齿轮箱8提供动力给轮船推进器9。然而，不改变本发明的原理，也可装配电机、传动装置和推进器的各种组合。本发明的主要功能将适于水陆两用车辆的多种结构。
车轮缩进设备整体用箭头20表示。
在所述优选实施例中，图1A、1B和1C进一步示出连接至驱动轴10的驱动输出端7，这些驱动输出端分别连接至车轮3P和3R，车轮3P和3R通过上部悬挂联动装置11和下部悬挂联动装置12设置到本体2(在前部和后部上)。这些轴和联动装置在每个车轮的上隔室13和下隔室14中工作。根据图1的三个视图将理解，每个车轮可从下部(伸展的)陆地支撑位置3P移动到上(缩进)水载位置3R，其中每个车轮大部分装在相应的隔室13中。
图2更详细地示出根据本发明的水陆两用车1的车轮悬挂和缩进设备20的第一实施例。所述设备包括车轮支架16，所述车轮支架具有用于容纳驱动轴10(图2中未示出)的常速(CV)接头的开口或壳体21，概括地用3表示的车轮安装在所述其上。在非从动车轮的情形下，车轮支架可以呈短轴形式。
车轮支架通过以汽车领域中已知的叉形杆构造设置的上部11和下部12悬挂联动装置可枢轴转动地安装到车辆(图2中未示出)的本体2的框架上。上部叉形杆11通过上部球接头22可枢轴转动地连接至车轮支架16的上端，且通过上部船内枢轴23、24可枢轴转动地连接至车辆本体。类似地，下部叉形杆12通过下部球接头25可枢轴转动地连接至车轮支架16，且通过下部船内枢轴26、27可枢轴转动地连接至车辆本体。上部和下部叉形杆和枢轴的构造使得车轮能沿用线X表示的轨道在伸展位置和缩进位置之间移动。
呈支柱28形式的悬挂装置设置为在陆上使用车辆时从车轮吸收道路震动。支柱28包含有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧用29示意性地表示，以汽车领域中众所周知的方式安装在伸缩式液压减振器30的周围。支柱28的上端2，通过枢轴31可枢轴转动地连接至车辆本体，同时支柱的下端通过另一枢轴33安装在悬杆臂32的外端上。悬杆臂32的内端通过将上部叉形杆连接至车辆本体的船内枢轴24的之一连接至车辆本体和连接至上部叉形杆11的臂11A之一。整体用34表示的设备使杆臂32和上部叉形杆11互连，以便允许二者在车辆在陆上使用时被可操作地连接，或在为了在水上使用车辆使车轮缩进时可操作地脱离。
下面将更详细地描述作为悬挂脱离设备的设备34的多个实施例的细节。然而，一般而言，悬挂脱离设备34构造为使得当杆臂32和上部叉形杆11通过设备34可操作地连接时，在杆臂32和上部叉形杆11之间传递转矩，在上部叉形杆11和杆臂32脱离时，没有在杆臂32和上部叉形杆11之间传递转矩。
车辆悬挂和缩进设备20也包括用于使车轮3在其伸展和缩进位置之间移动的致动器35。在本实施例中，致动器呈双动式液压冲头形式，但是也可使用其它类型的致动器。例如，致动器35可以是风捣锤或电驱动冲头。冲头35的一端通过枢轴36连接至车辆本体，而冲头35的另一端可枢轴转动地连接至缩进杆臂37的第一端。缩进杆臂37的第二端经由使下部叉形杆连接到车辆本体的内枢轴26之一连接至下部叉形杆12。在操作中，可使液压冲头35伸展或缩进，以施加扭矩给缩进杆臂37，所述缩进杆臂37反过来施加扭矩给下部叉形杆12，以使车轮在伸展和缩进位置之间移动。
尽管对本发明不是必要的，但优选的是，在车辆在陆地上使用时，致动器35与下部叉形杆12可操作地脱离，从而车轮亦然。通过以此方式使致动器35脱离，在车辆在陆地上使用时使悬挂系统与致动器隔开，且可为陆上使用特别是道路使用优化悬挂系统的特征。为了使致动器35从下部叉形杆12可操作地脱离，使缩进杆臂37通过整体用38表示的设备连接至下部叉形杆12，这适于使缩进杆臂37和下部叉形杆可操作地连接或脱离。下面将参看图6更详细地描述设备38(也称为缩进脱离设备)的实施例。然而，设备38也可构造为与用于使悬杆臂32和上部叉形杆11互连的设备34相同或类似。
现在将参看图3至5描述用于使悬杆臂32和上部叉形杆11互连的设备34的几个不同的实施例。如上所述，将理解，所描述的装置可易于适于在使缩进杆臂37与下部叉形杆12互连的缩进脱离设备38中使用。也将参看图6描述使缩进杆臂37和下部叉形杆12互连的缩进脱离设备38。也应理解，设备38可适于在使悬杆臂32与上部叉形杆11互连中使用。
整体用34’表示的设备34的第一实施例在图3中示出。车辆本体的框架的部分用39表示。车辆框架设置有两个用于容纳衬套41、42的壳体40，在其上分别安装上部叉形杆11的臂11A之一的内端43和悬杆臂32的内端32A。至少一个壳体40可从框架39拆卸，以便于装配。
上部叉形杆11的内端43提供了具有封闭孔45的壳体44。中空圆形凸耳46从壳体44的封闭端轴向凸出，且可枢轴转动地容纳在衬套41之一中。钻孔45的开口端具有直径稍增大的部分47，在其上装有与直径增大部分47和钻孔45的其余部分之间的唇边(lip)49邻接的轴承48。轴承48通过簧环50保持在壳体上的位置中。多个滚珠接收轨道51在向唇边49内的钻孔45中形成。因为下面将要说明的原因，轨道51仅在钻孔45的部分区域上延伸。
如图3中所示，悬杆臂32的内端或毂(hub)32A具有大致为“T”形的横截面。在毂32A的一个轴端上是第一圆形凸耳部分52，其可枢轴转动地容纳在车辆框架上的另一衬套42内。毂32A的相对端容纳在壳体44内，且具有第二凸耳部分53，轴承48的内环安装在所述第二凸耳部分上。轴承48的内环通过另一簧环55容纳在第二凸耳部分上与杆臂32的轴面54邻接的位置中。轴承48和簧环50、55的设置用以使悬杆臂32和上部叉形杆11关于彼此轴向设置，而允许二者绕用56表示的转轴进行相对的转动。
钻孔57延伸通过毂32A。钻孔具有第一部分58，所述第一部分开有键槽，以便与滑动安装在钻孔57中的轴60的长度的部分形成的花键59啮合。钻孔57也具有直径增大的第二部分，其适于提供液压缸62。缸的外端通过与缸螺纹啮合的帽组件封闭。轴60延伸进缸62中，且活塞64安装在缸62内轴60的末端上。活塞64密封地啮合缸62的表面，以将缸分成两个室65、66。缸62内的密封垫67防止室65内的液压流体进入轴60周围的钻孔57的第一部分58。帽63内的第一端口68与活塞64的一侧上的室66连通，而第二端口69与活塞另一端上的室65连通。
与活塞64相对的轴60的末端从杆臂毂32A延伸进壳体44中，且具有关节70。多个钢珠71设置在关节69周围，且可通过保持架(cage)(未示出)保持在关节上。由于轴60处于图3中所示的位置中，所以钢珠71在壳体44中的相应轨道51中啮合，且用以在壳体44和轴60之间传递移动和力。这种设置类似于汽车技术领域中的技术人员熟知的plunge型CV接头。由于轴60用花键联接到悬杆臂32，所以可通过花键59、关节70、钢珠71和轨道51在杆臂32和上部叉形杆11之间传递扭矩，从而可操作地连接悬挂支柱28和车轮3。
如上所述，壳体44中的轨道51在钻孔45的部分长度上延伸，使得钻孔45的内部区域72没有轨道。轴60可在杆臂毂32A的钻孔57内轴向往复，以在图3中所示位置和他们在内部无轨道区域72内所处的位置之间移动关节70和钢珠71。在此位置中，钢珠不再啮合在关节70中，因此没有在壳体44和轴60之间传递移动和力。由于没有力在杆臂32和上部叉形杆11之间传递，所以悬挂装置或支柱28从车轮3可操作地脱离。
轴60的往复运动通过缸62中的活塞64实现。通过将室66经由端口68连接至增压的液压流体，将室65经由端口69连接至液压流体贮液器，活塞64和轴60可移动到左边(在图3中看)，直到关节70和钢珠71在钻孔45的没有轨道的区域72中，且杆臂32从上部叉形杆11可操作地脱离。这可认为是设备34’脱离的中间阶段。通过使至室65、66的液压连接反向，活塞和轴可移动到右边(如所示)，直到滚珠重新进入轨道，杆臂32再次与上部叉形杆11可操作地连接。
尽管使用液压活塞和油缸致动器是用于使轴60作往复运动的优选装置，但是这不是必要的，可使用任何适合的装置。例如，气动或电磁致动器可用于使轴60作往复运动。
用于使悬杆臂32和上部叉形杆11互连的悬挂脱离设备34”的第二实施例在图4中示出。轴80可转动地安装在车辆框架上的两个衬套41、42之间。上部叉形杆11的臂11A之一的内端43和悬杆臂毂32A通过钻孔81、82可枢轴转动地安装在衬套41、42之间的轴80上。轴承83、84装配在轴80的直径减小部分85、86周围，在此处其延伸通过衬套41、42。轴承83、84通过安装在从轴80末端轴向凸出的螺纹支柱80A上的螺母87和垫圈(washer)88保持在适当位置。轴承83、84将止推垫圈89、90设置在轴上，使它们与叉形杆臂内端43和毂32A的轴向外端面接触。另一止推垫圈91位于叉形杆臂内端43和毂32A的轴向内端之间。这种结构将叉形杆臂和悬杆臂轴向设置在衬套41、42之间，同时允许它们在彼此脱离时绕轴关于车辆本体转动。
叉形杆臂内端43的轴向内部92、93和杆臂毂32A直径减小，且形成有相应的花键92A、93A。杆臂毂32A的花键部分93设置为约为叉形杆臂上的花键部分92的长度的两倍。套管95在杆臂毂32A上的花键部分93周围设置，且在内表面上有相应的花键96，如图4A中的横截面所示，与毂32A的花键93A驱动啮合。当套管位于图4中所示的位置中时，其仅与悬杆臂毂32A上的花键93A啮合，使得上部叉形杆11和悬杆臂毂32关于彼此绕轴80自由转动。因此，悬杆臂毂32从上部叉形杆11可操作地脱离。
当上部叉形杆11上的花键92A、93A和悬杆臂毂32A对准时，套管95可移动到左边(如所示)，从而套管95中的花键96与叉形杆上的花键92A部分啮合，与悬杆臂毂32A上的花键93A部分啮合。在此位置中，轴环95将上部叉形杆臂11A和悬杆臂毂32锁在一起，从而扭矩在它们之间传递，使车轮3可操作地连接至悬挂支柱29。
这里所用的术语“花键”应理解为包括任何适合的细长驱动物，使得驱动在套管95和叉形杆臂内端的内部或驱动部分92、93和杆臂毂32之间传递，同时使得套管关于驱动部分轴向移动。例如，套管95和驱动部分92、93可设置有“花键”，呈互相啮合齿轮齿的形式。并且，尽管优选的是，套管95和驱动部分92、93设置有相应的花键形成物，但是也可在套管95和驱动部分92、93之间设置其他合适的驱动装置。例如，部分92、93可具有非圆形轮廓，例如为正方形或六边形，且套管95可设置有相应形状的钻孔，使得扭矩可在套管和驱动部分92、93之间传递。
使杆臂32和上部叉形杆11连接和脱离的套管95的往复轴向运动可通过任何适合的装置实现。在本实施例中，通过液压致动器实现，其中所述液压致动器具有缸97和活塞98，活塞98用于将缸分成分别在活塞一侧上的两个室99、100。活塞通过换向轴101连接至套管，换向轴101通过U形销103连接到套管95上的凸耳(lug)102。通过将室99、100的一个或另一个连接至加压的液压流体源，将另一室连接至液压流体贮液器，活塞可可选择地移动到左边或右边(如所示)，以根据需要使悬杆臂32和上部叉形杆11连接和脱离，从而啮合和脱离设备34”。
设备34的第三实施例在图5中示出。轴105可转动地安装在车辆框架上的衬套41、42中。上部叉形杆11的臂11A和悬杆臂32的毂32A的其中之一的内端43可枢轴转动地安装在衬套41、42之间的轴105上。第一组驱动齿106设置在上部叉形杆臂11A的内端43的轴向内面107上，且相应的一组驱动齿108设置在悬杆臂32的毂32A的轴向内面109上。设置使得上部叉形杆臂11A的内端103关于轴105轴向固定，而杆臂的毂32A适于沿轴往复滑动，使得齿106、108可彼此啮合或脱离，使悬杆臂32与叉形杆臂11A可操作地连接或脱离。
轴105在任一端具有第一和第二区域105A和105B，它们具有较小直径，且容纳在衬套41、42中。靠近第一区域105A的第三区域105C具有稍微增大的直径，而第三区域105C和第二区域105B之间的第四中央区域105D具有甚至更大的直径。
上部叉形杆臂11A的内端43可转动地安装在轴105的第三区域105C周围，同时其轴向内面107与止推垫圈110接触，止推垫圈110自身与在第三区域105C和中央第四区域105D之间形成的轴向面111邻接。上部叉形杆臂11A的内端43通过在轴的第一区域105A周围安装的轴承112轴向设置在轴上。轴承112的轴向内端与另一止推垫圈113啮合，以使止推垫圈保持与上部叉形杆臂11A的内面43的轴向外面114接触。轴承112通过安装在轴105的末端上的螺纹双头部分105E上的螺母115和垫圈116紧固到轴上。
悬杆臂117的毂32A具有钻孔117，所述钻孔适于滑动配合在轴105的中央第四区域105D上。钻孔117的轴向外部增大，以形成在轴的第二区域105B周围设置的缸118。活塞119安装在轴的第二区域105B上，且通过另一轴承122保持与在轴的第二和第四区域105B、105D之间形成的轴向面120接触。与轴承121一样，另一轴承122通过安装在轴端上的螺纹双头部分105E上的螺母115和垫圈116紧固到轴105上。
闭合件123与杆臂毂32A中的钻孔117的直径增大部分螺纹啮合，以封闭缸118。闭合件具有内孔124，所述内孔滑动配合在轴承122周围。密封物125被设置，以在闭合件123和轴承122之间密封，从而防止液压流体从缸118泄漏。活塞119将缸118分成两个室126、127，且端口128、129设置在毂32A中，使得每个室有选择地连接至加压液压流体或连接至液压流体贮液器。
图5示出悬杆臂32和上部叉形杆臂11A可操作地脱离的设备34，即设备34脱离。在此位置中，杆臂32在其最右手(如所示)为之与驱动齿106、108脱离，使得上部叉形杆能关于悬杆臂32绕轴105作枢轴运动。通过使室126连接至加压液压流体源和使室127连接至液压流体贮液器，可使悬杆臂32沿轴105轴向移动到左边(如所示)，以使驱动齿106、108彼此啮合。在驱动齿106、108啮合时，它们锁定上部悬挂联动装置11和悬杆臂32，以一起绕轴105及其轴56转动。在此位置中，扭矩可在上部叉形杆11和悬杆臂32之间传递，使悬挂支柱28可操作地连接至车轮3。通过使至室128、129的液压连接反向，可使驱动齿脱离，以移动悬杆臂移动到右边(如所示)，使其返回到图5中所示的位置。
为了确保毂32A能在轴105上自由滑动，有松紧性的或氯丁橡胶保护罩130可设置在毂32A和上部叉形杆臂11A的内端43之间，以防止水和脏物与轴105的中央第四区域105D接触。
在此实施例中，悬杆臂的轴向移动必须被悬挂支柱28所调节(accommodate)。为此目的，支柱28可使用顺从轴衬(compliant bush)安装在杆臂和/或车辆本体上。
图6示出用于使缩进杆臂37和下部叉形杆12互连的缩进脱离设备38的实施例。轴131安装在连接至车辆本体的框架134的两个衬套132、133之间。下部叉形杆臂12A之一的内端135和缩进杆臂37的内端37A通过钻孔136、137可转动地安装在衬套之间的轴131上。
离合器138通过法兰139、140连接在下部叉形杆臂12A和缩进杆37之间。离合器适于在其啮合时在下部叉形杆臂12A和缩进杆臂37之间传递扭矩，以将液压缩进致动器35可操作地连接至车轮3。当离合器138脱离时，下部叉形杆臂12A和缩进杆臂37关于彼此绕轴130自由作枢轴运动。
可使用任何适合的离合器138，只要它具有足够的能力以传递在伸展和缩进位置之间移动车轮所需要的力。由于离合器138的详细结构不是本发明的特性，所以将不对其进行描述。在特别优选的实施例中，离合器138是气动离合器，例如可从Nexen Group Inc.(560，Oak Grove Parkway，Vadnais Heights，MN 55127，USA)得到。这种离合器要求80psi空气压力给内部致动活塞，且被认为是传输210Nm。
下部叉形杆臂12A和缩进杆臂37的内端135、37A以及离合器138的装配通过在轴130的直径减小端部分周围设置的轴承141轴向设置在轴上。轴承141通过在轴端安装到螺纹插口(spigot)131A的螺母142和垫圈143紧固到轴上，且使止推垫圈144与下部叉形杆臂12A和缩进杆臂37的相应轴向端面145、146保持接触。
可以理解，通过整合能传递悬挂力的离合器，上述设备38可适于用作用于使悬挂杆臂32和上部叉形杆11连接和脱离的设备34。
现在将描述在水陆两用车进入和离开水面时悬挂和缩进设备20的操作。
当车辆靠近水面时，车轮3将处于伸展位置，且悬挂脱离设备34将被啮合，以便使悬挂支柱29与上部叉形杆11和车轮3可操作地连接。因此，悬挂负荷将通过车轮支架16、上部球接头22、上部叉形杆11和悬挂杆臂32在车轮和悬挂支柱之间传递。在此阶段，缩进脱离设备38脱离，使得缩进杆臂37从下部叉形杆12可操作地脱离。
当车辆进入水中时，负荷脱离(come off)悬挂装置并且车轮3下垂。当悬挂装置(suspension)完全无负荷时，悬挂脱离设备34可脱离，使悬杆臂32从上部叉形杆11可操作地脱离。接着，通过啮合设备38(在本实施例中，是气动离合器138)，缩进杆臂37可操作地连接至下部叉形杆12。接着，气动致动器35可被启动，移动车轮到缩进位置，同时悬挂支柱28保持在道路使用位置中。
尽管在上述实施例中，设备34脱离，以使缩进杆连接至下部叉形杆12之前，悬杆臂32从上部叉形杆11可操作地脱离，但是不需要如此。在某些情况下，在使悬杆臂32从上部叉形杆11脱离之前将缩进杆臂37连接至下部叉形杆12可能是理想的。
如果需要，可能提供这样的装置，在悬杆臂32从上部叉形杆11脱离时，防止悬挂支柱28延伸。例如，可提供限制杆，或可将减震器的长度设计为防止在支柱的延伸部上延伸。
当车辆将离开水面时，颠倒上述步骤。延伸液压致动器35以移动车轮到伸展位置。一旦车轮完全延伸，则通过脱离设备38和悬杆臂32(通过啮合设备34连接至上部叉形杆11)，缩进杆臂37从下部叉形杆12脱离。一旦悬挂装置28已经重新连接到车轮3，则可向着陆地驱动车辆，使车辆离开水面。
在某些情形下，理想的是啮合设备34，在脱离设备38之前使悬杆臂32重新连接至上部叉形杆11。例如，有利的是，使用缩进致动器35，以确保上部叉形杆11和悬杆臂32保持在预定的相对位置中，使设备34能啮合。
在车辆悬挂和缩进设备20的上述实施例中，经由上部球接头22在上部叉形杆11和车轮支架16之间拿走(take)主要悬挂负荷。然而，为了允许车轮3缩进，并允许用驾驶动作(steering movement)，有必要水平设置上部球接头。这种设置可能不适于处理高下悬力。图7示出水陆两用车1的车轮悬挂和缩进设备20’的另一实施例，其中通过使悬挂装置28和缩进致动器35连接至下部叉形杆12避免所述问题。
设备20’与设备20的类似之处在于，其包括车轮支架16，所述车轮支架通过上部11和下部12叉形杆可枢轴转动地连接至车辆本体。设备20’与设备20的不同之处在于，两个悬挂支柱28和缩进致动器35设置为通过整体用150表示的设备(整合进将下部叉形杆12连接至车辆本体的船内枢轴27的其中之一)有选择地连接至下部叉形杆12的臂12A的其中之一。
设备150(实际上是共轴悬挂和缩进脱离设备)可在图8中很好地看到。轴151可转动地安装在连接至车辆本体的框架155的三个衬套152至154中。下部叉形杆12的臂12A之一和悬杆臂32的内端156、32A分别安装在第一衬套152和第二衬套153之间的轴上。下部叉形杆臂12A通过键180随轴151一起快速转动，而悬杆臂的内端32A能绕轴转动。整体用157表示的悬挂脱离设备被设置，以有选择地将悬杆臂的内端32A锁定至下部叉形杆臂12A的内端156，以绕轴151和其轴56一起转动。
在本实施例中，悬挂脱离设备157与上面关于图4描述的设备34”类似。最后，相应的花键160、161设置在下部叉形杆臂11和悬杆臂32上，且内部开有键槽的轴环162可在图8中所示的仅与悬杆臂32的花键161啮合的位置和与悬杆臂32和下部叉形杆臂12A上的花键160、161啮合以将二者锁在一起的位置之间轴向移动。轴环的移动通过液压致动器163实现，所述液压致动器通过换向轴164和U形销165连接至轴环162。
缩进杆臂37的内端37A通过轴承166可转动地安装在第二衬套153和第三衬套154之间的轴151上。气动离合器168的壳体167通过一系列螺栓170连接至缩进杆臂37上的法兰169上，以便与杆臂37一起转动。离合器的输出毂(未示出)通过键171与轴151转动地固定，使得当离合器168啮合时，缩进杆臂37的内端37A与轴151转动地锁定。
轴承172-174和止推垫圈175-179用以定位下部叉形杆臂12A的内端156、悬杆臂32的内端32A、缩进杆臂37的内端37A和在轴151轴向上的离合器168。
现在将描述车轮悬挂和缩进装置20’的操作。当车辆在陆上使用时，例如由于车轮越过路面上的凸起，下部叉形杆12关于车辆本体的枢轴运动经由键180传递到轴151。悬杆臂32通过开有键槽的轴环162与下部叉形杆臂12A转动地锁定，其中所述轴环162移动到左边(在图8中看时)，以便与下部叉形杆臂12A和悬杆臂32上的花键160、161啮合。因此，扭矩在悬杆臂32和下部叉形杆12之间传递，以使悬挂支柱28与下部叉形杆12从而与车轮3可操作地连接。此时，气动离合器168脱离，从而杆臂37可绕轴151作枢轴运动，以使缩进致动器35与下部叉形杆12分开。
当车辆进入水中时，水承载车辆的质量，这减少了悬挂设备上的负荷，允许车轮3下垂。当已经完全去除悬挂设备上的负荷时，轴环162移动到右边(如所示)，到图8中所示位置，其中轴环中的花键仅与悬杆臂32上的花键161啮合。在此位置中，悬杆臂32关于下部叉形杆臂12绕轴151自由作枢轴运动，且悬挂支柱28从下部叉形杆12和车轮3可操作地脱离。为了使车轮3缩进，啮合气动离合器168，将缩进杆臂37锁定到轴151。接着，液压冲头35可被启动，经由气动离合器168和键171使转动轴151的缩进杆臂37作枢轴运动。接着，与轴151快速转动的下部叉形杆12关于车辆本体向上作枢轴运动，以移动车辆3到缩进位置。可根据需要，在悬杆臂32从下部叉形杆12脱离之前或之后可啮合气动离合器168。
当车辆将离开水面时，伸展缩进致动器35，同时啮合离合器168，从而使下部叉形杆关于车辆本体向下作枢轴运动，移动车轮3到伸展位置。当车轮完全放下时，通过移动开有键槽的轴环162到左边(如所示)，再次将下部叉形杆臂12A和悬杆臂32锁在一起，可使气动离合器168脱离，重新连接悬挂支柱28。
根据悬挂设备的具体设计，可能需要在车轮处于完全缩进的位置时脱离离合器，而车轮没有移动回伸展位置。在此设置中，在想要放下车轮到伸展位置时有必要重新啮合离合器168。
尽管已经参看认为是最实际和优选的事实来描述了本发明，但应理解，本发明不限于所披露的设置，相反，其目的在于覆盖包含在本发明的精神和范围内的各种修改和等价结构。例如，悬挂装置不必是包括在伸缩式液压减振器周围安装的螺旋弹簧的支柱，也可以具有任何适合的形式。悬挂装置举例来说可以呈扭杆和减振器或液压气动悬挂系统。并且，缩进致动器不必是双动式液压冲头，也可包括气动致动器、螺杆传动致动器、或实际上任何适合形式的致动器。
权利要求
1.一种水陆两用车，车轮安装在车辆本体上，使得可从伸展位置移动到缩进位置，所述伸展位置用于车辆在陆上使用，所述缩进位置用于车辆在水上使用时收藏车轮，所述车辆进一步包括用于在陆上使用期间吸收来自车轮的震动的悬挂装置和用于在伸展和缩进位置之间移动车轮的缩进装置，其特征在于，在车轮将缩进时可使悬挂装置从车轮可操作地脱离。
2.根据权利要求1所述的水陆两用车，其中在车轮处于伸展位置时缩进装置可从车轮可操作地脱离。
3.根据权利要求1或2所述的水陆两用车，其中车轮通过一个或多个悬挂联动装置安装至车辆本体，所述车辆进一步包括悬挂脱离设备，所述悬挂脱离设备用于使悬挂装置可操作地连接到悬挂联动装置的其中之一，或使悬挂装置从悬挂联动装置的其中之一可操作地脱离。
4.根据权利要求3所述的水陆两用车，其中悬挂装置可操作地连接至悬杆臂一端，悬杆臂的另一端通过悬挂脱离设备可操作地连接至悬挂联动装置的所述之一。
5.根据权利要求4所述的水陆两用车，其中悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂安装到车辆本体上，以绕轴关于所述本体作枢轴运动，且悬挂脱离设备包括能在第一位置和第二位置之间移动的装置，其中在所述第一位置中，锁定悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂，以便一起绕轴作枢轴运动，在所述第二位置中，悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂被释放，以便关于彼此绕轴作枢轴运动。
6.根据权利要求5所述的水陆两用车，其中悬挂脱离设备包括在悬挂联动装置的所述之一中或悬杆臂中的钻孔，所述钻孔具有在其部分长度上形成的多个滚珠接收轨道、可滑动地安装到悬挂联动装置的所述之一或悬杆臂上的轴，所述轴凸出进钻孔中，且具有在其周围安装多个滚珠的关节(kuckle)，所述轴可在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置中，滚珠啮合在轨道中，以锁定悬挂联动装置的所述之一或悬杆臂，从而一起绕轴进行枢轴运动，在所述第二位置中，滚珠没有啮合在轨道中，且悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂的另一端被释放，从而关于彼此绕轴作枢轴运动。
7.根据权利要求6所述的水陆两用车，其中悬挂脱离设备包括致动器，以在第一和第二位置之间移动轴。
8.根据权利要求7所述的水陆两用车，其中所述致动器是液压致动器。
9.根据权利要求5所述的水陆两用车，其中悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂具有相邻的驱动部分，所述悬挂脱离设备进一步包括套管，所述套管具有与驱动部分上的相应驱动装置协作的驱动装置，所述套管可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置中，其与两个驱动部分协作驱动，以锁定一起绕轴作枢轴运动的悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂，在第二位置中，其仅与驱动部分的其中之一协作驱动，使得联动装置和臂被释放，从而关于彼此绕轴作枢轴运动。
10.根据权利要求9所述的水陆两用车，其中套管内部开有键槽，以与在驱动部分上形成的相应花键啮合。
11.根据权利要求9所述的水陆两用车，其中套管的钻孔可具有非圆形横截面，以与驱动部分上具有相应形状的轮廓驱动啮合。
12.根据权利要求9至11中任一所述的水陆两用车，其中悬挂脱离设备包括致动器，以在第一和第二位置之间移动套管。
13.根据权利要求12所述的水陆两用车，其中所述致动器是液压致动器。
14.根据权利要求5所述的水陆两用车，其中悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂具有相应的驱动齿，且悬杆臂可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置中，啮合驱动齿，锁定悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂，以一起绕轴作枢轴运动，在第二位置中，使驱动齿脱离，使得悬挂联动装置的所述之一和悬杆臂被释放，从而关于彼此绕轴作枢轴运动。
15.根据权利要求14所述的水陆两用车，其中悬挂脱离设备包括致动器，以在第一和第二位置之间移动悬杆臂。
16.根据权利要求15所述的水陆两用车，其中所述致动器是液压致动器。
17.根据从属于权利要求2的权利要求3所述的水陆两用车，其中所述车辆进一步包括缩进脱离设备，所述缩进脱离设备使缩进装置可操作地连接至悬挂联动装置之一，或使缩进装置从悬挂联动装置之一可操作地脱离。
18.根据权利要求17所述的水陆两用车，其中缩进装置包括可操作地连接至缩进杆臂一端的缩进致动器，缩进杆臂另一端通过缩进脱离设备可操作地连接至悬挂联动装置的所述之一。
19.根据权利要求18所述的水陆两用车，其中悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂安装到车辆本体上，以绕轴关于所述车辆本体作枢轴运动，所述缩进脱离设备包括用于锁定悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂的装置，以一起绕轴作枢轴运动。
20.根据权利要求19所述的水陆两用车，其中所述缩进脱离设备包括气动离合器。
21.根据权利要求20所述的水陆两用车，其中离合器使悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂互连，使得当啮合离合器时，锁定悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂，以便一起绕轴作枢轴运动，且在离合器脱离时，悬挂联动装置的所述之一和缩进杆臂被释放，以关于彼此绕轴转动。
22.根据权利要求20所述的水陆两用车，其中悬挂联动装置的所述之一与轴一起转动地固定，气动离合器具有也与所述轴和第二组件一起转动地固定的第一组件，其中第二组件连接为与缩进杆臂一起转动地固定，调整离合器，使得当其被啮合时，第一和第二组件转动地固定，以便锁定悬挂联动装置的所述之一与缩进杆臂以绕轴作枢轴运动。
23.根据以上权利要求中任一所述的水陆两用车，其中所述车轮通过上部悬挂联动装置和下部悬挂联动装置连接至车辆本体。
24.根据权利要求23所述的水陆两用车，其中所述悬挂装置可连接至上部悬挂联动装置。
25.根据权利要求23所述的水陆两用车，其中悬挂装置可连接至下部悬挂联动装置。
26.根据权利要求24或25所述的水陆两用车，其中缩进装置可连接至下部悬挂联动装置。
27.根据以上权利要求中任一所述的水陆两用车，其中悬挂装置包括支柱，所述支柱具有在伸缩液压减振器周围安装的螺旋弹簧。
28.根据以上权利要求中任一所述的水陆两用车，其中缩进装置包括双动式流体冲头。
29.根据权利要求1至27中任一所述的水陆两用车，其中缩进装置包括电驱动冲头。
30.当根据图3至5和图6的任一或如附图的图1A至1C和图7和8作修改时，一种参看和如图1A至1C和图2中所示的大致如上所述的水陆两用车。
全文摘要
一种水陆两用车(1，图1)，车轮悬挂设备(20’)包括上部和下部联动装置(11，12)；道路悬挂装置(28)；和缩进装置(35)，所述缩进装置用于在用于道路使用的伸展位置和用于海上使用的缩进位置之间移动车轮。悬挂装置(28)从车轮和/或联动装置可操作地脱离，允许缩进和伸展。缩进装置(35)也可在道路使用中脱离。脱离结构可包括滚珠和轨道机构(34’，图3)、联锁花键(92A，93A，96，图4和4A)、联锁齿(106，108，图5)或气动离合器(138，图6)。图8示出用于悬杆臂(32)的花键(160和161)以及用于缩进臂(37)的气动离合器(168)的组合。悬挂装置(28)可连接至上部联动装置(11)(图2)。可使用线圈、扭杆或液压气动弹簧。
文档编号B60G3/18GK1723136SQ200480001909
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月15日 优先权日2003年7月25日
发明者艾伦·蒂莫西·吉布斯 申请人:吉布斯技术有限公司