专利名称：一种将多体船与车辆结合为一体的方法
技术领域：
本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种将多体船与车辆结合为一体的方法。
背景技术：
目前，市场上使用的游艇或渡轮等跨海客货运输系统均为自带动力或采用挂桨机 作为动力的来源。动力单元及挂桨机是整个系统成本的重要组成部分，而现在，家用轿车日 益普及，采用车辆动力作为游艇等跨海客货运输系统的动力来源将大幅降低系统的成本， 节约社会资源。美国专利文献号为2365830，名称为《boat operated by motive vehicle》公开了 一种由车辆驱动和操作的船。该专利将一辆后驱的汽车放置在箱式体船上，后驱动轮通过 皮带输出动力，再通过锥齿轮传动箱将动力传至位于体船后部的螺旋桨上。水上转向操作 功能通过转向横拉杆拉动绳索，绳索带动位于体船尾部的船舵摆动实现的。其缺点是因现 在汽车的驱动轮宽度等参数不一致，降低了专利的普适性，且因为结构形式的原因，传动效 率也较差。美国专利文献号为四14016，名称为《automobile powered watercraft》公开了一 种由汽车提供动力的船只。该专利将一辆后驱轿车的动力通过刚性连接轴传导至两边的传 动箱，传动箱再将动力通过动力输出及传动装置传到位于体船尾部的螺旋桨上。水上转向 操作功能通过紧缠在转向立柱上的绳索，通过一系列的滑轮将车辆上的转向操作传到体船 尾部的船舵上实现的。其缺点是传动效率虽然高，但对车辆在船上的位置精度提出了更高 的要求。法国专利申请号为FR19820020191，名称为《boat moved by the energy available from a landvehicle》，公开了将车辆的后驱动轮放置在两个滚轮中间，车辆驱 动时，驱动轮将带动与之接触的滚轮转动，滚轮通过皮带将动力传至与连接有螺旋桨的驱 动链上。该专利将前轮放置在体船转盘上，当汽车做转向动作时，依靠车轮与转盘的摩擦， 带动转盘转动，连接两个转盘的拉杆将产生横向位移，这种横向位移动作通过连杆传导至 安装在体船尾部的船舵上，通过船舵的摆动实现整个系统的水上转向。中国专利申请号为94205967. 0，名称为《一种汽车游艇》，公开了一种汽车游艇。该 专利通过滚轮将汽车的动力从后驱动轮导出再传至体船尾部的螺旋桨上。将前轮的转向动 作通过方向轮定位架、方向转盘等输出，再通过钢索带动方向舵摆动实现的。运用车辆的动力驱动船只，大大节省社会资源和人们出海的成本。造船和汽车工 业经过上百年的发展已经各成体系，但纵观以上发明，并没有充分利用现有的工业资源，以 及由于自身技术原因，存在以下缺点1.以上专利大多采用单体船，抗风浪能力差，由于车辆发动机功率的限制，整个系 统的排水量一般比较小，采用单体船由于抗风浪能力差将极大的限制系统的应用范围。同 时单体船相对于多体船甲板表面积小，不适合游艇等对甲板空间的要求。而游艇恰恰是这 种小排水量船只的重要应用领域。
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2.动力传动方案大多通过驱动轮轮胎驱动滚轮转动输出动力，其本质为摩擦轮传 动，效率低，由于轮胎存在迟滞效应，动力损失较大。3.现在的汽车工业所生产的汽车尤其是家用轿车大多是前置前驱的车辆，而以上 专利提供的方案大多只适应后驱车的方案。这就大大限制了专利的适用范围和商业价值。 究其原因是因为前置前驱车辆的前轮是驱动转向一体轮。技术上不易实现。4.以上专利大多是靠前轮摩擦带动转盘转动，再通过转盘带动绳索、拉杆等驱动 方向舵摆动实现。这样虽然能实现转向的功能，但存在适应性差、结构比较复杂的缺点。因 为同轮距一样，车辆的轴距也会因为生产厂家和型号的不同而不同，当轴距不同时，转盘和 后轮滚轮的相对位置就需要调整，转盘和船舵的相对位置也有可能发生变化，这时绳索或 拉杆的长度就需要调整。由于车辆自身的原因，车轮的转向轴将是一个空间斜线，任何想将 车轮绑紧输出转向动作的技术方案必须解决可能存在的空间运动干涉问题。
发明内容
本发明旨在提供一种自身不带动力而利用汽车动力驱动的多用途车船系统，该系 统不仅兼顾了人们对游艇或渡轮等跨海客货运输系统的基本要求，还具有广泛的技术适应 性。本发明提供的一种将多体船与车辆结合为一体的方法，所述车辆1包括驱动装置 1-9和驱动轴1-11 ；所述多船体4包括动力输出装置2、车辆安装架3和水上推进装置5 ；所 述动力输出装置2包括皮带轮2-2、2-7和皮带2-8 ；其改进之处在于，所述方法包括设置所述车辆1驱动方式为前置前驱；在所述车辆安装架3的两侧对称设置所述动力输出装置2 ；所述皮带轮2-2与所 述车辆1的驱动轴以悬架方式相连；所述皮带2-8套在所述皮带轮2-2和2-7上；所述皮带 轮2-7轴线上传动轴依次与一级锥齿轮2-3、二级锥齿轮2-4、三级锥齿轮2-5和水上推进 装置5-6连接。本发明提供的第一优选方案的方法，其改进之处在于所述皮带轮与传动轴、传动 轴与锥齿轮之间各用轴承2-11进行支撑。本发明提供的第二优选方案的方法，其改进之处在于所述多体船4由数量大于1 且结构相同的船体并列而成。本发明提供的第三优选方案的方法，其改进之处在于所述皮带轮2-7可在轴向 方向上移动。本发明提供的第四优选方案的方法，其改进之处在于所述驱动装置1-9包括发 动机。与现有技术比，本发明的有益效果为
整个装置的转向操作更加方便、灵活。驱动系统得到保护。保证了整个装置的驱动系统远离潮湿环境。船体提供了整个系统的浮力。本发明采用多体船，可提供更大的甲板空间。同时， 多体船还能有效的降低船在行进过程中的兴波阻力，提高系统高速性能。整个系统车与船的结合充分利用了车辆的优点并兼顾了市场上大多数车辆的适 应性。使得人们出海或渡海等活动可以充分利用现有资源，节约了成本，使得整个系统更适用于游艇等休闲出海的需要。
图1整个装置的轴测中，1 车辆；2 动力输出装置；3 车辆安装架；4 多体船；5 水上推进装置；6 休息室；7:顶层甲板。图2整个系统的侧视3整个装置的传动系统路线中，2-1 皮带轮；2-2 皮带轮；2-3 —级锥齿轮传动；2_4 二级锥齿轮传动； 2-5 三级锥齿轮传动；2-7 皮带轮；2-8 皮带；2-9 皮带张紧装置；2_10 制动转向装置； 2-11 轴承；2-12 传动轴；5-6 螺旋桨；5-13 螺旋桨。图4动力输出装置右侧输入端的详细视中，2-14 动力输出装置输入轴；2-9-1 皮带张紧装置张紧滚轮；2_9_2 摇臂； 2-9-3 张紧弹簧。图5动力输出装置中制动转向部分的详细视中，2-10-1 制动盘；2-10-2制动液入口 ；2-10-3 制动钳缸体；2-10-4 摩擦衬 片；2-10-5 活塞；2-10-6 浮动制动钳；2-10-7 滑动运动副。图6车辆的转向输出转化简中，1-1:车辆转向立柱；1-2车辆转向机；1-3:制动泵泵体；1-4:制动液出口 ； 1-5 转换摇臂；1-6 制动泵活塞；1-7 推杆。图7体船的轴测中，4-1 下体船；4-2 体船立柱；4-3 上体船；4_4 舰桥；4_5 体船上甲板。图8体船的上部结构图中，4-6 动力输出装置安装；4-8 梯子；4-9 ；护栏。图9车辆安装架在体船上的安装中3-1 导轨；3-1-1 车辆安装架滚轮导槽。图10车辆安装架结构中，3-2 悬挂安装点；3-3 车体安装点；3_4 滑块；3_5 滚轮；3_6 横梁；3_7 横梁；3-8 纵梁；3-9 纵梁。
具体实施例方式下面结合图例和具体实施方式
对双体船与车辆相结合的车船系统做进一步的说 明。图1中，整个系统主要由车辆1和多体船4组成。双体船包括两个单体船，在两个单体 船的尾端有水上推进装置5，整个系统通过动力输出装置2将车辆1的驱动轮与水上推进装 置5连接。多体船4为动力输出装置2提供必要的空间及安装位置。整个系统还提供了休 息室6和顶层甲板7等设施。图3中，皮带轮2-1以悬架连接的方式与车辆1的驱动轮相连，皮带轮2-1将动力 通过皮带2-8传至位于它们下方、在与车辆1驱动轮输出轴线平行的轴线上的皮带轮2-7 上。皮带轮2-7可实现横向滑动，通过皮带轮2-7上的旋转运动，带动一级锥齿轮传动2-3、二级锥齿轮传动2-4、三级锥齿轮传动2-5及它们之间的传动轴2-12与水上推进装置5旋 转轴线同轴运动。左侧与右侧对称设置。车辆1的两个驱动轮分别驱动相应侧水上推进装 置5的螺旋桨5-6和5-13。在传动路线上的皮带轮、锥齿轮、传动轴通过轴承2-11进行支 撑。皮带8通过皮带张紧装置2-9张紧。图4是右侧动力链的输入端详细视图。皮带轮2-2上的皮带与皮带张紧装置张紧 滚轮2-9-1相接触，张紧弹簧2-9-3的拉力通过摇臂2-9-2转化成张紧滚轮2_9_1对皮带 2-8的压力，从而使得皮带2-8产生相应的张紧力。这样在实际使用过程中，车辆1的位置 可以实现纵向调节，在车辆1向整个系统的前进方向调节位置时，皮带2-8的张紧力增加， 反之，减小。皮带轮2-7安装在相应侧动力输出装置2的输入轴2-14上，其可以横向滑动， 解决了不同车辆轴承间距不一样的问题。可横向滑动皮带轮2-7和输入轴2-14之间为滑 动花键连接，并能实现任意位置相互滑动锁死。图5是制动转向装置2-10的右侧详细视图。制动转向装置2-10包括浮动制动钳 2-10-6和制动钳缸体2-10-3，上述两个部件的右侧端分别设有摩擦衬片2-10-4，两个摩擦 衬片2-10-4之间有一定的空隙，把动力输出及传动装置输入轴2-14上的制动盘2-10-1夹 在其中。在浮动制动钳2-10-6的左侧端设有活塞2-10-5，其与制动钳缸体2-10-3的腔体 形成一个封闭腔，腔体通过制动液入口 2-10-2通过软管与制动液出口 1-4相连。浮动制动 钳2-10-6通过2个滑动运动副2-10-7与体船4上的相应安装点相连。当制动液通过制动 液入口 2-10-2注入时，制动钳缸体2-10-3在压力的作用下向图5所示垂直向下的方向移 动，浮动制动钳2-10-6在活塞2-10-5的推动下沿着滑动运动副2-10-7的轴线方向向上移 动，两个相对的摩擦衬片2-10-4之间的间隙减小，制动盘2-10-1被夹紧。相应侧的旋转动 力输出减速或停止。图6是车辆1在转向时，带动体船转向的示意图。车辆转向立柱1-1转动时，车辆 转向机1-2将带动车辆的转向拉杆做左右摆动的动作。以驾驶员向顺时针打方向盘为例， 在将车辆1固定到整个系统后，拆开驱动转向轮羊角与转向拉杆的连接，将转向拉杆1-8依 次与转换摇臂1-5和制动泵的推杆1-7连接，转向的操作将转化成推杆1-7的推拉动作。在 推杆1-7的推动下，制动泵活塞1-6压缩制动泵泵体1-3腔体内的制动液，受压的制动液将 从制动液出口 1-4喷出。而另一侧则产生相反的动作，制动液不会产生压力。将图中的制 动液出口 1-4与图5中的制动液入口 2-10-2连接，则右侧的制动转向装置2-10的制动盘 2-10-1将被夹紧。右侧的动力输出将受到抑制。因为现代车辆两驱动轮之间大多都有差速 器，动力从另一侧(左侧)输出的比例增加。此时整个系统的螺旋桨5-13转速增加，螺旋 桨5-6转速减小。整个系统将产生顺时针旋转的力矩，从而实现水上右转的操作。图7中，双体船是由两个结构完全相同的单体船并列形成的。单体船从下至上分 别为下体船4-1、体船立柱4-2、上体船4-3。车辆1与甲板4-5有一定的距离，这个距离取 普通车辆车体距地高相近的数值，使得人们上下车辆1比较方便。为避免在体船上甲板4-5 上造成不必要的凸起，车辆1的动力通过皮带传动向下传导，使得动力输出装置2的主要部 件都布置在体船4的舰桥4-4、上体船4-3、体船立柱4-2、下体船4_1内。下体船4_1为纺 锤形形状，提供了整个系统大部分的浮力，这样有利于减小水上行驶时的阻力。下体船4-1 制成分段密封的结构，这样有利于水上行驶的安全性。体船立柱4-2连接上下体船，其截面 为狭长的流线型，这样可以减小水上行驶时的兴波阻力。上体船4-3为U型体船结构，提供浮力储备及作为存储油料淡水等物品的储存仓。舰桥4-4连接两个并列的单体船的上体船 4-3，其上表面.和单体船上体船的上表面共同组成体船上甲板4-5。体船上甲板4-5作为 人们活动的主要活动场所及车辆1等设备的安装界面。图8是多体船甲板示意图，甲板面积将使得整个系统的实用价值大幅增加。除了 车辆1必须的空间外，还可以根据需求布置休息室6，与顶层甲板7连接的梯子4-8。体船4 沿线根据需要可以布置护栏4-9。体船上甲板4-5还为动力输出装置2提供了安装空间—— 动力输出装置安装4-6。车辆1在体船上甲板4-5的安装是通过车辆安装架3实现的。因为 车辆1的驱动轮要作为动力输出装置2的输入，车辆1的相对位置需要一个较精确的位置， 这个任务由车辆安装架3完成。但车辆1由陆上转到整个系统上，为了尽快实现连接，需要 做一个粗定位，本发明实施例在体船上甲板4-5上设置车辆安装架3上的滚轮导槽3-1-1， 引导安装了车辆1的车辆安装架3进入安装位置。图9是车辆安装架3通过导轨3-1实现与体船上甲板4-5的连接示意图。两条导 轨3-1平行并列精确安装在体船上甲板4-5上。车辆安装架3上的滑块3-4可以沿着导轨 3-1自由滑动并能任意位置锁死。车辆安装架的滚轮3-5也可在车辆安装架滚轮导槽3-1-1 中自由滚动，但滚轮3-5相对于车辆安装架3的高度可以通过车轮安装架滚轮收放装置调 节，在初始阶段，滚轮3-5相对于车辆安装架3的高度相对较大，车辆安装架3上的滑块3-4 与导轨3-1之间存在间隙，在安装位置基本正确后，通过车轮安装架滚轮收放装置调节，减 小滚轮3-5相对于车辆安装架3的高度直至车辆安装架3上的滑块3-4与导轨3-1之间完 全接触，然后将车辆安装架3与导轨3-1连接。再调节车轮安装架滚轮收放装置直至滚轮 3-5离开车辆安装架滚轮导槽3-1-1。这就实现了车辆1与体船上甲板4-5之间安装由粗 定位到较精确定位的转化。实现精确定位后的车辆安装架3可以沿导轨移动，在将皮带2-8 套上并张紧到合适的程度后，将滑块3-4与导轨3-1锁死。解除车辆1及车辆安装架3与 体船上甲板4-5之间的连接的顺序与之前的顺序相反，先将滑块3-4与导轨3-1解锁，使得 皮带2-8松脱并摘除，调节车轮安装架滚轮收放装置直至滚轮3-5接触车辆安装架滚轮导 槽3-1-1，解除车辆安装架3与导轨3-1的连接，再调节车轮安装架滚轮收放装置直至滑块 3-4与导轨3-1之间存在合适的间隙。这样就可以将车辆1及车轮安装架3沿着车辆安装 架滚轮导槽3-1-1推动，从而实现车辆1与体船上甲板4-5之间安装由较精确定位到粗定 位的转化，然后将车辆1及车轮安装架3 —起通过一定的设备实现车船的分离。图10中，车体安装点3-3安装在横梁3-7上的托盘结构，可用于连接车辆1底面 和车辆安装架3，根据车型的不同可以托盘位置不同的车辆安装架3，也可以将托盘设计成 可活动并在特定位置锁死的结构。悬挂安装点3-2位于纵梁3-8的两端，用于固定悬架，消 除悬架与车辆1的相对位移的可能，并确保驱动轮的车轮定位。滑块3-4安装在下横梁3-6 的两端下方，用于连接车辆安装架3与导轨3-1，并确保车辆1与车辆安装架3整体能够移 动并任意位置锁死。滚轮3-5安装在纵梁3-9的两端，它的作用是在滑块3-4与导轨3-1 解脱后能支撑其。当用滚轮3-5支撑整个车辆1和车辆安装架3时，可以通过调节车轮安 装架滚轮收放装置实现车辆1相对于滚轮3-5之间位置变化。各个安装梁之间采用焊接的 方式实现连接。
权利要求
1.一种将多体船与车辆结合为一体的方法，所述车辆(1)包括驱动装置(1-9)和驱动 轴(1-11)；所述多船体(4)包括动力输出装置O)、车辆安装架C3)和水上推进装置(5)； 所述动力输出装置( 包括皮带轮(2-2、2-7)和皮带0-8)；其特征在于，所述方法包括设置所述车辆(1)驱动方式为前置前驱；在所述车辆安装架(3)的两侧对称设置所述动力输出装置O)；所述皮带轮(2-2)与 所述车辆(1)的驱动轴以悬架方式相连；所述皮带(2-8)套在所述皮带轮(2- 和(2-7) 上；所述皮带轮(2-7)轴线上传动轴依次与一级锥齿轮(2- 、二级锥齿轮(2-4)、三级锥齿 轮(2- 和水上推进装置(5-6)连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述皮带轮与传动轴、传动轴与锥齿轮之间 各用轴承0-11)进行支撑。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多体船(4)由数量大于1且结构相同 的船体并列而成。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述皮带轮(2-7)可在轴向方向上移动。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述驱动装置(1-9)包括发动机。
全文摘要
本发明为一种将多体船与车辆结合为一体的方法，该方法的装置包括车辆和船体，船体包括动力输出及传动装置、车辆安装架及安装导向装置、水上推进装置、休息室和顶层甲板。设置车辆驱动方式为前置前驱，在车辆安装架及安装导向装置的两侧对称设置动力输出及传动装置，并将车辆发动机、动力输出及传动装置和水上推进装置连接。船体由数量大于1且结构相同的船体并列设置而成。整个装置利用车辆的驱动系统来代替船体驱动系统，充分利用现有资源，节约了成本。同时本发明充分利用了多体船在航海活动中耐波性能好，整船上甲板表面积大的优点，使得整个系统更适用于游艇等休闲出海的需要。
文档编号B63B1/10GK102107728SQ201110032598
公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者卢国轩, 苏波, 韩小玲 申请人:中国北方车辆研究所