專利名稱：水陸兩用車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水陸兩用車。
背景技術：
能夠動力驅動而在陸上和水中行進的水陸兩用車是已知的。為了提高水陸兩用車在水中的性能，已經開發(fā)出多種系統(tǒng)來使得當車輛在水上時車輪在吃水線上方縮進。這樣的系統(tǒng)舉例來說從申請人的國際專利申請WO95/23074中可知，其中國際專利申請WO95/23074描述了使得軸向驅動的車輪在伸展位置和縮進位置之間移動的設備，在所述伸展位置中，它具有大致為水平的轉軸，用于在陸地上支撐車輛，在所述縮進位置中，車輪的轉軸在與水平線成大于45度角的位置處。
在典型的已知可縮進車輪裝置中，車輪通過一個或多個配置為使得車輪在伸展和縮進位置之間移動的懸掛聯動裝置安裝在車輛本體上。通常，致動器(例如液壓桿或液壓頂)將被操作地連接至懸掛聯動裝置的其中之一，以在伸展和縮進位置之間移動車輪。包括用于在陸地上使用車輛時吸收道路震動的彈跳減震裝置的懸掛裝置也連接至懸掛聯動裝置的其中之一。已經提出與已知的可縮進車輪設備一起使用的各種類型的懸掛裝置，已知的可縮進車輪設備例如螺旋彈簧和液壓桿、扭桿和減震器系統(tǒng)和液壓氣動懸掛單元等。
已知的縮進車輪裝置的缺陷是，為了使得車輪可縮進，必須折中這種懸掛裝置的設計。例如，可能有必要將懸掛裝置設計為使其在車輪縮進時完全被壓縮，或可能有必要改變組件的尺寸和形狀，使得車輪的完全縮進能發(fā)生。結果，為了陸地使用調整車輛的懸掛特征可能是困難而耗時的。例如，與傳統(tǒng)的陸上機動車輛相比，車輛用戶將期望陸地上的乘坐舒適特征。
一些已知的車輛縮進裝置的另一缺陷是當車輪在其伸展和縮進位置之間移動時要求能容納懸掛裝置的移動的空間量。例如，US 4,958,584描述了具有車輪縮進裝置的水陸兩用車，其中車輪使用叉形桿(wishbone)型懸掛裝置連接至車輛本體。呈支柱(strut)形式的具有繞伸縮液壓減振器設置的螺旋彈簧的懸掛裝置連接在上部叉形桿和車輛縮進系統(tǒng)的部分之間。為了將車輛移動到縮進位置，向內拉支柱的上端。這種設置在車輛的中央區(qū)域占據相當大的空間，從而使其不適于與緊湊的水陸兩用車一起使用。在引擎和傳動裝置(transmission)安裝在一對可縮進行動輪(roadwheel)之間的地方問題最嚴重，因為幾乎沒有空間將這些車輪的支柱拉入。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有可縮進車輛裝置的水陸兩用車，其中對于道路使用，可更容易地優(yōu)化懸掛裝置的特征。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有可縮進車輛裝置的水陸兩用車，其中需要更少空間來使得車輛在其伸展和縮進位置之間移動。
本發(fā)明的再一目的是提供一種具有可縮進車輛裝置的水陸兩用車，其中為了使懸掛裝置縮進，不必壓縮懸掛彈簧。
根據本發(fā)明，提供了一種車輪安裝在車輛本體上的水陸兩用車，使得可從用于陸上車輛使用的伸展位置移動到其中為了水上車輛使用收藏車輪的縮進位置，所述車輛進一步包括用于在陸上使用期間吸收來自車輪的震動的懸掛裝置和用于在伸展和縮進位置之間移動車輪的縮進裝置，其特征在于，在車輪將縮進時可使懸掛裝置從車輪可操作地脫離。
由于可使懸掛裝置從車輪可操作地脫離，所以可調整懸掛裝置以提供最優(yōu)道路或陸地使用特征，而不必妥協(xié)設計以使得車輪縮進。并且，由于懸掛裝置從車輛脫離，所以在車輪縮進時可將其保持在陸地使用位置中，從而不需要使得空間容納車輪縮進時懸掛裝置的移動。
優(yōu)選地，在車輪處于伸展位置時，縮進裝置可從車輪可操作地脫離。
在特別優(yōu)選的實施例中，車輪通過一個或多個懸掛聯動裝置安裝到車輛本體上，且車輛進一步包括懸掛脫離設備，用于使懸掛裝置可操作地連接到懸掛聯動裝置的其中之一，或使懸掛裝置從懸掛聯動裝置的其中之一可操作地脫離。
優(yōu)選地，懸掛裝置可操作地連接至懸桿臂一端，懸桿臂的另一端能通過懸掛脫離設備可操作地連接至懸掛聯動裝置的所述之一。
優(yōu)選地，懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂安裝到車輛本體上，以關于所述本體繞軸作樞軸運動，且懸掛脫離設備包括能在第一位置和第二位置之間移動的裝置，其中在所述第一位置中，鎖定懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂，以便一起繞軸作樞軸運動，在所述第二位置中，懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂被釋放，以關于彼此繞軸作樞軸運動。
在一個優(yōu)選實施例中，懸掛脫離設備包括在懸掛聯動裝置的所述之一中或懸桿臂中的鉆孔，所述鉆孔具有在其部分長度上形成的多個滾珠接收軌道、可滑動地安裝到懸掛聯動裝置的所述之一或懸桿臂的另一上的軸，所述軸凸出進鉆孔中，且具有在其周圍安裝多個滾珠的關節(jié)，所述軸可在第一位置和第二位置之間移動，其中在所述第一位置中，滾珠嚙合在軌道中，以鎖定一起繞軸進行樞軸運動的懸掛聯動裝置的所述之一或懸桿臂，在所述第二位置中，滾珠沒有嚙合在軌道中，且懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂的另一端被釋放，以關于彼此繞軸作樞軸運動。
優(yōu)選地，懸掛脫離設備包括致動器，以在第一和第二位置之間移動軸，所述致動器可以是液壓致動器。
在可選實施例中，懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂具有相鄰的驅動部分，且懸掛脫離設備進一步包括套管，所述套管具有與驅動部分上的相應驅動裝置協(xié)作的驅動裝置，可在第一位置和第二位置之間移動，其中在第一位置中，其與兩個驅動部分一起驅動，以鎖定一起繞軸作樞軸運動的懸掛聯動裝置和懸桿臂，在第二位置中，其僅與驅動部分的其中之一協(xié)作驅動，使得聯動裝置和臂被釋放，以關于彼此繞軸作樞軸運動。
優(yōu)選地，套管內部開有鍵槽(internally splined)，以與在驅動部分上形成的相應花鍵嚙合。可選地，套管的鉆孔可具有非圓形橫截面，以與驅動部分上具有相應形狀的輪廓驅動嚙合。
優(yōu)選地，懸掛脫離設備包括致動器，以在第一和第二位置之間移動套管，所述致動器可以是液壓致動器。
在又一優(yōu)選實施例中，懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂具有相應的驅動齒，且懸桿臂可在第一位置和第二位置之間移動，其中在第一位置中，驅動齒被嚙合，以鎖定一起繞軸作樞軸運動的懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂，以繞軸作樞軸運動，在第二位置中，使驅動齒脫離，使得懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂被釋放，以關于彼此繞軸作樞軸運動。
優(yōu)選地，懸掛脫離設備包括致動器，以在第一和第二位置之間移動懸桿臂，所述致動器可以是液壓致動器。
優(yōu)選地，所述車輛進一步包括縮進脫離設備，所述縮進脫離設備用于使縮進裝置可操作地連接至懸掛聯動裝置的一個，或使縮進裝置從懸掛聯動裝置的一個可操作地脫離。
優(yōu)選地，縮進裝置包括可操作地連接至縮進桿臂一端的縮進致動器，縮進桿臂的另一端通過縮進脫離設備可連接至懸掛聯動裝置的所述之一。
優(yōu)選地，懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂安裝到車輛本體上，以關于所述本體繞軸作樞軸運動，且縮進脫離設備包括用于鎖定一起繞軸作樞軸運動的懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂的裝置。
有利地，縮進脫離設備包括氣動離合器。
在一個優(yōu)選實施例中，離合器連接懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂，使得當嚙合離合器時，鎖定懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂，以便一起繞軸作樞軸運動，且在離合器脫離時，懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂被釋放，以關于彼此繞軸轉動。
在可選實施例中，懸掛聯動裝置的所述之一與軸一起轉動地固定，氣動離合器具有也與所述軸和第二組件一起轉動地固定的第一組件，其中第二組件連接為與縮進桿臂一起轉動地固定，調整離合器，使得當其被嚙合時，第一和第二組件轉動地固定，以便鎖定懸掛聯動裝置的所述之一與縮進桿臂以繞軸作樞軸運動。
優(yōu)選地，車輪通過上部懸掛聯動裝置和下部懸掛聯動裝置連接至車輛。
優(yōu)選地，懸掛裝置可連接至上部懸掛聯動裝置。可選地，懸掛裝置可連接至下部懸掛聯動裝置。
優(yōu)選地，縮進裝置可連接至下部懸掛聯動裝置。
優(yōu)選地，懸掛裝置包括支柱，所述支柱具有在伸縮液壓減振器周圍安裝的螺旋彈簧。
優(yōu)選地，縮進裝置包括雙動式流體沖頭(ram)。可選地，縮進裝置可以呈電驅動沖頭形式。


現在將參看附圖僅借助于實例描述根據本發(fā)明的水陸兩用車的幾個實施例，其中在附圖中圖1A、1B和1C分別是根據本發(fā)明的水陸兩用車的側視圖、平面圖和后視圖；圖2是圖1A至1C的水陸兩用車的車輪懸掛和縮進設備的示意圖；圖3是沿圖2的線A-A的截面圖，示出圖2的設備的懸掛脫離設備的第一實施例；圖4是類似于圖3的圖示，示出圖2所示設備的懸掛脫離設備的第二實施例；圖4A是插入的截面圖，示出懸掛脫離設備的第二實施例的開有鍵槽的軸環(huán)形成部分；圖5是類似于圖3的圖示，示出圖2所示設備的懸掛脫離設備的第三實施例；圖6是沿圖2的線B-B的截面圖，示出圖2所示車輪懸掛和縮進設備的縮進脫離設備；圖7是圖1A至1C的水陸兩用車的懸掛和縮進設備的另一實施例的透視性示意圖；以及圖8是沿圖7的線C-C的截面圖，示出圖7所示懸掛和縮進設備的共軸懸掛和縮進脫離設備。
具體實施例方式
參看附圖，其中相同附圖標記用于表示幾個實施例中的公共部件圖1A、1B和1C示出水陸兩用車(整體用箭頭1表示)的三個圖示，所述水陸兩用車包括本體2(是有浮力的船只)，具有車輪3(在伸展位置用3P表示，在縮進位置用3R表示)。如所示出的，此優(yōu)選實施例具有四個車輪；然而，例如三個車輪或多個車輪等其它構造也是可能的。
所述車輛包括電機4或類似的動力源，用于通過傳動裝置5提供動力給差速器6A(前部)和6B(后部)，每個都具有驅動輸出端7，如所示出的。電機4也通過齒輪箱8提供動力給輪船推進器9。然而，不改變本發(fā)明的原理，也可裝配電機、傳動裝置和推進器的各種組合。本發(fā)明的主要功能將適于水陸兩用車輛的多種結構。
車輪縮進設備整體用箭頭20表示。
在所述優(yōu)選實施例中，圖1A、1B和1C進一步示出連接至驅動軸10的驅動輸出端7，這些驅動輸出端分別連接至車輪3P和3R，車輪3P和3R通過上部懸掛聯動裝置11和下部懸掛聯動裝置12設置到本體2(在前部和后部上)。這些軸和聯動裝置在每個車輪的上隔室13和下隔室14中工作。根據圖1的三個視圖將理解，每個車輪可從下部(伸展的)陸地支撐位置3P移動到上(縮進)水載位置3R，其中每個車輪大部分裝在相應的隔室13中。
圖2更詳細地示出根據本發(fā)明的水陸兩用車1的車輪懸掛和縮進設備20的第一實施例。所述設備包括車輪支架16，所述車輪支架具有用于容納驅動軸10(圖2中未示出)的常速(CV)接頭的開口或殼體21，概括地用3表示的車輪安裝在所述其上。在非從動車輪的情形下，車輪支架可以呈短軸形式。
車輪支架通過以汽車領域中已知的叉形桿構造設置的上部11和下部12懸掛聯動裝置可樞軸轉動地安裝到車輛(圖2中未示出)的本體2的框架上。上部叉形桿11通過上部球接頭22可樞軸轉動地連接至車輪支架16的上端，且通過上部船內樞軸23、24可樞軸轉動地連接至車輛本體。類似地，下部叉形桿12通過下部球接頭25可樞軸轉動地連接至車輪支架16，且通過下部船內樞軸26、27可樞軸轉動地連接至車輛本體。上部和下部叉形桿和樞軸的構造使得車輪能沿用線X表示的軌道在伸展位置和縮進位置之間移動。
呈支柱28形式的懸掛裝置設置為在陸上使用車輛時從車輪吸收道路震動。支柱28包含有螺旋彈簧，所述螺旋彈簧用29示意性地表示，以汽車領域中眾所周知的方式安裝在伸縮式液壓減振器30的周圍。支柱28的上端2，通過樞軸31可樞軸轉動地連接至車輛本體，同時支柱的下端通過另一樞軸33安裝在懸桿臂32的外端上。懸桿臂32的內端通過將上部叉形桿連接至車輛本體的船內樞軸24的之一連接至車輛本體和連接至上部叉形桿11的臂11A之一。整體用34表示的設備使桿臂32和上部叉形桿11互連，以便允許二者在車輛在陸上使用時被可操作地連接，或在為了在水上使用車輛使車輪縮進時可操作地脫離。
下面將更詳細地描述作為懸掛脫離設備的設備34的多個實施例的細節(jié)。然而，一般而言，懸掛脫離設備34構造為使得當桿臂32和上部叉形桿11通過設備34可操作地連接時，在桿臂32和上部叉形桿11之間傳遞轉矩，在上部叉形桿11和桿臂32脫離時，沒有在桿臂32和上部叉形桿11之間傳遞轉矩。
車輛懸掛和縮進設備20也包括用于使車輪3在其伸展和縮進位置之間移動的致動器35。在本實施例中，致動器呈雙動式液壓沖頭形式，但是也可使用其它類型的致動器。例如，致動器35可以是風搗錘或電驅動沖頭。沖頭35的一端通過樞軸36連接至車輛本體，而沖頭35的另一端可樞軸轉動地連接至縮進桿臂37的第一端。縮進桿臂37的第二端經由使下部叉形桿連接到車輛本體的內樞軸26之一連接至下部叉形桿12。在操作中，可使液壓沖頭35伸展或縮進，以施加扭矩給縮進桿臂37，所述縮進桿臂37反過來施加扭矩給下部叉形桿12，以使車輪在伸展和縮進位置之間移動。
盡管對本發(fā)明不是必要的，但優(yōu)選的是，在車輛在陸地上使用時，致動器35與下部叉形桿12可操作地脫離，從而車輪亦然。通過以此方式使致動器35脫離，在車輛在陸地上使用時使懸掛系統(tǒng)與致動器隔開，且可為陸上使用特別是道路使用優(yōu)化懸掛系統(tǒng)的特征。為了使致動器35從下部叉形桿12可操作地脫離，使縮進桿臂37通過整體用38表示的設備連接至下部叉形桿12，這適于使縮進桿臂37和下部叉形桿可操作地連接或脫離。下面將參看圖6更詳細地描述設備38(也稱為縮進脫離設備)的實施例。然而，設備38也可構造為與用于使懸桿臂32和上部叉形桿11互連的設備34相同或類似。
現在將參看圖3至5描述用于使懸桿臂32和上部叉形桿11互連的設備34的幾個不同的實施例。如上所述，將理解，所描述的裝置可易于適于在使縮進桿臂37與下部叉形桿12互連的縮進脫離設備38中使用。也將參看圖6描述使縮進桿臂37和下部叉形桿12互連的縮進脫離設備38。也應理解，設備38可適于在使懸桿臂32與上部叉形桿11互連中使用。
整體用34’表示的設備34的第一實施例在圖3中示出。車輛本體的框架的部分用39表示。車輛框架設置有兩個用于容納襯套41、42的殼體40，在其上分別安裝上部叉形桿11的臂11A之一的內端43和懸桿臂32的內端32A。至少一個殼體40可從框架39拆卸，以便于裝配。
上部叉形桿11的內端43提供了具有封閉孔45的殼體44。中空圓形凸耳46從殼體44的封閉端軸向凸出，且可樞軸轉動地容納在襯套41之一中。鉆孔45的開口端具有直徑稍增大的部分47，在其上裝有與直徑增大部分47和鉆孔45的其余部分之間的唇邊(lip)49鄰接的軸承48。軸承48通過簧環(huán)50保持在殼體上的位置中。多個滾珠接收軌道51在向唇邊49內的鉆孔45中形成。因為下面將要說明的原因，軌道51僅在鉆孔45的部分區(qū)域上延伸。
如圖3中所示，懸桿臂32的內端或轂(hub)32A具有大致為“T”形的橫截面。在轂32A的一個軸端上是第一圓形凸耳部分52，其可樞軸轉動地容納在車輛框架上的另一襯套42內。轂32A的相對端容納在殼體44內，且具有第二凸耳部分53，軸承48的內環(huán)安裝在所述第二凸耳部分上。軸承48的內環(huán)通過另一簧環(huán)55容納在第二凸耳部分上與桿臂32的軸面54鄰接的位置中。軸承48和簧環(huán)50、55的設置用以使懸桿臂32和上部叉形桿11關于彼此軸向設置，而允許二者繞用56表示的轉軸進行相對的轉動。
鉆孔57延伸通過轂32A。鉆孔具有第一部分58，所述第一部分開有鍵槽，以便與滑動安裝在鉆孔57中的軸60的長度的部分形成的花鍵59嚙合。鉆孔57也具有直徑增大的第二部分，其適于提供液壓缸62。缸的外端通過與缸螺紋嚙合的帽組件封閉。軸60延伸進缸62中，且活塞64安裝在缸62內軸60的末端上?；钊?4密封地嚙合缸62的表面，以將缸分成兩個室65、66。缸62內的密封墊67防止室65內的液壓流體進入軸60周圍的鉆孔57的第一部分58。帽63內的第一端口68與活塞64的一側上的室66連通，而第二端口69與活塞另一端上的室65連通。
與活塞64相對的軸60的末端從桿臂轂32A延伸進殼體44中，且具有關節(jié)70。多個鋼珠71設置在關節(jié)69周圍，且可通過保持架(cage)(未示出)保持在關節(jié)上。由于軸60處于圖3中所示的位置中，所以鋼珠71在殼體44中的相應軌道51中嚙合，且用以在殼體44和軸60之間傳遞移動和力。這種設置類似于汽車技術領域中的技術人員熟知的plunge型CV接頭。由于軸60用花鍵聯接到懸桿臂32，所以可通過花鍵59、關節(jié)70、鋼珠71和軌道51在桿臂32和上部叉形桿11之間傳遞扭矩，從而可操作地連接懸掛支柱28和車輪3。
如上所述，殼體44中的軌道51在鉆孔45的部分長度上延伸，使得鉆孔45的內部區(qū)域72沒有軌道。軸60可在桿臂轂32A的鉆孔57內軸向往復，以在圖3中所示位置和他們在內部無軌道區(qū)域72內所處的位置之間移動關節(jié)70和鋼珠71。在此位置中，鋼珠不再嚙合在關節(jié)70中，因此沒有在殼體44和軸60之間傳遞移動和力。由于沒有力在桿臂32和上部叉形桿11之間傳遞，所以懸掛裝置或支柱28從車輪3可操作地脫離。
軸60的往復運動通過缸62中的活塞64實現。通過將室66經由端口68連接至增壓的液壓流體，將室65經由端口69連接至液壓流體貯液器，活塞64和軸60可移動到左邊(在圖3中看)，直到關節(jié)70和鋼珠71在鉆孔45的沒有軌道的區(qū)域72中，且桿臂32從上部叉形桿11可操作地脫離。這可認為是設備34’脫離的中間階段。通過使至室65、66的液壓連接反向，活塞和軸可移動到右邊(如所示)，直到滾珠重新進入軌道，桿臂32再次與上部叉形桿11可操作地連接。
盡管使用液壓活塞和油缸致動器是用于使軸60作往復運動的優(yōu)選裝置，但是這不是必要的，可使用任何適合的裝置。例如，氣動或電磁致動器可用于使軸60作往復運動。
用于使懸桿臂32和上部叉形桿11互連的懸掛脫離設備34”的第二實施例在圖4中示出。軸80可轉動地安裝在車輛框架上的兩個襯套41、42之間。上部叉形桿11的臂11A之一的內端43和懸桿臂轂32A通過鉆孔81、82可樞軸轉動地安裝在襯套41、42之間的軸80上。軸承83、84裝配在軸80的直徑減小部分85、86周圍，在此處其延伸通過襯套41、42。軸承83、84通過安裝在從軸80末端軸向凸出的螺紋支柱80A上的螺母87和墊圈(washer)88保持在適當位置。軸承83、84將止推墊圈89、90設置在軸上，使它們與叉形桿臂內端43和轂32A的軸向外端面接觸。另一止推墊圈91位于叉形桿臂內端43和轂32A的軸向內端之間。這種結構將叉形桿臂和懸桿臂軸向設置在襯套41、42之間，同時允許它們在彼此脫離時繞軸關于車輛本體轉動。
叉形桿臂內端43的軸向內部92、93和桿臂轂32A直徑減小，且形成有相應的花鍵92A、93A。桿臂轂32A的花鍵部分93設置為約為叉形桿臂上的花鍵部分92的長度的兩倍。套管95在桿臂轂32A上的花鍵部分93周圍設置，且在內表面上有相應的花鍵96，如圖4A中的橫截面所示，與轂32A的花鍵93A驅動嚙合。當套管位于圖4中所示的位置中時，其僅與懸桿臂轂32A上的花鍵93A嚙合，使得上部叉形桿11和懸桿臂轂32關于彼此繞軸80自由轉動。因此，懸桿臂轂32從上部叉形桿11可操作地脫離。
當上部叉形桿11上的花鍵92A、93A和懸桿臂轂32A對準時，套管95可移動到左邊(如所示)，從而套管95中的花鍵96與叉形桿上的花鍵92A部分嚙合，與懸桿臂轂32A上的花鍵93A部分嚙合。在此位置中，軸環(huán)95將上部叉形桿臂11A和懸桿臂轂32鎖在一起，從而扭矩在它們之間傳遞，使車輪3可操作地連接至懸掛支柱29。
這里所用的術語“花鍵”應理解為包括任何適合的細長驅動物，使得驅動在套管95和叉形桿臂內端的內部或驅動部分92、93和桿臂轂32之間傳遞，同時使得套管關于驅動部分軸向移動。例如，套管95和驅動部分92、93可設置有“花鍵”，呈互相嚙合齒輪齒的形式。并且，盡管優(yōu)選的是，套管95和驅動部分92、93設置有相應的花鍵形成物，但是也可在套管95和驅動部分92、93之間設置其他合適的驅動裝置。例如，部分92、93可具有非圓形輪廓，例如為正方形或六邊形，且套管95可設置有相應形狀的鉆孔，使得扭矩可在套管和驅動部分92、93之間傳遞。
使桿臂32和上部叉形桿11連接和脫離的套管95的往復軸向運動可通過任何適合的裝置實現。在本實施例中，通過液壓致動器實現，其中所述液壓致動器具有缸97和活塞98，活塞98用于將缸分成分別在活塞一側上的兩個室99、100。活塞通過換向軸101連接至套管，換向軸101通過U形銷103連接到套管95上的凸耳(lug)102。通過將室99、100的一個或另一個連接至加壓的液壓流體源，將另一室連接至液壓流體貯液器，活塞可可選擇地移動到左邊或右邊(如所示)，以根據需要使懸桿臂32和上部叉形桿11連接和脫離，從而嚙合和脫離設備34”。
設備34的第三實施例在圖5中示出。軸105可轉動地安裝在車輛框架上的襯套41、42中。上部叉形桿11的臂11A和懸桿臂32的轂32A的其中之一的內端43可樞軸轉動地安裝在襯套41、42之間的軸105上。第一組驅動齒106設置在上部叉形桿臂11A的內端43的軸向內面107上，且相應的一組驅動齒108設置在懸桿臂32的轂32A的軸向內面109上。設置使得上部叉形桿臂11A的內端103關于軸105軸向固定，而桿臂的轂32A適于沿軸往復滑動，使得齒106、108可彼此嚙合或脫離，使懸桿臂32與叉形桿臂11A可操作地連接或脫離。
軸105在任一端具有第一和第二區(qū)域105A和105B，它們具有較小直徑，且容納在襯套41、42中?？拷谝粎^(qū)域105A的第三區(qū)域105C具有稍微增大的直徑，而第三區(qū)域105C和第二區(qū)域105B之間的第四中央區(qū)域105D具有甚至更大的直徑。
上部叉形桿臂11A的內端43可轉動地安裝在軸105的第三區(qū)域105C周圍，同時其軸向內面107與止推墊圈110接觸，止推墊圈110自身與在第三區(qū)域105C和中央第四區(qū)域105D之間形成的軸向面111鄰接。上部叉形桿臂11A的內端43通過在軸的第一區(qū)域105A周圍安裝的軸承112軸向設置在軸上。軸承112的軸向內端與另一止推墊圈113嚙合，以使止推墊圈保持與上部叉形桿臂11A的內面43的軸向外面114接觸。軸承112通過安裝在軸105的末端上的螺紋雙頭部分105E上的螺母115和墊圈116緊固到軸上。
懸桿臂117的轂32A具有鉆孔117，所述鉆孔適于滑動配合在軸105的中央第四區(qū)域105D上。鉆孔117的軸向外部增大，以形成在軸的第二區(qū)域105B周圍設置的缸118?；钊?19安裝在軸的第二區(qū)域105B上，且通過另一軸承122保持與在軸的第二和第四區(qū)域105B、105D之間形成的軸向面120接觸。與軸承121一樣，另一軸承122通過安裝在軸端上的螺紋雙頭部分105E上的螺母115和墊圈116緊固到軸105上。
閉合件123與桿臂轂32A中的鉆孔117的直徑增大部分螺紋嚙合，以封閉缸118。閉合件具有內孔124，所述內孔滑動配合在軸承122周圍。密封物125被設置，以在閉合件123和軸承122之間密封，從而防止液壓流體從缸118泄漏?；钊?19將缸118分成兩個室126、127，且端口128、129設置在轂32A中，使得每個室有選擇地連接至加壓液壓流體或連接至液壓流體貯液器。
圖5示出懸桿臂32和上部叉形桿臂11A可操作地脫離的設備34，即設備34脫離。在此位置中，桿臂32在其最右手(如所示)為之與驅動齒106、108脫離，使得上部叉形桿能關于懸桿臂32繞軸105作樞軸運動。通過使室126連接至加壓液壓流體源和使室127連接至液壓流體貯液器，可使懸桿臂32沿軸105軸向移動到左邊(如所示)，以使驅動齒106、108彼此嚙合。在驅動齒106、108嚙合時，它們鎖定上部懸掛聯動裝置11和懸桿臂32，以一起繞軸105及其軸56轉動。在此位置中，扭矩可在上部叉形桿11和懸桿臂32之間傳遞，使懸掛支柱28可操作地連接至車輪3。通過使至室128、129的液壓連接反向，可使驅動齒脫離，以移動懸桿臂移動到右邊(如所示)，使其返回到圖5中所示的位置。
為了確保轂32A能在軸105上自由滑動，有松緊性的或氯丁橡膠保護罩130可設置在轂32A和上部叉形桿臂11A的內端43之間，以防止水和臟物與軸105的中央第四區(qū)域105D接觸。
在此實施例中，懸桿臂的軸向移動必須被懸掛支柱28所調節(jié)(accommodate)。為此目的，支柱28可使用順從軸襯(compliant bush)安裝在桿臂和/或車輛本體上。
圖6示出用于使縮進桿臂37和下部叉形桿12互連的縮進脫離設備38的實施例。軸131安裝在連接至車輛本體的框架134的兩個襯套132、133之間。下部叉形桿臂12A之一的內端135和縮進桿臂37的內端37A通過鉆孔136、137可轉動地安裝在襯套之間的軸131上。
離合器138通過法蘭139、140連接在下部叉形桿臂12A和縮進桿37之間。離合器適于在其嚙合時在下部叉形桿臂12A和縮進桿臂37之間傳遞扭矩，以將液壓縮進致動器35可操作地連接至車輪3。當離合器138脫離時，下部叉形桿臂12A和縮進桿臂37關于彼此繞軸130自由作樞軸運動。
可使用任何適合的離合器138，只要它具有足夠的能力以傳遞在伸展和縮進位置之間移動車輪所需要的力。由于離合器138的詳細結構不是本發(fā)明的特性，所以將不對其進行描述。在特別優(yōu)選的實施例中，離合器138是氣動離合器，例如可從Nexen Group Inc.(560，Oak Grove Parkway，Vadnais Heights，MN 55127，USA)得到。這種離合器要求80psi空氣壓力給內部致動活塞，且被認為是傳輸210Nm。
下部叉形桿臂12A和縮進桿臂37的內端135、37A以及離合器138的裝配通過在軸130的直徑減小端部分周圍設置的軸承141軸向設置在軸上。軸承141通過在軸端安裝到螺紋插口(spigot)131A的螺母142和墊圈143緊固到軸上，且使止推墊圈144與下部叉形桿臂12A和縮進桿臂37的相應軸向端面145、146保持接觸。
可以理解，通過整合能傳遞懸掛力的離合器，上述設備38可適于用作用于使懸掛桿臂32和上部叉形桿11連接和脫離的設備34。
現在將描述在水陸兩用車進入和離開水面時懸掛和縮進設備20的操作。
當車輛靠近水面時，車輪3將處于伸展位置，且懸掛脫離設備34將被嚙合，以便使懸掛支柱29與上部叉形桿11和車輪3可操作地連接。因此，懸掛負荷將通過車輪支架16、上部球接頭22、上部叉形桿11和懸掛桿臂32在車輪和懸掛支柱之間傳遞。在此階段，縮進脫離設備38脫離，使得縮進桿臂37從下部叉形桿12可操作地脫離。
當車輛進入水中時，負荷脫離(come off)懸掛裝置并且車輪3下垂。當懸掛裝置(suspension)完全無負荷時，懸掛脫離設備34可脫離，使懸桿臂32從上部叉形桿11可操作地脫離。接著，通過嚙合設備38(在本實施例中，是氣動離合器138)，縮進桿臂37可操作地連接至下部叉形桿12。接著，氣動致動器35可被啟動，移動車輪到縮進位置，同時懸掛支柱28保持在道路使用位置中。
盡管在上述實施例中，設備34脫離，以使縮進桿連接至下部叉形桿12之前，懸桿臂32從上部叉形桿11可操作地脫離，但是不需要如此。在某些情況下，在使懸桿臂32從上部叉形桿11脫離之前將縮進桿臂37連接至下部叉形桿12可能是理想的。
如果需要，可能提供這樣的裝置，在懸桿臂32從上部叉形桿11脫離時，防止懸掛支柱28延伸。例如，可提供限制桿，或可將減震器的長度設計為防止在支柱的延伸部上延伸。
當車輛將離開水面時，顛倒上述步驟。延伸液壓致動器35以移動車輪到伸展位置。一旦車輪完全延伸，則通過脫離設備38和懸桿臂32(通過嚙合設備34連接至上部叉形桿11)，縮進桿臂37從下部叉形桿12脫離。一旦懸掛裝置28已經重新連接到車輪3，則可向著陸地驅動車輛，使車輛離開水面。
在某些情形下，理想的是嚙合設備34，在脫離設備38之前使懸桿臂32重新連接至上部叉形桿11。例如，有利的是，使用縮進致動器35，以確保上部叉形桿11和懸桿臂32保持在預定的相對位置中，使設備34能嚙合。
在車輛懸掛和縮進設備20的上述實施例中，經由上部球接頭22在上部叉形桿11和車輪支架16之間拿走(take)主要懸掛負荷。然而，為了允許車輪3縮進，并允許用駕駛動作(steering movement)，有必要水平設置上部球接頭。這種設置可能不適于處理高下懸力。圖7示出水陸兩用車1的車輪懸掛和縮進設備20’的另一實施例，其中通過使懸掛裝置28和縮進致動器35連接至下部叉形桿12避免所述問題。
設備20’與設備20的類似之處在于，其包括車輪支架16，所述車輪支架通過上部11和下部12叉形桿可樞軸轉動地連接至車輛本體。設備20’與設備20的不同之處在于，兩個懸掛支柱28和縮進致動器35設置為通過整體用150表示的設備(整合進將下部叉形桿12連接至車輛本體的船內樞軸27的其中之一)有選擇地連接至下部叉形桿12的臂12A的其中之一。
設備150(實際上是共軸懸掛和縮進脫離設備)可在圖8中很好地看到。軸151可轉動地安裝在連接至車輛本體的框架155的三個襯套152至154中。下部叉形桿12的臂12A之一和懸桿臂32的內端156、32A分別安裝在第一襯套152和第二襯套153之間的軸上。下部叉形桿臂12A通過鍵180隨軸151一起快速轉動，而懸桿臂的內端32A能繞軸轉動。整體用157表示的懸掛脫離設備被設置，以有選擇地將懸桿臂的內端32A鎖定至下部叉形桿臂12A的內端156，以繞軸151和其軸56一起轉動。
在本實施例中，懸掛脫離設備157與上面關于圖4描述的設備34”類似。最后，相應的花鍵160、161設置在下部叉形桿臂11和懸桿臂32上，且內部開有鍵槽的軸環(huán)162可在圖8中所示的僅與懸桿臂32的花鍵161嚙合的位置和與懸桿臂32和下部叉形桿臂12A上的花鍵160、161嚙合以將二者鎖在一起的位置之間軸向移動。軸環(huán)的移動通過液壓致動器163實現，所述液壓致動器通過換向軸164和U形銷165連接至軸環(huán)162。
縮進桿臂37的內端37A通過軸承166可轉動地安裝在第二襯套153和第三襯套154之間的軸151上。氣動離合器168的殼體167通過一系列螺栓170連接至縮進桿臂37上的法蘭169上，以便與桿臂37一起轉動。離合器的輸出轂(未示出)通過鍵171與軸151轉動地固定，使得當離合器168嚙合時，縮進桿臂37的內端37A與軸151轉動地鎖定。
軸承172-174和止推墊圈175-179用以定位下部叉形桿臂12A的內端156、懸桿臂32的內端32A、縮進桿臂37的內端37A和在軸151軸向上的離合器168。
現在將描述車輪懸掛和縮進裝置20’的操作。當車輛在陸上使用時，例如由于車輪越過路面上的凸起，下部叉形桿12關于車輛本體的樞軸運動經由鍵180傳遞到軸151。懸桿臂32通過開有鍵槽的軸環(huán)162與下部叉形桿臂12A轉動地鎖定，其中所述軸環(huán)162移動到左邊(在圖8中看時)，以便與下部叉形桿臂12A和懸桿臂32上的花鍵160、161嚙合。因此，扭矩在懸桿臂32和下部叉形桿12之間傳遞，以使懸掛支柱28與下部叉形桿12從而與車輪3可操作地連接。此時，氣動離合器168脫離，從而桿臂37可繞軸151作樞軸運動，以使縮進致動器35與下部叉形桿12分開。
當車輛進入水中時，水承載車輛的質量，這減少了懸掛設備上的負荷，允許車輪3下垂。當已經完全去除懸掛設備上的負荷時，軸環(huán)162移動到右邊(如所示)，到圖8中所示位置，其中軸環(huán)中的花鍵僅與懸桿臂32上的花鍵161嚙合。在此位置中，懸桿臂32關于下部叉形桿臂12繞軸151自由作樞軸運動，且懸掛支柱28從下部叉形桿12和車輪3可操作地脫離。為了使車輪3縮進，嚙合氣動離合器168，將縮進桿臂37鎖定到軸151。接著，液壓沖頭35可被啟動，經由氣動離合器168和鍵171使轉動軸151的縮進桿臂37作樞軸運動。接著，與軸151快速轉動的下部叉形桿12關于車輛本體向上作樞軸運動，以移動車輛3到縮進位置。可根據需要，在懸桿臂32從下部叉形桿12脫離之前或之后可嚙合氣動離合器168。
當車輛將離開水面時，伸展縮進致動器35，同時嚙合離合器168，從而使下部叉形桿關于車輛本體向下作樞軸運動，移動車輪3到伸展位置。當車輪完全放下時，通過移動開有鍵槽的軸環(huán)162到左邊(如所示)，再次將下部叉形桿臂12A和懸桿臂32鎖在一起，可使氣動離合器168脫離，重新連接懸掛支柱28。
根據懸掛設備的具體設計，可能需要在車輪處于完全縮進的位置時脫離離合器，而車輪沒有移動回伸展位置。在此設置中，在想要放下車輪到伸展位置時有必要重新嚙合離合器168。
盡管已經參看認為是最實際和優(yōu)選的事實來描述了本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明不限于所披露的設置，相反，其目的在于覆蓋包含在本發(fā)明的精神和范圍內的各種修改和等價結構。例如，懸掛裝置不必是包括在伸縮式液壓減振器周圍安裝的螺旋彈簧的支柱，也可以具有任何適合的形式。懸掛裝置舉例來說可以呈扭桿和減振器或液壓氣動懸掛系統(tǒng)。并且，縮進致動器不必是雙動式液壓沖頭，也可包括氣動致動器、螺桿傳動致動器、或實際上任何適合形式的致動器。
權利要求
1.一種水陸兩用車，車輪安裝在車輛本體上，使得可從伸展位置移動到縮進位置，所述伸展位置用于車輛在陸上使用，所述縮進位置用于車輛在水上使用時收藏車輪，所述車輛進一步包括用于在陸上使用期間吸收來自車輪的震動的懸掛裝置和用于在伸展和縮進位置之間移動車輪的縮進裝置，其特征在于，在車輪將縮進時可使懸掛裝置從車輪可操作地脫離。
2.根據權利要求1所述的水陸兩用車，其中在車輪處于伸展位置時縮進裝置可從車輪可操作地脫離。
3.根據權利要求1或2所述的水陸兩用車，其中車輪通過一個或多個懸掛聯動裝置安裝至車輛本體，所述車輛進一步包括懸掛脫離設備，所述懸掛脫離設備用于使懸掛裝置可操作地連接到懸掛聯動裝置的其中之一，或使懸掛裝置從懸掛聯動裝置的其中之一可操作地脫離。
4.根據權利要求3所述的水陸兩用車，其中懸掛裝置可操作地連接至懸桿臂一端，懸桿臂的另一端通過懸掛脫離設備可操作地連接至懸掛聯動裝置的所述之一。
5.根據權利要求4所述的水陸兩用車，其中懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂安裝到車輛本體上，以繞軸關于所述本體作樞軸運動，且懸掛脫離設備包括能在第一位置和第二位置之間移動的裝置，其中在所述第一位置中，鎖定懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂，以便一起繞軸作樞軸運動，在所述第二位置中，懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂被釋放，以便關于彼此繞軸作樞軸運動。
6.根據權利要求5所述的水陸兩用車，其中懸掛脫離設備包括在懸掛聯動裝置的所述之一中或懸桿臂中的鉆孔，所述鉆孔具有在其部分長度上形成的多個滾珠接收軌道、可滑動地安裝到懸掛聯動裝置的所述之一或懸桿臂上的軸，所述軸凸出進鉆孔中，且具有在其周圍安裝多個滾珠的關節(jié)(kuckle)，所述軸可在第一位置和第二位置之間移動，其中在所述第一位置中，滾珠嚙合在軌道中，以鎖定懸掛聯動裝置的所述之一或懸桿臂，從而一起繞軸進行樞軸運動，在所述第二位置中，滾珠沒有嚙合在軌道中，且懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂的另一端被釋放，從而關于彼此繞軸作樞軸運動。
7.根據權利要求6所述的水陸兩用車，其中懸掛脫離設備包括致動器，以在第一和第二位置之間移動軸。
8.根據權利要求7所述的水陸兩用車，其中所述致動器是液壓致動器。
9.根據權利要求5所述的水陸兩用車，其中懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂具有相鄰的驅動部分，所述懸掛脫離設備進一步包括套管，所述套管具有與驅動部分上的相應驅動裝置協(xié)作的驅動裝置，所述套管可在第一位置和第二位置之間移動，其中在第一位置中，其與兩個驅動部分協(xié)作驅動，以鎖定一起繞軸作樞軸運動的懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂，在第二位置中，其僅與驅動部分的其中之一協(xié)作驅動，使得聯動裝置和臂被釋放，從而關于彼此繞軸作樞軸運動。
10.根據權利要求9所述的水陸兩用車，其中套管內部開有鍵槽，以與在驅動部分上形成的相應花鍵嚙合。
11.根據權利要求9所述的水陸兩用車，其中套管的鉆孔可具有非圓形橫截面，以與驅動部分上具有相應形狀的輪廓驅動嚙合。
12.根據權利要求9至11中任一所述的水陸兩用車，其中懸掛脫離設備包括致動器，以在第一和第二位置之間移動套管。
13.根據權利要求12所述的水陸兩用車，其中所述致動器是液壓致動器。
14.根據權利要求5所述的水陸兩用車，其中懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂具有相應的驅動齒，且懸桿臂可在第一位置和第二位置之間移動，其中在第一位置中，嚙合驅動齒，鎖定懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂，以一起繞軸作樞軸運動，在第二位置中，使驅動齒脫離，使得懸掛聯動裝置的所述之一和懸桿臂被釋放，從而關于彼此繞軸作樞軸運動。
15.根據權利要求14所述的水陸兩用車，其中懸掛脫離設備包括致動器，以在第一和第二位置之間移動懸桿臂。
16.根據權利要求15所述的水陸兩用車，其中所述致動器是液壓致動器。
17.根據從屬于權利要求2的權利要求3所述的水陸兩用車，其中所述車輛進一步包括縮進脫離設備，所述縮進脫離設備使縮進裝置可操作地連接至懸掛聯動裝置之一，或使縮進裝置從懸掛聯動裝置之一可操作地脫離。
18.根據權利要求17所述的水陸兩用車，其中縮進裝置包括可操作地連接至縮進桿臂一端的縮進致動器，縮進桿臂另一端通過縮進脫離設備可操作地連接至懸掛聯動裝置的所述之一。
19.根據權利要求18所述的水陸兩用車，其中懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂安裝到車輛本體上，以繞軸關于所述車輛本體作樞軸運動，所述縮進脫離設備包括用于鎖定懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂的裝置，以一起繞軸作樞軸運動。
20.根據權利要求19所述的水陸兩用車，其中所述縮進脫離設備包括氣動離合器。
21.根據權利要求20所述的水陸兩用車，其中離合器使懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂互連，使得當嚙合離合器時，鎖定懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂，以便一起繞軸作樞軸運動，且在離合器脫離時，懸掛聯動裝置的所述之一和縮進桿臂被釋放，以關于彼此繞軸轉動。
22.根據權利要求20所述的水陸兩用車，其中懸掛聯動裝置的所述之一與軸一起轉動地固定，氣動離合器具有也與所述軸和第二組件一起轉動地固定的第一組件，其中第二組件連接為與縮進桿臂一起轉動地固定，調整離合器，使得當其被嚙合時，第一和第二組件轉動地固定，以便鎖定懸掛聯動裝置的所述之一與縮進桿臂以繞軸作樞軸運動。
23.根據以上權利要求中任一所述的水陸兩用車，其中所述車輪通過上部懸掛聯動裝置和下部懸掛聯動裝置連接至車輛本體。
24.根據權利要求23所述的水陸兩用車，其中所述懸掛裝置可連接至上部懸掛聯動裝置。
25.根據權利要求23所述的水陸兩用車，其中懸掛裝置可連接至下部懸掛聯動裝置。
26.根據權利要求24或25所述的水陸兩用車，其中縮進裝置可連接至下部懸掛聯動裝置。
27.根據以上權利要求中任一所述的水陸兩用車，其中懸掛裝置包括支柱，所述支柱具有在伸縮液壓減振器周圍安裝的螺旋彈簧。
28.根據以上權利要求中任一所述的水陸兩用車，其中縮進裝置包括雙動式流體沖頭。
29.根據權利要求1至27中任一所述的水陸兩用車，其中縮進裝置包括電驅動沖頭。
30.當根據圖3至5和圖6的任一或如附圖的圖1A至1C和圖7和8作修改時，一種參看和如圖1A至1C和圖2中所示的大致如上所述的水陸兩用車。
全文摘要
一種水陸兩用車(1，圖1)，車輪懸掛設備(20’)包括上部和下部聯動裝置(11，12)；道路懸掛裝置(28)；和縮進裝置(35)，所述縮進裝置用于在用于道路使用的伸展位置和用于海上使用的縮進位置之間移動車輪。懸掛裝置(28)從車輪和/或聯動裝置可操作地脫離，允許縮進和伸展?？s進裝置(35)也可在道路使用中脫離。脫離結構可包括滾珠和軌道機構(34’，圖3)、聯鎖花鍵(92A，93A，96，圖4和4A)、聯鎖齒(106，108，圖5)或氣動離合器(138，圖6)。圖8示出用于懸桿臂(32)的花鍵(160和161)以及用于縮進臂(37)的氣動離合器(168)的組合。懸掛裝置(28)可連接至上部聯動裝置(11)(圖2)?？墒褂镁€圈、扭桿或液壓氣動彈簧。
文檔編號B60G3/18GK1723136SQ200480001909
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月15日 優(yōu)先權日2003年7月25日
發(fā)明者艾倫·蒂莫西·吉布斯 申請人:吉布斯技術有限公司