本發(fā)明屬于兩棲車，具體涉及一種兩棲車水域輔助浮力及運(yùn)動姿態(tài)控制系統(tǒng)及車輛。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，汽車用戶對出行方式的需求日益多元化，特別是在對出行安全性的要求上，更是達(dá)到了前所未有的高度。在這一背景下，民用車輛的多棲化發(fā)展趨勢愈發(fā)明顯，即車輛不僅需要具備在陸地上的行駛能力，還應(yīng)能在水域等復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)急通行。

2、目前，汽車行業(yè)已經(jīng)針對這一需求進(jìn)行了初步的探索和實(shí)踐，推出了一系列具備初階兩棲功能的民用車輛。例如，某些車型通過安裝反推浮水裝置，利用噴水管和噴水泵等組件，實(shí)現(xiàn)了車輛落水后的應(yīng)急漂浮功能。這些裝置在緊急情況下能夠?yàn)檐囕v提供一定的浮力，幫助車輛保持在水面上，從而增加了乘客的生存機(jī)會。

3、此外，還有車輛控制器、浮水控制系統(tǒng)等技術(shù)的出現(xiàn)，進(jìn)一步提升了車輛在水域通行時的安全性和穩(wěn)定性。這些系統(tǒng)能夠識別車輛的浮水模式，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行智能控制，確保車輛在水域中的平穩(wěn)行駛。

4、然而，盡管這些技術(shù)在一定程度上滿足了民用兩棲車輛的基本需求，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在諸多挑戰(zhàn)。由于民用兩棲車輛的總布置限制，大型實(shí)體水翼的布置成為了一個難題。實(shí)體水翼作為一種有效的輔助浮力實(shí)現(xiàn)裝置，能夠顯著提升車輛在水域中的航行速度和穩(wěn)定性。然而，在民用兩棲車輛中，由于空間有限，難以安裝大型實(shí)體水翼，從而限制了其在水域通行工況下的性能表現(xiàn)。

5、因此，有必要開發(fā)一種新的兩棲車水域輔助浮力及運(yùn)動姿態(tài)控制系統(tǒng)及車輛。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種兩棲車水域輔助浮力及運(yùn)動姿態(tài)控制系統(tǒng)及車輛，能實(shí)現(xiàn)用較小的結(jié)構(gòu)達(dá)成與實(shí)體水翼相近的功能。

2、第一方面，本發(fā)明所述的一種兩棲車水域輔助浮力及運(yùn)動姿態(tài)控制系統(tǒng)，包括：

3、動力與水流分配單元，用于產(chǎn)生和分配高壓水流；

4、虛擬水翼單元，包括兩個虛擬水翼生成裝置，兩個虛擬水翼生成裝置分別與動力與水流分配單元連接，每個所述虛擬水翼生成裝置用于接收所述動力與水流分配單元分配的高壓水流，并將所述高壓水流塑造成等同于實(shí)體水翼翼面的形狀，形成虛擬水翼；

5、控制單元，包括兩個虛擬水翼控制裝置，兩個所述虛擬水翼控制裝置分別與兩個所述虛擬水翼生成裝置一一對應(yīng)連接，每個所述虛擬水翼控制裝置用于調(diào)整對應(yīng)虛擬水翼生成裝置生成的虛擬水翼的攻角及后掠角。

6、可選地，所述動力與水流分配單元包括：

7、高壓水泵，用于產(chǎn)生高壓水流；

8、供水管路，用于連接所述高壓水泵和虛擬水翼生成裝置，將高壓水流分配給兩個虛擬水翼生成裝置。高壓水泵提供核心動力源，供水管路實(shí)現(xiàn)高效水流分配。側(cè)向雙出水口確保水流對稱分配至兩個虛擬水翼，提升系統(tǒng)平衡性。

9、可選地，所述高壓水泵包括高壓水泵本體，設(shè)置于高壓水泵本體底部的底部進(jìn)水口，以及對稱設(shè)置在高壓水泵本體左右兩側(cè)的側(cè)向出水口；所述高壓水泵本體通過底部進(jìn)水口吸水，并通過側(cè)向出水口輸出高壓水流；所述高壓水泵采用無軸泵技術(shù)，葉輪與轉(zhuǎn)子集成設(shè)計，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)小型化。

10、所述供水管路包括兩個供水管，兩個供水管的一端分別與兩個側(cè)向出水口一一對應(yīng)連接，兩個供水管的另一端分別與兩個虛擬水翼生成裝置一一對應(yīng)連接。側(cè)向出水口布局減少水流轉(zhuǎn)向損失，提升泵效。對稱設(shè)計確保兩側(cè)虛擬水翼水流壓力均衡，避免偏航力矩，提高航行穩(wěn)定性。

11、可選地，所述虛擬水翼生成裝置具有進(jìn)水管、攻角調(diào)整齒輪、內(nèi)導(dǎo)流殼和外導(dǎo)流殼，所述內(nèi)導(dǎo)流殼和外導(dǎo)流殼之間均有間隙，形成塑形腔體，所述塑形腔體通過進(jìn)水管與動力與水流分配單元相連通，所述高壓水流通過進(jìn)水管進(jìn)入所述塑形腔體并按翼面形狀高速噴射，形成虛擬水翼。通過內(nèi)導(dǎo)流殼和外導(dǎo)流殼之間的間隙形成塑形腔體，將高壓水流約束為特定的翼面形狀，模擬實(shí)體水翼的流體動力效應(yīng)。

12、可選地，所述內(nèi)導(dǎo)流殼和外導(dǎo)流殼之間具有均勻的間隙，形成所述塑形腔體；

13、所述進(jìn)水管的進(jìn)水端與動力與水流分配單元相連通，所述進(jìn)水管的出水端設(shè)有多個呈周向均布的分流孔，所述高壓水流通過分流孔進(jìn)入所述塑形腔體并按翼面形狀高速噴射，形成虛擬水翼。周向均布分流孔設(shè)計使水流均勻噴射，避免局部渦流，提升虛擬水翼的升力系數(shù)和推進(jìn)效率。

14、可選地，所述虛擬水翼控制裝置包括虛擬水翼控制殼體、攻角控制電機(jī)總成、攻角控制齒輪、連接齒輪、后掠角控制電機(jī)總成和后掠角控制齒輪；

15、所述虛擬水翼控制殼體包括攻角控制殼體和后掠角控制殼體；

16、所述攻角控制齒輪和所述虛擬水翼生成裝置的攻角調(diào)整齒輪均安裝于所述攻角控制殼體內(nèi)，且所述攻角控制齒輪與攻角調(diào)整齒輪相嚙合；所述攻角控制電機(jī)總成與攻角控制齒輪連接，所述攻角控制電機(jī)總成通過攻角控制齒輪驅(qū)動攻角調(diào)整齒輪轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)攻角的調(diào)整；

17、所述后掠角控制殼體安裝于攻角控制殼體上，所述連接齒輪與后掠角控制齒輪均安裝于所述后掠角控制殼體內(nèi)，且連接齒輪與后掠角控制齒輪相嚙合；所述后掠角控制電機(jī)總成與后掠角控制齒輪連接，所述后掠角控制電機(jī)總成通過后掠角控制齒輪及連接齒輪驅(qū)動攻角控制殼體轉(zhuǎn)動，所述攻角控制殼體轉(zhuǎn)動的同時帶動所述虛擬水翼生成裝置轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)后掠角的調(diào)整。通過電機(jī)總成和齒輪系統(tǒng)相配合來實(shí)現(xiàn)攻角和后掠角的調(diào)整。

18、可選地，所述虛擬水翼控制裝置還包括采集模塊、無線信號接收模塊和自適應(yīng)控制模塊，所述采集模塊與無線信號接收模塊連接，所述無線信號接收模塊與自適應(yīng)控制模塊連接，所述自適應(yīng)控制模塊分別與所述攻角控制電機(jī)總成、所述后掠角控制電機(jī)總成連接；

19、所述采集模塊用于采集車輛的姿態(tài)與航速信息；

20、所述無線信號接收模塊用于接收所述姿態(tài)與航速信息；

21、所述自適應(yīng)控制模塊基于所述姿態(tài)與航速信息控制所述攻角控制電機(jī)總成和后掠角控制電機(jī)總成的轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動速度以及轉(zhuǎn)動時間，以實(shí)現(xiàn)攻角和后掠角的調(diào)整。自適應(yīng)控制模塊基于實(shí)時傳感器數(shù)據(jù)（姿態(tài)、航速）閉環(huán)調(diào)整控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)最優(yōu)控制。例如高速航行時自動降低攻角，增大后掠角，低速航行時，增大攻角降低后掠角。

22、可選地，所述采集模塊包括姿態(tài)傳感器和速度傳感器，所述姿態(tài)傳感器用于采集車輛的姿態(tài)信息；

23、所述速度傳感器用于采集車輛的航速信息。

24、可選地，所述姿態(tài)傳感器、自適應(yīng)控制模塊和無線信號接收模塊均設(shè)置于所述虛擬水翼控制殼體內(nèi)。虛擬水翼控制殼體具有防水功能，將電子器件設(shè)置于虛擬水翼控制殼體內(nèi)，能夠有效延長電子器件的使用壽命。

25、第二方面，本發(fā)明所述的一種車輛，包括車輛本體和如本發(fā)明所述的兩棲車水域輔助浮力及運(yùn)動姿態(tài)控制系統(tǒng)，所述兩棲車水域輔助浮力及運(yùn)動姿態(tài)控制系統(tǒng)安裝于車輛本體上，為車輛提供水域輔助浮力及運(yùn)動姿態(tài)控制。

26、本發(fā)明的有益效果：

27、1.本發(fā)明通過特殊設(shè)計的虛擬水翼生成裝置，利用高速水流塑造出等同于實(shí)體水翼翼面的形狀，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)體水翼的等效功能。這一創(chuàng)新不僅克服了傳統(tǒng)民用兩棲車輛難以安裝大型實(shí)體水翼的難題，還顯著提升了車輛在水域中的輔助浮力和航行性能。

28、2.本發(fā)明中動力與水流分配單元包括高壓水泵和供水管路，能夠高效產(chǎn)生并分配高壓水流至兩個虛擬水翼生成裝置。通過進(jìn)水管和分流孔的設(shè)計，高壓水流被均勻引入塑形腔體，并按照翼面形狀高速噴射，形成穩(wěn)定且高效的虛擬水翼。

29、3.本發(fā)明通過虛擬水翼控制裝置能夠精確調(diào)整虛擬水翼的攻角和后掠角。這種調(diào)整不僅實(shí)現(xiàn)了車輛在水域航行時的運(yùn)動姿態(tài)控制，還使得車輛能夠更靈活地轉(zhuǎn)向，提高了水域航行的穩(wěn)定性和安全性。

30、4.本發(fā)明結(jié)合采集模塊、無線信號接收模塊和自適應(yīng)控制模塊，能夠?qū)崟r采集車輛的姿態(tài)與航速信息，并根據(jù)這些信息智能調(diào)整虛擬水翼的攻角和后掠角。這種自適應(yīng)控制策略使得車輛能夠根據(jù)水域環(huán)境的變化自動調(diào)整航行姿態(tài)，進(jìn)一步優(yōu)化航行性能。

31、5.本發(fā)明的實(shí)施顯著提升了民用兩棲車輛在水域中的通行能力。通過提供額外的輔助浮力和靈活的運(yùn)動姿態(tài)控制，車輛能夠在復(fù)雜水域環(huán)境中更加穩(wěn)定、高效地航行，滿足了現(xiàn)代汽車用戶對出行方式多元化和安全性的需求。