基于模块化两栖车前部多功能适配系统的制作方法

本发明涉及两栖车，尤其涉及基于模块化两栖车前部多功能适配系统。

背景技术：

1、针对城镇内涝现象，国内现有主要救援设备以冲锋舟、橡皮艇、摩托艇，大型装载机等普通设备为主，冲锋舟、橡皮艇只能在水中流速较缓及水深满足行船条件的工况下工作，运力受船体体积所限，运输人员数量较少，还易受到水中异物及地形影响，造成船体泄露损坏。又因城市内涝水深较浅的特点，常常是由救援人员在水中淌水运送被困人员，效率不高的同时还极易导致救援人员发生危险。而大型装载机、挖掘机和现有其他救援设备，或设备体积大，自重高，或受功能所限，救援效率低，只能在浅水区域活动，局限性比较明显。

2、而现有排涝机器人或龙吸水等设备，可用于城市内涝时街道、隧道、地下车库、地铁等场所执行排涝作业，配置运输母机，可在现场快速铺设管路达到抽排水的目的。但因对电源或母机动力依赖性较强，机动性不够，遇复杂多变的救援环境也只能束手无策。

3、中国专利公开号：cn109455049a公开了一种无碳水陆两栖多功能观光车，包括悬挂车体、座椅、两个车轮、套筒、车底板、配重块、动力机构、传动机构、转向机构和制动机构；传动机构的一端位于套筒内部，另一端连接车轮上设置的车轮轴；动力机构、转向机构和制动机构的一端均位于车底板上方，另一端均连接套筒内部的传动机构；动力机构、传动机构和制动机构均有两个，且均沿悬挂车体的中心平面对称分布；车轮上设置螺旋桨轮辐。

4、当前模块化两栖车的工作模式单一，系统内部件更换不方便，导致其在实际的运行时，受环境限制较大，不利于工作开展。

技术实现思路

1、为此，本发明提供基于模块化两栖车前部多功能适配系统，用以克服现有技术中两栖车的工作模式单一，系统内部件更换不方便，导致其在实际的运行时，受环境限制较大，不利于工作开展的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供基于模块化两栖车前部多功能适配系统，包括，

3、工具适配模块，其包括正面工具安装支架和侧工具安装支架，用于连接适配的工具与两栖车；

4、可替换模块化工具，其包含若干个能够与两栖车前部连接的工作件，根据目标操作需求的不同，选取的工作件不同；

5、行走机构，其包括连接在两栖车架两侧的浮箱和履带，用于带动两栖车在不同地形的行进；

6、液压组件，其包括液压泵、液压油箱、冷却模块、执行模块和座舱调节模块，将液体的压力能转换为机械能，驱动所述可替换模块化工具执行工作；

7、图像采集模块，其包括能够采集目标工作区域的连续图像的图像采集装置和能够处理所述目标工作区域的连续图像，分析目标工作区域的工作量信息的图像分析装置；

8、信号传输装置，其包括信号接收器和信号发射器，能够接收所述模块化两栖车上各部分的信号并发送到与各部分相对应的信号处理单元；

9、控制模块，其能够在模块化两栖车进行水中杂草处理时，结合图像采集模块采集的数据信息，对选取的可替换模块化工具进行工作模式的初步确定，并通过选取的可替换模块化工具上存有的扭力传感器对其工作模式进行调节。

10、进一步地，所述可替换模块化工具包括，

11、芦苇耙，耙体两侧部分具有能够根据工作宽度的需求进行调节的折叠结构，所述芦苇耙用于收集被切割的芦苇；

12、举升耙，耙体前端设置有能够进行岸滩清理或重物举升叉式结构，所述叉式结构设置有不同宽度的规格，能够根据工作需求的不同进行选取；

13、弹簧耙，耙子上装有簧销，用于在不平坦的地形上作业；

14、高顶耙，耙体由穿钢板制成，顶部高度高，用于装载物料或收集小颗粒物料；

15、切割机，其上设有通过压力式方式固定的双动式刀头，所述双动式刀头的两片锯齿同时工作，用于切割并收集植物，其内部切割电机的输出轴上设有能够检测扭力变化的扭力传感器；

16、旋耕机，包括驱动装置、旋耕机头套件和刀头套件，根据工作需求更换不同型号的旋耕机头，用于土地的旋耕恢复作业；

17、泵，包括液压螺旋进料器、带接头螺旋胶管、带快速接头扁管、管浮子支架、管浮子、带快速连接器和末端喷嘴的扁管、泵吸嘴、机械支架、扩展臂和清淤管支架，用于打散和输送给进物料。

18、进一步地，所述行走机构，其设置有两个，对于任一行走机构包括，

19、浮箱，其为轻质全弧形曲面浮箱，所述轻质全弧形曲面浮箱作为设备底盘，用于支乘车身；

20、主动滚轮，其设置在所述浮箱前侧，即与前机架靠近的一侧，主动滚轮将两栖车发动机输出的机械能转换成为动能；

21、从动滚轮，其设置在所述浮箱后侧，即与后机架靠近的一侧，接受所述主动滚轮传递过来的动能；

22、排水泵支架，其设置在所述浮箱中部，用于固定排水泵；

23、履带上支撑轨道，其设置在浮箱平面一侧，用于支撑履带；

24、履带下支撑轨道，其设置在浮箱弧形面一侧，用于支撑履带；

25、履带，其安装在所述履带支撑轨道上，用于在地面上行走；

26、驱动链条调节支撑杆，其通过改变所述从动滚轮相对于所述主动滚轮的距离调整所述履带的松紧度，所述驱动链条调节支撑杆使从动滚轮向后摆动，从动滚轮就远离主动滚轮，履带被张紧，驱动链条调节支撑杆使从动滚轮向前摆动，从动滚轮就靠近主动滚轮，履带变松。

27、进一步地，所述液压组件包括，

28、液压泵，其为负载敏感液压泵，固定在后滚轮覆盖下的液压泵固定板处，用于反馈自动恒定压力或者流量；

29、液压油箱，其内置旋流消泡装置，所述旋流消泡装置能够对油液作消泡处理；

30、冷却模块，其与发动机散热系统融为一体，所述冷却模块设有能够自动调节回路温度的自动温控阀，在低温运行状态下，所述液压油箱中的油液不通过所述发动机散热系统进行散热处理，当所述液压组件工作温度高于设定值时，所述自动温控阀打开，油液流经发动机散热系统进行散热处理，降低油液的温度；

31、执行系统模块，其设有控制两栖车行走和工作的高精度轻量化多路阀；

32、座舱调节模块，其设置在车架中部，用于调节座舱的前后移动。

33、行走模块，其通过高精度轻量化多路阀控制所述模块化两栖车的行走动作，所述高精度轻量化多路阀上集成若干种控制功能，能够在高负荷下工作时，完成设备频繁启停转向操作；

34、工作模块，其设置有集成若干种控制功能的高精度轻量化多路阀，能够控制所述可替换模块化工具执行工作指令，完成作业，所述工作模块内置信号收发器，能够接收所述信号传输装置发送的信号，根据信号控制可替换模块化工具工作或调节可替换模块化工具的工作模式。

35、进一步地，所述冷却模块回路中增加能够减小两栖车工作时产生的液压脉动的缓冲液压元件。

36、进一步地，所述切割机作为可替换模块化工具时能够对水中杂草进行清理，切割机在开始工作之前，所述图像采集装置实时采集水中的杂草图像信息，并通过所述信号传输装置将所述杂草图像信息传输至所述图像分析装置，图像分析装置对杂草图像信息进行分析，输出杂草面积评估量；

37、所述杂草图像信息为采集时间内目标杂草区域内连续的视频图像，所述图像分析装置分析所述目标杂草区域内杂草的面积变化情况，所述面积变化情况包括杂草面积大小变化情况，与杂草面积的几何中心点位置波动情况；

38、所述图像分析装置获取在采集时间内的杂草面积变化曲线,并进行分析，计算所述杂草面积变化曲线的均值，并将所述均值与杂草面积变化曲线上每一点位的面积值进行对比，计算每一点位的对比结果的绝对值，记为该点位的面积差值绝对值；

39、所述图像分析装置内设置有面积差值绝对值的评价值，

40、若所述面积差值绝对值小于等于所述面积差值绝对值的评价值，则判定杂草面积变化曲线上对应点位的面积对所述杂草面积评估量无影响；

41、若所述面积差值绝对值大于所述面积差值绝对值的评价值，则判定杂草面积变化曲线上对应点位的面积对所述杂草面积评估量存在影响；

42、所述图像分析装置对所述杂草面积变化曲线上对所述杂草面积评估量存在影响的区域进行汇总，并计算区域长度占比与面积差值绝对值的和，根据所述区域长度占比对杂草面积评估量影响参数的计算补偿值，与所述面积差值绝对值的和对杂草面积评估量影响参数的计算补偿值，综合计算杂草面积评估量影响参数；

43、所述图像分析装置内设置有杂草面积评估量第一调节参数和杂草面积评估量第二调节参数，其中所述杂草面积评估量第一调节参数小于所述杂草面积评估量第二调节参数；

44、所述图像分析装置内设置有杂草面积评估量影响参数的第一预设对比值，和杂草面积评估量影响参数的第二预设对比值，其中所述杂草面积评估量影响参数的第一预设对比值小于所述杂草面积评估量影响参数的第二预设对比值；

45、若所述杂草面积评估量影响参数小于等于所述杂草面积评估量影响参数的第一预设对比值，则判定所述均值为杂草面积评估量；

46、若所述杂草面积评估量影响参数大于所述杂草面积评估量影响参数的第一预设对比值，同时小于等于所述杂草面积评估量影响参数的第二预设对比值，则判定均值与所述杂草面积评估量第一调节参数的乘积为杂草面积评估量；

47、若所述杂草面积评估量影响参数大于所述杂草面积评估量第二调节参数，则判定均值与所述杂草面积评估量第二调节参数的乘积为杂草面积评估量。

48、进一步地，所述切割机作为可替换模块化工具时能够对水中杂草进行清理，切割机在切割杂草时，所述控制模块根据所述杂草面积评估量，确定切割电机的初始工作转速，并通过切割电机输出轴上的扭力传感器对所述切割电机的工作转速进行调节；

49、所述控制模块根据所述扭力传感器检测切割杂草时，所述切割电机输出轴的扭力变化情况，生成工作时间内的扭力变化曲线，控制模块对扭力变化曲线进行分析，输出工作转速评估量，根据所述工作转速评估量调节切割电机的工作转速；

50、所述控制模块计算所述扭力变化曲线的扭力均值，并将所述扭力均值与扭力变化曲线上每一点位进行对比，计算每一点位的对比结果的绝对值，记为该点位的扭力差值绝对值；

51、所述控制模块内设置有扭力差值绝对值的评价值，

52、若所述扭力差值绝对值小于等于所述扭力差值绝对值的评价值，则判定扭力变化曲线上对应点位的扭力对所述工作转速评估量无影响；

53、若所述扭力差值绝对值大于所述扭力差值绝对值的评价值，则判定扭力变化曲线上对应点位的扭力对所述工作转速评估量存在影响；

54、所述控制模块对所述扭力变化曲线上，对所述工作转速评估量存在影响的区域进行汇总，并计算区域长度占比与扭力差值绝对值的和，根据区域长度占比对工作转速评估量影响参数的计算补偿值，与扭力差值绝对值的和对工作转速评估量影响参数的计算补偿值，综合计算工作转速评估量影响参数；

55、所述控制模块内设置有工作转速评估量第一调节参数，工作转速评估量第二调节参数，其中，工作转速评估量第一调节参数小于工作转速评估量第二调节参数；

56、所述控制模块内设置有工作转速评估量影响参数的第一预设对比值，工作转速评估量影响参数的第二预设对比值，其中，工作转速评估量影响参数的第一预设对比值小于工作转速评估量影响参数的第二预设对比值；

57、若所述工作转速评估量影响参数小于等于所述工作转速评估量影响参数的第一预设对比值，则判定所述扭力均值与所述工作转速评估量第一调节参数的乘积为工作转速评估量，此时需要根据所述工作转速评估量调低所述切割电机的转速；

58、若所述工作转速评估量影响参数大于所述工作转速评估量影响参数的第一预设对比值，同时小于等于所述工作转速评估量影响参数的第二预设对比值，则判定所述扭力均值为工作转速评估量,此时不需要调整所述切割电机的转速；

59、若所述工作转速评估量影响参数大于所述工作转速评估量影响参数的第二预设对比值，则判定所述扭力均值与所述工作转速评估量第二调节参数的乘积为工作转速评估量，此时需要根据所述工作转速评估量调高所述切割电机的转速。

60、进一步地，所述工具适配模块包括正面工具安装支架和侧工具安装支架，其中间部分为正面工具安装支架，包括支架，紧固件螺栓、六角盖形螺母、隔套和紧固件垫圈，其中紧固件螺栓和六角盖形螺母将支架固定在前机架上，支架用于连接模块化工具；其两侧部分为侧工具安装支架，包括支架，紧固件垫圈、紧固件螺栓和六角盖形螺母，其中紧固件将支架结构固定在车架上，支架用于连接模块化工具。

61、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，在可替换工具设计方面，配备多种模块化的工具，易于组装，一机多能，可执行切割、收集、破拆、挖掘作业，大流量无阻塞排涝泵能更好的适用于城市排涝需求，不惧树枝、塑料袋等杂物缠绕、堵塞吸污口导致的救援中断；提升了城市应急救援的效率与时效性。

62、进一步地，在传动机构设计方面，封闭齿轮箱把液压马达的圆周运动变换为直线往复运动，解决了水中工作时因涉水导致的锈蚀及卡死现象。

63、进一步地，在行走机构设计方面，采用浮箱履带式行走机构，轻质全弧形曲面浮箱作为设备底盘，可适应水面、坡道、淤泥等多种环境，具有出色的越障性能。

64、进一步地，在冷却系统设计方面，回路冷却系统与发动机散热系统融为一体，简化了系统结构的同时保证了冷却效果，满足液压系统使用要求。

65、进一步地，在座椅调节设计方面，增加缓冲液压元件用以使回路减小液压脉动，避免在运行过程中因液压脉动产生运行不平稳现象，保证设备在水中工作的平衡性问题，避免因设备在水中应工作失衡而倾覆水中。

66、进一步地，在切割机设计方面，通过压力式方式固定双动式刀头，上下刀片始终处于紧密贴合的状态，解决长时间高负荷工作状态下，因刀片磨损间隙增大导致的工作效率下降问题。

67、进一步地，所述图像采集装置采集的水中的杂草图像信息为水面上露出的杂草图像，由于水流的影响，杂草在水中的位置会发生改变，并且存在杂草没入水中和浮出水面的情况，杂草在水面上露出的面积大小是动态变化的，由于杂草在水中的位置和在水面上露出的面积大小动态变化，杂草面积的几何中心点位置也动态变化。所述图像分析装置通过连续的视频图像与对杂草在水中的位置和在水面上露出的面积大小动态变化情况进行分析，确定杂草的大致存有量，与杂草在水中状态，从而进一步确定切割电机的初始工作转速，一方面，提高工作效率，减少不必要的损耗，另一方面延长设备使用期限。