CN102490799B - 自动变形的货车车厢 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变形的货车车厢，采用双滑块原理构造车体前、后面，主套管与边套管组合方式组成车体并实现前、后车体连接，特别是巧妙利用滚轴丝杠原理，通过电机驱动螺杆旋转，推动螺母滑动，带动双四棱椎体滑块推动车体前后面宽高和长度的同步伸缩，从而实现变形功能。本发明的车厢最大伸缩率达到20％，能节约停车空间，缓解交通拥堵。适用于人力垃圾车、人力快递车、人力送奶车等多种车型和其他工业领域。

Description

自动变形的货车车厢

技术领域

本发明涉及一种货车的车厢，尤其涉及一种可变形的货车车厢。

背景技术

现有的小型货车车厢，在很多时候不满载或空载货物，造成车的内部空间浪费，如节省下这些空间可以缓解交通压力，比如当单人开双排座的货车时，就不需要后排座位的空间，要是再买适合其他空间的车就浪费了物资和金钱。还有某些小型货车车厢，在狭窄的道路上几乎占据半个车道，在自行车道上影响自行车通过，行驶速度又很慢，会造成拥堵现象。比较典型的小型货车有人力垃圾车、人力快递车、人力送奶车，尤其是垃圾车，开始没有装太多垃圾，但车厢很高，妨碍视线，浪费空间。对于每天早上高度拥挤的城市，人力垃圾车又慢又占地，还经常停下来装垃圾，存在严重的阻碍交通的问题。人们一直期待一种可以收缩，当货物少或空载时收缩，减少占道空间，夜间存放时也可以减少个体存放空间来增加停车个数的货车货箱。

发明内容

为了降低小型货车的停车空间，提高停车场停车效率，增强小型货车可通过性，缓解交通拥堵现象，减少车体内部空间浪费，本发明提出了一种创新的想法——即三维同步伸缩变型车厢的设想，其意在通过改变小型货车的主体结构，从长、宽、高三个维度来同步伸展和收缩汽车尺寸，实现车辆的变形，从而解决一些目前小型货车停车困难和交通拥堵问题。

本发明经过认真研究和多方案比选分析，最终确定采用双滑块原理构造车体前、后面，主套管与边套管组合方式组成车体并实现前、后车体连接，特别是巧妙利用滚轴丝杠原理的技术方案，通过电机驱动螺杆旋转，推动螺母滑动，带动双四棱椎体滑块推动车体前后面宽高和长度的同步伸缩，从而实现变形功能。本发明的货车车厢的通过如下方案实现的：

本发明可自动变形的货车车厢，包括车厢架3和其支撑的车厢壁4)，车厢壁4的各个面均可折叠，其中车厢架3包括由主杆组件5、双滑块组件6、边杆组件7、滑杆8、拉杆组件9所组成的双四棱锥机构，双四棱锥机构的两个顶点的移动，可控制车厢架3的伸缩。

本发明的自动变形的货车车厢，构成上述双四棱锥机构的进一步说明为：主杆组件5包括电机11、固定杆、及可在固定杆上移动的左右主杆滑块12,12'；

双滑块组件6固定在主杆组件5的两端，每侧的两个滑块座16呈十字交叉固定连接，每个滑块座16的轴向均设有两个滑块通孔17；

边杆组件7为与主杆组件5平行对称放置的伸缩杆，每根伸缩杆由套接在一起的大伸缩管19和小伸缩管20构成，伸缩杆的两端分别与滑杆8和拉杆26连接；

滑杆8共有8根，每根滑杆8的一端可在滑块通孔17中滑动，另外一端与边杆组件7的外端固定连接；

拉杆组件9包括8根拉杆26，每根拉杆26的一端固定在主杆滑块12,12'上，另外一端与边杆组件7的外端连接。

优选的利用滚轴丝杠原理的本发明的主杆组件5包括左右电机11,11'，固定杆为左右螺纹杆10,10’，所述主杆组件5还包括左边的小套管14和右边的大套管14'，电机11,11'分置于电机座22,22'内，电机座22,22'的外端与双滑块组件6固定连接，电机11,11'可以带动螺纹杆10，10'转动；小套管14和大套管14'分别套在左右螺纹杆10,10’上，小套管14和大套管14'的外端分别与电机座22,22'固定连接，两个套管之间设有线性轴承，小套管14内端可在大套管14'的内端自由滑动；左螺纹杆10长于小套管14，右螺纹杆10'短于大套管14'；左螺纹杆10的左半段螺纹与右半段螺纹方向相反，每半段分别安装边螺母13和中螺母18，中螺母18的外端固定在大套管14'的左端；右螺纹杆10’的螺纹方向一致，且只有一个边螺母13’；左右主杆滑块12,12'可分别在小套管14和大套管14'上自由滑动，主杆滑块12,12'外部设有与拉杆组件9连接的连接块24，24’；主杆滑块12,12'外部还设有紧固螺栓21,21'，小套管14和大套管14'中部均有长条孔23,23'，紧固螺栓21,21'依次分别将主杆滑块12,12’、左右螺纹杆10，10'上的边螺母13,13’固定，紧固螺栓21,21'可在长条孔23,23'内自由滑动。

对上述优选方案的改进，是将中螺母18安装在大套管14'的外周。

第二个优选本发明的自动变形的货车车厢，其中主杆组件5还包括1个固定滑道28、螺纹相反的上齿条29和下齿条29'；上、下齿条29,29’的外端分别固定在主杆滑块12,12'上，主杆滑块12,12’可在固定杆上自由滑动；固定杆的外端与双滑块组件6固定连接，内端与固定滑道28连接；固定滑道28内设有电机11，2根齿条29,29'的内端可自由穿过固定滑道28的两个孔并与电机大齿轮30齿合，下齿条29’的左端不带锯齿。

对第二个方案的自动变形的货车车厢的进一步改进，是在电机大齿轮30的同轴侧，增加一个小齿轮30'，上齿条29与小齿轮30’相齿合。

第三个可以实现本发明目的的自动变形的货车车厢，是对主杆组件5的简化，即固定杆包括左右两根，主杆滑块12,12'可分别在两根固定杆上滑动，边杆组件7还包括控制边杆伸缩的电机31。

本发明的任意自动变形的货车车厢的边杆组件7或主杆组件5所应用的套管结构，可在套管设有线性轴承，以减少摩擦。

本发明的任意自动变形的货车车厢的双滑块组件6，可在滑块通孔17与滑杆8之间设有线性轴承，以减少摩擦。

为方便调整本发明的自动变形的货车车厢的拉杆组件9的拉杆26的长度，可在每个拉杆的中间设有可调节长度的螺杆。

本发明的有益效果在于，本发明的三维同步伸缩变形车厢，能够从长、宽、高三个维度来同步伸展和收缩车体尺寸，最大伸缩率达到20%，实现车辆的变形功能。本发明除可用于小型货车领域，还可用于其他种类汽车、特种车辆、工业机械设备领域。本发明的三维同步伸缩变型车厢，不但能节约停车空间，缓解交通拥堵，同时还能实现高速行使平稳，低速漫步的功能。

附图说明

图1、实施例1的舒张状态结构示意图；

图2、实施例1的收缩状态结构示意图；

图3、实施例1的车厢架结构示意图；

图4、为图3所示实施例1的双滑块组件A-A剖面图；

图5、为图3所示实施例1的主杆组件B-B剖面图；

图6、为图5所示实施例1的C部局部放大图；

图7、实施例1长条孔的结构示意图；

图8、实施例2的车厢架结构示意图；

图9、为图8所示实施例2的主杆组件D-D剖面图；

图10、为实施例3的双齿轮结构主视示意图；

图11、为实施例3的双齿轮结构俯视示意图；

图12、实施例4的车厢架结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的小货车，包括车头1和车厢2，车厢2由车厢架3和厢壁4构成。如图3所示，车厢架3包括主杆组件5、双滑块组件6、边杆组件7、滑杆8、拉杆组件9。车厢架3将厢壁4支撑，且车厢壁4的各个面均可折叠。

如图5所示，主杆组件5采用了滚轴丝杠的原理。主杆组件5包括左右电机11,11'、左右螺纹杆10，10'、左边的小套管14和右边的大套管14'、左右主杆滑块12,12'。电机11,11'分置于电机座22,22'内，电机座22,22'的外端与双滑块组件6固定连接，电机11,11'可以带动螺纹杆10，10'转动。小套管14和大套管14'分别套在左右螺纹杆10,10’上，小套管14和大套管14'的外端分别与电机座22,22'固定连接，两个套管之间设有线性轴承，小套管14内端可在大套管14'的内端自由滑动。左螺纹杆10长于小套管14，右螺纹杆10'短于大套管14'。左螺纹杆10的左半段螺纹与右半段螺纹方向相反，每半段分别安装边螺母13和中螺母18，中螺母18的外端固定在大套管14'的左端。右螺纹杆10’的螺纹方向一致，且只有一个边螺母13’。左右主杆滑块12,12'可分别在小套管14和大套管14'上自由滑动，主杆滑块12,12'外部设有与拉杆组件9连接的连接块24，24’，结合图6所示，主杆滑块12,12'外部还设有紧固螺栓21,21'，结合图7所示，小套管14和大套管14'中部均有长条孔23,23'，紧固螺栓21,21'依次分别将主杆滑块12,12’、左右螺纹杆10，10'上的边螺母13,13’固定，紧固螺栓21,21'可在长条孔23,23'内自由滑动。

如图4所示，双滑块组件6固定在主杆组件5的两端，每侧的两个滑块座16呈十字交叉固定连接，每个滑块座16的轴向均设有两个滑块通孔17。双滑块通孔17内置入线性轴承25，可减小摩擦，增强滑动。

如图3所示，边杆组件7为4根圆筒伸缩杆，与主杆组件5平行对称放置。每根圆筒伸缩杆由套接在一起的大伸缩管19和小伸缩管20构成，圆筒伸缩杆的两端分别与滑杆8和拉杆26连接。

如图3所示，滑杆8共有8根，每根滑杆8的一端可在滑块通孔17中滑动，另外一端与边杆组件7的外端固定连接。

如图3所示，拉杆组件9包括8根拉杆26，拉杆26可由中部的螺杆（图中未示出）调节长度，每根拉杆26的一端固定在主杆滑块12,12'的连接块24，24’上，另外一端分别与8根滑杆8的外端连接，8组相连接的拉杆26与滑杆8所形成的夹角一致。

结合图1-3所示，8根拉杆26、8根滑杆8构成两个顶点相对的四棱锥，呈侧放的沙漏型结构。

如图2所示，当电机1和2通过转轮和皮带传动带动两根螺纹杆10,10’旋转，从而使边螺母13,13'沿着螺纹杆10,10’发生相对运动。因边螺母13,13'与主杆滑块12,12'有固定的连接，所以，主杆滑块12,12'沿小套管14和大套管14'滑动，通过拉杆26传动，带动8根滑杆8也向滑块通孔17内滑动，实现车厢2宽度和高度减少；与此同时，由于左螺纹杆10上有正反两种螺纹，则左螺纹杆10转动时，因中螺母18固定在大套管14’上，推动小套管14和大套管14'发生相对运动，达到车厢长度的收缩。

如图1所示，当电机1和2通过转轮和皮带传动带动两根螺纹杆10,10’旋转，从而使边螺母13,13'沿着螺纹杆10,10’发生相背运动，并且主杆滑块12,12'沿小套管14和大套管14'向外滑动，通过拉杆26传动，带动8根滑杆也向滑块通孔外滑动，实现车厢宽度和高度增加；与此同时，左螺纹杆10转动时，推动小套管14和大套管14'发生相背运动，达到车厢长度的伸展。

实施例2

与实施例1所不同的是车厢架3组件的主杆组件5。

如图8所示，主杆组件5包括1根固定杆27、1个电机11、1个固定滑道28、螺纹相反的上齿条29和下齿条29'。上、下齿条29,29’的外端分别固定在主杆滑块12,12'上，主杆滑块12,12’同时可在固定杆27上自由滑动。固定杆27的外端与双滑块组件6固定连接，内端设有固定滑道28。结合图9所示，固定滑道28内设有电机11，2根齿条29,29'的内端可自由穿过固定滑道28的两个孔并与电机11中的电机大齿轮30齿合，下齿条29’为的左端不带锯齿。

当电机11转动且两根齿条做相向运动时，两个主杆滑块12,12’做相向运动，两个四棱锥顶点也相向运动，边杆组件7缩短，实现车厢长度减少，同时，8根滑杆8也向滑块通孔17内滑动，实现车厢2宽度和高度减少，完成车厢2收缩状态。此时，如图2所示，厢壁4向内部折叠。

当电机1转动且两根齿条29,29’做相背运动时，两个主杆滑块12,12’做相背运动，两个四棱锥顶点也相背运动，边杆组件7伸长，实现车厢2长度增加，同时，8根滑杆8也向滑块通孔17外滑动，实现车厢2宽度和高度增加，完成车厢2舒张状态。此时，如图1所示，折叠的厢壁平展开。

实施例3

结合图10、11所示，在电机大齿轮30的同轴侧，增加一个小齿轮30'。上齿条29与小齿轮30’相齿合。

大齿轮30和小齿轮30'转动时，分别带动上齿条29和下齿条29'，上下齿条带动拉杆26，实现车厢2的宽度和高度的收缩。由于大齿轮30的线速度大于小齿轮30'的线速度，所以车厢2后面移动速度比前面的移动速度慢，因此，如图2所示，可在车厢2宽度和高度伸缩的同时，长度也可以伸缩。

实施例4

如图12所示，与实施例1所不同的是主杆组件5。主杆组件5仅由左右两个固定杆10,10'和主杆滑块12,12'。边杆组件7还包括控制边杆伸缩的电机31。

工作原理为：电机11工作时，通过固定杆10,10'带动主杆滑块12,12'运动，进而通过四棱锥结构控制车厢2的宽度和高度。4个电机30工作时，控制边杆组件7的长度，进而控制车厢2的长度。

以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，比如通过采用反向开关控制电机正转和反转，同时通过螺杆、螺纹、主杆、边杆、拉杆等尺寸设计以及电机参数配置，实现长、宽、高三个维度的同步伸缩，又比如作为实施例4的变形，用一个大电机带动双滑块及主杆同时运动，再比如作为实施例1的简单变形，螺母安装在大套管外部，与大套管平行同样能够实现本发明的目的，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动变形的货车车厢，包括车厢架（3）和其支撑的车厢壁（4)，车厢壁（4）的各个面均可折叠，其特征在于：所述车厢架（3）包括由主杆组件（5）、双滑块组件（6）、边杆组件（7）、滑杆（8）、拉杆组件（9）所组成的双四棱锥机构，所述双四棱锥机构的两个顶点的移动，可控制车厢架（3）的伸缩；

所述主杆组件（5）包括电机（11）、固定杆、及可在固定杆上移动的左右主杆滑块（12,12'）；

所述双滑块组件（6）固定在主杆组件（5）的两端，每侧的两个滑块座（16）呈十字交叉固定连接，每个滑块座（16）的轴向均设有两个滑块通孔（17）；

所述边杆组件（7）为与主杆组件（5）平行对称放置的伸缩杆，每根伸缩杆由套接在一起的大伸缩管（19）和小伸缩管（20）构成，伸缩杆的两端分别与滑杆（8）和拉杆（26）连接；

所述滑杆（8）共有8根，每根滑杆（8）的一端可在滑块通孔（17）中滑动，另外一端与边杆组件（7）的外端固定连接；

所述拉杆组件（9）包括8根拉杆（26），每根拉杆（26）的一端固定在左右主杆滑块（12,12'）上，另外一端与边杆组件（7）的外端连接。

2.如权利要求1所述的自动变形的货车车厢，其特征在于：所述主杆组件（5）包括左右电机（11,11'），所述固定杆为左右螺纹杆（10,10’），所述主杆组件（5）还包括左边的小套管（14）和右边的大套管（14'），左右电机（11,11'）分置于左右电机座（22,22'）内，左右电机座（22,22'）的外端与双滑块组件（6）固定连接，左右电机（11,11'）可以带动左右螺纹杆（10，10'）转动；小套管（14）和大套管（14'）分别套在左右螺纹杆（10,10’）上，小套管（14）和大套管（14'）的外端分别与左右电机座（22,22'）固定连接，两个套管之间设有线性轴承，小套管（14）内端可在大套管（14'）的内端自由滑动；左螺纹杆（10）长于小套管（14），右螺纹杆（10'）短于大套管（14'）；左螺纹杆（10）的左半段螺纹与右半段螺纹方向相反，每半段分别安装边螺母（13）和中螺母（18），中螺母（18）的外端固定在大套管（14'）的左端；右螺纹杆（10’）的螺纹方向一致，且只有一个边螺母（13’）；左右主杆滑块（12,12'）可分别在小套管（14）和大套管（14'）上自由滑动，左右主杆滑块（12,12'）外部设有与拉杆组件（9）连接的连接块（24，24’）；左右主杆滑块（12,12'）外部还设有紧固螺栓（21,21'），小套管（14）和大套管（14'）中部均有长条孔（23,23'），紧固螺栓（21,21'）依次分别将左右主杆滑块（12,12’）、左右螺纹杆（10，10'）上的边螺母（13,13’）固定，紧固螺栓（21,21'）可在长条孔（23,23'）内自由滑动。

3.如权利要求2所述的自动变形的货车车厢，其特征在于，所述中螺母（18）安装在大套管（14'）的外周。

4.如权利要求1所述的自动变形的货车车厢，其特征在于，所述主杆组件（5）还包括1个固定滑道（28）、螺纹相反的上齿条（29）和下齿条（29'）；上、下齿条（29,29’）的外端分别固定在左右主杆滑块（12,12'）上，左右主杆滑块（12,12’）可在固定杆上自由滑动；固定杆的外端与双滑块组件（6）固定连接，内端与固定滑道（28）连接；固定滑道（28）内设有电机（11），上、下齿条（29,29'）的内端可自由穿过固定滑道（28）的两个孔并与电机大齿轮（30）齿合，下齿条（29’）的左端不带锯齿。

5.如权利要求4所述的自动变形的货车车厢，其特征在于，所述电机大齿轮（30）的同轴侧，增加一个小齿轮（30'），上齿条（29）与小齿轮（30’）相齿合。

6.如权利要求1所述的自动变形的货车车厢，其特征在于，所述主杆组件（5）的固定杆包括左右两根，左右主杆滑块（12,12'）可分别在两根固定杆上滑动，边杆组件（7）还包括控制伸缩杆伸缩的电机（31）。

7.如权利要求1-6任一项所述的自动变形的货车车厢，其特征在于，所述边杆组件（7），在大伸缩管（19）和小伸缩管（20）之间设有线性轴承。

8.如权利要求1-6任一项所述的自动变形的货车车厢，其特征在于，所述双滑块组件（6）的滑块通孔（17）与滑杆（8）之间设有线性轴承。

9.如权利要求1-6任一项所述的自动变形的货车车厢，其特征在于，所述拉杆组件（9）的拉杆（26）设有可调节长度的螺杆。

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