CN104417634B - 纯电动牵引车及适用于场内运输的车辆 - Google Patents

Abstract

一种纯电动牵引车及适用于场内运输的车辆，所述纯电动牵引车包括至少一车轴、至少一对驱动电机、至少一对车轮、车架、转盘和控制箱；驱动电机分别安装于车轴的两端部，驱动电机具有可旋转的输出轴；车轮对应安装于驱动电机的输出轴上；车架位于车轴上方并连接车轴；转盘包括可相对转动的转盘座和回转盘，转盘座固定安装于车架上，回转盘的回转中心设有可用以容置半挂车牵引销的销孔；控制箱与车架固定连接，其内设有用于控制驱动电机的控制器，控制器控制同一车轴两端的驱动电机以相同转速转动以使牵引车沿直线运行、以不同转速转动以使牵引车转向。本发明依据纯电动的特点，结构简单、经济合理、运行灵活、整车重量轻、由电参数控制。

Description

纯电动牵引车及适用于场内运输的车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，特别涉及一种牵引车和包括该牵引车的适用于场内运输的车辆，尤其涉及集装箱码头半挂车。

背景技术

集装箱码头半挂车的作用是承载由集装箱码头中的岸吊从集装箱船上卸下的集装箱并转运到集装箱堆场，而集装箱码头牵引车的作用是牵引集装箱码头半挂车。现有的集装箱码头牵引车的动力主要采用柴油发动机，由于集装箱码头内场地的限制，其速度限制在30--40km/h以下。由于速度低，远不在牵引车的最佳经济油耗的范围之内，因此，油耗大、排放严重。为解决这一问题，有企业推出以燃烧天然气为动力的牵引车，并在集装箱码头加以使用，由于天然气的加气配套、天然气的价格不断上涨等因素影响，大面积推广还未展开。也有企业推出混合动力的牵引车，但均未得到推广。

在码头内转运集装箱，由于转运速度快，无需采用甩挂运输，参阅图1和图2，一台牵引车100’匹配一台集装箱码头半挂车200’相对固定。根据码头牵引车100’与集装箱码头半挂车200’相对固定配套运行特点和码头牵引车100’在牵引集装箱码头半挂车200’过程中所需要的功能和作用可知，码头牵引车100’必须具备的基本功能如下：

1、通过牵引车100’的牵引座101’与半挂车200’牵引销（图中未标号）和牵引板（图中未标号）的配合，一方面承担车在运行方向上的牵引力，另一方面承担牵引板在垂直方向传递下来的载荷重力；

2、通过牵引车100’的驱动轴使得牵引车100’和集装箱码头半挂车200’按要求前行或后退；

3、通过牵引车100’的转向轴使得牵引车100’和集装箱码头半挂车200’按要求往不同的方向前行或后退；

4、制动功能。

现有的码头牵引车在具有上述功能的同时，存在车体尺寸庞大、重量重、功能分散、结构复杂的问题。

结合上述关于动力的问题及牵引车的功能需求，纯电动的码头牵引车实际上是最为理想的码头牵引车，未有得到使用的主要原因是目前的电池不仅重量太重，而且成本太高。目前在实验室已经研究出新型的金属空气电池，其重量比现有磷酸铁锂等电池的重量大大减少、成本也会大大降低，从而使得电动码头牵引车会成为发展的重要方向。但本发明人认为，依据传统的开发思路，如果仅将牵引车的动力系统进行更换，并不能取得最佳的效果。本发明认为有必要依据纯电动的特点，开发出更为结构简化、经济合理、运行灵活、整车重量轻和电参数控制的码头牵引车。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于依据纯电动的特点，开发出更为结构简化、经济合理、运行灵活、整车重量轻和由电参数控制的新型纯电动牵引车。

为解决上述技术问题，本发明提出一种纯电动牵引车，适用于场内运输，包括：

至少一车轴；

至少一对驱动电机，分别安装于至少一所述车轴的两端部，每个所述驱动电机具有可旋转的输出轴；

至少一对车轮，对应安装于所述至少一对驱动电机的输出轴上；

车架，位于所述车轴上方并连接车轴；

转盘，包括可相对转动的转盘座和回转盘，所述转盘座固定安装于所述车架上，所述回转盘的回转中心设有可用以容置半挂车牵引销的销孔；

控制箱，与所述车架固定连接，其内设有用于控制所述驱动电机的控制器，所述控制器控制同一车轴两端的一对驱动电机以相同转速转动以使牵引车沿直线运行，所述控制器控制同一车轴两端的一对驱动电机以不同转速转动以使牵引车转向。

其中，所述回转盘的外周侧凸伸有一组连接耳，所述连接耳上设有安装孔。

其中，所述纯电动牵引车还包括驾驶室，所述驾驶室位于所述车架的前端，并与所述车架固定连接。

其中，所述纯电动牵引车还包括辅助支撑轮和支架；所述辅助支撑轮包括连接杆和安装于所述连接杆一端的支撑轮，所述连接杆另一端可转动地连接所述驾驶室的前下端；所述辅助支撑轮设置有两组，分列于所述驾驶室中线的两侧；所述支架连接两组辅助支撑轮，并可通过所述连接杆的转动转到所述驾驶室的前侧。

其中，所述驾驶室的顶部低于所述回转盘的上端面。

其中，所述控制箱位于所述车架的后端。

其中，所述车轴的数目为一，所述回转盘的回转中心位于所述车轴的中线上。

其中，所述车轴的数目为二，所述回转盘的回转中心位于两根车轴中线中间。

本发明还提供一种适用于场内运输的车辆，包括牵引车和半挂车，所述半挂车设有牵引板和固定于牵引板上的牵引销，所述牵引车为如上所述的纯电动牵引车，所述半挂车的牵引板搭接于所述回转盘上，所述牵引销固定于所述销孔中。

其中，所述回转盘的外周侧凸伸有一组连接耳，所述连接耳上设有第一安装孔；所述牵引板上设有与所述第一安装孔对应的第二安装孔，所述牵引板与所述连接耳通过紧固件固定连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的纯电动牵引车将现有牵引车的驱动轴功能和转向轴功能合并到一根车轴上，通过控制车轴两端的驱动电机的转速实现运行和转向，与传统的柴油牵引车相比，减少了发动机、变速箱、传动轴、转向桥，结构上大大简化，车体尺寸大大减小。本发明的纯电动牵引车结构简单，经济合理，运行灵活，整车重量轻。由于该纯电动牵引车的各项运行控制，如驱动前行或倒退、转向、制动等均采用电参数控制，从某种程度上讲，这也为进一步的无人操作打下基础，从而有可能实现全自动无人运行。

附图说明

图1为现有技术的牵引车的结构示意图。

图2为现有技术的牵引车与半挂车匹配的连接示意图。

图3为本发明纯电动牵引车实施例的侧向结构示意图。

图4为本发明图3所示结构的俯视图。

图5为本发明适用于场内运输的车辆的结构示意图。

图6为本发明图5所示结构的俯视图。

图7为本发明适用于场内运输的车辆进行转向的示意图。

图8A和图8B为本发明纯电动牵引车中辅助支撑轮的工作示意图。

其中，附图标记说明如下：100’、牵引车；101’、牵引座；200’、半挂车；1、车轴；2、驱动电机；3、车轮；4、车架；41、悬挂结构；42、备用箱；5、转盘；51、转盘座；52、回转盘；521、销孔；522、连接耳；523、安装孔；6、控制箱；7、驾驶室；8、辅助支撑轮；81、连接杆；82、支撑轮；9、支架；100、牵引车；200、半挂车；201、牵引板。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图3和图4，本发明公开一种纯电动牵引车100，其包括一同时具备驱动轴和转向轴功能的车轴1，车轴1两端部各设置一台驱动电机2，驱动电机2为旋转电机，具有可旋转的输出轴，该输出轴上安装车轮3，由驱动电机2驱动车轮3转动。车轮3的结构按一般车轮结构设计，一般是包括钢圈和轮胎，另外车轮3内圈设置制动毂轮，车轮3的结构并非本发明的重点，不作详述。

车轴1通过悬挂结构41与位于车轴1上方的车架4相连接，车架4前端固定连接有驾驶室7，车架4后端设有控制箱6和备用箱42，其中，备用箱42可以去除，控制箱6可以设置于车架4的其他位置，控制箱6和备用箱42的位置设置应保证不与该纯电动牵引车所要匹配的半挂车的大梁鹅颈处发生干涉。控制箱6内设有用于控制驱动电机2的控制器（图中未示出），控制器控制驱动电机2的转速，当位于同一车轴1两端的驱动电机2处于相同转速工作时，车轴1驱动牵引车向前或向后运行；当同一车轴1两端的驱动电机2以不同转速工作时，两驱动电机2的输出轴形成转角差，两端的车轮3运行速度不同，从而形成一个转向推力，使得牵引车转向行驶。

车架4上方设有一转盘5，转盘5包括可相对转动的转盘座51和回转盘52，转盘座51固定安装于车架4上，回转盘52的回转中心设置有用于容置半挂车牵引销的销孔521。

结合图5和图6，本发明的纯电动牵引车100可对半挂车200进行牵引，半挂车200的牵引板201搭接于回转盘52上，牵引销（图中未示出）则固定插入回转盘52上的销孔521中，回转盘52承载了半挂车牵引板201在垂直方向传递下来的载荷重力，而销孔521与牵引销相匹配承载运行方向的牵引力。这种纯电动牵引车100与半挂车200的结合即为本发明的适用于场内运输的车辆。在本发明中，“适用于场内运输的”是指适用于在诸如码头、机场、厂矿等具有较平整的、受到一定管控的地面实施的运输，以区别于适用于公路特别是高速公路等交通道路的运输。

参阅图7，由于回转盘52可相对于转盘座51转动，当牵引车100因驱动电机2转速差转向行驶时，回转盘52与转盘座51之间发生相对转动，半挂车200不影响牵引车100的转向，可以减小牵引车100的转弯半径。极限情况下，当牵引车100绕回转盘52的回转中心转动到与半挂车200呈90°并继续牵引时，就会使得半挂车200原地转动，回转半径最小，这种情况下，回转盘52的回转中心的最佳位置位于车轴1的中线上，即回转盘52的回转中心位于车轴1中心点的正上方。上述结构适用于车轴1只有一条的情况，当车轴1设置有两条时，回转盘52的回转中心的最佳位置位于两条车轴1中线中间，与两条车轴1等距。

进一步地，为了使半挂车200与牵引车100之间的固定连接更为可靠，参阅图4，回转盘52的外周侧凸伸有一组4个连接耳522，连接耳522上设有安装孔523。相应地，与该牵引车100相匹配的半挂车200的牵引板201上设有与安装孔523对应的第二安装孔（图中未示出），当半挂车200与牵引车100匹配时，通过螺栓穿过安装孔523与半挂车200的牵引板201固定，使回转盘52能与牵引板201牢靠固定连接。连接耳522的数量和结构可以根据实际需要灵活设置。这样的结构特别适合于集装箱码头内码头牵引车与码头半挂车之间相对固定配套运行的情况。

结合图8A和图8B，本实施例中，驾驶室7的前下端还设置有辅助支撑轮8和支架9，辅助支撑轮8包括连接杆81和安装于连接杆81一端的支撑轮82，连接杆81另一端可转动地连接驾驶室7的前下端；辅助支撑轮8设置有两组，分列于驾驶室7中线的两侧；支架9连接两组辅助支撑轮8。参阅图8A，当该纯电动牵引车单独放置时，可将辅助支撑轮8及支架9转动到驾驶室7的下方，用于辅助支撑驾驶室7。再参阅图8B，当该纯电动牵引车与半挂车连接后，连接杆81转动，将支撑轮82和支架9转到驾驶室7的前侧以起到保险杠的作用。

综上所述，本发明的纯电动牵引车将现有牵引车的驱动轴功能和转向轴功能合并到一根车轴上，通过控制车轴两端的驱动电机的转速实现运行和转向，与传统的柴油牵引车相比，减少了发动机、变速箱、传动轴、转向桥，结构上大大简化，车体尺寸大大减小。本发明的纯电动牵引车结构简单，经济合理，运行灵活，整车重量轻。由于该纯电动牵引车的各项运行控制，如驱动前行或倒退、转向、制动等均采用电参数控制，从某种程度上讲，这也为进一步的无人操作打下基础，从而有可能实现全自动无人运行。

当该纯电动牵引车实现无人驾驶时，驾驶室7可以去除，控制箱6内可以设置相应的用于接收控制命令的处理器等。

对于设置有驾驶室7的本实施例而言，较优地，驾驶室7的高度低于回转盘52上端面的高度，即：驾驶室7的高度低于半挂车前端牵引板的离地高度，避免当牵引车与半挂车匹配时驾驶室与半挂车相互干涉，如图5所示，半挂车200前端即位于驾驶室上方。在一应用实例中，半挂车牵引板的离地高度为1.4m左右即回转盘52上端面与车轮3底面的高度为1.4m左右，驾驶室7的整体高度设置在1.2m左右，驾驶室7的离地高度设置在0.15m左右，驾驶室7的高度可容纳驾驶员驾驶，该纯电动牵引车特别适用于集装箱码头区域，由于集装箱码头一般为平地，驾驶室7的离地高度也可以满足需要。驾驶室7的长度可设置为1.2m左右，而牵引车的总长度则可控制在3.0m左右，整车宽度为1.1m左右，而转盘5的直径基本上相当于整车宽度亦为1.1m，整车结构紧凑，尺寸小。此外，该纯电动牵引车还可以适用于如机场、货场、工厂厂区内部进行物流转运。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种纯电动牵引车，适用于场内运输，其特征在于，包括：

至少一车轴；

至少一对驱动电机，分别安装于至少一所述车轴的两端部，每个所述驱动电机具有可旋转的输出轴；

至少一对车轮，对应安装于所述至少一对驱动电机的输出轴上；

车架，位于所述车轴上方并连接车轴；

转盘，包括可相对转动的转盘座和回转盘，所述转盘座固定安装于所述车架上，所述回转盘的回转中心设有可用以容置半挂车牵引销的销孔；

控制箱，与所述车架固定连接，其内设有用于控制所述驱动电机的控制器，所述控制器控制同一车轴两端的一对驱动电机以相同转速转动以使牵引车沿直线运行，所述控制器控制同一车轴两端的一对驱动电机以不同转速转动以使牵引车转向；

驾驶室，所述驾驶室位于所述车架的前端，并与所述车架固定连接；

辅助支撑轮，包括连接杆和安装于所述连接杆一端的支撑轮，所述连接杆另一端可转动地连接所述驾驶室的前下端；

支架，连接所述辅助支撑轮，并可通过所述连接杆的转动转到所述驾驶室的前侧。

2.根据权利要求1所述的纯电动牵引车，其特征在于：所述回转盘的外周侧凸伸有一组连接耳，所述连接耳上设有安装孔。

3.根据权利要求1所述的纯电动牵引车，其特征在于：所述辅助支撑轮设置有两组，分列于所述驾驶室中线的两侧；所述支架连接两组辅助支撑轮。

4.根据权利要求1所述的纯电动牵引车，其特征在于：所述驾驶室的顶部低于所述回转盘的上端面。

5.根据权利要求1所述的纯电动牵引车，其特征在于：所述控制箱位于所述车架的后端。

6.根据权利要求1所述的纯电动牵引车，其特征在于：所述车轴的数目为一，所述回转盘的回转中心位于所述车轴的中线上。

7.根据权利要求1所述的纯电动牵引车，其特征在于：所述车轴的数目为二，所述回转盘的回转中心位于两根车轴中线中间。

8.一种适用于场内运输的车辆，包括牵引车和半挂车，所述半挂车设有牵引板和固定于牵引板上的牵引销，其特征在于：所述牵引车为如权利要求1-7任一项所述的纯电动牵引车，所述半挂车的牵引板搭接于所述回转盘上，所述牵引销固定于所述销孔中。

9.根据权利要求8所述的适用于场内运输的车辆，其特征在于：所述回转盘的外周侧凸伸有一组连接耳，所述连接耳上设有安装孔；所述牵引板上设有与所述安装孔对应的第二安装孔，所述牵引板与所述连接耳通过紧固件固定连接。