CN105150783B - 一种车辆自动联接装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆自动联接装置，包括挂钩机构，其包括联接螺母，联接螺母插装铰接在连接座内，连接座内设有渐开线槽，联接螺母的联接端设有振动滚轮，振动滚轮支撑在渐开线槽内，壳体对接端设有内导向锥面，壳体内分别装有联接螺杆和第一驱动组件，第一驱动组件的输出轴周向限位轴向活动插装在联接螺杆内；转向机构包括摆动轴，摆动轴一端与壳体固连，另一端与基座铰接，基座两端分别与渐开线限位轨道两端相连，摆动轴上滑动安装有导向轮，导向轮支撑在渐开线限位轨道上，摆动轴上设有弹性组件；对中找正机构包括丝杆螺母，丝杆螺母套装在丝杆上，丝杆由第二驱动组件驱动，第一驱动组件、第二驱动组件和光电传感器分别与控制系统电连接。适用于车辆联接。

Description

一种车辆自动联接装置

技术领域

本发明涉及一种用于联接工位器具车和电瓶牵引车的装置，具体地指一种车辆自动联接装置。

背景技术

目前，在轻客白车身的转运过程中，载有轻客白车身的工位器具车和牵引车的联接，主要靠工人手动挂钩子或者插入销轴。在实际的生产中，每次物流均频繁地挂车和去掉挂钩，这样，不仅工作量大，需要频繁的体力劳动来挂车，而且也极不方便，效率非常低下。同时，在地面不平或在转运过程中有震动时，挂钩容易脱开，极易造成人身伤害的安全事故和白车身损坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种无需手动挂接且可减小震动产生的影响的车辆自动联接装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种车辆自动联接装置，包括设置在工位器具车上的连接座、挂钩机构、转向机构和设置在牵引车上的对中找正机构；其中，

所述挂钩机构包括联接螺母和壳体，所述联接螺母的联接端插装水平铰接在所述连接座内，所述连接座内设有渐开线槽，所述联接螺母的联接端安装有可伸缩的振动滚轮，所述振动滚轮滚动支撑在所述渐开线槽内，所述壳体的对接端设有与所述联接螺母的对接端相配合的内导向锥面，所述壳体内分别安装有与所述联接螺母相配合的联接螺杆和用于驱动所述联接螺杆转动的第一驱动组件，所述第一驱动组件与控制系统电连接，所述第一驱动组件的输出轴周向限位轴向活动插装在所述联接螺杆的联接端内，所述联接螺杆的对接端朝向所述联接螺母的对接端；

所述转向机构包括摆动轴、基座和渐开线限位轨道，所述摆动轴一端与所述壳体的联接端固连，所述摆动轴另一端与所述基座的中部铰接，所述基座的两端分别与所述渐开线限位轨道的两端相连，所述摆动轴上对应所述渐开线限位轨道的位置滑动安装有导向轮，所述导向轮滚动支撑在所述渐开线限位轨道上，所述摆动轴上还设有用于将所述导向轮拉紧压实在所述渐开线限位轨道上的弹性组件；

所述对中找正机构包括设置在所述基座上的丝杆螺母、安装在所述牵引车上的丝杆以及用于检测所述工位器具车与所述基座是否对中的光电传感器，所述丝杆螺母套装在所述丝杆上，所述丝杆由第二驱动组件驱动，所述第二驱动组件和所述光电传感器分别与所述控制系统电连接。

通过第一驱动组件驱动相互配合的联接螺母和联接螺杆自动联接，从而实现了工位器具车和牵引车的自动联接；同时，通过在联接螺母的联接端安装可伸缩的振动滚轮，并在连接座内开设用于支撑导向振动滚轮的渐开线槽，这样可减小运输过程中震动产生的影响，从而降低了安全事故和白车身损坏的发生概率；而且，加设的转向机构可保证本联接装置在转弯过后能自动复位，而且还可使车辆转弯更平稳；再且，加设的对中找正机构可实现联接螺母与联接螺杆之间的对准，从而进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度。

在上述方案中，所述联接螺杆的外壁中部设有限位凸环，所述壳体上对应所述限位凸环的两侧分别设有联接到位限位开关和脱开到位限位开关，所述联接到位限位开关和所述脱开到位限位开关分别与所述控制系统电连接。通过加设的限位凸环配合联接到位限位开关与脱开到位限位开关，可实现联接螺母与联接螺杆之间对接与脱开的自动控制，无需人工介入判断联接螺母与联接螺杆之间是否联接到位或脱开到位，从而更进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度。

在上述方案中，所述壳体上对应所述所述联接到位限位开关和所述脱开到位限位开关的位置开设有检修口，所述检修口处安装有限位开关护罩。加设的检修口方便了联接到位限位开关与脱开到位限位开关的日后维护。

在上述方案中，所述限位凸环与所述壳体对接端的内壁之间设有压缩弹簧。通过在限位凸环与壳体对接端的内壁之间压缩弹簧，这样，一方面能保证联接螺母与联接螺杆联接到位后，联接螺杆不会在第一驱动组件的输出轴上发生水平滑动，从而保证了车辆运输时的平稳性，另一方面能保证联接螺母与联接螺杆在脱开时能完全分离。

在上述方案中，所述第一驱动组件包括相互配合的第一蜗轮和第一蜗杆，所述第一蜗轮的转轴一端通过轴承安装在所述壳体上，所述第一蜗轮的转轴另一端周向限位轴向活动插装在所述联接螺杆的联接端内，所述第一蜗杆由第一电机驱动，所述第一电机与所述控制系统电连接。当然，也可采用其他驱动结构。

在上述方案中，所述第一蜗轮的转轴通过限位方形滑块滑动插装在所述联接螺杆的联接端内。通过限位方形滑块限制联接螺杆与第一蜗轮的转轴之间的相对周向运动，这样能通过限位方形滑块将第一蜗轮的转轴的旋转运动传递到联接螺杆上，进而实现了联接螺杆与联接螺母之间的对接；同时，通过将联接螺杆设计成可在第一蜗轮的转轴上轴向滑动，这样，可在不移动牵引车和工位器具车的情况下，实现联接螺杆与联接螺母之间的对接，从而简化了操作，使得本联接装置使用更方便。

在上述方案中，所述壳体内对应所述第一蜗轮的转轴中部的位置设有支撑板，所述第一蜗轮的转轴中部通过轴承支撑安装在所述支撑板上。通过在壳体内对应第一蜗轮的转轴中部的位置加设支撑板，这样能保证第一蜗轮的转轴旋转更平稳，从而使得本联接装置运行时更平稳、更可靠。

在上述方案中，所述壳体由前壳和后壳拼接而成，所述前壳和后壳的拼接面位于所述支撑板处。通过将壳体设计成分体式结构，这样便于第一驱动组件和支撑板的安装和维护。

在上述方案中，所述联接螺母的联接端内设有容纳所述振动滚轮的伸缩腔，所述振动滚轮包括滚轮座和滚轮本体，所述滚轮本体可自转地安装在所述滚轮座上，所述滚轮座通过弹簧可伸缩地安装在所述伸缩腔内，所述滚轮本体滚动支撑在所述渐开线槽内。

在上述方案中，所述导向轮通过开设在所述摆动轴上的滑槽滑动安装所述摆动轴上，初始位置时，所述导向轮位于所述渐开线限位轨道的中间位置，同时，所述导向轮位于所述滑槽内朝向所述工位器具车的一端。

在上述方案中，所述弹性组件包括中心板、拉簧和联板，所述联板的一端与所述导向轮的滚轴相连，所述联板的另一端通过通过所述拉簧与所述中心板相连，所述中心板固定安装在所述摆动轴上。

在上述方案中，所述中心板为长条板，所述拉簧的数量为2，所述联板为三角板且数量为2，两块所述三角板的一端夹装在所述导向轮滚轴的两端，两块所述三角板的另外两端分别对应通过螺栓联接，两个所述拉簧的一端分别对应连接在两个所述螺栓的中部，两个所述拉簧的另一端分别与所述长条板的两端相连，所述长条板固定插装在所述摆动轴上。通过采用对称结构的弹性组件，这样可使得转向机构运行更平稳，从而可使得本联接装置运行时更平稳、更可靠。

在上述方案中，所述光电传感器包括两个发射器和一块反光板，所述两个发射器水平并排安装在所述牵引车的车尾背板上，所述反光板水平安装在所述工位器具车的车头面板上，所述发射器与所述反光板等高布置，且所述两个发射器之间的间距与所述反光板的宽度一致。通过将光电传感器采用两个发射器配合一块反光板的结构，这样可在满足对中检测的情况下，降低成本。

在上述方案中，所述发射器通过安装板安装在所述牵引车车尾背板或所述基座的顶部，所述反光板安装在所述工位器具车车头面板的顶部。通过将发射器和反光板分别布置在较高的位置，这样能有效地避免其他零部件的遮挡，提高检测的准确性。

在上述方案中，所述第二驱动组件包括相互配合的第二蜗轮和第二蜗杆，所述第二蜗轮的转轴与所述丝杆相连，所述第二蜗杆由第二电机驱动，所述第二电机与所述控制系统电连接。当然，也可采用其他驱动结构。

在上述方案中，本装置还包括辅助水平机构，所述辅助水平机构包括支撑杆和扭力弹簧，所述支撑杆一端通过所述扭力弹簧可转动地安装在所述牵引车上，所述支撑杆另一端支撑连接在所述摆动轴上。通过采用扭力弹簧配合支撑杆的辅助水平机构，这样一方面，能减小车辆在竖直方向上的振动幅度，另一方面，结构简单且成本低。

在上述方案中，所述辅助水平机构还包括限位钢丝绳，所述限位钢丝绳上端与所述支撑杆上端相连，所述限位钢丝绳下端与所述牵引车相连。通过加设的限位钢丝绳能有效地避免支撑杆因弹力过大而导致回弹过高。

在上述方案中，所述支撑杆、所述扭力弹簧和所述限位钢丝绳的数量均为2，一组所述支撑杆、所述扭力弹簧和所述限位钢丝绳布置在所述牵引车的一侧，另一组所述支撑杆、所述扭力弹簧和所述限位钢丝绳布置在所述牵引车的另一侧。通过在牵引车两侧分别设置一组支撑杆、扭力弹簧和限位钢丝绳，这样一方面，可选用型号较小的扭力弹簧，从而降低了成本，另一方面，可使得辅助水平机构对摆动轴的支撑更平稳，从而进一步地提高了本联接装置运行时的平稳性和可靠性。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

1、通过第一驱动组件驱动相互配合的联接螺母和联接螺杆自动联接，从而实现了工位器具车和牵引车的自动联接；

2、通过在联接螺母的联接端安装可伸缩的振动滚轮，并在连接座内开设用于支撑导向振动滚轮的渐开线槽，这样可减小运输过程中震动产生的影响，从而降低了安全事故和白车身损坏的发生概率；

3、加设的转向机构可保证本联接装置在转弯过后能自动复位，而且还可使车辆转弯更平稳；

4、加设的对中找正机构可实现联接螺母与联接螺杆之间的对准，从而进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度；

5、通过加设的限位凸环配合联接到位限位开关与脱开到位限位开关，可实现联接螺母与联接螺杆之间对接与脱开的自动控制，无需人工介入判断联接螺母与联接螺杆之间是否联接到位或脱开到位，从而更进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度；

6、加设的检修口方便了联接到位限位开关与脱开到位限位开关的日后维护；

7、通过在限位凸环与壳体对接端的内壁之间压缩弹簧，这样，一方面能保证联接螺母与联接螺杆联接到位后，联接螺杆不会在第一驱动组件的输出轴上发生水平滑动，从而保证了车辆运输时的平稳性，另一方面能保证联接螺母与联接螺杆在脱开时能完全分离；

8、通过限位方形滑块限制联接螺杆与第一蜗轮的转轴之间的相对周向运动，这样能通过限位方形滑块将第一蜗轮的转轴的旋转运动传递到联接螺杆上，进而实现了联接螺杆与联接螺母之间的对接；

9、通过将联接螺杆设计成可在第一蜗轮的转轴上轴向滑动，这样，可在不移动牵引车和工位器具车的情况下，实现联接螺杆与联接螺母之间的对接，从而简化了操作，使得本联接装置使用更方便；

10、通过在壳体内对应第一蜗轮的转轴中部的位置加设支撑板，这样能保证第一蜗轮的转轴旋转更平稳，从而使得本联接装置运行时更平稳、更可靠；

11、通过将壳体设计成分体式结构，这样便于第一驱动组件和支撑板的安装和维护；

12、通过采用对称结构的弹性组件，这样可使得转向机构运行更平稳，从而可使得本联接装置运行时更平稳、更可靠；

13、通过将光电传感器采用两个发射器配合一块反光板的结构，这样可在满足对中检测的情况下，降低成本；

14、通过将发射器和反光板分别布置在较高的位置，这样能有效地避免其他零部件的遮挡，提高检测的准确性；

15、通过采用扭力弹簧配合支撑杆的辅助水平机构，这样一方面，能减小车辆在竖直方向上的振动幅度，另一方面，结构简单且成本低；

16、通过加设的限位钢丝绳能有效地避免支撑杆因弹力过大而导致回弹过高；

17、通过在牵引车两侧分别设置一组支撑杆、扭力弹簧和限位钢丝绳，这样一方面，可选用型号较小的扭力弹簧，从而降低了成本，另一方面，可使得辅助水平机构对摆动轴的支撑更平稳，从而进一步地提高了本联接装置运行时的平稳性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的使用状态结构示意图；

图2为挂钩机构的结构示意图；

图3为连接座与联接螺母的联接关系结构示意图；

图4为转向机构的结构示意图；

图5为图4的俯视结构示意图；

图6为图5摆动时的结构示意图；

图7为图6的剖面结构示意图；

图8为对中找正机构的结构示意图；

图9为光电传感器处于对中状态时的结构示意图；

图10为光电传感器处于一侧偏移时的结构示意图；

图11为光电传感器处于另一侧偏移时的结构示意图；

图12为辅助水平机构5的结构示意图；

图13为图12的俯视对称结构示意图。

其中，连接座1，渐开线槽1a，挂钩机构2，联接螺母2a，壳体2b，前壳2b1，后壳2b2，联接螺杆2c，第一驱动组件2d，第一蜗轮2d1，第一蜗杆2d2，振动滚轮2e，滚轮座2e1，滚轮本体2e2，内导向锥面2f，限位凸环2g，联接到位限位开关2h，脱开到位限位开关2i，压缩弹簧2j，限位方形滑块2k，限位开关护罩2m，支撑板2n，转向机构3，摆动轴3a，基座3b，渐开线限位轨道3c，导向轮3d，弹性组件3e，中心板3e1，拉簧3e2，联板3e3，滑槽3f，对中找正机构4，丝杆螺母4a，丝杆4b，光电传感器4c，发射器4c1，反光板4c2，第二驱动组件4d，第二蜗轮4d1，第二蜗杆4d2，辅助水平机构5，支撑杆5a，扭力弹簧5b，限位钢丝绳5c，牵引车6，工位器具车7。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示，本实施例包括一种车辆自动联接装置，包括设置在工位器具车7上的连接座1、挂钩机构2、转向机构3和设置在牵引车6上的对中找正机构4；其中，

所述挂钩机构2包括联接螺母2a和壳体2b，所述联接螺母2a的联接端插装水平铰接在所述连接座1内，所述连接座1内设有渐开线槽1a，所述联接螺母2a的联接端安装有可伸缩的振动滚轮2e，所述振动滚轮2e滚动支撑在所述渐开线槽1a内，所述壳体2b的对接端设有与所述联接螺母2a的对接端相配合的内导向锥面2f，所述壳体2b内分别安装有与所述联接螺母2a相配合的联接螺杆2c和用于驱动所述联接螺杆2c转动的第一驱动组件2d，所述第一驱动组件2d与控制系统电连接，所述第一驱动组件2d的输出轴周向限位轴向活动插装在所述联接螺杆2c的联接端内，所述联接螺杆2c的对接端朝向所述联接螺母2a的对接端；

所述转向机构3包括摆动轴3a、基座3b和渐开线限位轨道3c，所述摆动轴3a一端与所述壳体2b的联接端固连，所述摆动轴3a另一端与所述基座3b的中部铰接，所述基座3b的两端分别与所述渐开线限位轨道3c的两端相连，所述摆动轴3a套装在所述渐开线限位轨道3c上，所述摆动轴3a上对应所述渐开线限位轨道3c的位置滑动安装有导向轮3d，所述导向轮3d滚动支撑在所述渐开线限位轨道3c上，所述摆动轴3a上还设有用于将所述导向轮3d拉紧压实在所述渐开线限位轨道3c上的弹性组件3e；

所述对中找正机构4包括设置在所述基座3b上的丝杆螺母4a、安装在所述牵引车6上的丝杆4b以及用于检测所述工位器具车7与所述基座3b是否对中的光电传感器4c，所述丝杆螺母4a套装在所述丝杆4b上，所述丝杆4b由第二驱动组件4d驱动，所述第二驱动组件4d和所述光电传感器4c分别与所述控制系统电连接。

通过第一驱动组件2d驱动相互配合的联接螺母2a和联接螺杆2c自动联接，从而实现了工位器具车7和牵引车6的自动联接；同时，通过在联接螺母2a的联接端安装可伸缩的振动滚轮2e，并在连接座1内开设用于支撑导向振动滚轮2e的渐开线槽1a，这样可减小运输过程中震动产生的影响，从而降低了安全事故和白车身损坏的发生概率；而且，加设的转向机构3可保证本联接装置在转弯过后能自动复位，而且还可使车辆转弯更平稳；再且，加设的对中找正机构4可实现联接螺母2a与联接螺杆2c之间的对准，从而进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度。

上述联接螺杆2c的外壁中部设有限位凸环2g，所述壳体2b上对应所述限位凸环2g的两侧分别设有联接到位限位开关2h和脱开到位限位开关2i，所述联接到位限位开关2h和所述脱开到位限位开关2i分别与所述控制系统电连接。通过加设的限位凸环2g配合联接到位限位开关2h与脱开到位限位开关2i，可实现联接螺母2a与联接螺杆2c之间对接与脱开的自动控制，无需人工介入判断联接螺母2a与联接螺杆2c之间是否联接到位或脱开到位，从而更进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度。所述壳体2b上对应所述所述联接到位限位开关2h和所述脱开到位限位开关2i的位置开设有检修口，所述检修口处安装有限位开关护罩2m。加设的检修口方便了联接到位限位开关2h与脱开到位限位开关2i的日后维护。所述限位凸环2g与所述壳体2b对接端的内壁之间设有压缩弹簧2j。通过在限位凸环2g与壳体2b对接端的内壁之间压缩弹簧2j，这样，一方面能保证联接螺母2a与联接螺杆2c联接到位后，联接螺杆2c不会在第一驱动组件2d的输出轴上发生水平滑动，从而保证了车辆运输时的平稳性，另一方面能保证联接螺母2a与联接螺杆2c在脱开时能完全分离。

上述第一驱动组件2d包括相互配合的第一蜗轮2d1和第一蜗杆2d2，所述第一蜗轮2d1的转轴一端通过轴承安装在所述壳体2b上，所述第一蜗轮2d1的转轴另一端周向限位轴向活动插装在所述联接螺杆2c的联接端内，所述第一蜗杆2d2由第一电机驱动，所述第一电机与所述控制系统电连接，所述第一电机安装在所述壳体2b上。当然，也可采用其他驱动结构。所述第一蜗轮2d1的转轴通过限位方形滑块2k滑动插装在所述联接螺杆2c的联接端内。通过限位方形滑块2k限制联接螺杆2c与第一蜗轮2d1的转轴之间的相对周向运动，这样能通过限位方形滑块2k将第一蜗轮2d1的转轴的旋转运动传递到联接螺杆2c上，进而实现了联接螺杆2c与联接螺母2a之间的对接；同时，通过将联接螺杆2c设计成可在第一蜗轮2d1的转轴上轴向滑动，这样，可在不移动牵引车6和工位器具车7的情况下，实现联接螺杆2c与联接螺母2a之间的对接，从而简化了操作，使得本联接装置使用更方便。所述壳体2b内对应所述第一蜗轮2d1的转轴中部的位置设有支撑板2n，所述第一蜗轮2d1的转轴中部通过轴承支撑安装在所述支撑板2n上。通过在壳体2b内对应第一蜗轮2d1的转轴中部的位置加设支撑板2n，这样能保证第一蜗轮2d1的转轴旋转更平稳，从而使得本联接装置运行时更平稳、更可靠。所述壳体2b由前壳2b1和后壳2b2拼接而成，所述前壳2b1和后壳2b2的拼接面位于所述支撑板2n处。通过将壳体2b设计成分体式结构，这样便于第一驱动组件2d和支撑板2n的安装和维护。

上述联接螺母2a的联接端内设有容纳所述振动滚轮2e的伸缩腔，所述振动滚轮2e包括滚轮座2e1和滚轮本体2e2，所述滚轮本体2e2可自转地安装在所述滚轮座2e1上，所述滚轮座2e1通过弹簧可伸缩地安装在所述伸缩腔内，所述滚轮本体2e2滚动支撑在所述渐开线槽1a内。运输过程中若遇到路面凹凸不平、上下斜坡时，联接螺母2a会以其交接点为圆心做上下摆动，同时，振动滚轮2e在颠簸力作用下会在渐开线槽1a里做上下滚动，使得本联接装置能在垂直路面方向一定幅度上下的运动，这样，本联接装置在垂直于路面的方向上，具有了一定的弹性跳动，从而保证牵引车6与工位器具车7的柔性联接。

上述挂钩机构2的联接过程如下：

当需要牵引车6与工位器具车7挂钩时，首先，利用转向机构3进行水平方向粗精度预备对中；然后，控制系统控制第一电机带动第一蜗杆2d2和第一蜗轮2d1转动，第一蜗轮2d1又通过其转轴上的限位方形滑块2k将转矩传递至联接螺杆2c，联接螺杆2c与联接螺母2a的T型螺纹开始旋合，旋合过程中，限位凸环2g会不断挤压压缩弹簧2j，直至限位凸环2g触发联接到位限位开关2h，联接螺杆2c与联接螺母2a联接到位；此时，联接到位限位开关2h便反馈信号至控制系统，控制系统控制第一电机停止转动，第一蜗杆2d2和第一蜗轮2d1组自锁，工位器具车7与牵引车6联接完毕。

上述挂钩机构2的脱开过程如下：

当工位器具车7被牵引到指定地点后，首先，控制系统控制第一电机带动第一蜗杆2d2和第一蜗轮2d1反转，第一蜗轮2d1又通过其转轴上的限位方形滑块2k将转矩传递至联接螺杆2c，联接螺杆2c与联接螺母2a的T型螺纹开始旋开，旋开过程中，压缩弹簧2j不断被释放，直至限位凸环2g触发脱开到位限位开关2i，联接螺杆2c与联接螺母2a脱开到位；此时，脱开到位限位开关2i便反馈信号至控制系统，控制系统控制第一电机停止转动，工位器具车7与牵引车6彻底分离。

上述导向轮3d通过开设在所述摆动轴3a上的滑槽3f滑动安装所述摆动轴3a上，初始位置时，所述导向轮3d位于所述渐开线限位轨道3c的中间位置，同时，所述导向轮3d位于所述滑槽3f内朝向所述工位器具车7的一端。所述弹性组件3e包括中心板3e1、拉簧3e2和联板3e3，所述联板3e3的一端与所述导向轮3d的滚轴相连，所述联板3e3的另一端通过通过所述拉簧3e2与所述中心板3e1相连，所述中心板3e1固定安装在所述摆动轴3a上。所述中心板3e1为长条板，所述拉簧3e2的数量为2，所述联板3e3为三角板且数量为2，两块所述三角板的一端夹装在所述导向轮3d滚轴的两端，两块所述三角板的另外两端分别对应通过螺栓联接，两个所述拉簧3e2的一端分别对应连接在两个所述螺栓的中部，两个所述拉簧3e2的另一端分别与所述长条板的两端相连，所述长条板固定插装在所述摆动轴3a上。通过采用对称结构的弹性组件3e，这样可使得转向机构3运行更平稳，从而可使得本联接装置运行时更平稳、更可靠。

运输转向时，摆动轴3a绕其与基座3b的交接点左右摆动，同时，导向轮3d在离心力的作用下，克服拉簧3e2的拉力，由渐开线限位轨道3c的中间位置向两端左右滚动，工位器具车7与牵引车6之间能形成最大约120°的转向角度。完成转向后，在无外力干扰的自由状态时，导向轮3d在拉簧3e2的拉力下，自动滚向渐开线限位轨道3c的中间位置，直至导向轮3d和摆动轴3a的中心线与牵引车6的中心线对中，从而实现了转向的自动回位。

上述光电传感器4c包括两个发射器4c1和一块反光板4c2，所述两个发射器4c1水平并排安装在所述牵引车6的车尾背板上，所述反光板4c2水平安装在所述工位器具车7的车头面板上，所述发射器4c1与所述反光板4c2等高布置，且所述两个发射器4c1之间的间距与所述反光板4c2的宽度一致。通过将光电传感器4c采用两个发射器4c1配合一块反光板4c2的结构，这样可在满足对中检测的情况下，降低成本。所述发射器4c1通过安装板安装在所述牵引车6车尾背板或所述基座3b的顶部，所述反光板4c2安装在所述工位器具车7车头面板的顶部。通过将发射器4c1和反光板4c2分别布置在较高的位置，这样能有效地避免其他零部件的遮挡，提高检测的准确性。

当两个发射器4c1均接收到反光板4c2反射的光信号时，说明牵引车6与工位器具车7中心线对中，此时便可开始挂钩机构2的对接；当仅一个发射器4c1接收到反光板4c2反射的光信号时，说明牵引车6与工位器具车7中心线偏离，控制系统将判断偏离方向，并控制第二电机带动第二蜗杆4d2和第二蜗轮4d1转动，第二蜗轮4d1又带动丝杆4b自转，从而驱动丝杆螺母4a连带基座3b一起按照偏离方向移动，直至两个发射器4c1均接收到反光板4c2反射的光信号，控制系统便控制第二电机停止转动，此时，工位器具车7便与基座3b完成对中。待挂钩机构2联接成功后，控制系统再控制第二电机带动第二蜗杆4d2和第二蜗轮4d1反转，第二蜗轮4d1又带动丝杆4b反向自转，从而驱动丝杆螺母4a连带基座3b重新回到初始位置即可，这样才能保证后续运输时，牵引车6与工位器具车7处于同一直线上。

上述第二驱动组件4d包括相互配合的第二蜗轮4d1和第二蜗杆4d2，所述第二蜗轮4d1的转轴与所述丝杆4b相连，所述第二蜗杆4d2由第二电机驱动，所述第二电机与所述控制系统电连接，所述第二电机安装在所述牵引车6上。当然，也可采用其他驱动结构。

本装置还包括辅助水平机构5，所述辅助水平机构5包括支撑杆5a和扭力弹簧5b，所述支撑杆5a一端通过所述扭力弹簧5b可转动地安装在所述牵引车6上，所述支撑杆5a另一端支撑连接在所述摆动轴3a上。通过采用扭力弹簧5b配合支撑杆5a的辅助水平机构5，这样一方面，能减小车辆在竖直方向上的振动幅度，另一方面，结构简单且成本低。所述辅助水平机构5还包括限位钢丝绳5c，所述限位钢丝绳5c上端与所述支撑杆5a上端相连，所述限位钢丝绳5c下端与所述牵引车6相连。通过加设的限位钢丝绳5c能有效地避免支撑杆5a因弹力过大而导致回弹过高。所述支撑杆5a、所述扭力弹簧5b和所述限位钢丝绳5c的数量均为2，一组所述支撑杆5a、所述扭力弹簧5b和所述限位钢丝绳5c布置在所述牵引车6的一侧，另一组所述支撑杆5a、所述扭力弹簧5b和所述限位钢丝绳5c布置在所述牵引车6的另一侧。通过在牵引车6两侧分别设置一组支撑杆5a、扭力弹簧5b和限位钢丝绳5c，这样一方面，可选用型号较小的扭力弹簧5b，从而降低了成本，另一方面，可使得辅助水平机构5对摆动轴3a的支撑更平稳，从而进一步地提高了本联接装置运行时的平稳性和可靠性。

在牵引车6运输过程中，如遇到路面凹凸不平、上下斜坡时，需保证牵引车6与工位器具车7的联接，在垂直于路面的方向上，存在一定弹性跳动。另外，即使在静止状态时，挂钩机构2和转向机构3在自重力作用下，也会以丝杆4b轴线为圆心向下转动。辅助水平机构5的作用，就是在不运输时使挂钩机构2和转向机构3保持水平，在运输时允许约100Kg外力作用下，牵引车6与工位器具车7在垂直于路面方向存在一定落差。具体地，当运输过程中牵引车6与工位器具车7存在落差时，在外力和扭力弹簧5b的双重作用力下，支撑杆5a托住转向机构3，以扭力弹簧5b的中心线为轴线上下摆动。另外，在支撑杆5a与牵引车6之间的限位钢丝绳5c联接的限制下，可控制挂钩机构2与转向机构3的上下摆动幅度，以保证运输安全。

本发明通过第一驱动组件2d驱动相互配合的联接螺母2a和联接螺杆2c自动联接，从而实现了工位器具车7和牵引车6的自动联接；通过在联接螺母2a的联接端安装可伸缩的振动滚轮2e，并在连接座1内开设用于支撑导向振动滚轮2e的渐开线槽1a，这样可减小运输过程中震动产生的影响，从而降低了安全事故和白车身损坏的发生概率；加设的转向机构3可保证本联接装置在转弯过后能自动复位，而且还可使车辆转弯更平稳；加设的对中找正机构4可实现联接螺母2a与联接螺杆2c之间的对准，从而进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度；通过加设的限位凸环2g配合联接到位限位开关2h与脱开到位限位开关2i，可实现联接螺母2a与联接螺杆2c之间对接与脱开的自动控制，无需人工介入判断联接螺母2a与联接螺杆2c之间是否联接到位或脱开到位，从而更进一步地简化了操作，降低了工人的劳动强度；加设的检修口方便了联接到位限位开关2h与脱开到位限位开关2i的日后维护；通过在限位凸环2g与壳体2b对接端的内壁之间压缩弹簧2j，这样，一方面能保证联接螺母2a与联接螺杆2c联接到位后，联接螺杆2c不会在第一驱动组件2d的输出轴上发生水平滑动，从而保证了车辆运输时的平稳性，另一方面能保证联接螺母2a与联接螺杆2c在脱开时能完全分离；通过限位方形滑块2k限制联接螺杆2c与第一蜗轮2d1的转轴之间的相对周向运动，这样能通过限位方形滑块2k将第一蜗轮2d1的转轴的旋转运动传递到联接螺杆2c上，进而实现了联接螺杆2c与联接螺母2a之间的对接；通过将联接螺杆2c设计成可在第一蜗轮2d1的转轴上轴向滑动，这样，可在不移动牵引车6和工位器具车7的情况下，实现联接螺杆2c与联接螺母2a之间的对接，从而简化了操作，使得本联接装置使用更方便；通过在壳体2b内对应第一蜗轮2d1的转轴中部的位置加设支撑板2n，这样能保证第一蜗轮2d1的转轴旋转更平稳，从而使得本联接装置运行时更平稳、更可靠；通过将壳体2b设计成分体式结构，这样便于第一驱动组件2d和支撑板2n的安装和维护；通过采用对称结构的弹性组件3e，这样可使得转向机构3运行更平稳，从而可使得本联接装置运行时更平稳、更可靠；通过将光电传感器4c采用两个发射器4c1配合一块反光板4c2的结构，这样可在满足对中检测的情况下，降低成本；通过将发射器4c1和反光板4c2分别布置在较高的位置，这样能有效地避免其他零部件的遮挡，提高检测的准确性；通过采用扭力弹簧5b配合支撑杆5a的辅助水平机构5，这样一方面，能减小车辆在竖直方向上的振动幅度，另一方面，结构简单且成本低；通过加设的限位钢丝绳5c能有效地避免支撑杆5a因弹力过大而导致回弹过高；通过在牵引车6两侧分别设置一组支撑杆5a、扭力弹簧5b和限位钢丝绳5c，这样一方面，可选用型号较小的扭力弹簧5b，从而降低了成本，另一方面，可使得辅助水平机构5对摆动轴3a的支撑更平稳，从而进一步地提高了本联接装置运行时的平稳性和可靠性。

Claims (10)

1.一种车辆自动联接装置，其特征是，包括设置在工位器具车(7)上的连接座(1)、挂钩机构(2)、转向机构(3)和设置在牵引车(6)上的对中找正机构(4)；其中，

所述挂钩机构(2)包括联接螺母(2a)和壳体(2b)，所述联接螺母(2a)的联接端插装水平铰接在所述连接座(1)内，所述连接座(1)内设有渐开线槽(1a)，所述联接螺母(2a)的联接端安装有可伸缩的振动滚轮(2e)，所述振动滚轮(2e)滚动支撑在所述渐开线槽(1a)内，所述壳体(2b)的对接端设有与所述联接螺母(2a)的对接端相配合的内导向锥面(2f)，所述壳体(2b)内分别安装有与所述联接螺母(2a)相配合的联接螺杆(2c)和用于驱动所述联接螺杆(2c)转动的第一驱动组件(2d)，所述第一驱动组件(2d)与控制系统电连接，所述第一驱动组件(2d)的输出轴周向限位轴向活动插装在所述联接螺杆(2c)的联接端内，所述联接螺杆(2c)的对接端朝向所述联接螺母(2a)的对接端；

所述转向机构(3)包括摆动轴(3a)、基座(3b)和渐开线限位轨道(3c)，所述摆动轴(3a)一端与所述壳体(2b)的联接端固连，所述摆动轴(3a)另一端与所述基座(3b)的中部铰接，所述基座(3b)的两端分别与所述渐开线限位轨道(3c)的两端相连，所述摆动轴(3a)上对应所述渐开线限位轨道(3c)的位置滑动安装有导向轮(3d)，所述导向轮(3d)滚动支撑在所述渐开线限位轨道(3c)上，所述摆动轴(3a)上还设有用于将所述导向轮(3d)拉紧压实在所述渐开线限位轨道(3c)上的弹性组件(3e)；

所述对中找正机构(4)包括设置在所述基座(3b)上的丝杆螺母(4a)、安装在所述牵引车(6)上的丝杆(4b)以及用于检测所述工位器具车(7)与所述基座(3b)是否对中的光电传感器(4c)，所述丝杆螺母(4a)套装在所述丝杆(4b)上，所述丝杆(4b)由第二驱动组件(4d)驱动，所述第二驱动组件(4d)和所述光电传感器(4c)分别与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述联接螺杆(2c)的外壁中部设有限位凸环(2g)，所述壳体(2b)上对应所述限位凸环(2g)的两侧分别设有联接到位限位开关(2h)和脱开到位限位开关(2i)，所述联接到位限位开关(2h)和所述脱开到位限位开关(2i)分别与所述控制系统电连接；所述壳体(2b)上对应所述联接到位限位开关(2h)和所述脱开到位限位开关(2i)的位置开设有检修口，所述检修口处安装有限位开关护罩(2m)；所述限位凸环(2g)与所述壳体(2b)对接端的内壁之间设有压缩弹簧(2j)。

3.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述第一驱动组件(2d)包括相互配合的第一蜗轮(2d1)和第一蜗杆(2d2)，所述第一蜗轮(2d1)的转轴一端通过轴承安装在所述壳体(2b)上，所述第一蜗轮(2d1)的转轴另一端周向限位轴向活动插装在所述联接螺杆(2c)的联接端内，所述第一蜗杆(2d2)由第一电机驱动，所述第一电机与所述控制系统电连接；所述第一蜗轮(2d1)的转轴通过限位方形滑块(2k)滑动插装在所述联接螺杆(2c)的联接端内。

4.根据权利要求3所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述壳体(2b)内对应所述第一蜗轮(2d1)的转轴中部的位置设有支撑板(2n)，所述第一蜗轮(2d1)的转轴中部通过轴承支撑安装在所述支撑板(2n)上；所述壳体(2b)由前壳(2b1)和后壳(2b2)拼接而成，所述前壳(2b1)和后壳(2b2)的拼接面位于所述支撑板(2n)处。

5.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述联接螺母(2a)的联接端内设有容纳所述振动滚轮(2e)的伸缩腔，所述振动滚轮(2e)包括滚轮座(2e1)和滚轮本体(2e2)，所述滚轮本体(2e2)可自转地安装在所述滚轮座(2e1)上，所述滚轮座(2e1)通过弹簧可伸缩地安装在所述伸缩腔内，所述滚轮本体(2e2)滚动支撑在所述渐开线槽(1a)内。

6.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述导向轮(3d)通过开设在所述摆动轴(3a)上的滑槽(3f)滑动安装所述摆动轴(3a)上，初始位置时，所述导向轮(3d)位于所述渐开线限位轨道(3c)的中间位置，同时，所述导向轮(3d)位于所述滑槽(3f)内朝向所述工位器具车(7)的一端。

7.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述弹性组件(3e)包括中心板(3e1)、拉簧(3e2)和联板(3e3)，所述联板(3e3)的一端与所述导向轮(3d)的滚轴相连，所述联板(3e3)的另一端通过通过所述拉簧(3e2)与所述中心板(3e1)相连，所述中心板(3e1)固定安装在所述摆动轴(3a)上；所述中心板(3e1)为长条板，所述拉簧(3e2)的数量为2，所述联板(3e3)为三角板且数量为2，两块所述三角板的一端夹装在所述导向轮(3d)滚轴的两端，两块所述三角板的另外两端分别对应通过螺栓联接，两个所述拉簧(3e2)的一端分别对应连接在两个所述螺栓的中部，两个所述拉簧(3e2)的另一端分别与所述长条板的两端相连，所述长条板固定插装在所述摆动轴(3a)上。

8.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述光电传感器(4c)包括两个发射器(4c1)和一块反光板(4c2)，所述两个发射器(4c1)水平并排安装在所述牵引车(6)的车尾背板上，所述反光板(4c2)水平安装在所述工位器具车(7)的车头面板上，所述发射器(4c1)与所述反光板(4c2)等高布置，且所述两个发射器(4c1)之间的间距与所述反光板(4c2)的宽度一致；所述发射器(4c1)通过安装板安装在所述牵引车(6)车尾背板或所述基座(3b)的顶部，所述反光板(4c2)安装在所述工位器具车(7)车头面板的顶部。

9.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，所述第二驱动组件(4d)包括相互配合的第二蜗轮(4d1)和第二蜗杆(4d2)，所述第二蜗轮(4d1)的转轴与所述丝杆(4b)相连，所述第二蜗杆(4d2)由第二电机驱动，所述第二电机与所述控制系统电连接。

10.根据权利要求1所述的一种车辆自动联接装置，其特征是，还包括辅助水平机构(5)，所述辅助水平机构(5)包括支撑杆(5a)和扭力弹簧(5b)，所述支撑杆(5a)一端通过所述扭力弹簧(5b)可转动地安装在所述牵引车(6)上，所述支撑杆(5a)另一端支撑连接在所述摆动轴(3a)上；所述辅助水平机构(5)还包括限位钢丝绳(5c)，所述限位钢丝绳(5c)上端与所述支撑杆(5a)上端相连，所述限位钢丝绳(5c)下端与所述牵引车(6)相连；所述支撑杆(5a)、所述扭力弹簧(5b)和所述限位钢丝绳(5c)的数量均为2，一组所述支撑杆(5a)、所述扭力弹簧(5b)和所述限位钢丝绳(5c)布置在所述牵引车(6)的一侧，另一组所述支撑杆(5a)、所述扭力弹簧(5b)和所述限位钢丝绳(5c)布置在所述牵引车(6)的另一侧。