CN105416154A - 刚性接驳机构和其控制方法以及机动车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚性接驳机构和其控制方法，用于支持机动车的车头和车厢实现刚性接驳。本发明还公开了一种机动车，以解决传统的机动车无法同时兼顾驾驶操作性、行驶速度、以及使用率的技术问题。

Description

刚性接驳机构和其控制方法以及机动车

技术领域

本发明涉及一种刚性接驳机构、适用于该刚性接驳机构的控制方法、以及应用该刚性接驳机构的机动车，该机动车可以是采用发动机或电动机驱动的旅居车或货车，并且，该机动车的车头和车厢可通过刚性接驳而实现车身骨架的刚性一体化。

背景技术

随着“汽居”化生活的不断推广，旅居车(俗称为“房车”)也逐渐向普及化发展。现有的旅居车主要包括两种类型，即，自行旅居车和拖挂旅居车。

自行旅居车的车头和车厢采用一体化集成式的结构。自行旅居车具有驾驶方便、形式速度高的优点。但是，由于车头与车厢无法分离，因而其使用率不高，经统计，自行旅居车大约在90％的使用时间内都处于闲置状态。

拖挂旅居车的车头和车厢采用的是分体式结构，分体的车头和车厢通过拖挂机构实现二者之间的多自由度式对接。由于拖挂旅居车的车头和车厢可分离，因而其车头可以作为独立的交通工具被使用，从而，拖挂旅居车的使用率会大大高于自行旅居车。但是，由于拖挂旅居车的车头和车厢之间采用的是多自由度式的对接，因而其在行驶过程中极易产生蛇形运动效应、并多采用惯性制动，由此导致拖挂旅居车的驾驶难度较高、且行驶速度较低。出于上述原因，即便自行旅居车的价格多为同等级拖挂旅居车的2.5-3倍，拖挂旅居车的销量仍低于自行旅居车。

可见，现有的旅居车不能同时兼顾到驾驶操作性、行驶速度、以及使用率。同样地，货车也包括一体化集成式和分体式这两种结构，因而与旅居车存在同样的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种刚性接驳机构，当该刚性接驳机构应用于机动车时，能够解决传统的机动车无法同时兼顾驾驶操作性、行驶速度、以及使用率的技术问题。

在一个实施例中，刚性接驳机构包括接驳插座和接驳插头，接驳插座包括第一套筒，接驳插头包括第二套筒、伸缩轴、控制杆、以及第一止退器和第二止退器；

第一套筒的一端形成第一对接面，第一套筒的筒壁形成第一止退槽，并且第一止退槽在靠近第一对接面的一侧形成第一限位面；

第二套筒的一端形成第二对接面，第二套筒的筒壁形成第二止退槽，并且第二止退槽在靠近第二对接面的一侧形成第二限位面；

伸缩轴装设于第二套筒中，伸缩轴具有第一开口腔和第二开口腔，并且伸缩轴具有使第一开口腔从第二对接面伸出或缩回的伸缩自由度，以在第二对接面与第一对接面彼此面对时将第一开口腔从第二套筒送入至第一套筒内、或从第一套筒回收至第二套筒内；

控制杆装设在伸缩轴中，控制杆与伸缩轴同步伸缩，并且控制杆穿过第一开口腔和第二开口腔；

第一止退器和第二止退器分别在第一开口腔和第二开口腔内同步受控于控制杆，第一止退器和第二止退器具有伸展至伸缩轴的外周面之外的开启状态和缩进至伸缩轴的外周面之内的闭合状态，并且第一止退器和第二止退器在开启状态下形成的止退面彼此相对，以使得随第一开口腔被送入第一套筒内的第一止退器在开启状态下配合第一限位面形成的止退力方向与随第二开口腔留守在第二套筒内的第二止退器在开启状态下配合第二限位面形成的止退力方向彼此相对，用以在第一对接面和第二对接面彼此靠近的方向上对第一套筒和第二套筒形成约束。

可选地，在该实施例中，第一对接面或第二对接面进一步装设有接驳缓冲垫圈，并且接驳缓冲垫圈的厚度足以使该接驳缓冲垫圈在受到约束的第一套筒和第二套筒之间对第一止退器与第一限位面之间的配合以及第二止退器与第二限位面之间的配合形成压紧力、并阻止第一对接面和第二对接面由于受到的约束而发生刚性碰撞。

可选地，在该实施例中，第一对接面与第一限位面之间具有第一距离，第二对接面与第二限位面之间具有第二距离，第一止退器和第二止退器在开启状态下形成的彼此面对的止退面之间具有第三距离；其中，接驳缓冲垫圈在常态下的最大厚度与第一距离以及第二距离之和大于第三距离，接驳缓冲垫圈在极限压缩状态下的最小厚度与第一距离以及第二距离之和小于第三距离，并且，接驳缓冲垫圈在第一套筒和第二套筒受到约束时的厚度介于常态下的最大厚度与极限压缩状态下的最小厚度之间。

优选地，在该实施例中，第二止退器进一步具有由于第二套筒的筒壁干涉而形成开启预张力的预开状态，以使第二止退器在伸缩轴利用第一止退器在开启状态下与第一限位面的配合带动第一套筒向第二套筒回退时通过在第二止退槽处释放预张力而切换至开启状态；第一止退器进一步具有由于第一限位面的干涉而形成缩进预回力的预合状态，以使第一止退器在伸缩轴向第一套筒伸入时通过与第一限位面分离并释放缩进预回力而切换至闭合状态。

可选地，在该实施例中，第一止退器和第二止退器中的每一个包括基座、卡爪、蓄能连接组件；基座装设于控制杆，并且基座具有沿控制杆往复移动的平移自由度；卡爪具有卡持端和驱动端、并通过在卡持端与驱动端之间的固定转轴装设于伸缩轴，并且卡爪具有使卡持端绕固定转轴在伸缩轴的外周面的内侧及外侧之间摆动的旋转自由度，以实现开启状态和闭合状态；蓄能连接组件连接在基座与卡爪的驱动端之间，以通过将基座的平移转换为施加在卡爪的驱动端的转矩实现开启状态与闭合状态之间的切换、以及切换过程中的预开状态或预合状态；其中，第一止退器和第二止退器的基座的平移方向相反，第一止退器和第二止退器的卡爪的旋转方向相反。

可选地，在该实施例中，蓄能连接组件包括滑托、弹性部件、以及连杆；滑托滑动装设于基座；弹性部件对滑托相对于基座的滑动施加弹性约束力；连杆的两端分别与滑托和卡爪的驱动端铰接。

在另一个实施例中，刚性接驳机构的控制方法可以对前述实施例的优选方案中的刚性接驳机构执行的如下对接步骤：

驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、并维持接驳缓冲垫圈处于常态下的最大厚度，直至第一止退器到达第一套筒中对应第一止退槽的位置处，并使第二止退器与第二套筒中的第二止退槽错位；

驱动控制杆将第一开口腔内的第一止退器和第二开口腔内的第二止退器同步地向开启状态切换，使第一止退器在第一止退槽处切换至开启状态并与第一止退槽的第一限位面配合、并使第二止退器由于第二套筒的筒壁的干涉而保持在预开状态；

驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退、并将第二开口腔移动至第二套筒中对应第二止退槽的位置处，直至第一套筒将接驳缓冲垫压缩至极限压缩状态下的最小厚度，以使第二止退器通过在第二止退槽处通过释放预张力而切换至开启状态、并保持与第二止退槽的第二限位面分离；

驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、并带动第一套筒压将接驳缓冲垫圈的厚度释放为介于常态下的最大厚度与极限压缩状态下的最小厚度之间，直至开启状态的第二止退器与第二止退槽的第二限位面配合，并使接驳缓冲垫圈对第一止退器与第一限位面之间的配合以及第二止退器与第二限位面之间的配合形成压紧力、并阻止第一对接面和第二对接面发生刚性碰撞。

可选地，在完成对接步骤之后，该控制方法包括对前述实施例的优选方案中的刚性接驳机构执行的如下解锁步骤：

驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退、并带动第一套筒将接驳缓冲垫压缩至极限压缩状态下的最小厚度，以解除第二止退器与第二限位面之间的配合；

驱动控制杆将第一开口腔内的第一止退器和第二开口腔内的第二止退器同步地向闭合状态切换，使第二止退器切换至闭合状态、并使第一止退器由于第一限位面的干涉而保持在预合状态；

驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、直至接驳缓冲垫圈释放为常态下的最大厚度，直至解除第一止退器与第一限位面之间的干涉及配合，以第一止退器通过在第一止退槽处通过释放预回力而切换至闭合状态；

驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退，直至伸缩杆完全退回至第二套筒中。

在又一个实施例中，应用前述实施例中的刚性接驳机构的机动车包括车头和车厢；

车头和车厢中的每一个均具有用于与另一个对接的接驳面；

车头和车厢中的其中一个装设有前述实施例中的刚性接驳机构的接驳插座、并且该接驳插座的第一对接面位于其接驳面，车头和车厢中的另一个装设有前述实施例中的刚性接驳机构的接驳插头、并且该接驳插头的第二对接面位于其接驳面；

车头采用双车轮轴配置，其中，双车轮轴中靠近车厢的后车轮轴通过起落机构装设于车头，并且，起落机构随接驳插头与接驳插座的对接和分离而在升起和落降的状态之间切换；

车厢采用单车轮轴配置、并装设有伸缩支撑机构，其中，伸缩支撑机构随接驳插头与接驳插座的对接和分离而在缩进回收和伸出支撑的状态之间切换。

可选地，接驳插座装设于车头，接驳插头装设于车厢。

可选地，车头和车厢的接驳面之间利用至少三对接驳插座和接驳插头形成刚性接驳点。

可选地，车头的接驳面包括车头的后端面，车厢的接驳面包括车厢的前端面，车头的后端面和车厢的前端面之间形成三个刚性接驳点，且三个刚性接驳点呈正三角形或倒三角形的三点分布。

可选地，车头的接驳面包括车头的后端面，车厢的接驳面包括车厢的前端面，车头的后端面和车厢的前端面之间形成四个刚性接驳点，且四个刚性接驳点呈矩形的四点分布。

可选地，车头的接驳面包括车头的后端面和顶面，车厢的接驳面包括车厢的前端面、以及从车厢的前端面的上部向车头延伸的顶罩的下表面，三个刚性接驳点中的两个形成在车头的后端面和车厢的前端面之间、另外一个刚性接驳点形成在车头的顶面与车厢的顶罩的下表面之间。

如上可见，基于上述实施例，接驳插头的伸缩轴可将第一止退器送入接驳插座的第一套筒、并使第二止退器留守在接驳插头的第二套筒中，并且，第一止退器与第一套筒的第一限位面配合以及第二止退器与第二套筒的第二限位面配合可以形成彼此相对的止退力，用于对接驳插座的第一套筒和接驳插头的第二套筒形成约束，从而，可以基于伸缩轴的刚性支撑以及第一止退器和第二止退器分别与第一套筒和第二套筒的锁止实现刚性接驳。

相应地，当该接驳插头和接驳插座分别装设于机动车的车头和车厢时，机动车的车头和车厢仍可以保持分体式结构，以支持车头的单独行驶，从而避免机动车的使用率由于车头与车厢的一体化集成结构而降低；并且，机动车的车头与车厢能够通过接驳插头和接驳插座之间的刚性对接而实现车身骨架的刚性一体化，从而在车头与车厢接驳行驶时，能够避免蛇形运动效应和惯性制动导致的驾驶困难和低行驶速度。由此，机动车能够同时兼顾到驾驶操作性、行驶速度、以及使用率。

另外，车头后车轮轴的起落机构能够确保车头单独行驶和车头与车厢接驳行驶时始终保持车轮的双车轮轴配置，以支持车头单独行驶和车头与车厢接驳行驶的正常实现；而车厢的伸缩支撑机构能够支持车厢在车头单独行驶时的稳定支撑，以确保车厢在车头单独行驶时仍能够被正常使用。

附图说明

图1a为一个实施例中的机动车的结构示意图；

图1b为图1a中的A-A剖面图；

图2a为另一个实施例中的机动车的结构示意图；

图2b为图2a中的B-B剖面图；

图3a为一个实施例中的机动车的结构示意图；

图3b为图3a中的C-C剖面图；

图4a为一个实施例中的机动车的结构示意图；

图4b为图4a中的D-D剖面图；

图5为一个实施例中的刚性接驳机构的接驳插座的半剖示意图；

图6为一个实施例中的刚性接驳机构的接驳插头的半剖示意图；

图7为如图6所示的接驳插头的第二套筒的半剖示意图；

图8为如图6所示的接驳插头的伸缩轴及控制杆的半剖示意图；

图9a和图9b分别为如图6所示的接驳插头基于伸缩轴实现的两个伸缩极限状态的半剖示意图；

图10a至图10d分别为如图6所示的接驳插头的第一止退器和第二止退器的各变化状态的半剖示意图；

图11a和图11b分别为轴锁机构在如图10a和图10b所示状态下的横截面剖视图；

图12a至图12f依次为刚性接驳机构的对接过程的状态变化示意图；

图13a和图13b分别为刚性接驳机构在止退器闭合及开启状态下的横截面剖视图；

图14a至图14f依次为刚性接驳机构的解锁过程的状态变化示意图；

图15为一个实施例中的刚性接驳机构的控制方法的对接流程示意图；

图16为一个实施例中的刚性接驳机构的控制方法的解锁流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

请参见图1a和图1b，在一个实施例中，以机动车为旅居车为例，其包括车头10和车厢20。

车头10的后端面11用于与车厢20对接，即，车头10的后端面11被配置为与车厢20对接的接驳面；相应地，车厢20的前端面21用于与车厢10对接，即，车厢的前端面21被配置为与车头10对接的接驳面。

车头10被配置为接驳面的后端面11装设有三个接驳插座30a，并且，三个接驳插座30a在车头的后端面11呈正三角形的三点分布；相应地，车厢20被配置接驳面的前端面21装设有三个个接驳插头30b，并且，三个个接驳插头30b在车厢20的前端面21也呈正三角形的三点分布、以对应三个接驳插座30a。

三个当三个接驳插头30b分别与三个接驳插座30a刚性对接时，三个接驳插头30b与三个接驳插座30a在车头10的后端面11与车厢20的前端面21之间形成了呈正三角形三点分布的三个刚性接驳点，从而，旅居车的车头10与车厢20能够通过接驳插头30b和接驳插座30a之间的刚性对接实现车身骨架的刚性一体化，以约束车头10和车厢20之间在任何方向上的相对自由度，从而在车头10与车厢20接驳行驶时，能够避免蛇形运动效应和惯性制动导致的驾驶困难和低行驶速度。

而当三个接驳插头30b与三个接驳插座30a脱离时，旅居车的车头10和车厢20仍可以像传统的拖挂旅居车那样保持分体式结构，以支持车头10的单独行驶，从而避免旅居车的使用率由于车头10与车厢20的一体化集成结构而降低。

可见，基于上述的实施例实现的旅居车能够同时兼顾到驾驶操作性、行驶速度、以及使用率。

另外，在上述的实施例中，车头10采用双车轮轴配置，即，包括前车轮轴41和后车轮轴42，其中，双车轮轴中靠近车厢20的后车轮轴42通过起落机构40装设于车头10，并且，起落机构40随接驳插头30b与接驳插座30a的对接和分离而在升起和落降的状态之间切换。相应地，车厢20则采用单车轮轴配置，即，配置有单车轮轴43。

也就是说，当车头10与车厢20通过接驳插头30b与接驳插座30a的对接而实现车身骨架的刚性一体化时，起落机构40处于升起状态，从而，旅居车能够基于车头10的前车轮轴41和车厢20的单车轮轴43实现双车轮轴配置的行驶；而当车头10与车厢20分离时，起落机构40处于落降状态，从而，车头10能够基于其前车轮轴41和后车轮轴42实现双车轮轴配置的行驶。

并且，为了在车头10与车厢20分离时确保车厢20能够被正常使用，车厢20还可以装设有伸缩支撑机构50，该伸缩支撑机构50随接驳插头30b与接驳插座30a的对接和分离而在缩进回收和伸出支撑的状态之间切换。

也就是说，当车头10与车厢20通过接驳插头30b与接驳插座30a的对接而实现车身骨架的刚性一体化时，伸缩支撑机构50处于缩进回收状态，以避免妨碍车头10与车厢20的接驳行驶；而当车头10与车厢20分离时，伸缩支撑机构50处于伸出支撑状态，以保持采用单车轮轴配置的车厢20的稳定支撑。

在如图1a和图1b所示的实施例中，是以三个接驳插座30a和三个接驳插头30b均呈正三角形的三点分布为例，但实际应用中并不限于此。

请参见图2a和图2b，在另一个实施例中，车头10被配置为接驳面的后端面11装设有三个接驳插座60a，并且，三个接驳插座60a在车头的后端面11呈倒三角形的三点分布；相应地，车厢20被配置接驳面的前端面21装设有三个接驳插头60b，并且，三个接驳插头60b在车厢20的前端面21也呈倒三角形的三点分布、以对应三个接驳插座60a。

从而，当三个接驳插头60b分别与三个接驳插座60a对接时，三个接驳插头60b与三个接驳插座60a在车头10的后端面11与车厢20的前端面21之间形成了呈倒三角形三点分布的三个刚性接驳点。

请参见图3a和图3b，在又一个实施例中，车头10被配置为接驳面的后端面11装设有四个接驳插座70a，并且，四个接驳插座70a在车头的后端面11呈矩形的四点分布；相应地，车厢20被配置接驳面的前端面21装设有四个接驳插头70b，并且，四个接驳插头70b在车厢20的前端面21也呈矩形的四点分布、以对应四个接驳插座70a。

从而，当四个接驳插头70b分别与四个接驳插座70a对接时，四个接驳插头70b与四个接驳插座70a在车头10的后端面11与车厢20的前端面21之间形成了呈矩形四点分布的四个刚性接驳点。

由此可见，接驳插头和接驳插座的刚性对接在车头10和车厢20的接驳面之间形成的刚性接驳点可以为三个、也可以多于三个，而且，形成的各刚性接驳点可以按照多种形状分布。

在如图1a和图1b、图2a和图2b、图3a和图3b分别所示的各实施例中，车头10的接驳面仅包括其后端面11、车厢20的接驳面仅包括其前端面21，但实际应用中并不限于此。

请参见图4a和图4b，在不同于前述实施例的再一个实施例中，车头10的后端面11和顶面12均被配置为接驳面，相应地，车厢20的前端面的上部具有向车头10延伸、并覆盖车头10顶面12的顶罩200，该顶罩200面向车头10顶面12的下表面22与车厢20的前端面21一起被配置为车厢20的接驳面。

并且，作为车头10的一部分接驳面的后端面11装设有两个接驳插座80a_1，作为车头10的另一部分接驳面的顶面12装设有一个接驳插座80a_2；相应地，作为车厢20的一部分接驳面的前端面21装设有两个接驳插头80b_1、且接驳插头80b_1对应接驳插座80a_1，而作为车厢20的另一部分接驳面的顶罩200下表面22则装设有一个接驳插头80b_2、该接驳插头80b_2对应接驳插座80a_2。从而，当两个接驳插头80b_1分别与两个接驳插座80a_1对接、另一个接驳插头80b_2与接驳插座80a_2对接时，三个接驳插头80b_1和80b_2与三个接驳插座80a_1和80a_2分别在车头10的后端面11与车厢20的前端面21之间、以及车头10的顶面12与车厢20的顶罩200下表面之间形成了三个刚性接驳点。

当然，对于刚性接驳点多于三个、或采用其他形状分布的情况，同样适用于如图4a和图4b所示的实施例。即，至少三个刚性接驳点中的一部分形成在车头10的后端面11和车厢20的前端面21之间、另一部分形成在车头10的顶面12与车厢20的顶罩200下表面22之间。

在上述各实施例中，接驳插头30b、或60b、或70b、或80b_1和80b_2和接驳插座30a、或60a、或70a、或80a_1和80a_2可以采用任意结构，以约束车头10和车厢20之间在任何方向上的相对自由度。

而且，接驳插头和接驳插座的位置也可以对调，例如，接驳插头30b、或60b、或70b、或80b_1和80b_2形成于车头10的接驳面(后端面11、或后端面11和顶面12)，接驳插座30a、或60a、或70a、或80a_1和80a_2形成于车厢20的接驳面(前端面21、或前端面21和顶罩200下表面22)。

进一步，接驳插头和接驳插座也可以不限于应用在机动车，而是作为一种刚性接驳结构应用在任何需要实现接驳的主体之间。

为了更好地理解接驳插座和接驳插头的功能，并更好地理解接驳插座和接驳插头的位置和应用主体可以不受限制，在下述的实施例中将详细介绍这接驳插座和接驳插座的具体结构及配合方式。并且，为了简化描述，接驳插座在前述实施例中使用的编号30a、60a、70a、以及80a_1和80a_2在下述实施例中将被统一表示为91，相应地，接驳插头在前述实施例中使用的编号30b、或60b、或70b、或80b_1和80b_2在下述实施例中将被统一表示为92。

在一个实施例中，刚性接驳机构包括如图5所示的接驳插座91和如图6所示的接驳插头92。

在图5中，接驳插座91包括第一套筒910和第一盖板931

请参见图5，第一套筒910的一端形成第一对接面910a，该第一对接面910a可以设置在车头和车厢中的其中一个的接驳面901；第一套筒910的筒壁形成第一止退槽910b，并且第一止退槽910b在靠近第一对接面910a的一侧形成第一限位面910c；以及，第一对接面910a还装设有接驳缓冲垫圈930。

仍参见图5，第一盖板931装设在接驳面901，用于在关闭时遮挡第一对接面910a及接驳缓冲垫圈930、开启时使第一对接面910a及接驳缓冲垫圈930暴露。

在图6中，接驳插头92包括第二套筒920、第二盖板932、伸缩轴921、控制杆922、以及第一止退器923_1和第二止退器923_2。

请参见图6并同时结合图7，第二套筒920的一端形成第二对接面920a，该第二对接面920a可以设置在车头和车厢中的另一个的接驳面；第二套筒920的筒壁形成第二止退槽920b，并且第二止退槽920b在靠近第二对接面920a的一侧形成第二限位面920c。另外，在第二套筒920中，齿套940装设在与第二对接面920a所在一侧相反的另一侧，并且，齿套940的外周面与第一电机941的输出轴啮合。

请参见图6并同时结合图8以及图9a和图9b，伸缩轴921具有第一开口腔921_1和第二开口腔921_2；伸缩轴921装设于第二套筒920中，伸缩轴921的外周面可以与齿套930的内周面螺纹配合，通过伸缩轴921的外周面与齿套930的内周面的螺纹配合，伸缩轴921具有使第一开口腔921_1从第二对接面920a伸出或缩回的伸缩自由度，即，在如图8a所示的状态与如图8b所示的状态之间以任意长度的行程往复运动，从而，当第二对接面920与第一对接面910均被暴露并彼此面对时，伸缩轴921可以将第一开口腔921_1从第二套筒920送入至第一套筒910内、或从第一套筒910回收至第二套筒920内。

请参见图6并同时结合图8以及图9a和图9b，控制杆922装设在伸缩轴921中，控制杆922穿过第一开口腔921_1和第二开口腔921_2，并且，控制杆922与伸缩轴921同步伸缩。

请参见图6并同时结合图10a至图10d以及图11a和图11b，第一止退器923_1和第二止退器923_2分别在第一开口腔921_1和第二开口腔921_2内同步受控于控制杆922。

其中，第一止退器923_1和第二止退器923_2中的每一个包括基座923a、卡爪923b、蓄能连接组件923c。

基座923a装设于控制杆922，并且基座923a具有沿控制杆922往复移动的平移自由度。

卡爪923b具有卡持端和驱动端、并通过在卡持端与驱动端之间的固定转轴923d装设于伸缩轴921，并且卡爪923b具有使卡持端绕固定转轴923d在伸缩轴921的外周面的内侧及外侧之间摆动的旋转自由度。

蓄能连接组件923c连接在基座923a与卡爪923b的驱动端之间，以通过将基座923a的平移转换为施加在卡爪923b的驱动端的转矩。其中，蓄能连接组件923c包括滑托923c1、弹性部件923c2、以及连杆923c3；滑托923c1滑动装设于基座923a；弹性部件923c2对滑托923c1相对于基座923a的滑动施加弹性约束力；连杆923c3的两端分别与滑托923c1和卡爪923b的驱动端铰接。

另外，控制杆922与第二电机942的输出轴同轴连接，控制杆922的外周面形成有螺纹方向彼此相反的第一外螺纹部922_1和第二外螺纹部922_2，并且第一止退器923_1的基座923a与第一外螺纹部922_1配合、第二止退器923_2的基座923a与第二外螺纹部922_2配合，从而，第一止退器923_1和第二止退器923_2的基座923a的平移方向相反，相应地，第一止退器923_1和第二止退器923_2的卡爪923b的旋转方向相反。

如图10a所示，第一止退器923_1和第二止退器923_2中的每一个都具有缩进至伸缩轴921的外周面之内的闭合状态。此时，第一止退器923_1和第二止退器923_2的基座923a位于相互远离的位置处，第一止退器923_1和第二止退器923_2的卡爪932b的卡持端分别收纳在第一开口腔921_1和第二开口腔921_2内，并且第一止退器923_1和第二止退器923_2的蓄能连接组件923c中均未存储能量。为了更好地理解开启状态，图11a中示出了第一止退器923_1在闭合状态下的截面剖视图，第二止退器923_2与第一止退器923_1在闭合状态下的结构呈镜像关系，因而省略示出。

如图10b所示，第一止退器923_1和第二止退器923_2中的每一个还具有伸展至伸缩轴921的外周面之外的开启状态，并且，第一止退器923_1和第二止退器923_2在闭合状态下形成的止退面S1和S2彼此相对。此时，第一止退器923_1和第二止退器923_2的基座923a位于相互靠近的位置处，第一止退器923_1和第二止退器923_2的卡爪932b的卡持端分别从第一开口腔921_1和第二开口腔921_2伸出，第一止退器923_1和第二止退器923_2的蓄能连接组件923c中均未存储能量。为了更好地理解的开启状态，图11b中示出了第一止退器923_1在闭合状态下的截面剖视图，第二止退器923_2与第一止退器923_1在开启状态下的结构呈镜像关系，因而省略示出。

上述的开启状态和闭合状态，可以认为是第一止退器923_1和第二止退器923_2的两个稳态。

除了具有开启状态和闭合状态这两个稳态之外，第一止退器923_1和第二止退器923_2还可以分别具有对应的非稳态。

如图10c所示，当受到阻止开启(例如在伸缩轴921的径向方向上朝向伸缩轴921轴心处)的干涉力Fa时，向开启状态切换的第二止退器923_2还可以具有形成开启预张力的预开状态，在预开状态下，第二止退器923_2可以储蓄开启预张力的能量Ea，以便于在干涉力Fa消失时通过释放开启预张力而切换至如图10b所示的开启状态。第二止退器923_2的蓄能连接组件923c可以通过弹性部件923c2的弹性形变来存储能量Ea。

如图10d所示，当受到阻止闭合(例如在伸缩轴921的轴向方向上背向第二止退器923_2)的干涉力Fb时，向闭合状态切换的第一止退器923_1还可以具有形成缩进预回力的预合状态，在预合状态下，第一止退器923_1可以储蓄缩进预回力的能量Eb，以便于在干涉力Fb消失时通过释放缩进预回力而切换至如图10a所示的闭合状态。第一止退器923_1的蓄能连接组件923c可以通过弹性部件923c2的弹性形变来存储能量Ea。

为了便于清楚地体现该刚性接驳机构的接驳插座91与接驳插头92之间的配合关系，下面结合图12a至图12f以及图13a和图13b对该刚性接驳机构的接驳插座91与接驳插头92之间的对接过程过进行详细说明，并结合图14a至图14f对该刚性接驳机构的接驳插座91与接驳插头92之间的解锁过程过进行详细说明。

参见图12a，在对接过程开始时，首先进行接驳插座91与接驳插头92的对位，即，接驳插座91的被第一盖板931覆盖的第一对接面910与接驳插头92的被第二盖板932覆盖的第二对接面920彼此面对。并且，在对位完成后，进行接驳插座91与接驳插头92的盖板开启，即，接驳插座91的第一盖板931开启、并使第一对接面910暴露，同时，接驳插头92的第二盖板932开启、并使第二对接面920暴露。此时，第一止退器923_1和第二止退器923_2均处在闭合状态，图13a示出了刚性接驳机构在闭合状态的第一止退器923_1处的截面剖视图，闭合状态的第二止退器923_2与第一止退器923_1处呈镜像关系，因而省略示出。

参见图12b，在完成盖板开启后，进行接驳插座91与接驳插头92的贴靠，即，相互面对的第一对接面910和第二对接面920相互靠近，直至接驳缓冲垫圈930同时接触第一对接面910和第二对接面920、并且未被第一对接面910和第二对接面920挤压形变，此时，接驳缓冲垫圈930保持在常态下的最大厚度T30_max。

参见图12c，在完成贴靠后，进行接驳插头92向接驳插座91的插入，即，第一电机941通过齿套940驱动伸缩轴921伸入至第一套筒910、并将第一止退器923_1送入至第一套筒910中对应第一限位槽910b的位置处，并且，伸缩轴921的第二开口腔921_2仍留守在第二套筒920中。

参见图12d，在完成插入后，进行止退器开启，即，第二电机942通过控制杆922驱动第一止退器923_1和第二止退器923_2向开启状态切换。

在图12d中，由于第一止退器923_1所在的第一开口腔921_1此时位于第一套筒910中对应第一限位槽910b的位置处，因此，第一限位槽910b能够为第一止退器923_1的开启提供足够的空间，使第一止退器923_1成功切换至开启状态。图13b示出了刚性接驳机构在开启状态的第一止退器923_1处的截面剖视图。

并且，在图12d中，由于接驳缓冲垫圈930在常态下的最大厚度T30_max与距离T1(第一对接面910a与第一限位面910c之间的距离)及距离T2(第二对接面920a与第二限位面920c之间的距离)之和大于同处于开启状态的第一止退器923_1和第二止退器923_2形成的止退面(参考图10b)之间的间隔距离，因此，第二止退器923_2此时并不位于对应第二限位槽920b的位置处，使得第二止退器923_2无法利用第二限位槽920b提供的空间切换至开启状态，从而，第二止退器923_2的开启会受到第二套筒920的筒壁干涉，并受到第二套筒920的筒壁的干涉力(例如图10c中示出的干涉力Fa)，并由此进入形成开启预张力(例如图10c中示出的能量Ea)的预开状态。

参见图12e，在完成止退器开启后，进行接驳插头92的回拉，即，第一电机941通过齿套940驱动伸缩轴921向第二套筒920回退，并利用第一止退器923_1在开启状态下与第一限位面910c的配合带动第一套筒910向第二套筒920回退挤压接驳缓冲垫圈930，直至将接驳缓冲垫圈930挤压至极限压缩状态下的最小厚度T30_min。

在图12e中，接驳缓冲垫圈930在极限压缩状态下的最小厚度T30_min与距离T1(第一对接面910a与第一限位面910c之间的距离)及距离T2(第二对接面920a与第二限位面920c之间的距离)之和小于同处于开启状态的第一止退器923_1和第二止退器923_2形成的止退面(参考图10b)之间的间隔距离，因此，第二止退器923_2此时位于对应第二限位槽920b的位置处，并能够在第二限位槽920b提供的空间中通过释放预张力而切换至开启状态，该释放过程如图12e中的虚线箭头Rel_o所示。

参见图12f，在完成回拉后，进行接驳插座91与接驳插头92的稳态归位，即，第二止退器923_2成功切换至开启状态。刚性接驳机构在开启状态的第二止退器923_2处的结构与如图13b所示的第一止退器923_1处的结构呈镜像关系。

从而，第一电机941通过齿套940驱动伸缩轴921向第一套筒910伸入，使开启状态下的第一止退器923_1和第二止退器923_2分别与第一限位面910c和第二限位面920c配合，由于第一止退器923_1在开启状态下配合第一限位面910c对第一套筒910形成的止退力方向(朝向第二对接面920a)与第二止退器923_2在开启状态下配合第二限位面920c对第二套筒920形成的止退力方向(朝向第一对接面910a)彼此相对，因此，在第一对接面910a和第二对接面920a彼此靠近的方向上形成对第一套筒910和第二套筒920的约束。另外，接驳缓冲垫圈930此时的厚度T30_buf介于常态下的最大厚度T30_max与极限压缩状态下的最小厚度T30_min之间，以对第一止退器923_1与第一限位面910c之间的配合以及第二止退器923_2与第二限位面920c之间的配合形成压紧力(即，防松脱)，并阻止第一对接面910a和第二对接面920a由于受到的约束而发生刚性碰撞。

进而，机动车的车头与车厢能够通过接驳插头92和接驳插座91之间的刚性对接而实现车身骨架的刚性一体化，以在车头与车厢接驳行驶时避免蛇形运动效应和惯性制动导致的驾驶困难和低行驶速度。由此，机动车能够同时兼顾到驾驶操作性、行驶速度、以及使用率。

参见图14a，在解锁开始时，先对接驳插头92进行回拉，即，第一电机941通过齿套940驱动伸缩轴921向第二套筒920回退，并利用第一止退器923_1在开启状态下与第一限位面910c的配合带动第一套筒910向第二套筒920回退挤压接驳缓冲垫圈930，直至将接驳缓冲垫圈930挤压至极限压缩状态下的最小厚度T30_min，从而解除第二止退器923_2与第二限位面920c之间的配合。

参见图14b，在回拉完成后，进行止退器闭合，即，第二电机942通过控制杆922驱动第一止退器923_1和第二止退器923_2向闭合状态切换。

在图14b中，由于第二止退器923_2与第二限位面920c之间的配合已被解除，因而第二止退器923_2能够成功切换至闭合状态。

并且，在图14b中，第一止退器923_1与第一限位面910c之间仍处于紧密的配合状态，因此，第一限位面910c会受到第一限位面910c的干涉力(例如图10d中示出的干涉力Fb)，并由此进入形成收缩预回力(例如图10d中示出的能量Eb)的预合状态。

参见图14c，在止退器闭合之后，进行接驳插座92的前推，即，第一电机941通过齿套940驱动伸缩轴921向第一套筒910内伸入、并使接驳缓冲垫圈930的厚度被释放至常态下的最大厚度T30_max，以解除第一止退器923_1与第一限位面910c之间的配合，从而使第一止退器923_1通过释放预合力而切换至闭合状态，该释放过程如图14c中的虚线箭头Rel_c所示。

参见图14d，在前推完成之后，进行接驳插座92的回收，即，第一电机941通过齿套940驱动伸缩轴921从第一套筒910内拔出、并将第一止退器923_1收回至第二套筒920中。

参见图14e，在回收完成之后，进行接驳插座91与接驳插头92的分离，即，相互面对的第一对接面910和第二对接面920彼此远离。

参见图14f，在完成分离之后，进行接驳插座91与接驳插头92的盖板闭合，即，接驳插座91的第一盖板931关闭、并覆盖第一对接面910，同时，接驳插头92的第二盖板932关闭、并覆盖第二对接面920。

从而，机动车的车头和车厢仍可以形成分体式结构，以支持车头的单独行驶，从而避免机动车的使用率由于车头与车厢的一体化集成结构而降低。

针对上述的刚性接驳机构，在下述的实施例中还提供了相应的控制方法。

请参见图15，该控制方法包括对上述刚性接驳机构执行的如下对接步骤：

S1501，驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、并维持接驳缓冲垫圈处于常态下的最大厚度，直至第一止退器到达第一套筒中对应第一止退槽的位置处，并使第二止退器与第二套筒中的第二止退槽错位；

S1502，驱动控制杆将第一开口腔内的第一止退器和第二开口腔内的第二止退器同步地向开启状态切换，使第一止退器在第一止退槽处切换至开启状态并与第一止退槽的第一限位面配合、并使第二止退器由于第二套筒的筒壁的干涉而保持在预开状态；

S1503，驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退、并将第二开口腔移动至第二套筒中对应第二止退槽的位置处，直至第一套筒将接驳缓冲垫压缩至极限压缩状态下的最小厚度，以使第二止退器通过在第二止退槽处通过释放预张力而切换至开启状态、并保持与第二止退槽的第二限位面分离；

S1504，驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、并带动第一套筒压将接驳缓冲垫圈的厚度释放为介于常态下的最大厚度与极限压缩状态下的最小厚度之间，直至开启状态的第二止退器与第二止退槽的第二限位面配合，使接驳缓冲垫圈对第一止退器与第一限位面之间的配合以及第二止退器与第二限位面之间的配合形成压紧力、并阻止第一对接面和第二对接面发生刚性碰撞。

请参见图16，该控制方法在完成如图15所示的对接步骤之后，还可以包括对上述刚性接驳机构执行的如下解锁步骤：

S1601，驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退、并带动第一套筒将接驳缓冲垫压缩至极限压缩状态下的最小厚度，以解除第二止退器与第二限位面之间的配合；

S1602，驱动控制杆将第一开口腔内的第一止退器和第二开口腔内的第二止退器同步地向闭合状态切换，使第二止退器切换至闭合状态、并使第一止退器由于第一限位面的干涉而保持在预合状态；

S1603，驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、直至接驳缓冲垫圈释放为常态下的最大厚度，直至解除第一止退器与第一限位面之间的干涉及配合，以第一止退器通过在第一止退槽处通过释放预回力而切换至闭合状态；

S1604，驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退，直至伸缩杆完全退回至第二套筒中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种刚性接驳机构，其特征在于，包括接驳插座和接驳插头，接驳插座包括第一套筒，接驳插头包括第二套筒、伸缩轴、控制杆、以及第一止退器和第二止退器；

第一套筒的一端形成第一对接面，第一套筒的筒壁形成第一止退槽，并且第一止退槽在靠近第一对接面的一侧形成第一限位面；

第二套筒的一端形成第二对接面，第二套筒的筒壁形成第二止退槽，并且第二止退槽在靠近第二对接面的一侧形成第二限位面；

伸缩轴装设于第二套筒中，伸缩轴具有第一开口腔和第二开口腔，并且伸缩轴具有使第一开口腔从第二对接面伸出或缩回的伸缩自由度，以在第二对接面与第一对接面彼此面对时将第一开口腔从第二套筒送入至第一套筒内、或从第一套筒回收至第二套筒内；

控制杆装设在伸缩轴中，控制杆与伸缩轴同步伸缩，并且控制杆穿过第一开口腔和第二开口腔；

第一止退器和第二止退器分别在第一开口腔和第二开口腔内同步受控于控制杆，第一止退器和第二止退器具有伸展至伸缩轴的外周面之外的开启状态和缩进至伸缩轴的外周面之内的闭合状态，并且第一止退器和第二止退器在开启状态下形成的止退面彼此相对，以使得随第一开口腔被送入第一套筒内的第一止退器在开启状态下配合第一限位面形成的止退力方向与随第二开口腔留守在第二套筒内的第二止退器在开启状态下配合第二限位面形成的止退力方向彼此相对，用以在第一对接面和第二对接面彼此靠近的方向上对第一套筒和第二套筒形成约束。

2.根据权利要求1所述的刚性接驳机构，其特征在于，第一对接面或第二对接面进一步装设有接驳缓冲垫圈，并且接驳缓冲垫圈的厚度足以使该接驳缓冲垫圈在受到约束的第一套筒和第二套筒之间对第一止退器与第一限位面之间的配合以及第二止退器与第二限位面之间的配合形成压紧力、并阻止第一对接面和第二对接面由于受到的约束而发生刚性碰撞。

3.根据权利要求2所述的刚性接驳机构，其特征在于，第一对接面与第一限位面之间具有第一距离，第二对接面与第二限位面之间具有第二距离，第一止退器和第二止退器在开启状态下形成的彼此面对的止退面之间具有第三距离；其中，接驳缓冲垫圈在常态下的最大厚度与第一距离以及第二距离之和大于第三距离，接驳缓冲垫圈在极限压缩状态下的最小厚度与第一距离以及第二距离之和小于第三距离，并且，接驳缓冲垫圈在第一套筒和第二套筒受到约束时的厚度介于常态下的最大厚度与极限压缩状态下的最小厚度之间。

4.根据权利要求3所述的刚性接驳机构，其特征在于，第二止退器进一步具有由于第二套筒的筒壁干涉而形成开启预张力的预开状态，以使第二止退器在伸缩轴利用第一止退器在开启状态下与第一限位面的配合带动第一套筒向第二套筒回退时通过在第二止退槽处释放预张力而切换至开启状态；

第一止退器进一步具有由于第一限位面的干涉而形成缩进预回力的预合状态，以使第一止退器在伸缩轴向第一套筒伸入时通过与第一限位面分离并释放缩进预回力而切换至闭合状态。

5.根据权利要求4所述的刚性接驳机构，其特征在于，第一止退器和第二止退器中的每一个包括基座、卡爪、蓄能连接组件；

基座装设于控制杆，并且基座具有沿控制杆往复移动的平移自由度；

卡爪具有卡持端和驱动端、并通过在卡持端与驱动端之间的固定转轴装设于伸缩轴，并且卡爪具有使卡持端绕固定转轴在伸缩轴的外周面的内侧及外侧之间摆动的旋转自由度，以实现开启状态和闭合状态；

蓄能连接组件连接在基座与卡爪的驱动端之间，以通过将基座的平移转换为施加在卡爪的驱动端的转矩实现开启状态与闭合状态之间的切换、以及切换过程中的预开状态或预合状态；

其中，第一止退器和第二止退器的基座的平移方向相反，第一止退器和第二止退器的卡爪的旋转方向相反。

6.根据权利要求5所述的刚性接驳机构，其特征在于，蓄能连接组件包括滑托、弹性部件、以及连杆；

滑托滑动装设于基座；

弹性部件对滑托相对于基座的滑动施加弹性约束力；

连杆的两端分别与滑托和卡爪的驱动端铰接。

7.一种刚性接驳机构的控制方法，其特征在于，该控制方法包括对如权利要求4至6中任一项所述的刚性接驳机构执行的如下对接步骤：

驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、并维持接驳缓冲垫圈处于常态下的最大厚度，直至第一止退器到达第一套筒中对应第一止退槽的位置处，并使第二止退器与第二套筒中的第二止退槽错位；

驱动控制杆将第一开口腔内的第一止退器和第二开口腔内的第二止退器同步地向开启状态切换，使第一止退器在第一止退槽处切换至开启状态并与第一止退槽的第一限位面配合、并使第二止退器由于第二套筒的筒壁的干涉而保持在预开状态；

驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退、并将第二开口腔移动至第二套筒中对应第二止退槽的位置处，直至第一套筒将接驳缓冲垫压缩至极限压缩状态下的最小厚度，以使第二止退器通过在第二止退槽处通过释放预张力而切换至开启状态、并保持与第二止退槽的第二限位面分离；

驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、并带动第一套筒压将接驳缓冲垫圈的厚度释放为介于常态下的最大厚度与极限压缩状态下的最小厚度之间，直至开启状态的第二止退器与第二止退槽的第二限位面配合，使接驳缓冲垫圈对第一止退器与第一限位面之间的配合以及第二止退器与第二限位面之间的配合形成压紧力、并阻止第一对接面和第二对接面发生刚性碰撞。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在完成对接步骤之后，该控制方法包括对如权利要求4至7中任一项所述的刚性接驳机构执行的如下解锁步骤：

驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退、并带动第一套筒将接驳缓冲垫压缩至极限压缩状态下的最小厚度，以解除第二止退器与第二限位面之间的配合；

驱动控制杆将第一开口腔内的第一止退器和第二开口腔内的第二止退器同步地向闭合状态切换，使第二止退器切换至闭合状态、并使第一止退器由于第一限位面的干涉而保持在预合状态；

驱动伸缩轴从第二套筒向第一套筒伸出、直至接驳缓冲垫圈释放为常态下的最大厚度，直至解除第一止退器与第一限位面之间的干涉及配合，以第一止退器通过在第一止退槽处通过释放预回力而切换至闭合状态；

驱动伸缩轴从第一套筒向第二套筒回退，直至伸缩杆完全退回至第二套筒中。

9.一种机动车，其特征在于，包括车头和车厢；

车头和车厢中的每一个均具有用于与另一个对接的接驳面；

车头和车厢中的其中一个装设有如权利要求1至6中任一项所述的刚性接驳机构的接驳插座、并且该接驳插座的第一对接面位于其接驳面，车头和车厢中的另一个装设有如权利要求1至6中任一项所述的刚性接驳机构的接驳插头、并且该接驳插头的第二对接面位于其接驳面；

车头采用双车轮轴配置，其中，双车轮轴中靠近车厢的后车轮轴通过起落机构装设于车头，并且，起落机构随接驳插头与接驳插座的对接和分离而在升起和落降的状态之间切换；

车厢采用单车轮轴配置、并装设有伸缩支撑机构，其中，伸缩支撑机构随接驳插头与接驳插座的对接和分离而在缩进回收和伸出支撑的状态之间切换。

10.根据权利要求9所述的机动车，其特征在于，接驳插座装设于车头，接驳插头装设于车厢。

11.根据权利要求9所述的机动车，其特征在于，车头和车厢的接驳面之间利用至少三对接驳插座和接驳插头形成刚性接驳点。

12.根据权利要求11所述的机动车，其特征在于，车头的接驳面包括车头的后端面，车厢的接驳面包括车厢的前端面，车头的后端面和车厢的前端面之间形成三个刚性接驳点，且三个刚性接驳点呈正三角形或倒三角形的三点分布。

13.根据权利要求11所述的机动车，其特征在于，车头的接驳面包括车头的后端面，车厢的接驳面包括车厢的前端面，车头的后端面和车厢的前端面之间形成四个刚性接驳点，且四个刚性接驳点呈矩形的四点分布。

14.根据权利要求11所述的机动车，其特征在于，车头的接驳面包括车头的后端面和顶面，车厢的接驳面包括车厢的前端面、以及从车厢的前端面的上部向车头延伸的顶罩的下表面，三个刚性接驳点中的两个形成在车头的后端面和车厢的前端面之间、另外一个刚性接驳点形成在车头的顶面与车厢的顶罩的下表面之间。