CN114056375B - 一种丘陵山区车辆多自由度连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种丘陵山区车辆多自由度连接装置，属于车辆连接技术领域。其包括正极连接组件和负极连接组件，其中导向连接组件主要包括第一回转盘、销轴连接件、纵向回转销轴、纵向回转销轴节叉、第一导向连接盘、连接限位外壳体及正极电磁铁，负极连接组件包括负极电磁铁、连接限位内壳体、第二导向连接盘、横向回转销轴节叉、横向回转销轴、销轴连接件及第二回转盘，连接过程中，外部供电模块通电后正、负极电磁在电磁力吸附作用对接且限位外、内壳体起到限位连接作用，完成多自由度连接，能够实现多个底盘在丘陵山区复杂地形的编组协同工作。

Description

一种丘陵山区车辆多自由度连接装置
技术领域
本发明属于车辆连接技术领域，具体涉及一种丘陵山区车辆多自由度连接装置。
背景技术
丘陵山区地形复杂且地面凹凸不平，单车行走和托运效率低。目前崎岖不平地面上多车协同组合并同时拖运时，如果采用常规的硬性连接、由于不同车辆单体的摆动幅度较大，不仅车辆之间容易脱落且易对其他设备及工作人员造成安全隐患。
目前已有多车体连接，申请号为CN202010537151.6的专利中公开了一种特种应急车辆快速对接机构，该机构包括柔性定位机构和刚性定心对中锁固机构，柔性定位机构用于前后车辆宽度方向对中的柔性定位，刚性定心对中锁固机构用于车辆高度方向和宽度方向的精确定位，但这种连接不能实现多自由度转动；申请号为CN201921457850.9的专利中公开了一种车辆连接装置，该装置通过包括锁紧挡块和锁紧弹簧的锁紧机构，可实现第一拉杆与第二拉杆在连挂过程中的相对转动，钩头可绕车辆上的连接杆垂向摆动，也可绕旋转轴水平摆动，但连接装置需要手动安装螺栓螺帽，效率低，锁紧弹簧易变形，使用寿命低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种丘陵山区车辆多自由度连接装置，能够实现多个车辆在凹凸不平地面编组协同工作。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种丘陵山区车辆多自由度连接装置，其包括：正极连接组件、负极连接组件；
所述正极连接组件包括：第一回转盘1、销轴连接件2、纵向回转销轴3、纵向回转销轴节叉4、第一导向连接盘5、正极电磁铁7；
所述第一回转盘1设置在牵引车14尾部，第一销轴连接件2固定在第一回转盘1上，其端部穿设有纵向回转销轴3，纵向回转销轴3两端与纵向回转销轴节叉4左侧的节叉部活动连接，纵向回转销轴节叉4右侧大臂伸出端固定有第一导向连接盘5，第一导向连接盘5上设有正极电磁铁7；
所述纵向回转销轴节叉4与第一销轴连接件2以及纵向回转销轴3构成第一回转铰接部；
所述负极连接组件包括负极电磁铁8、第二导向连接盘10、横向回转销轴节叉11、横向回转销轴12、第二销轴连接件2＇、第二回转盘13；
所述第二回转盘13设置在推力车15头部，第二销轴连接件2＇固定在第二回转盘13上，其端部穿设有横向回转销轴12，横向回转销轴12两端与横向回转销轴节叉11左侧的节叉部活动连接，横向回转销轴节叉11右侧大臂伸出端固定有第二导向连接盘10，第二导向连接盘10上设负正极电磁铁8；
所述横向回转销轴节叉11与第二销轴连接件2＇以及横向回转销轴12构成第二回转铰接部；
车辆行驶时，牵引车14与推力车15对接，正极电磁铁7与负极电磁铁8通电吸附，为适应前后车身受地形影响产生的侧倾角变化，所述第一回转盘1与第二回转盘13分别沿牵引车14与推力车15车身轴线旋转的运动，记为第一自由度回转运动；
为适应前后车体转弯时的航向角变化，第一回转铰接部进行水平方向上的回转运动，记为第二自由度回转运动；
为适应前后车体受地形影响产生的俯仰角变化，第二回转铰接部可以进行竖直方向上的回转运动，记为第三自由度回转运动；
通过所述第一、第二、第三自由度回转运动协同配合保证车辆编组协同工作时的丘陵山区复杂地形适应性及稳定性。
其中，所述正极连接组件还包括：连接限位外壳体6；所述负极连接组件还包括：连接限位内壳体9；
所述连接限位外壳体6与连接限位内壳体9分别固定在第一导向连接盘5与第二导向连接盘10外侧面上，且截面为均为类长方形的凸台，所述连接限位内壳体9整体略小于连接限位内壳体9，用于在对接时定位贴合；
所述正极电磁铁7与负极电磁铁8设置为圆柱状，分别设置在连接限位外壳体6与连接限位内壳体9表面中心处。
其中，所述第一回转盘1的中心线与牵引车14的车身轴线重合；第二回转盘13的中心线与推力车15的车身轴线重合；
所述第一回转盘1的中心线与纵向回转销轴3的回转轴线以及横向回转销轴12的回转轴线两两相互垂直。
其中，当第二导向连接盘10与第一导向连接盘5开始靠近时，外部供电模块通电后，正极电磁铁7与负极电磁铁8在电磁力吸附作用对接时、第二导向连接盘10与第一导向连接盘5紧固连接。
其中，当所述外部供电模块断电后电磁力消失，正极电磁铁7与负极电磁铁8分离断开，第二导向连接盘10与第一导向连接盘5相互分离。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：针对丘陵坡地等特殊地形环境，能够实现前后车辆快速对接，并且连接装置具有多自由度，稳定性高，能够实现多个底盘在丘陵山区复杂地形的编组协同工作。
附图说明
图1为本发明装置主视图；
图2为本发明装置俯视图；
图3为本发明装置整体结构图；
图4为车辆对接示意图；
图5为本发明装置在丘陵地形上适应性描述图；
图6为图5中A处的局部放大图；
图7为图5中B处的局部放大图；
图8为图5中C处的局部放大图；
图中，1：第一回转盘；2：第一销轴连接件，2＇：第二销轴连接件；3：纵向回转销轴；4：纵向回转销轴节叉；5：第一导向连接盘；6：连接限位外壳体；7：正极电磁铁；8：负极电磁铁圈；9：连接限位内壳体；10：第二导向连接盘；11：横向回转销轴节叉；12横向回转销轴；13：第二回转盘；14：牵引车；15：推力车。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决上述技术问题，本发明提供一种丘陵山区车辆多自由度连接装置，如图1-图8所示：其包括：正极连接组件、负极连接组件；
所述正极连接组件包括：第一回转盘1、销轴连接件2、纵向回转销轴3、纵向回转销轴节叉4、第一导向连接盘5、正极电磁铁7；
所述第一回转盘1设置在牵引车14尾部，第一销轴连接件2固定在第一回转盘1上，其端部穿设有纵向回转销轴3，纵向回转销轴3两端与纵向回转销轴节叉4左侧的节叉部活动连接，纵向回转销轴节叉4右侧大臂伸出端固定有第一导向连接盘5，第一导向连接盘5上设有正极电磁铁7；
所述纵向回转销轴节叉4与第一销轴连接件2以及纵向回转销轴3构成第一回转铰接部；
所述负极连接组件包括负极电磁铁8、第二导向连接盘10、横向回转销轴节叉11、横向回转销轴12、第二销轴连接件2＇、第二回转盘13；
所述第二回转盘13设置在推力车15头部，第二销轴连接件2＇固定在第二回转盘13上，其端部穿设有横向回转销轴12，横向回转销轴12两端与横向回转销轴节叉11左侧的节叉部活动连接，横向回转销轴节叉11右侧大臂伸出端固定有第二导向连接盘10，第二导向连接盘10上设负正极电磁铁8；
所述横向回转销轴节叉11与第二销轴连接件2＇以及横向回转销轴12构成第二回转铰接部；
车辆行驶时，牵引车14与推力车15对接，正极电磁铁7与负极电磁铁8通电吸附，为适应前后车身受地形影响产生的侧倾角变化，所述第一回转盘1与第二回转盘13分别沿牵引车14与推力车15车身轴线旋转的运动，记为第一自由度回转运动；
为适应前后车体转弯时的航向角变化，第一回转铰接部进行水平方向上的回转运动，记为第二自由度回转运动；
为适应前后车体受地形影响产生的俯仰角变化，第二回转铰接部可以进行竖直方向上的回转运动，记为第三自由度回转运动；
通过所述第一、第二、第三自由度回转运动协同配合保证车辆编组协同工作时的丘陵山区复杂地形适应性及稳定性。
其中，所述正极连接组件还包括：连接限位外壳体6；所述负极连接组件还包括：连接限位内壳体9；
所述连接限位外壳体6与连接限位内壳体9分别固定在第一导向连接盘5与第二导向连接盘10外侧面上，且截面为均为类长方形的凸台，所述连接限位内壳体9整体略小于连接限位内壳体9，用于在对接时定位贴合；
所述正极电磁铁7与负极电磁铁8设置为圆柱状，分别设置在连接限位外壳体6与连接限位内壳体9表面中心处。
其中，所述第一回转盘1的中心线与牵引车14的车身轴线重合；第二回转盘13的中心线与推力车15的车身轴线重合；
所述第一回转盘1的中心线与纵向回转销轴3的回转轴线以及横向回转销轴12的回转轴线两两相互垂直。
其中，当第二导向连接盘10与第一导向连接盘5开始靠近时，外部供电模块通电后，正极电磁铁7与负极电磁铁8在电磁力吸附作用对接时、第二导向连接盘10与第一导向连接盘5紧固连接。
其中，当所述外部供电模块断电后电磁力消失，正极电磁铁7与负极电磁铁8分离断开，第二导向连接盘10与第一导向连接盘5相互分离。
其中，正极电磁铁7与负极电磁铁8连接过程中，当第二导向连接盘10与第一导向连接盘5开始靠近时，供电模块通电后，正极电磁铁7与负极电磁铁8在电磁力吸附作用对接时、第二导向连接盘10与第一导向连接盘5紧固连接，同时正极连接组件和负极连接组件也实现紧固连接，且限位外壳体6外壁与连接限位内壳体9的内壁贴合并在车辆行驶过程中起到限位连接作用；分离过程中，当供电模块断电后电磁力消失，正极电磁铁7与负极电磁铁8分离断开，牵引车14向前运动，推力车15向后运动，第二导向连接盘10与第一导向连接盘5相互分离，同时正极连接组件和负极连接组件也实现分离，丘陵山区车辆多自由度连接装置断开。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种丘陵山区车辆多自由度连接装置，其特征在于，其包括：正极连接组件、负极连接组件；
所述正极连接组件包括：第一回转盘（1）、第一销轴连接件（2）、纵向回转销轴（3）、纵向回转销轴节叉（4）、第一导向连接盘（5）、正极电磁铁（7）；
所述第一回转盘（1）设置在牵引车（14）尾部，第一销轴连接件（2）固定在第一回转盘（1）上，其端部穿设有纵向回转销轴（3），纵向回转销轴（3）两端与纵向回转销轴节叉（4）左侧的节叉部活动连接，纵向回转销轴节叉（4）右侧大臂伸出端固定有第一导向连接盘（5），第一导向连接盘（5）上设有正极电磁铁（7）；
所述纵向回转销轴节叉（4）与第一销轴连接件（2）以及纵向回转销轴（3）构成第一回转铰接部；
所述负极连接组件包括负极电磁铁（8）、第二导向连接盘（10）、横向回转销轴节叉（11）、横向回转销轴（12）、第二销轴连接件（2＇）、第二回转盘（13）；
所述第二回转盘（13）设置在推力车（15）头部，第二销轴连接件（2＇）固定在第二回转盘（13）上，其端部穿设有横向回转销轴（12），横向回转销轴（12）两端与横向回转销轴节叉（11）左侧的节叉部活动连接，横向回转销轴节叉（11）右侧大臂伸出端固定有第二导向连接盘（10），第二导向连接盘（10）上设负极电磁铁（8）；
所述横向回转销轴节叉（11）与第二销轴连接件（2＇）以及横向回转销轴（12）构成第二回转铰接部；
车辆行驶时，牵引车（14）与推力车（15）对接，正极电磁铁（7）与负极电磁铁（8）通电吸附，为适应前后车身受地形影响产生的侧倾角变化，所述第一回转盘（1）与第二回转盘（13）分别沿牵引车（14）与推力车（15）车身轴线旋转的运动，记为第一自由度回转运动；
为适应前后车体转弯时的航向角变化，第一回转铰接部进行水平方向上的回转运动，记为第二自由度回转运动；
为适应前后车体受地形影响产生的俯仰角变化，第二回转铰接部可以进行竖直方向上的回转运动，记为第三自由度回转运动；
通过所述第一、第二、第三自由度回转运动协同配合保证车辆编组协同工作时的丘陵山区复杂地形适应性及稳定性。
2.如权利要求1所述的丘陵山区车辆多自由度连接装置，其特征在于，所述正极连接组件还包括：连接限位外壳体（6）；所述负极连接组件还包括：连接限位内壳体（9）；
所述连接限位外壳体（6）与连接限位内壳体（9）分别固定在第一导向连接盘（5）与第二导向连接盘（10）外侧面上，且截面为均为类长方形的凸台，所述连接限位内壳体（9）整体略小于连接限位内壳体（9），用于在对接时定位贴合；
所述正极电磁铁（7）与负极电磁铁（8）设置为圆柱状，分别设置在连接限位外壳体（6）与连接限位内壳体（9）表面中心处。
3.如权利要求1所述的丘陵山区车辆多自由度连接装置，其特征在于，所述第一回转盘（1）的中心线与牵引车（14）的车身轴线重合；第二回转盘（13）的中心线与推力车（15）的车身轴线重合；
所述第一回转盘（1）的中心线与纵向回转销轴（3）的回转轴线以及横向回转销轴（12）的回转轴线两两相互垂直。
4.如权利要求3所述的丘陵山区车辆多自由度 连接装置，其特征在于，当第二导向连接盘（10）与第一导向连接盘（5）开始靠近时，外部供电模块通电后，正极电磁铁（7）与负极电磁铁（8）在电磁力吸附作用对接时、第二导向连接盘（10）与第一导向连接盘（5）紧固连接。
5.如权利要求4所述的丘陵山区车辆多自由度 连接装置，其特征在于，当所述外部供电模块断电后电磁力消失，正极电磁铁（7）与负极电磁铁（8）分离断开，第二导向连接盘（10）与第一导向连接盘（5）相互分离。
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