CN1480367A - 具有良好轨迹跟踪性能的拖车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有良好轨迹跟踪性能的拖车，它包括车架(7)、车架下方的前后车轮(4、6)及其轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆(2)、转向齿轮传动机构和立轴(8)；前车轮轴(10)通过立轴(8)与车架(7)连接，并可绕立轴(8)转动；牵引杆(2)通过齿轮传动机构带动前车轮轴(10)绕立轴(8)同向转动；牵引杆(2)的牵引角θ₁与前车轮轴(10)的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。本发明工作原理为：通过齿轮传动机构控制拖车前车轮的转向，从而可使拖车沿着某一指定路线运动。改变齿轮传动机构的传动比k，就可以改变拖车的运动方向，传动比k的选取与牵引杆长l和拖车前后轮距d有关，一般当满足k＞1时，拖车就能获得较好的轨迹跟踪性能。

Description

具有良好轨迹跟踪性能的拖车

技术领域

本发明涉及公路运输机动车辆，特别是机动车辆牵引的拖车。

背景技术

目前，用机动车辆牵引拖车进行运输，已被人们广泛应用。现有的拖车一般都由车架、前后车轮及轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆组成，前后车轮轴固定在车架的下方。这种结构的拖车轨迹跟踪性能差，它与牵引车运行时，特别是在弯道上运行时，不能在牵引车的运行轨道上或接近于牵引车的运行轨道上运行；从而使得拖车系统在转弯半径小和路面较窄的道路上运行时难以操作控制，当由一台动力牵引车牵引多台拖车时，车辆就更难以操作控制了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有良好轨迹跟踪性能的拖车。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括车架、车架下方的前后车轮及其轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆、转向齿轮传动机构和立轴；前车轮轴通过立轴与车架连接，并可绕立轴转动；牵引杆通过齿轮传动机构带动前车轮轴绕立轴同向转动；牵引杆的牵引角θ₁与前车轮轴的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。

本发明工作原理为：牵引杆与前面的牵引车连接，牵引杆随着牵引车的运动，一方面牵引拖车前行，另一方面通过齿轮传动机构控制拖车前车轮的转向，从而可使拖车沿着某一指定路线运动。改变齿轮传动机构的传动比k，就可以改变拖车的运动方向。因此，只要适当选取传动比k，就可以使拖车沿着牵引车的轨道运动。

根据拖车运动学的分析，传动比k的选取与牵引杆长l和拖车前后轮距d有关，一般当满足k＞1时，拖车就能获得较好的轨迹跟踪性能。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图

图2为图1的A-A剖视图

图3为本发明各参数计算分析图

图4为本发明实施例2结构示意图

图5为图4的B-B剖视图

图6为本发明实施例3结构示意图

图7为图6的C-C剖视图

具体实施方案

如图1、2所示的本发明实施例1，拖车包括车架7、车架下方的前后车轮4、6及其车轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆2、转向传动齿轮机构、立轴8等。后车轮轴与车架7固定连接，前车轮轴10与转向齿轮3固定成一体，牵引杆2与牵引齿轮1固定成一体，牵引齿轮1和转向齿轮3都铰接于立轴8上，立轴8与车架7固定连接；牵引杆2通过齿轮传动机构带动前车轮轴10绕立轴8同向转动；牵引杆2的牵引角θ₁与前车轮轴10的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。齿轮传动机构由牵引齿轮1、传动齿轮5、转向齿轮3组成；牵引齿轮1带动传动齿轮5，传动齿轮5带动转向齿轮3，转向齿轮3与前车轮轴10一起绕立轴8转动。传动齿轮5由上、下两齿轮组成，其中上齿轮由牵引齿轮1带动，下齿轮用于带动转向齿轮3；上、下两齿轮通过轴11固定连接，上、下两齿轮和轴11同轴心，轴11的一端与车架7铰接。

根据拖车运动学的分析(如图3所示)，传动比k的选取与牵引杆长l和拖车前后轮距d有关，一般应当满足k＞1；其计算方法为(i＝1，2，Λ，n)：

k＝k(d_i，l_i)＞1

θ₁＝kθ₂ ${\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{ih}}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{ih}}/d_i$ ${\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{if}}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{if}}/l_i$

可以证明，各个拖车处于牵引车运行轨迹(称为牵引轨迹)上的条件是：在牵引轨迹上的任意一点处，各个拖车前后车轮的方位角及其变化率保持不变，与牵引轨迹上该点处的方位角及其变化率一致。由此初步分析表明：当l＝d时，k＝2，即转向传动齿轮机构的齿轮传动比为2时，拖车能沿着牵引轨迹运行，从而各个拖车就获得良好的轨迹跟踪性能。

因此，本发明实施例1，若l＝d时，k＝2，齿轮传动机构中，各个齿轮的齿数比关系为： $\frac{z_3}{z_9}\×\frac{z_5}{z_1}=k$ (z₁、z₃、z₅、z₉分别是齿轮1、3、5、9的齿数)。

如图4、5所示的本发明实施例2，它的齿轮传动机构由牵引齿轮1、传动齿轮5、转向齿轮3组成；牵引齿轮1与牵引杆2固定连接，牵引齿轮1带动传动齿轮5，传动齿轮5带动转向齿轮3，转向齿轮3与前轮轴10固定连接。牵引齿轮1设置在轴9上，并可绕轴9转动，轴9的一端与车架7连接；传动齿轮5设置在轴11上，并可绕轴11转动，轴11的一端与车架7连接。该齿轮传动机构中，齿轮5是惰轮，各个齿轮的齿数比关系为： $\frac{z_3}{z_5}\×\frac{z_5}{z_1}=\frac{z_3}{z_1}=k$ (z₁、z₃、z₅分别是齿轮1、3、5的齿数)。

如图6、7所示的本发明实施例3，它的齿轮传动机构由牵引齿轮1和转向齿轮3组成；牵引齿轮1与牵引杆2固定连接，转向齿轮3为内齿轮，牵引齿轮1是外齿轮，牵引齿轮1设置在转向齿轮3内，牵引齿轮1带动转向齿轮3，转向齿轮3与前轮轴10固定连接。牵引齿轮1设置在轴9上，并可绕立轴9转动。该齿轮传动机构中，齿轮1、3的齿数比关系为： $\frac{z_3}{z_1}=k$ (z₁、z₃分别是齿轮1、3的齿数)。

Claims (6)

1、具有良好轨迹跟踪性能的拖车，它包括车架(7)、车架下方的前后车轮(4、6)及其轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆(2)；其特征在于：它还包括转向齿轮传动机构和立轴(8)；前车轮轴(10)通过立轴(8)与车架(7)连接，并可绕立轴(8)转动；牵引杆(2)通过齿轮传动机构带动前车轮轴(10)绕立轴(8)同向转动；牵引杆(2)的牵引角θ₁与前车轮轴(10)的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。

2、如权利要求1所述的拖车，其特征在于：齿轮传动机构由牵引齿轮(1)、传动齿轮(5)、转向齿轮(3)组成；牵引齿轮(1)与牵引杆(2)固定连接，牵引齿轮(1)带动传动齿轮(5)，传动齿轮(5)带动转向齿轮(3)，转向齿轮(3)与前轮轴(10)固定连接。

3、如权利要求2所述的拖车，其特征在于：传动齿轮(5)由上、下两齿轮组成，其中一齿轮由牵引齿轮(1)带动，另一齿轮用于带动转向齿轮(3)；上、下两齿轮通过轴(11)固定连接，上、下两齿轮和轴(11)同轴心，轴(11)的一端与车架(7)铰接。

4、如权利要求2或3所述的拖车，其特征在于：牵引齿轮(1)设置在立轴(8)上，并可绕立轴(8)转动。

5、如权利要求2所述的拖车，其特征在于：牵引齿轮(1)设置在轴(9)上，并可绕轴(9)转动，轴(9)的一端与车架(7)连接；传动齿轮(5)设置在轴(11)上，并可绕轴(11)转动，轴(11)的一端与车架(7)连接。

6、如权利要求1所述的拖车，其特征在于：齿轮传动机构由牵引齿轮(1)和转向齿轮(3)组成；牵引齿轮(1)与牵引杆(2)固定连接，转向齿轮(3)为内齿轮，牵引齿轮(1)为外齿轮，牵引齿轮(1)设置在转向齿轮(3)内，牵引齿轮(1)带动转向齿轮(3)，转向齿轮(3)与前轮轴(10)固定连接；牵引齿轮(1)设置在轴(9)上，并可绕立轴(9)转动。

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