RU2653416C1 - Тягово-сцепное устройство - Google Patents
Тягово-сцепное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653416C1 RU2653416C1 RU2017121948A RU2017121948A RU2653416C1 RU 2653416 C1 RU2653416 C1 RU 2653416C1 RU 2017121948 A RU2017121948 A RU 2017121948A RU 2017121948 A RU2017121948 A RU 2017121948A RU 2653416 C1 RU2653416 C1 RU 2653416C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- towing device
- controller
- towed object
- towing
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 137
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 21
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- IWZSHWBGHQBIML-ZGGLMWTQSA-N (3S,8S,10R,13S,14S,17S)-17-isoquinolin-7-yl-N,N,10,13-tetramethyl-2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-3-amine Chemical compound CN(C)[C@H]1CC[C@]2(C)C3CC[C@@]4(C)[C@@H](CC[C@@H]4c4ccc5ccncc5c4)[C@@H]3CC=C2C1 IWZSHWBGHQBIML-ZGGLMWTQSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60D—VEHICLE CONNECTIONS
- B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60D—VEHICLE CONNECTIONS
- B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
- B60D1/24—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании тягово-сцепных устройств. Тягово-сцепное устройство содержит магнитный захват, механически соединенный с этой машиной и приспособленный для взаимодействия с поверхностью прицепного объекта, и контроллер, соединенный с магнитным захватом. Магнитный захват может быть выполнен на основе электропостоянных магнитов и состоять из составных частей. Тягово-сцепное устройство в зависимости от вариантов реализации может содержать защиту и/или очистку от загрязнений, вакуумный насос, соединенный с магнитным захватом, лебедку для перемещения магнитного захвата, для подъема прицепного объекта и для передачи на машину части его веса, датчик тягового усилия и/или датчик ускорения, датчик приближения магнитного захвата к поверхности прицепного объекта, упругое или демпфирующее устройство, обеспечивающее сглаживание колебаний усилия в тягово-сцепном устройстве. Достигается повышение надежности и силы сцепления с прицепным объектом. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании сцепных устройств транспортных, тяговых, сельскохозяйственных, строительно-дорожных, боевых ремонтно-эвакуационных и других гусеничных и колесных машин.
Известны механические тягово-сцепные устройства. Они состоят из шара, которым заканчивается тяговый стержень изогнутой формы, и дышла с полусферической головкой, охватывающей этот шар. Для исключения расцепления на дышле смонтирован замок, выполненный в виде подпружиненного рычага, снабженного фиксатором (Щукин М.М. Сцепные устройства автомобилей и тягачей. - М.-Л.: Машгиз, 1961, стр. 35).
Недостатком такого тягово-сцепного устройства является его недостаточная надежность в условиях эксплуатации, поскольку в нем не исключена возможность перемещения рычага замка под действием сил трения между шаром, полусферической головкой и поверхностью рычага, контактирующего с шаром, а также возможность механических повреждений из-за ударных перегрузок, возникающих во время транспортировки.
Известно также тягово-сцепное устройство, выполненное в виде электропроводящего кабеля, на противоположных концах которого установлена пара электромагнитов, каждый из которых выполнен с возможностью контакта с металлическими частями корпуса соответствующего транспортного средства (US 4302026 A, B60D 1/18, B60R 16/02, B60R 16/023, 24.11.1981).
Его недостатком является невысокая надежность и небольшая сила сцепления электромагнитов с транспортным средством, ввиду необходимости постоянного протекания тока по обмотке электромагнита и ограничений величины этого тока, обусловленных перегревом обмотки и ограниченной мощностью бортовой сети транспортного средства.
Наиболее близкой к предложенному устройству является соединительная система между транспортным средством и орудием или другим транспортным средством, содержащая магнитный захват, реализованный в виде электромагнита или подвижного постоянного магнита, передвигаемого внешней силой, и контроллер, обеспечивающий управление магнитным захватом и формирование предупреждающих сигналов (ЕР 1769949 A1, В60Т 7/20, B60D 1/00, В60Р 3/32, 04.04.2007).
К недостаткам известного устройства относятся его пониженная надежность и небольшая величина силы сцепления с прицепным объектом. К пониженной надежности приводит наличие механических движущихся элементов для перемещения подвижного постоянного магнита, либо обмотки электромагнита, которая во время транспортировки (буксировки) прицепного объекта должна постоянно находится под напряжением. При этом даже кратковременное отключение этого напряжения приводит к расцеплению с транспортируемым объектом. Применение подвижных постоянных магнитов приводит также к уменьшению силы сцепления с прицепным объектом ввиду наличия немагнитного зазора между движущимися частями устройства, а также ограниченными возможностями реализации многополюсного магнитного захвата с механическим управлением. В случае применения электромагнита, находящегося под напряжением, сила магнитного притяжения к прицепному объекту оказывается небольшой из-за ограничений величины плотности тока в обмотке электромагнита, обусловленных ее перегревом и ограниченной мощностью бортовой сети транспортного средства.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение надежности и силы сцепления с прицепным объектом.
Для решения этой задачи в тягово-сцепном устройстве гусеничной или колесной машины, содержащем магнитный захват, механически соединенный с этой машиной и приспособленный для взаимодействия с поверхностью прицепного объекта, и контроллер, электрически соединенный с магнитным захватом, дополнительно реализовано одно или одновременно несколько следующих технических решений:
1) магнитный захват выполнен на основе по меньшей мере одного электропостоянного магнита, обмотка которого соединена с контроллером;
2) магнитный захват состоит из двух или более электропостоянных магнитов, соединенных с помощью шарниров или упругих элементов между собой, с машиной или с устройством, с помощью которого магнитный захват соединен с машиной;
3) тягово-сцепное устройство оснащено средством защиты и/или очистки соприкасающихся поверхностей магнитного захвата и прицепного объекта от загрязнений, частиц грунта, снега, льда и посторонних предметов;
4) тягово-сцепное устройство содержит лебедку с ручным, электрическим, механическим или гидравлическим приводом, приспособленную для подъема прямой, V-, Y- или U-образной штанги, с помощью которой магнитный захват соединен машиной;
5) тягово-сцепное устройство содержит вакуумный насос, соединенный при помощи шланга с магнитным захватом, который имеет уплотнение, охватывающее магнитный захват, расположенное со стороны поверхности соприкосновения с прицепным объектом и обеспечивающее реализацию вакуумного захвата;
6) последовательно с буксирным канатом, буксирной цепью или штангой, с помощью которого/которой магнитный захват соединен с машиной, или внутри штанги, установлено упругое и/или демпфирующее устройство, обеспечивающее сглаживания колебаний усилия в тягово-сцепном устройстве при начале движения и при движении машины;
7) тягово-сцепное устройство содержит датчик тягового усилия и/или датчик ускорения (акселерометр), соединенный с контроллером, который формирует предупреждающий сигнал и/или сигнал автоматического снижения тягового усилия, скорости движения или ускорения машины с целью предотвращения отрыва магнитного захвата от поверхности прицепного объекта;
8) тягово-сцепное устройство содержит датчик приближения магнитного захвата к поверхности прицепного объекта, соединенный с контроллером, который формирует сигналы автоматического включения магнитного захвата и/или информационные сигналы о его готовности к работе в случае уменьшения этого расстояния до предварительно установленной величины;
9) тягово-сцепное устройство содержит привод перемещения магнитного захвата в вертикальной и/или горизонтальной плоскости и видеокамеру, которые соединены с контроллером, выполненным с возможностью обработки сигналов видеокамеры с целью выявления участка поверхности прицепного объекта, на который возможна установка магнитного захвата, и последующего формирования сигналов управления приводом из условия перемещения магнитного захвата на этот участок.
Первый из указанных отличительных признаков, характеризующийся реализацией магнитного захвата на основе электропостоянных магнитов, обеспечивает повышение надежности тягово-сцепного устройства за счет отсутствия в конструкции магнитного захвата движущихся частей, а также обеспечения его работы без постоянного протекания электрического тока по его обмотке. Постоянный и перемагничиваемый магниты, обеспечивающие магнитный поток в электропостоянном магните, имеют остаточную индукцию более 1 Тл. Причем время существования высокого значения индукции в магнитных полюсах, ввиду отсутствия тока в обмотке и, соответственно, отсутствия ее перегрева, не ограничено. Это приводит к увеличению силы сцепления магнитного захвата с прицепным объектом.
Реализация второго отличительного признака, характеризующегося исполнением магнитного захвата в виде двух или более электропостоянных магнитов, соединенных между собой с помощью шарниров или упругих элементов, позволяет повысить надежность тягово-сцепного устройства за счет резервирования составных частей магнитного захвата, а также за счет обеспечение работоспособности тягово-сцепного устройства при отсутствии у прицепного объекта плоской поверхности. Обеспечение более плотного прилегания отдельных электропостоянных магнитов к неровной поверхности приводит к уменьшению средней величины немагнитного зазора и, соответственно, к увеличению тягового усилия устройства при транспортировке (буксировке) прицепных объектов с неровной поверхностью.
К этим же результатам приводит оснащение тягово-сцепного устройства средством защиты и/или очистки соприкасающихся поверхностей магнитного захвата и прицепного объекта от загрязнений, частиц грунта, снега, льда и посторонних предметов. Реализация этого отличительного признака обеспечивает уменьшение немагнитного зазора между этими поверхностями, что приводит к повышению надежности и силы сцепления магнитного захвата с прицепным объектом.
Реализация четвертого отличительного признака изобретения, характеризующегося применением лебедки, приспособленной для подъема штанги, с помощью которой магнитный захват соединен машиной, обеспечивает повышение надежности и силы сцепления с прицепным объектом за счет передачи части веса прицепного объекта на машину, что уменьшает буксование и увеличивает тяговое усилие машины. Наличие вертикальной составляющей тягового усилия лебедки облегчает транспортирование (буксировку) прицепного объекта и, соответственно, повышает надежность работы тягово-сцепного устройства.
Создание тягово-сцепного устройства с комбинированным магнитным и вакуумным захватом, предусмотренное пятым отличительным признаком изобретения, обеспечивает повышение его надежности за счет взаимного резервирования магнитного и вакуумного захвата, а также увеличения силы сцепления с прицепным объектом за счет суммирования сил магнитного и вакуумного захватов при их одновременной работе.
Установка, в соответствии с шестым отличительным признаком, упругого или демпфирующего устройства (звена) между магнитным захватом и штангой, буксирным канатом или буксирной цепью предотвращает расцепление магнитного захвата в начале движения (при разгоне) машины и в процессе ее движения за счет устранения динамических нагрузок в магнитном захвате, что приводит к повышению надежности работы тягово-сцепного устройства. При этом сглаживание колебаний силы, приложенной к магнитному захвату, приводит к увеличению ее максимального допустимого среднего значения.
По этим же причинам обеспечивается повышение надежности и силы сцепления с прицепным объектом в тягово-сцепном устройстве, реализованном в соответствии с седьмым отличительным признаком изобретения. В этом варианте осуществляется устранение перегрузок магнитного захвата и сглаживание колебаний приложенной к нему силы путем регулирования скорости движения или тягового усилия машины.
Автоматическое включение магнитного захвата при его приближении к поверхности прицепного объекта, реализованное в соответствии с восьмым отличительным признаком изобретения, обеспечивает повышение надежности надежности и силы сцепления магнитного захвата с прицепным объектом за счет его своевременного включения, обеспечения достаточной длительности импульса тока в обмотках электропостоянных магнитов для эффективного приведения магнитного захвата в рабочее состояние, а также за счет исключения возможности транспортирования прицепного объекта до достижения максимальной силы сцепления магнитного захвата.
Последний отличительный признак изобретения предусматривает применение системы технического зрения для выбора участка поверхности прицепного объекта, на который целесообразно устанавливать магнитный захват, а также его автоматическое перемещение на этот участок. Данное техническое решение обеспечивает повышение надежности и силы сцепления магнитного захвата с прицепным объектом за счет выбора того участка его поверхности, на котором достигается максимально возможная сила сцепления, а также за счет исключения ошибок оператора (машиниста) при выборе этого участка.
Из изложенного следует, что реализация как одного (любого) из указанных отличительных признаков изобретения, так и одновременная реализация нескольких признаков в их любом сочетании, обеспечивает создание тягово-сцепного устройства, обладающего повышенной надежностью и более высокой силой сцепления с прицепным объектом. Соответственно, эти признаки находятся в прямой причинно-следственной связи с указанным техническим результатом. Причем степень повышения надежности и увеличения силы сцепления возрастает при увеличении количества реализованных отличительных признаков и имеет максимально возможное значение в случае реализации всех этих признаков.
На фиг. 1 показана упрощенная схема тягово-сцепного устройства, на фиг. 2 - его электрическая схема, на фиг. 3 - пример реализации магнитного захвата, выполненного в виде одного электропостоянного магнита.
Тягово-сцепное устройство, которое может именоваться также сцепным устройством, сцепкой, буксировочным устройством, фаркопом и т.д., механически соединено с гусеничной или колесной машиной 1 и используется для буксировки (транспортирования) и/или подъема с помощью этой машины прицепного объекта 2, расположенного на земле, на воде или под водой, у которого по меньшей мере одна из частей имеет ферромагнитную поверхность 3, например, из стали. Этим объектом может быть другая гусеничная или колесная машина, навесное или прицепное рабочее орудие, прицепная или навесная сельскохозяйственная или строительно-дорожная машина, плавающий объект (катер, лодка, понтон и т.п.), какое-либо металлическое устройство, металлическая конструкция или металлический предмет.
В состав тягово-сцепного устройства входит магнитный захват 4, приспособленный для взаимодействия с поверхностью 3 прицепного объекта 2, и контроллер 5, электрически соединенный с магнитным захватом. Контроллер 5 может быть размещен на машине 1, внутри магнитного захвата 4, на его поверхности, на штанге 6 (прямой, V-, Y- или U-образной), с помощью которой магнитный захват соединен с машиной 1, или внутри этой штанги.
В состав контроллера 4 входит мостовой коммутатор на транзисторах (биполярных, полевых, биполярных с изолированным затвором и т.д.) 7, схема управления 8, реализованного, в частности, на основе программируемого микроконтроллера, а также датчики силы 9 и ускорения 10, размещенные на магнитном захвате 4, на штанге 6 или на машине. Электрическое питание контроллера (+U, -U) осуществляется от бортовой сети машины 1.
Магнитной захват 4 выполнен в виде одного или нескольких электропостоянных магнитов 11 (фиг. 3), соединенных с помощью шарниров или упругих элементов 12 между собой, с машиной 1, штангой 6, с буксировочным канатом или буксировочной цепью, соединяющей магнитный захват 4 с машиной. Выводы их обмоток 13 соединены с контроллером 5 с помощью электрического кабеля 14.
Электропостоянный магнит 11 содержит основной магнит 15, выполненный из материала с высокими значениями остаточной индукции и коэрцитивной силы, например, из материала неодим-железо-бор (NdFeB) и обратимые магниты 16, выполненные из материала с большой остаточной индукцией и относительно небольшой коэрцитивной силой, например, из Альнико (AlNiCo), ЮНДК.
Основной магнит 15 расположен между полюсами 17, выполненными из магнитомягкой стали. Полюса имеют чередующуюся северную и южную полярность.
Обратимые магниты 16 расположены между основанием электропостоянного магнита (магнитного захвата) 11 и полюсами 17 внутри катушек 13. Для обеспечения защиты от механических повреждений магнитный захват имеет корпус 18 из немагнитного материала, а его свободные полости заполнены, например, эпоксидным компаундом 19.
Если коэрцитивная сила основного магнита, например, из NdFeB марки N40 составляет 1000 кА/м, а обратимого магнита, например, из Альнико 5 имеет величину 48 кА/м, то параметры обмотки 13 и контроллера 5 выбираются таким образом, чтобы обмотка 13 была способна генерировать импульсы напряженности магнитного поля различной полярности, превышающей с необходимым запасом коэрцитивную силу обратимого магнита, но значительно ниже коэрцитивной силы основного магнита. Такие импульсы будут гарантировать изменение полярности переключаемого магнита 16 без влияния на намагниченность основного магнита.
Основание электропостоянного магнита 11 имеет ухо 20, предназначенное для присоединения магнитного захвата к штанге 6, к машине, буксировочному канату или к буксировочной цепи. В нем может располагаться шарнир (шарнирный подшипник) или упругий (демпфирующий) элемент, например, втулка из эластомера.
Шарниры или упругие элементы, через которые осуществляется присоединение магнитных захватов, обеспечивают возможность поворота магнитных захватов по одной, или двум, или трем осям, обеспечивая прилегание поверхностей каждого магнитного захвата в общем случае к криволинейной поверхности прицепного объекта с минимальными немагнитными зазорами.
По периметру магнитного захвата 4, либо по меньшей мере одного электропостоянного магнита 11, входящего в его состав, может быть установлено уплотнение из эластомера 21, защищенное снаружи от механических повреждений кожухом 22. В этом случае обратимые магниты 16 и полюса 17 имеют отверстия 23. Через эти отверстия, штуцеры 24 и соединительный шланг с помощью вакуумного насоса, расположенного на машине 1 или на самом магнитном захвате, из зоны соприкосновения магнитного захвата с поверхностью прицепного объекта осуществляется отсос воздуха Qв. Благодаря наличию этих конструктивных элементов реализуется комбинированный магнитно-вакуумный захват.
Тягово-сцепное устройство (его магнитный захват) может быть оснащено средством защиты и/или очистки поверхностей магнитного захвата и прицепного объекта от загрязнений, частиц грунта, снега, льда и посторонних предметов. Это средство может быть механическим (защитная шторка или щетка с приводом любого типа), пневматическим, гидравлическим, гидропневматическим, электротепловым или ультразвуковым. В частности, в качестве электротеплового средства очистки этих поверхностей может быть использована обмотка магнитного захвата, нагрев которой от протекания электрического тока, формируемого контроллером 5, обеспечивает нагрев обмоток 13, полюсов 17 и последующее таяние и удаление снега и льда с этих полюсов и с тех участков поверхности 3 прицепного объекта, с которыми соприкасаются эти полюса.
В случае реализации пневматической, гидравлической или гидропневматической очистки через отверстия 23 и штуцеры 24 на указанные поверхности от дополнительного насоса подается, соответственно, поток сжатого воздуха, жидкости (воды, смеси воды и метанола и т.д.) или смеси жидкости и сжатого воздуха Qo (фиг. 3).
Тягово-сцепное устройство может дополнительно содержать канатную или цепную лебедку 25 с ручным, электрическим, механическим или гидравлическим приводом, канат или цепь которой соединены с шарнирно присоединенной к машине прямой, V-, Y- или U-образной штангой 6 в ее удаленной части, либо с магнитным захватом 4. Лебедка обеспечивает возможность автоматического или механизированного подъема/опускания магнитного захвата 4 (штанги 6) на выбранный участок поверхности 3 прицепного объекта 2, а также возможность подъема этого объекта и передачи части его веса на машину 1 с целью снижения буксования ее гусениц или колес.
Если лебедка выполнена с электрическим приводом, то ее электродвигатель соединен с контроллером 5, который, в частности, реализует алгоритм автоматического или автоматизированного перемещения магнитного захвата на поверхность прицепного объекта, либо автоматическую передачу части веса прицепного объекта 2 на машину 1. Для обеспечения такой возможности тягово-сцепное устройство дополнительно содержит датчик положения штанги или усилия в канате или в цепи лебедки, соединенный с контроллером 5.
С целью предотвращения расцепления машины 1 с прицепным объектом 2 из-за динамических ударов в магнитном захвате 4, возникающих при начале движения (при трогании с места) и во время движения машины, тягово-сцепное устройство может быть оснащено упругим и/или демпфирующим устройством 26. Оно устанавливается последовательно с магнитным захватом, штангой, буксирным канатом, буксирной цепью, либо внутри штанги. Например, штанга может быть выполнена телескопической с пружиной или гильзой из эластомера внутри нее.
Тягово-сцепное устройство может содержать датчик приближения магнитного захвата к поверхности прицепного объекта, соединенный с контроллером, обеспечивающим формирование сигнала автоматического включения магнитного захвата и/или информационного сигнала для оператора о его готовности к работе в случае уменьшения этого расстояния до предварительно установленной величины.
Возможна также установка датчиков тягового усилия и ускорения (акселерометра), расположенных на магнитным захвате, на машине или на штанге, соединенных с контроллером 5. В этом случае схема управления контроллера обеспечивает формирование предупреждающего сигнала для оператора (машиниста) и/или сигнала управления трансмиссией машины из условия предотвращения перегрузки тягово-сцепного устройства и, соответственно, предотвращения отрыва магнитного захвата 4 от поверхности прицепного объекта.
Электропостоянный магнит 11, как правило, не допускает длительного пропускания электрического тока по его обмотке, поскольку это приводит к ее перегреву. Однако максимальная сила сцепления магнитного захвата с поверхностью прицепного объекта необходима в момент начала движения машины, в частности, для преодоления сил инерции. Поэтому, если усилия магнитного захвата недостаточно для начала транспортирования прицепного объекта, контроллер 5 после выявления начала движения машины кратковременно подает ток на обмотку 13 электропостоянного магнита 11, полярность которого соответствует увеличению его магнитной силы несмотря на то, что обратимый магнит уже перемагничен в нужном направлении. В данном случае сила сцепления с прицепным объектом увеличивается за счет суммирования магнитных потоков, создаваемых основным магнитом, обратимым магнитом и обмоткой 13.
В предложенном тягово-сцепном устройстве возможна также реализация автоматической установки магнитного захвата на поверхность прицепного объекта с помощью приводов его перемещения в вертикальной и/или горизонтальной плоскости. В этом случае на машину или на магнитный захват устанавливается видеокамера, соединенная с контроллером, осуществляющим обработку ее выходных сигналов и определяющим в результате этой обработки участок поверхности прицепного объекта, на который возможна установка магнитного захвата. Далее схема управления 8 формирует сигналы управления приводами из условия его перемещения на этот участок.
Тягово-сцепное устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии обратимый магнит 16 электропостоянного магнита 11 магнитного захвата 4 намагничен таким образом, что его магнитный поток и магнитный поток основного магнита 15 направлены встречно. В этом состоянии магнитный захват выключен.
Если работа осуществляется в неблагоприятных условиях, рабочие поверхности магнитного захвата закрыты шторкой, обеспечивающей их защиту от загрязнений, снега, льда и т.п.
При приближении магнитного захвата к прицепному объекту 2 защитная шторка освобождает рабочие поверхности магнитного захвата, например, с помощью пружины или отдельного привода. Далее, в случае необходимости, включается очистка поверхности магнитного захвата и поверхности 3 прицепного объекта 2. Например, гидропневматическая. Ее суть заключается в одновременной подаче жидкости (воды или незамерзающей жидкости) и сжатого воздуха в зону контакта магнитного захвата с поверхностью объекта с помощью насоса (компрессора) через каналы 23. Сжатый воздух придает жидкости (воде) высокую турбулентность. При этом загрязнения, образовавшиеся на поверхностях магнитного захвата и прицепного объекта, от воздействия смеси воздуха и жидкости разрыхляются, увлекаются водно-воздушным потоком Qв и выводятся из зоны контакта магнитного захвата с прицепным объектом.
Перед началом движения машины 1 магнитный захват 4 в ручном или автоматическом режиме перемещается на ферромагнитную поверхность 3 прицепного объекта 2. При этом для реализации автоматического режима могут использоваться видеокамера (система технического зрения) и лебедка 25 или иной привод перемещения штанги 6, работающий под управлением контроллера 5.
В случае, когда магнитный захват состоит из нескольких шарнирно соединенных между собой электропостоянных магнитов 11, они располагаются на поверхности 3, которая в общем случае является криволинейной, с минимальным воздушным (немагнитным) зазором.
Далее схема управления 8 контроллера 5 работая по программе, записанной в его энергонезависимой памяти, в автоматическом режиме, в частности, по датчику приближения магнитного захвата к поверхности 3, или по сигналу с ручного органа управления (на фиг. 2 условно не показан) подает ток на обмотку 13 электропостоянного магнита 11. Обратимый магнит 16 перемагничивается и магнитные потоки основного Ф1 и обратимого магнита Ф2 становятся однонаправленными (фиг. 3). В результате этого возникает сила притяжения магнитного захвата 4 к поверхности 3 прицепного (буксируемого) объекта 2.
После начала движения машины 1 ее тяговое усилие FT через штангу 6 (буксирный канат, буксирную цепь), передается на магнитный захват и далее на прицепной объект 2. При этом контроллер 7 с помощью датчиков силы 9 и ускорения 10 контролирует величину тягового усилия (усилия буксировки) и формирует предупреждающий информационный сигнал или сигнал управления трансмиссией машины UT из условия предотвращения перегрузки магнитного захвата и его разъединения с прицепным объектом. Возникающие при этом динамические нагрузки сглаживаются упругим и/или демпфирующим устройством 26.
В случае повышенного буксования гусеничного или колесного движителя машины 1, а также при застревании прицепного объекта 2, контроллер 5 включает лебедку 25. Наличие вертикальной составляющей ее тягового усилия FL (фиг. 1) создает подъемную силу для прицепного объекта, а также обеспечивает передачу части его веса на машину 1, уменьшая ее буксование.
После окончания транспортирования (буксировки) прицепного объекта 2 контроллер 5 подает электрический ток на катушку 13 электропостоянного магнита 11 обратной полярности, обратимый магнит 16 перемагничивается, сумма магнитных потоков основного Ф1 и обратимого магнита Ф2 становится равной нулю, магнитный захват 4 отсоединяется от поверхности 3 прицепного объекта 2 и далее возвращается в транспортное положение.
Для специалистов в данной области техники понятно, что кроме описанных вариантов тягово-сцепного устройства возможны также иные варианты его реализации на основе признаков, изложенных в формуле изобретения.
Claims (20)
1. Тягово-сцепное устройство гусеничной или колесной машины, содержащее магнитный захват, механически соединенный с этой машиной и приспособленный для взаимодействия с поверхностью прицепного объекта, и контроллер, электрически соединенный с магнитным захватом, причем в этом тягово-сцепном устройстве реализовано одно или одновременно несколько следующих технических решений:
a) магнитный захват содержит по меньшей мере один электропостоянный магнит, выводы обмотки которого соединены с контроллером;
b) магнитный захват состоит из двух или более составных частей, каждая из которых приспособлена для взаимодействия с поверхностью прицепного объекта, причем эти составные части соединены с помощью шарниров и/или упругих элементов между собой, и/или с гусеничной или колесной машиной, и/или со штангой, приспособленной для механического соединения магнитного захвата с гусеничной или колесной машиной;
c) тягово-сцепное устройство оснащено средством защиты и/или очистки поверхности магнитного захвата и/или поверхности прицепного объекта от загрязнений, и/или частиц грунта, и/или снега, и/или льда, и/или посторонних предметов;
d) магнитный захват соединен с гусеничной или колесной машиной с помощью шарнирно установленной прямой, или V-, или Y-, или U-образной штанги, а тягово-сцепное устройство содержит канатную или цепную лебедку с ручным, или электрическим, или механическим, или гидравлическим приводом, которая соединена со штангой и приспособлена для ее подъема;
e) тягово-сцепное устройство содержит вакуумный насос, соединенный с магнитным захватом, который имеет по меньшей мере одно уплотнение, охватывающее магнитный захват или по меньшей мере одну из его составных частей, причем это уплотнение расположено со стороны поверхности соприкосновения с прицепным объектом и приспособлено для реализации вакуумного захвата;
f) магнитный захват соединен с машиной с помощью буксирного каната, или буксирной цепи, или прямой, или V-, или Y-, или U-образной штанги, последовательно с которым/которой или внутри штанги установлено упругое и/или демпфирующее устройство;
g) тягово-сцепное устройство содержит датчик тягового усилия и/или датчик ускорения, соединенный с контроллером, который выполнен с возможностью формирования предупреждающего сигнала и/или сигнала управления трансмиссией гусеничной или колесной машины из условия предотвращения превышения максимально допустимой величины тягового усилия и/или ускорения;
h) тягово-сцепное устройство содержит датчик приближения магнитного захвата к поверхности прицепного объекта, соединенный с контроллером, который приспособлен для формирования сигнала автоматического включения магнитного захвата и/или информационного сигнала о его готовности к работе в случае уменьшения этого расстояния до предварительно установленной величины;
i) тягово-сцепное устройство содержит по меньшей мере одну лебедку или по меньшей мере один привод перемещения магнитного захвата в вертикальной и/или горизонтальной плоскости и по меньшей мере одну видеокамеру, которые соединены с контроллером, выполненным с возможностью обработки сигналов видеокамеры и выявления в результате этой обработки участка поверхности прицепного объекта, на который возможна установка магнитного захвата, а также формирования сигналов ручного или автоматического управления лебедкой или приводом из условия перемещения магнитного захвата на этот участок.
2. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитный захват приспособлен для транспортирования и/или подъема прицепного объекта, который расположен на земле, или на воде, или под водой, причем по меньшей мере часть поверхности прицепного объекта выполнена из ферромагнитного материала.
3. Тягово-сцепное устройство по п.2, отличающееся тем, что магнитный захват приспособлен для взаимодействия с поверхностью прицепного объекта, которым является другая гусеничная или колесная машина, или навесное или прицепное рабочее орудие, или прицепная или навесная сельскохозяйственная или строительно-дорожная машина, или плавающий объект, или металлическое устройство, или металлический предмет.
4. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что электропостоянный магнит содержит по меньшей мере один основной магнит, выполненный из материала неодим-железо-бор (NdFeB), по меньшей мере один обратимый магнит, выполненный из материала Альнико (AlNiCo, ЮНДК), и обмотку, приспособленную для формирования магнитного потока, перемагничивающего обратимый магнит.
5. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что контроллер размещен внутри магнитного захвата, или на его поверхности, или на штанге, или внутри штанги, или на гусеничной или колесной машине.
6. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что контроллер выполнен с возможностью выявления начала движения гусеничной или колесной машины и/или прицепного объекта и последующей подачи тока на обмотку электропостоянного магнита, полярность которого установлена из условия увеличения магнитной силы его взаимодействия с поверхностью прицепного объекта, а также последующего отключения этого тока при наличии этого движения.
7. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что шарниры, приспособленные для соединения магнитных захватов, выполнены с возможностью их поворота по одной, или двум, или трем осям, причем диапазоны углов поворота выбраны из условия обеспечения прилегания поверхности магнитного захвата или его составных частей к поверхности прицепного объекта.
8. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что средство очистки поверхностей выполнено механическим, или пневматическим, или гидравлическим, или гидропневматическим, или электротепловым, или ультразвуковым.
9. Тягово-сцепное устройство по п.8, отличающееся тем, что по меньшей мере одна обмотка магнитного захвата выполнена с возможностью ее использования в качестве нагревательного элемента электротеплового средства очистки поверхностей от снега и/или льда.
10. Тягово-сцепное устройство по п.1, отличающееся тем, что электродвигатель канатной или цепной лебедки соединен с контроллером, который приспособлен для формирования сигналов управления электродвигателем из условия перемещения магнитного захвата на поверхность прицепного объекта и/или для передачи по меньшей мере части веса прицепного объекта на гусеничную или колесную машину.
11. Тягово-сцепное устройство по п.10, отличающееся тем, что оно содержит датчик положения штанги и/или усилия в буксирном канате или в буксирной цепи лебедки, соединенный с контроллером.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121948A RU2653416C1 (ru) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | Тягово-сцепное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121948A RU2653416C1 (ru) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | Тягово-сцепное устройство |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2653416C1 true RU2653416C1 (ru) | 2018-05-08 |
Family
ID=62105484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121948A RU2653416C1 (ru) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | Тягово-сцепное устройство |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2653416C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193383U1 (ru) * | 2019-08-30 | 2019-10-28 | Максим Кириллович Попов | Кальян быстроразъемный |
| WO2019233660A1 (de) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | Robert Bosch Gmbh | Landwirtschaftsmaschine mit einem magnetfeldsensor zur überwachung einer bewegung einer komponente der landwirtschaftsmaschine |
| CN113524992A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-22 | 青岛亿和海丽安防科技有限公司 | 一种智能拖车牵引系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4302026A (en) * | 1979-06-15 | 1981-11-24 | Herman Melvin J | Cable for towing vehicles |
| US5729194A (en) * | 1996-11-26 | 1998-03-17 | Spears; Dan E. | Backup system to position vehicle relative to stationary trailer during backing procedure |
| EP1769949A1 (de) * | 2005-09-29 | 2007-04-04 | Deere & Company | Kupplungssystem zur Herstellung einer trennbaren Verbindung zwischen einem Fahrzeug und einem Arbeitsgerät |
| US8322743B1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-04 | Larry Klein | Gooseneck trailer hitch alignment apparatus |
| RU2573691C1 (ru) * | 2013-10-31 | 2016-01-27 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Система и способ контроля соединения транспортного средства с прицепом |
-
2017
- 2017-06-21 RU RU2017121948A patent/RU2653416C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4302026A (en) * | 1979-06-15 | 1981-11-24 | Herman Melvin J | Cable for towing vehicles |
| US5729194A (en) * | 1996-11-26 | 1998-03-17 | Spears; Dan E. | Backup system to position vehicle relative to stationary trailer during backing procedure |
| EP1769949A1 (de) * | 2005-09-29 | 2007-04-04 | Deere & Company | Kupplungssystem zur Herstellung einer trennbaren Verbindung zwischen einem Fahrzeug und einem Arbeitsgerät |
| US8322743B1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-04 | Larry Klein | Gooseneck trailer hitch alignment apparatus |
| RU2573691C1 (ru) * | 2013-10-31 | 2016-01-27 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Система и способ контроля соединения транспортного средства с прицепом |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019233660A1 (de) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | Robert Bosch Gmbh | Landwirtschaftsmaschine mit einem magnetfeldsensor zur überwachung einer bewegung einer komponente der landwirtschaftsmaschine |
| RU193383U1 (ru) * | 2019-08-30 | 2019-10-28 | Максим Кириллович Попов | Кальян быстроразъемный |
| CN113524992A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-22 | 青岛亿和海丽安防科技有限公司 | 一种智能拖车牵引系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2653416C1 (ru) | Тягово-сцепное устройство | |
| KR102135424B1 (ko) | 선체와 화물창을 세척하는 장치 및 방법 | |
| EP2004446B1 (en) | Magnetic wheel | |
| AU2019304072B2 (en) | Plug-in coupling system and coupling system | |
| US9120358B2 (en) | Hitch ball angle sensor | |
| US20160052142A1 (en) | Tendon based robotic fingers having shock absorbing and self re-aligning features | |
| US7099746B2 (en) | Robotic apparatuses, systems and methods | |
| US20090115161A1 (en) | Automatic towing vehicle | |
| US9410331B2 (en) | Magnetic anchor system for suspension work equipment, method of remotely attaching a suspended work platform to a work structure, and a system and device for same | |
| KR20160032133A (ko) | 차량에 대한 트레일러의 연결 또는 분리를 위한 시스템 및 방법 | |
| CN105945894B (zh) | 一种可任意转向的履带式爬壁机器人 | |
| US4046399A (en) | Electrohydraulic system for towed vehicle | |
| JP2019047998A (ja) | 車両取付けタイプの金属片収集具 | |
| CN117203118A (zh) | 用于将挂车车辆辅助地或自动地耦接到牵引车辆上的方法和设备以及牵引车辆、电子的处理单元和计算机程序 | |
| CN111422314B (zh) | 一种船体表面附着物清理设备 | |
| US20220194531A1 (en) | Apparatus for cleaning or maintaining the outer side of a hull or the inner side of a cargo hold of a marine vessel with improved attachment capacity | |
| RU2657655C1 (ru) | Тягово-сцепное устройство гусеничной или колесной машины | |
| CN108789349B (zh) | 带电作业机器人 | |
| GB2069033A (en) | Magnetic rubbish collector; snow plough | |
| CN115257565A (zh) | 一种转向时智能调节监测角度的汽车监控摄像头 | |
| GB2430018A (en) | Use of magnetic force for traction for internal crawling type deployment systems for ferrous piping | |
| US8813482B2 (en) | Alarm system for towable hydraulic machines | |
| CN113071800B (zh) | 一种工业工程管道运输用防脱落固定装置 | |
| CN105365897A (zh) | 汽车挡泥板结构 | |
| KR102424615B1 (ko) | 하수관로용 다기능 구조 견인장치 |