本发明公开了一种盘式拖拉机连接扣，包括车头连接件、中间连接件和挂车连接件，所述中间连接件通过水平设置的第一转轴与车头连接件转动连接；所述挂车连接件通过第二转轴与中间连接件转动连接，所述第一转轴与第二转轴始终垂直；所述第一转轴一端与中间连接件固定连接，另一端为正多棱柱，中端为圆轴并与车头连接件转动连接，所述正多棱柱的棱边为偶数；所述车头连接件上安装有第一弹力组件和固位组件；所述固位组件用于将车头连接件和中间连接件锁定在平行状态。本发明第一弹力组件能对正多棱柱进行弹性缓冲以适应不平坦的道路；固定组件则可以固定第一转轴，以适应平坦道路的行驶需求。
1.一种盘式拖拉机连接扣，用于连接车头和挂车，其特征在于：包括车头连接件(1)、中间连接件(2)和挂车连接件(3)，所述中间连接件(2)通过水平设置的第一转轴(4)与车头连接件(1)转动连接；
所述挂车连接件(3)通过第二转轴(5)与中间连接件(2)转动连接，所述第一转轴(4)与第二转轴(5)始终垂直；
所述第一转轴(4)一端与中间连接件(2)固定连接，另一端为正多棱柱(42)，中端为圆轴并与车头连接件(1)转动连接，所述正多棱柱(42)的棱边为偶数；
所述车头连接件(1)上安装有第一弹力组件(6)和锁位装置；
所述第一弹力组件(6)具有伸缩弹力且当车头连接件(1)和中间连接件(2)平行时，所述第一弹力组件(6)的前端面在弹力的作用下与第一转轴(4)的正棱柱侧面紧贴；
所述锁位装置用于将车头连接件(1)和中间连接件(2)锁定在平行状态；
所述固位组件(7)包括压块(71)、导向杆(72)和驱动机构(73)；
所述压块(71)用于对第一转轴(4)的正多棱柱(42)施压以摆正中间连接件(2)使其与车头连接件(1)平行；
所述导向杆(72)前端与压块(71)固定连接，所述导向杆(72)安装在车头连接件(1)相应的孔内且仅能沿其轴线伸缩；
所述驱动机构(73)用于推动导向杆(72)和压块(71)对第一转轴(4)施压；
当固位组件(7)对中间连接件(2)施压摆正时，所述锁定机构(9)将导向杆(72)或压块(71)锁死以实现对中间连接件(2)的固定。
2.根据权利要求1所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述正多棱柱(42)为正四棱柱。
3.根据权利要求1或2所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述第一弹力组件(6)包括第一顶块(61)、与第一顶块(61)连接的导向柱(63)、套装在导向柱(63)上的第一弹簧(62)；
所述第一弹簧(62)一端与车头连接件(1)接触，另一端顶住第一顶块(61)；
所述车头连接件(1)设置有与导向柱(63)匹配的第一导向孔(14)，所述导向柱(63)插装在第一导向孔(14)内；
所述第一顶块(61)的前端面顶在第一转轴(4)的正多棱柱(42)侧面上。
4.根据权利要求3所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述第一导向孔(14)靠近第一转轴(4)的端面设置有止位柱(141)，所述第一顶块(61)后端面顶在止位柱(141)上时，所述第一顶块(61)的前端面与正多棱柱(42)的轴线的距离小于正多棱柱(42)的外接圆半径。
5.根据权利要求1所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述导向杆(72)设置有锁孔(721)，所述锁定机构(9)包括插柱(91)、拨杆(92)和第二弹簧(93)，所述车头连接件(1)设置有用于安装锁定机构(9)的安装孔(15)，所述安装孔(15)外安装有固定板(94)以将锁定机构(9)固定在安装孔(15)内；
所述第二弹簧(93)设置在插柱(91)尾端与固定板(94)之间，当压块(71)将中间连接件(2)摆正时，所述插柱(91)与锁孔(721)对准并在第二弹簧(93)的作用下插入锁孔(721)内将导向杆(72)锁死；
所述拨杆(92)与插柱(91)固定连接并突出车头连接件(1)表面。
6.根据权利要求1所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述中间连接件(2)中部设置有沿第一转轴(4)轴线方向延伸的开口槽(21)，所述开口槽(21)上下贯穿且开口与第一转轴(4)相背，所述开口槽(21)的外端设置有与第一转轴(4)垂直的第二轴孔(23)，所述挂车连接件(3)设置有与开口槽(21)宽度匹配的连接部(31)，所述连接部(31)设置有连接轴孔(311)，所述连接部(31)嵌入开口槽(21)，所述第二转轴(5)穿装在连接轴孔(311)和第二轴孔(23)内。
7.根据权利要求6所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述连接部(31)的外端面为平面，所述开口槽(21)内安装有第二弹力组件(8)，所述第二弹力组件(8)包括第三弹簧(82)和与开口槽(21)匹配的第二顶块(81)；
所述第三弹簧(82)一端抵在开口槽(21)槽底，另一端与第二顶块(81)连接；
所述第二顶块(81)滑动连接在开口槽(21)内，所述第二顶块(81)顶在连接部(31)的外端，当挂车连接件(3)与中间连接件(2)平行时，所述第二顶块(81)与连接部(31)外端面紧贴。
8.根据权利要求7所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述开口槽(21)侧壁设置有从开口处向内延伸的滑槽(22)，所述第二顶块(81)侧壁设置有与滑槽(22)匹配的滑轨(811)。
9.根据权利要求8所述的盘式拖拉机连接扣，其特征在于：所述连接部(31)为长方体，所述连接轴孔(311)设置在长方体轴线上，所述第二转轴(5)与滑槽(22)槽底的垂直距离小于第二顶块(81)厚度与连接部(31)外接圆半径之和。
一种盘式拖拉机连接扣
技术领域
[0001] 本发明涉及盘式拖拉机机械零件，特别是涉及一种盘式拖拉机连接扣。
背景技术
[0002] 目前，一般的盘式拖拉机车头与挂车之间需要连接扣进行连接，当盘式拖拉机行驶在路面不平的路段时，由于车头与挂车之间没有任何缓冲，导致车辆颠簸，容易降低整车寿命，也影响车辆的舒适度；目前市场上有些连接扣设计有缓冲结构，以减少颠簸，但是当盘式拖拉机行驶在平路时，又不需要车头与挂车之间有太多的自由度。
发明内容
[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提出一种能切换行驶模式的盘式拖拉机连接扣。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种盘式拖拉机连接扣，包括车头连接件、中间连接件和挂车连接件，所述中间连接件通过水平设置的第一转轴与车头连接件转动连接；所述挂车连接件通过第二转轴与中间连接件转动连接，所述第一转轴与第二转轴始终垂直；所述第一转轴一端与中间连接件固定连接，另一端为正多棱柱，中端为圆轴并与车头连接件转动连接，所述正多棱柱的棱边为偶数；所述车头连接件上安装有第一弹力组件和锁位装置；所述第一弹力组件具有伸缩弹力且当车头连接件和中间连接件平行时，所述第一弹力组件的前端面在弹力的作用下与第一转轴的正棱柱侧面紧贴；所述锁位装置用于将车头连接件和中间连接件锁定在平行状态。
[0005] 进一步，所述正多棱柱为正四棱柱。
[0006] 进一步，所述第一弹力组件包括第一顶块、与第一顶块连接的导向柱、套装在导向柱上的第一弹簧；所述第一弹簧一端与车头连接件接触，另一端顶住第一顶块；所述车头连接件设置有与导向柱匹配的第一导向孔，所述导向柱插装在第一导向孔内；所述第一顶块的前端面顶在第一转轴的正多棱柱侧面上。
[0007] 进一步，所述第一导向孔靠近第一转轴的端面设置有止位柱，所述第一顶块后端面顶在止位柱上时，所述第一顶块的前端面与正多棱柱的轴线的距离小于正多棱柱的外接圆半径。
[0008] 进一步，所述锁位装置包括固位组件和锁定机构；所述固位组件包括压块、导向杆和驱动机构；所述压块用于对第一转轴的正多棱柱施压以摆正中间连接件使其与车头连接件平行；所述导向杆前端与压块固定连接，所述导向杆安装在车头连接件相应的孔内且仅能沿其轴线伸缩；所述驱动机构用于推动导向杆和压块对第一转轴施压；所述锁定机构安装在车头连接件内，当固位组件对中间连接件施压摆正时，所述锁定机构将导向杆或压块锁死以实现对中间连接件的固定。
[0009] 进一步，所述导向杆设置有锁孔，所述锁定机构包括插柱、拨杆和第二弹簧，所述车头连接件设置有用于安装锁定机构的安装孔，所述安装孔外安装有固定板以将锁定机构固定在安装孔内；所述第二弹簧设置在插柱尾端与固定板之间，当压块将中间连接件摆正时，所述插柱与锁孔对准并在第二弹簧的作用下插入锁孔内将导向杆锁死；所述拨杆与插柱固定连接并突出车头连接件表面。
[0010] 进一步，所述中间连接件中部设置有沿第一转轴轴线方向延伸的开口槽，所述开口槽上下贯穿且开口与第一转轴相背，所述开口槽的外端设置有与第一转轴垂直的第二轴孔，所述挂车连接件设置有与开口槽宽度匹配的连接部，所述连接部设置有连接轴孔，所述连接部嵌入开口槽，所述第二转轴穿装在连接轴孔和第二轴孔内。
[0011] 进一步，所述连接部的外端面为平面，所述开口槽内安装有第二弹力组件，所述第二弹力组件包括第三弹簧和与开口槽匹配的第二顶块；所述第三弹簧一端抵在开口槽槽底，另一端与第二顶块连接；所述第二顶块滑动连接在开口槽内，所述第二顶块顶在连接部的外端，当挂车连接件与中间连接件平行时，所述第二顶块与连接部外端面紧贴。
[0012] 进一步，所述开口槽侧壁设置有从开口处向内延伸的滑槽，所述第二顶块侧壁设置有与滑槽匹配的滑轨。
[0013] 进一步，所述连接部为长方体，所述连接轴孔设置在长方体轴线上，所述第二转轴与滑槽槽底的垂直距离小于第二顶块厚度与连接部外接圆半径之和。
[0014] 本发明的有益效果是：第一弹力组件抵在第一转轴的正多棱柱上，当正多棱柱旋转时，第一弹力组件能对正多棱柱进行弹性缓冲以适应不平坦的道路；固定组件则可以固定第一转轴，以适应平坦道路的行驶需求。
附图说明
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0016] 图1是本发明安装结构示意图；
[0017] 图2是本发明的安装状态分解示意图；
[0018] 图3是本发明另一个角度的安装结构示意图；
[0019] 图4是本发明另一个角度的安装状态分解示意图；
[0020] 图5是本发明的安装结构俯视图；
[0021] 图6是图5的A-A处剖视图；
[0022] 图7是图5的B-B处剖视图；
[0023] 图8是图5的C-C处剖视图；
[0024] 图9是图2的D处放大视图；
[0025] 图10是图2的E处放大视图；
[0026] 图11是第一转轴的结构示意图。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0028] 参照图1至图11，本发明的一种盘式拖拉机连接扣，包括车头连接件1、中间连接件2和挂车连接件3。
[0029] 所述中间连接件2通过水平设置的第一转轴4与车头连接件1转动连接；所述挂车连接件3通过第二转轴5与中间连接件2转动连接，所述第一转轴4与第二转轴5始终垂直。具体的，车头连接件1呈板状，具有四个侧面，其中两个相对的侧面平行，另外两个侧面中，其中一个为圆弧面，另一个与两平行的侧面垂直。靠近圆弧面的一端设置有与车头连接的车头连接孔12。为了节约材料，车头连接件1中间设置有一个竖直贯穿的矩形通孔11。第一转轴4包括正多棱柱42和轴杆41，所述第一转轴4一端与中间连接件2固定连接，另一端为正多棱柱42，中端为圆轴并与车头连接件1转动连接，所述正多棱柱42的棱边为偶数；正多棱柱42伸入矩形通孔11内，矩形通孔11远离车头连接孔12的一侧壁设置有用于与第一转轴4转动连接的转动轴孔16。轴杆41为阶梯轴，包括依次设置的第一连接段411、中间轴段412和第二连接段413，中间轴段412与转动轴孔16匹配实现转动，第一连接段411和第二连接段413截面均为由一段直线和弧线首尾相接组成的封闭曲线，正多棱柱42设置有与第一连接段
411匹配的第二连接孔421以实现扭矩的传递，正多棱柱42外端延伸有一段螺纹轴并装有螺母以实现正多棱柱42与轴杆41的固定连接，且正多棱柱42轴线与轴杆41轴线重合。中间连接件2设置有与第二连接段413匹配的第一连接孔24以实现扭矩的传递，第二连接段413外端延伸设置有一段螺纹轴并安装有螺母以固定中间连接件2和第一转轴4。由于第一连接段
411和第二连接段413截面特点，中间连接件2的转动可带动正多棱柱42的转动。正多棱柱优选为正四棱柱，当车头连接件1和中间连接件2平行时，正四棱柱上表面处于水平状态。
[0030] 所述车头连接件1上安装有第一弹力组件6和锁位装置；所述第一弹力组件6具有伸缩弹力且当车头连接件1和中间连接件2平行时，所述第一弹力组件6的前端面在弹力的作用下与第一转轴4的正棱柱侧面紧贴，即第一弹力组件6的前端面为竖直面。
[0031] 下面结合图2、图4和图8具体介绍第一弹力组件6的优选结构。
[0032] 所述第一弹力组件6包括第一顶块61、与第一顶块61连接的导向柱63、套装在导向柱63上的第一弹簧62；所述第一弹簧62一端与车头连接件1接触，另一端顶住第一顶块61；所述车头连接件1设置有与导向柱63匹配的第一导向孔14，第一导向孔14设置在矩形通孔
11的与第一转轴4轴线平行的侧面上且第一导向孔14与该侧面垂直延伸设置。所述导向柱
63插装在第一导向孔14内。所述第一顶块61为矩形块且竖直设置，第一顶块61的前端面顶在第一转轴4的正多棱柱42侧面上。第一导向孔14的内端面设置有一圈绕导向柱63轴线环切的第一弹簧容置槽142，第一顶块61的后端面设置有第二弹簧容置槽611，第一弹簧62两端分别套装在第一弹簧容置槽142和第二弹簧容置槽611内，第一弹簧62始终处于压缩状态。导向柱63伸出车头连接件1的一端连接有限位螺母64，防止第一转轴4拆卸时，第一弹力组件6脱落。为了正多棱柱42旋转更顺畅，当车头连接件1和中间连接件2平行时，第一顶块
61的上下边缘突出正多棱柱42。
[0033] 当挂车和车头发生相对转动时，为防止转动角度过大造成侧翻。本实施例中，所述第一导向孔14靠近第一转轴4的端面设置有止位柱141，所述第一顶块61的后端面顶在止位柱141上时，即正多棱柱42旋转将第一顶块61顶在止位柱141时，正多棱柱42不能再旋转了，此时，所述第一顶块61的前端面与正多棱柱42的轴线的距离小于正多棱柱42的外接圆半径。可以通过设置止位柱141的高度来限制旋转角度，随着止位柱141的高度增加，第一转轴4的旋转角度范围越来越小。
[0034] 下面结合图1、图2、图4、图6和图9来描述锁位装置的优选结构。
[0035] 锁位装置用于将车头连接件1和中间连接件2锁定在平行状态。所述锁位装置包括固位组件7和锁定机构9。优选的，所述固位组件7包括压块71、导向杆72和驱动机构73；所述压块71用于对第一转轴4的正多棱柱42施压以摆正中间连接件2使其与车头连接件1平行；压块71具体为竖直设置的矩形块，其前端面为竖直面，当前端面将正多棱柱42侧面压平时，中间连接件2就到达了摆正状态，即与车头连接件1平行。
[0036] 所述导向杆72前端与压块71固定连接，所述导向杆72安装在车头连接件1相应的孔内且仅能沿其轴线伸缩，所述矩形通孔11的与第一转轴4轴线平行的侧面设置有与导向杆72匹配的第二导向孔13，导向杆72插装在第二导向孔13内，导向杆72和第二导向孔13截面为矩形，可防止导向杆72转动。所述驱动机构73用于推动导向杆72和压块71对第一转轴4施压，本实施例中，驱动机构73为液压油缸，液压油缸安装在车头连接件1的侧面，其伸缩端深入第二导向孔13内用于推动导向杆72，当然在其他实施例中，驱动机构可以是电机，通过丝杆与导向杆72连接以推动导向杆72。当固位组件7对中间连接件2施压摆正时，所述锁定机构9将导向杆72或压块71锁死以实现对中间连接件2的固定。这样驱动机构73不需要一直工作，节约能源。下面具体介绍锁定机构9的优选结构形式。
[0037] 所述导向杆72设置有锁孔721，所述锁定机构9包括插柱91、拨杆92和第二弹簧93，所述车头连接件1设置有用于安装锁定机构9的安装孔15，锁孔721和安装孔15均水平设置且延伸方向与第一转轴4轴线平行。插柱91与安装孔15、锁孔721匹配。所述安装孔15外安装有固定板94以将锁定机构9固定在安装孔15内。固定板94埋在一凹槽内以防止其干扰中间连接件2的旋转。
[0038] 所述第二弹簧93设置在插柱91尾端与固定板94之间，插柱91前端为锥面用于插入锁孔721。当压块71将中间连接件2摆正时，所述插柱91与锁孔721对准并在第二弹簧93的作用下插入锁孔721内将导向杆72锁死，使得中间连接件2始终处于与车头连接件1平行的状态。
[0039] 所述拨杆92与插柱91固定连接并垂直向上延伸突出车头连接件1表面。当不需要固位组件7工作时，可以通过拨动拨杆92使得插柱91与导向杆72解锁。在正常行驶过程中，由于振动等其他因素，第一转轴4会有轻微的旋转，在没有外力推动的情况下，导向杆72不会将第一转轴4压正，所以不会发生误锁的情况。为了结构对称稳定，固位组件7和锁定机构9对称设置有两个，分别安装在矩形通孔11的两侧。
[0040] 下面具体介绍第二转轴5处的连接结构。
[0041] 所述中间连接件2中部设置有沿第一转轴4轴线方向延伸的开口槽21，所述开口槽21上下贯穿且开口与第一转轴4相背，第一连接孔24贯穿开口槽21槽底。
[0042] 所述开口槽21的外端设置有与第一转轴4垂直的第二轴孔23，所述挂车连接件3设置有与开口槽21宽度匹配的连接部31，所述连接部31设置有连接轴孔311，所述连接部31嵌入开口槽21，所述第二转轴5穿装在连接轴孔311和第二轴孔23内。
[0043] 为了使第二转轴5也能有弹性缓冲，本设计还设置有第二弹力组件8。具体的，所述连接部31的外端面为平面，当挂车连接件3与中间连接件2平行时，连接部31的外端面为竖直面，所述连接部31优选为长方体，所述连接轴孔311设置在长方体轴线上。所述开口槽21内安装有第二弹力组件8，所述第二弹力组件8包括第三弹簧82和与开口槽21匹配的第二顶块81；所述第三弹簧82一端抵在开口槽21槽底，另一端与第二顶块81连接。优选的，开口槽21槽底设置有第三弹簧容置槽25，第二顶块81设置有第四弹簧容置槽812，第三弹簧82两端分别套入第三弹簧容置槽25和第四弹簧容置槽812内。第二顶块81嵌入在开口槽21内。所述第二顶块81滑动连接在开口槽21内，所述第二顶块81顶在连接部31的外端，第二顶块81优选为竖直设置的方块。当挂车连接件3与中间连接件2平行时，所述第二顶块81与连接部31外端面紧贴。第二顶块81滑动方式优选的，所述开口槽21侧壁设置有从开口处向内延伸的滑槽22，所述第二顶块81侧壁设置有与滑槽22匹配的滑轨811，滑轨811和滑槽22对称设置有两个。
[0044] 为了限制挂车连接件3相对中间连接件2的旋转角度，防止挂车翻车。所述第二转轴5与滑槽22槽底的垂直距离小于第二顶块81厚度与连接部31外接圆半径之和，滑轨811长度与第二顶块81厚度一致。即当挂车连接件3旋转时，连接部31的边压着第二顶块81，推动第二顶块81后退，当第二顶块81触到滑槽22底部时，第二顶块81不能再后退，而由于连接部31的半径大于此时第二顶块81与第二转轴5轴线的距离，连接部31不能再继续旋转，若连接部31翻转一个面，那与第二顶块81作用的面就变化了，连接部31就不能在第二顶块81的作用下复位了。为了连接部31旋转更顺畅，当中间连接件2与挂车连接件3平行时，第二顶块81的上下边缘突出连接部31。
[0045] 本设计的工作原理如下：
[0046] 车头连接件1通过车头连接孔12与车头连接，挂车连接件3设置有用于与挂车连接的挂车连接孔32。车头连接件1与车头转动连接，沿竖直轴转动。车头连接件1与中间连接件2通第一转轴转动连接，中间连接件2通过第二转轴转动连接。三个转轴互相垂直，形成三个方向的转动。当中间连接件2和第一转轴4受力一起转动时，带动正多棱柱42旋转，正多棱柱
42的旋转压着第一顶块61回缩，第一顶块61给正多棱柱42复位的弹力，由此第一转轴4的转轴的旋转受到了弹性缓冲，且在没有外力作用时，会被第一顶块61弹性施压而复位。第二转轴5的作用原理相同，都是依靠两平面的作用，使得第二顶块81能对第二转轴5的旋转起到弹性缓冲作用，且弹性缓冲的推力的目的是使挂车连接件3复位。这样整个连接扣能实现3轴旋转且带有弹性缓冲和自动复位功能。另外当不需要第一转轴4旋转时，可以通过固位组件7锁死正多棱柱42从为锁死第一转轴4。
[0047] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
