一种车辆刚柔耦合连接方法及连接机构

摘要

本发明提供了一种车辆刚柔耦合连接方法及连接机构，在待连接两节车辆的连接面对应设置连接点，所述连接点包括柔性连接点和刚性连接点；柔性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向刚性约束，在车辆左、右方向和上、下方向上有限约束；刚性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向，左、右方向和上、下方向上均为刚性约束；当车辆间需要柔性连接时，通过柔性连接点实现车辆间的连接；当车辆间需要刚性连接时，首先连接柔性连接点，然后连接刚性连接点并锁紧，最后利用锁紧机构锁紧柔性连接点。本发明能够实现车辆的柔性连接、刚性连接和刚柔混合连接，节省人力、效率高。

权利要求

1.一种车辆刚柔耦合连接方法，其特征在于，在待连接两节车辆的连接面对应设置连接点，所述连接点包括柔性连接点和刚性连接点；

柔性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向刚性约束，在车辆左、右方向和上、下方向上有限约束；刚性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向，左、右方向和上、下方向上均为刚性约束；

当车辆间需要柔性连接时，通过柔性连接点实现车辆间的连接；当车辆间需要刚性连接时，首先连接柔性连接点，然后连接刚性连接点并锁紧，最后利用锁紧机构锁紧柔性连接点。

2.如权利要求1所述的车辆刚柔耦合连接方法，其特征在于，所述连接点的数量为四个，分别为A点、B点、C点、D点，位于同一平面内，所述平面与水平面夹角大于0°；B点、C点为刚性连接点，位于平面中部两侧；A点为柔性连接点，位于B点、C点连线的下方；D点为对中点，位于B点、C点连线的上方。

3.如权利要求2所述的车辆刚柔耦合连接方法，其特征在于，当车辆间需要刚性连接时，连接柔性连接点A点后，连接对中点D点并锁紧，然后连接两个刚性连接点B点和C点。

4.一种车辆刚柔耦合连接机构，其特征在于，在待连接两节车辆的连接面对应设置四个连接机构，四个连接机构安装位置位于同一平面内，所述平面与水平面夹角大于0°，其中两个连接机构位于所述平面的中部两侧，用于实现车辆间的刚性连接；中部两个连接机构连线下方的连接机构用于实现车辆间的柔性连接，中部两个连接机构连线上方的连接机构用于实现车辆间的对中及辅助柔性连接。

5.如权利要求4所述的车辆刚柔耦合连接机构，其特征在于，所述下方的连接机构采用球铰。

6.如权利要求4所述的车辆刚柔耦合连接机构，其特征在于，所述上方的连接机构采用定位销。

说明书

一种车辆刚柔耦合连接方法及连接机构

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆行驶技术领域，具体涉及一种车辆刚柔耦合连接方法及连接机构。

背景技术

[0002] 车辆间通过连接机构可以使两节或多节车辆连接为一个整体。由于公路和铁路路况的规范性，传统的公路汽车和火车列车普遍采用柔性连接机构实现两节车辆的连接，从
而达到车辆牵引、提高车辆运输能力等使用目的。

[0003] 传统连接机构结构简单、重量轻，从而得到广泛引用。但是，这种连接技术方案同时存在如下缺点：

[0004] 一是连接机构基本起到的是牵引与被牵引的作用，每节车辆间的约束性不强，使得多节车辆在复杂路面上行驶时，其系统稳定性变差。在非结构化路面(结构化路面如水泥
路、柏油马路)行驶时，连接机构不稳固。

[0005] 二是连接机构操作复杂，连接动作需要人工介入。大多数情况下，如铰接式公交车或货车挂车，车辆间连接动作大多是由人工在产品生产过程中完成的，即在产品出厂前已
经完成车辆间的连接工作，后续使用中基本不再进行连接机构的解脱与再连接动作。火车
列车每节车辆间的连接机构工作效率虽然较铰接式公交车或货车挂车高，但也需要人工介
入才能完成每组连接动作。

[0006] 三是连接机构的应用基本上是发挥牵引与被牵引的作用，不能提升车辆在松软路面上的通过能力以及提高单节车辆应对其它障碍的通过能力。

[0007] 车辆行驶过程中的路况不能提前准确预测，有时需要柔性连接机构实现转弯，有时需要刚性连接机构应对复杂路况，现有技术中还未公开能够同时满足这两种使用工况的
连接机构及连接方法。

发明内容

[0008] 有鉴于此，本发明提供了一种车辆刚柔耦合连接方法及连接机构，能够实现车辆的柔性连接、刚性连接和刚柔混合连接，节省人力、效率高。

[0009] 本发明采取的技术方案如下：

[0010] 一种车辆刚柔耦合连接方法，在待连接两节车辆的连接面对应设置连接点，所述连接点包括柔性连接点和刚性连接点；

[0011] 柔性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向刚性约束，在车辆左、右方向和上、下方向上有限约束；刚性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向，左、右方向和上、
下方向上均为刚性约束；

[0012] 当车辆间需要柔性连接时，通过柔性连接点实现车辆间的连接；当车辆间需要刚性连接时，首先连接柔性连接点，然后连接刚性连接点并锁紧，最后利用锁紧机构锁紧柔性
连接点。

[0013] 进一步地，所述连接点为四个，分别为A点、B点、C点、D点，位于同一平面内，所述平面与水平面夹角大于0°；B点、C点为刚性连接点，位于平面中部两侧；A点为柔性连接点，位
于B点、C点连线的下方；D点为对中点，位于B点、C点连线的上方。

[0014] 进一步地，当车辆间需要刚性连接时，连接柔性连接点A点后，连接对中点D点并锁紧，然后连接两个刚性连接点B点和C点。

[0015] 一种车辆刚柔耦合连接机构，在待连接两节车辆的连接面对应设置四个连接机构，四个连接机构安装位置位于同一平面内，所述平面与水平面夹角大于0°，其中两个连接
机构位于所述平面的中部两侧，用于实现车辆间的刚性连接；中部两个连接机构连线下方
的连接机构用于实现车辆间的柔性连接，中部两个连接机构连线上方的连接机构用于实现
车辆间的对中及辅助柔性连接。

[0016] 进一步地，所述下方的连接机构采用球铰。

[0017] 进一步地，所述上方的连接机构采用定位销。

[0018] 有益效果：

[0019] 1、本发明将刚性连接方式和柔性连接方式耦合在一起，能够应对各种复杂路况，可实现对多节有动力、可独立行驶车辆或无动力车辆的柔性连接、刚性连接和刚柔混合连
接，以最简洁的连接方式实现连接车辆间所需的自由度约束；其次，车辆的柔性、刚性连接
是由人操纵车辆自动完成的，连接机构连接动作本身不需要人为介入，不需要人员下车操
作，使得多节车辆之间的连接动作可在任何时间点进行，不再受地理环境条件、天气候条件
及人员条件的制约，实现车辆间的快速、高效连接，工作效率高。

[0020] 2、本发明当两节车辆间需要柔性连接时选用单点连接方式，当需要刚性连接时选用四点连接方式，便于连接定位及车辆间的刚性受力。

附图说明

[0021] 图1为本发明连接点相对位置关系示意图；

[0022] 图2为本发明连接示意主视图；

[0023] 图3为本发明连接示意俯视图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

[0025] 本实施例提供了一种车辆刚柔耦合连接方法，在待连接两节车辆的连接面对应设置四个连接点，分别为A点、B点、C点、D点，位于同一平面内，该平面可与车辆垂直面(Z向面)
重合，也可按照需要与车辆垂直面形成一个特定的角度。

[0026] 如图1所示，B点、C点为刚性连接点，位于平面中部两侧；A点为柔性连接点，位于B点、C点连线的下方；D点为对中点，位于B点、C点连线的上方。

[0027] 柔性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向刚性约束，在车辆左、右方向和上、下方向上有限约束，允许一定范围的旋转自由度和平移自由度，以满足行驶时两节车辆
间位移需求。在车辆间需要刚性连接时，通过对旋转自由度和平移自由度施加约束，可形成
刚性连接。

[0028] 刚性连接点使两节车辆间在车辆前进或后退方向，左、右方向和上、下方向上均为刚性约束。

[0029] 刚柔耦合连接的具体操作方法为：当车辆间需要柔性连接时，连接柔性连接点A点实现车辆间的连接；

[0030] 如图2、图3所示，当车辆间需要刚性连接时，连接柔性连接点A点后，连接对中点D点并锁紧，然后连接两个刚性连接点B点和C点并锁紧，最后利用锁紧机构锁紧柔性连接点A
点。从而完成车辆间刚性连接的全部动作。

[0031] 相应地，在A点、B点、C点、D点四个连接点对应设置四个连接机构，分布在连接面的下方、左方、右方、上方。

[0032] A点设置柔性连接机构，实现车辆间的柔性连接，可采用球铰。需要刚性连接时，可通过切削定位限制自由度形成刚性连接。

[0033] B点和C点设置刚性连接机构，实现车辆间的刚性连接，其中一个待连接面上设置带螺纹孔的连接盘，另一个待连接面上设置螺钉，该螺钉安装在旋转机构上，通过电机驱动
旋转机构实现连接盘与螺钉之间的螺纹连接，形成刚性连接并完成锁定。

[0034] D点设置对中连接机构，实现车辆间的对中及辅助柔性连接，采用定位销，在两节车辆实施对中时由车内人员实施调整、进行对中定位操作。

[0035] 在A点和D点设置锁紧机构，可以采用B点和C点设置的刚性连接机构实现锁紧，一个连接面上设置带螺纹孔的连接盘，另一个连接面上设置螺钉，该螺钉安装在旋转机构上，
通过电机驱动旋转机构实现连接盘与螺钉之间的螺纹连接，完成锁定。

[0036] 连接机构可独立应用于两节车辆之间，也可串联使用于多节车辆。在两节或多节车辆使用中，可按照实际需要以柔性连接、刚性连接、刚柔混合连接等方式使用，使多节车
辆成为一个刚性整体或刚柔混合体系统。

[0037] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
保护范围之内。