专利名称：具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，具体而言，是用在运输精密仪器设备的半挂运输车上。
背景技术：
目前，国内大多数半挂车牵引销与牵引车鞍座的连接为刚性的，这种结构使路面冲击可以通过牵引销直接传递到半挂车上，其常见的传统结构如图I所示，主要由鹅颈和牵引销组成。由于运输精密仪器设备需要很高的平顺性，而常见传统的牵引销结构难以满足这种高平顺性要求，这主要体现在半挂车装载面各处各方向的加速度最大值和加速度均方根值均不超过其苛刻的规定。仅仅通过改进传统半挂车主悬架系统的特性并不能满足运输要求，因此设计了一种具有柔性限位能力的悬置牵引装置。装置中的油气弹簧主要承受 垂直方向的力，可以缓冲冲击并起衰减振动的作用，同时限位拉杆又可以起到柔性限位的作用，避免传统刚性限位装置限位时产生的限位冲击，避免对精密仪器设备的冲击损坏。随着航天、航空、船舶以及重大技术装备领域的发展，一些高精密设备的运输任务越来越多，它们对运输平顺性和抗冲击要求越来越高。本实用新型的应用前景正是为这些技术领域提供切实有效的运输装置，能满足当前和未来精密仪器运输迫切需要。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，以提高半挂车缓冲和衰减振动的能力，降低半挂车前端所承受的冲击载荷，可用于精密仪器设备的运输。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是包括鹅颈、柔性限位拉杆、牵引销、导向机构、安装支架和油气弹簧。其中柔性限位拉杆通过销轴呈水平方向安装于导向机构与鹅颈之间，导向机构通过销轴与安装支架呈水平方向连接；在牵引销的正上方，油气弹簧呈垂直方向安装在导向机构和鹅颈之间。所述的柔性限位拉杆、导向机构、安装支架可以由下述连接方式替换柔性限位拉杆通过销轴呈水平方向安装于安装支架与导向机构之间，导向机构通过销轴与鹅颈呈水平方向连接。所述柔性限位拉杆有一根、双根或多根；双根或多根柔性限位拉杆呈纵向中心平行对称布置。采用的柔性限位拉杆为刚度满足要求的二力杆结构时，其截面可以是圆形、矩形或工字型截面，也可以是刚度满足要求的其它二力杆弹性元件。所述柔性限位拉杆的总成的刚度采用定刚度或变刚度。
在二力杆的特征下，柔性限位拉杆可以是直杆或曲杆。本实用新型与现有技术相比，其优点主要是其一.导向机构和鹅颈之间安装油气弹簧，可以缓冲垂直方向上的冲击和衰减半挂车垂直方向上的振动。其二 .柔性限位拉杆可以防止限位带来的刚性冲击，从而进一步提高半挂车的运输平顺性。其三.可用于运输精密仪器设备的半挂车的牵引装置，提高对精密仪器设备的保护作用。
图I常见的直接用牵引销牵引的刚性牵引装置。图2实施例I带有柔性限位能力的悬置牵引装置正视图。 图3实施例I带有柔性限位能力的悬置牵引装置的三维视图。图4实施例2带有柔性限位能力的悬置牵引装置正视图。图5实施例2带有柔性限位能力的悬置牵引装置的三维视图。图6实施例I单柔性限位拉杆布置图。图7实施例2单柔性限位拉杆布置图。图8柔性限位原理示意图。图中1.鹅颈；2.回转轴；3.柔性限位拉杆；4.牵引销座；5.牵引销；6.导向机构；7.安装支架；8.油气弹簧。
具体实施方式
本实用新型提供的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，是一种具有柔性限位能力的新型鹅颈悬置牵引装置，该装置主要由鹅颈、导向机构、安装支架、柔性限位拉杆和油气弹簧等组成。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。实施例I本实施例提供的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其结构如图2所示，主要由鹅颈I、导向机构6、牵引销5、柔性限位拉杆3、安装支架7、油气弹簧8以及牵引销座、销轴等组成。其中导向机构6通过销轴与安装支架7连接，起悬架机构的导向作用，用于传递牵引力和横向力，不传递垂直方向的力。在牵引销5的正上方，即导向机构6和鹅颈I之间，安装有油气弹簧8。该油气弹簧主要有两个作用，一是当牵引车架受到路面激励而振动时，导向机构6绕牵引销5上下摆动，此时油气弹簧8在垂直方向上起到缓冲冲击和衰减振动的作用，进而提高半挂车在运输过程中的运输平顺性；二是通过调节油气弹簧8的高度，使柔性限位拉杆3和导向机构6在装载静平衡时处于水平位置。柔性限位拉杆3通过销轴安装于导向机构6与鹅颈I之间，当外界振动激励过大时，柔性限位位拉杆3起到连续柔性限位的作用，从而避免了刚性的限位冲击。图3为该实施方案的三维视图。实施例I的优点是导向机构6前置，可缩短鹅颈I的长度，从而使柔性限位拉杆3的长度可调性增力口，偏于结构的布置。另外，根据具体车辆的装置限位能力要求、柔性拉杆刚度匹配要求和车辆的额定载荷要求，柔性限位拉杆的布置形式可采用双拉杆结构3，如图3所示，也可采用单根柔性限位拉杆3，如图6所示。[0028]所述柔性限位拉杆3的一端与鹅颈I上的销轴2连接，另一端通过销轴连接在导向机构6上。该柔性限位拉杆3的工作原理如图8所示，当路面激励使牵引销5上下运动时，导向机构6上的A点应以01为圆心，rl为半径的轨迹圆跳动到A’点；同时，A点又是柔性限位拉杆3上的连接点，所以A也应由02为圆心，r2为半径的轨迹圆跳动到A”点，显然这就出现了运动上的不协调，这种不协调会产生不协调力。这种不协调力在客观上起到了阻止A点继续向上运动的趋势，不协调量A’A’’越大，不协调力越大，柔性限位能力就越强；不协调量A’A’’越小，柔性限位能力越弱。从几何关系上看，柔性限位拉杆3在水平位置附近，不协调量比较小，随着跳动高度增加，不协调量将急剧上升，同时不协调力急剧增加，从而起到限位作用。这种不协调程度主要取决于柔性限位拉杆3和导向机构6刚度的大小，如果导向机构6和柔性限位拉杆3全为刚体，则导向机构6和柔性限位拉杆3将无法跳动，当柔性限位拉杆3的刚度为零时，则无限位能力。通过柔性限位拉杆刚度的匹配，会得到很好的限位结果。本实施例提供的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其工作过程是牵引销5与牵引车的牵引鞍座连接，牵引力主要通过牵引销5—牵引销座4一导向机构6—安装 支架7—鹅颈I实现对半挂车的牵引作用，并传递车辆的横向力；导向机构6可以绕着装在安装支架7上的销轴转动，因此使得弹性阻尼元件(油气弹簧8)只承受垂直方向的力。在半挂车处于装载静平衡时，通过调节油气弹簧8的高度使柔性限位拉杆3与导向机构6处于水平位置，车辆行驶时，与导向机构6连接在一起的牵引销5会上下跳动，因此带动柔性限位拉杆3和导向机构6的销轴连接点也上下跳动，由上述工作原理可知，该点的跳动是不协调运动，跳动高度会受到柔性限位拉杆3的限制，跳动量越大，这种限制力越大，并随着跳动高度的增加而急剧增加，从而起到限位的作用，由于没有冲击，所以称为柔性限位。在半挂车处于装载静平衡时使柔性限位拉杆3与导向机构6处于水平位置，主要作用是使振动平衡位置附近机构限位能力弱，同时保证上下限位能力接近。实施例2实施例2的工作原理、结构组成和部件名称均与实施例I相同，只是部件放置方位有所变化。如图4所示，与实施例I的不同之处在于实施例2导向机构6安装位置与实施例I导向机构6安装位置方向相反，除此之外，其它工作原理是一样的。其中图5为该实施方案的三维视图，这种安装方式的优点在于符合设计习惯，但由于牵引销5的位置不变，所以鹅颈I长度略微加长。仿真验证，这种结构工作时不会产生运动干涉。另外，根据具体车辆的装置限位能力要求、柔性拉杆刚度匹配要求和车辆的额定载荷要求，柔性限位拉杆的布置形式可采用双拉杆结构3，如图5所示，也可采用单根柔性限位拉杆3，如图7所示。本实施例2提供的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其工作过程是牵引销5与牵引车的牵引鞍座连接，牵引力主要通过牵引销5—牵引销座4一导向机构6—鹅颈I实现对半挂车的牵引作用。半挂车处于装载工况下，首先通过调节油气弹簧8的高度使柔性限位拉杆3与导向机构6接近水平位置，其工作原理与实施例I相同，柔性限位拉杆3的限位原理与实施例I也相同。
权利要求1.具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其特征在于包括鹅颈(I)、柔性限位拉杆(3)、牵引销(5)、导向机构(6)、安装支架(7)和油气弹簧(8)，其中柔性限位拉杆(3)通过销轴呈水平方向安装于导向机构(6)与鹅颈(I)之间，导向机构(6)通过销轴与安装支架(7)呈水平方向连接；在牵引销(5)的正上方，油气弹簧(8)呈垂直方向安装在导向机构(6)和鹅颈(I)之间。
2.根据权利要求I所述的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其特征在于柔性限位拉杆(3)、导向机构(6)、安装支架(7)由下述连接方式替换柔性限位拉杆(3)通过销轴呈水平方向安装于安装支架(7)与导向机构(6)之间，导向机构(6)通过销轴与鹅颈(I)呈水平方向连接。
3.根据权利要求I或2所述的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其特征在于所述柔性限位拉杆(3)有一根、双根或多根；双根或多根柔性限位拉杆(3)呈纵向中心平行对称布置。
4.根据权利要求3所述的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其特征在于所述柔性限位拉杆(3)为刚度满足要求的二力杆结构时，其截面为圆形、矩形或工字型截面。
5.根据权利要求4所述的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其特征在于在二力杆的特征下，柔性限位拉杆(3)采用直杆或曲杆。
6.根据权利要求3所述的具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，其特征在于所述柔性限位拉杆(3)的总成的刚度采用定刚度或变刚度。
专利摘要本实用新型公开了一种具有柔性限位能力的半挂车悬置牵引装置，主要由半挂车鹅颈、安装支架、导向机构、弹性及阻尼元件、柔性限位拉杆、牵引销和牵引销座等组成。鹅颈与安装支架固定连接，导向机构前端与安装支架通过销轴连接，后端与柔性限位拉杆前端通过销轴连接；柔性限位拉杆的后端通过销轴安装在鹅颈上。导向机构与鹅颈之间装有弹性及阻尼元件，在本设计中采用油气弹簧。牵引销和牵引销座安装在导向机构上。油气弹簧起缓冲和衰减振动的作用，并用于调节高度，使车辆装载静平衡时柔性限位拉杆处于水平位置；导向机构起导向作用，用于传递牵引力和横向力；柔性限位拉杆起到柔性限位的作用。本实用新型主要用于精密仪器设备半挂运输车上。
文档编号B60D1/24GK202716681SQ201220262578
公开日2013年2月6日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者马力, 孙秋凤, 杜媛媛, 杨兴星, 刘文杰, 王翠 申请人:武汉理工大学