一种驱动半挂车车厢转弯后移的随动装置以及半挂车

1.本实用新型涉及半挂车领域，尤其涉及一种驱动半挂车车厢转弯后移的随动装置以及半挂车。


背景技术：

2.半挂汽车市场的竞争日渐激烈，这就要求厂家不断降低油耗，提高其运输能力，降低货车风阻，从而提高市场竞争力。有研究证实，当车辆高速行驶的时候，最大的阻力来源于空气，车速越高，车辆受到的空气阻力就越大，空气阻力的增加值与车速增加值的平方成正比。实验表明，当车速高于每小时80km的时候，就有将近一半的油耗是用来克服空气阻力的。
3.半挂汽车在行驶过程中，受到的阻力有表面阻力。表面阻力，是指气流通过车辆外表面时产生的摩擦阻力，该阻力主要是由车体外形，以及安装在车体外的零部件对气流干扰引起的阻力。还有一部分的阻力是由于半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢之间的间隙较大，约1.5米左右，在行驶中形成涡流，产生了很大风阻，占整体风阻的25％，特别是在高速行驶时尤为突出，占总油耗的3
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5％。而对于缩小半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢之间的间隙，则会出现在转弯时半挂车厢前角与牵引车驾驶室后沿发生干涉接触，造成半挂车转弯受阻。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够在半挂车转弯时驱动半挂车厢随动后移，从而能够实现缩小半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢之间的间隙，以降低半挂车风阻，克服半挂车转弯时半挂车厢前角与牵引车驾驶室后沿发生干涉的问题，并且能够在转弯后再次进入低风阻运行状态的一种驱动半挂车车厢转弯后移的随动装置以及半挂车。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种驱动半挂车车厢转弯后移的随动装置，其特征在于：随动装置，位于牵引车和半挂车厢之间，包括鞍座、曲柄滑块机构、发生机构以及驱动机构；鞍座，位于牵引车后方，并与半挂车厢通过牵引销轴连接；发生机构，包括沿纵向方向平行且间隔设置的两根传动蜗杆、以及驱动两根传动蜗杆反向转动的对滚齿轮系，所述对滚齿轮系沿横向布置，并由偶数个相互啮合的传动齿轮构成，所述两根传动蜗杆分别与位于对滚齿轮系两端的传动齿轮连接；驱动机构，与对滚齿轮系中任一传动齿轮连接并驱动其转动；曲柄滑块机构，包括设于两根传动蜗杆之间并与两根传动蜗杆啮合的中心蜗轮、偏心竖直设于中心蜗轮上表面的偏心销轴、以及上表面与鞍座固定的鞍座滑块，所述鞍座滑块的前端开设有横向凹槽，其后端设于纵向滑槽内，所述偏心销轴位于横向凹槽内，所述横向凹槽的横向长度值大于或等于偏心销轴距中心蜗轮中心的距离值的两倍，所述鞍座滑块能够随偏心销轴转动而沿纵向滑槽往复运动。
7.进一步的技术方案在于：驱动机构，包括随动销、随动摇杆和驱动齿轮系；随动摇杆，沿纵向方向设置，其上具有纵向开槽，所述随动摇杆的后端与牵引车铰接；随动销，位于牵引销轴前方并竖直设置，其上端固定于半挂车厢底部的前端，其下端设于随动摇杆的纵向开槽内，并能够沿纵向开槽滑动；驱动齿轮系，包括与随动摇杆后端固定的主动圆锥齿轮，所述主动圆锥齿轮下方设有与其啮合的从动圆锥齿轮，所述从动圆锥齿轮通过主传动轴连接对滚齿轮系中任一传动齿轮。
8.进一步的技术方案在于：所述主动圆锥齿轮呈扇形结构。
9.进一步的技术方案在于：所述主传动轴与对滚齿轮系之间还设有过渡齿轮系。
10.进一步的技术方案在于：所述渡齿轮系包括与主传动轴连接的第一过渡齿轮、与第一过渡齿轮啮合的第二过渡齿轮、与第二过渡齿轮通过传动轴连接的第三过渡齿轮以及与第三过渡齿轮啮合的第四过渡齿轮，所述第四过渡齿轮与对滚齿轮系中任一传动齿轮连接。
11.进一步的技术方案在于：所述驱动机构包括连接对滚齿轮系中任一传动齿轮的伺服电机，所述伺服电机的控制输入端连接有一控制器的控制输出端。
12.进一步的技术方案在于：所述偏心销轴距中心蜗轮中心的距离大于或等于300～360mm。
13.进一步的技术方案在于：所述对滚齿轮系由四个相互啮合的传动齿轮构成。
14.一种半挂车，其特征在于：具有上述任一项所述的随动装置。
15.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
16.本实用新型的随动装置能够实现在缩小半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢之间的间隙的情况下，以达到降低半挂车风阻和油耗的目的，并且在半挂车转弯时，半挂车厢随动纵向后移，能够克服由于缩小牵引车驾驶室与半挂车厢之间的间隙所带来的在转弯时半挂车转弯时半挂车厢前角与牵引车驾驶室后沿发生干涉的问题。
17.在半挂车转弯时，随着牵引车驾驶室与半挂车厢轴线形成夹角，驱动机构驱动发生机构的两根传动蜗杆反向运转，从而使曲柄滑块机构带动鞍座纵向后移，实现半挂车箱的随动后移调节，扩大半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢之间的间隙；并且随着转弯结束后相对转动恢复到直行状态时，驱动机构驱动发生机构的两根传动蜗杆向相反方向反向运转，从而使曲柄滑块机构带动鞍座纵向前移，在转弯结束恢复直行的时候又能随动前移鞍座，再次缩小牵引车驾驶室与半挂车厢之间的间隙，整车又恢复到减小风阻的状态。
18.并且，采用蜗杆与蜗轮配合的传动形式，具有一定的自锁功能，能够防止在直线运输过程中半挂车厢发生位移。
19.因此具有该随动装置的半挂车的风阻较小，能耗较底，从而降低了运输成本，提高了半挂车的市场竞争力。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
21.图1是本实用新型实施例一的原理示意图；
22.图2是本实用新型实施例一的结构示意图；
23.图3是图2的俯视结构示意图；
24.图4是本实用新型实施例二的原理示意图；
25.图5是本实用新型中一种半挂车的结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的仅仅实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
28.实施例一
29.首先需要说明的是，在本技术方案中所述的“横向”为半挂车的宽度方向，“纵向”为半挂车的长度方向。
30.一种驱动半挂车车厢转弯后移的随动装置，如图1～图3所示，随动装置，位于牵引车100和半挂车厢200之间，其底部与牵引车100固定，包括鞍座1、曲柄滑块机构、发生机构以及驱动机构。
31.鞍座1，位于牵引车100后方，并与半挂车厢200通过牵引销轴连接，在半挂车转弯时，半挂车厢200沿牵引销轴发生转动。
32.发生机构，包括沿纵向方向平行且间隔设置的两根传动蜗杆21、以及驱动两根传动蜗杆21反向转动的对滚齿轮系22，所述对滚齿轮系22沿横向布置，并由偶数个相互啮合的传动齿轮构成，所述两根传动蜗杆21分别与位于对滚齿轮系22两端的传动齿轮连接；对于对滚齿轮系22包含的传动齿轮数量，一方面是要满足多个传动齿轮啮合后的横向宽度尺寸要求，另一方面是要符合偶数的设定，从而能够驱动两根传动蜗杆21呈反向旋转。
33.驱动机构，与对滚齿轮系22中任一传动齿轮连接并驱动其转动；具体的，驱动机构，包括随动销41、随动摇杆42和驱动齿轮系；随动摇杆42，沿纵向方向设置，其上具有纵向开槽421，所述随动摇杆42的后端与牵引车100铰接；随动销41，位于牵引销轴前方并竖直设置，其上端固定于半挂车厢200底部的前端，其下端设于随动摇杆42的纵向开槽421内，并能够沿纵向开槽421滑动；驱动齿轮系，包括与随动摇杆42后端固定的主动圆锥齿轮43，所述主动圆锥齿轮43下方设有与其啮合的从动圆锥齿轮44，所述从动圆锥齿轮44通过主传动轴连接对滚齿轮系22中任一传动齿轮。
34.驱动机构的主要用途是驱动对滚齿轮系22运转。在半挂车转弯时，牵引车驾驶室与半挂车厢200轴线形成夹角，牵引车100带动随动装置下部相对于半挂车厢200发生偏转，而随动摇杆42不发生偏转。但为便于阐述说明，将固定参照物设定为牵引车100，而半挂车厢200相对于牵引车100沿牵引销发生相对转动，这就使得安装在半挂车厢200前部的随动销41拨动随动摇杆42，从而使随动摇杆42带动主动圆锥齿轮43横向摆动，由于从动圆锥齿轮44与主动圆锥齿轮43啮合，从而使从动圆锥齿轮44转动，又由于对滚齿轮系22中的一传动齿轮与从动圆锥齿轮44连接，从而最终实现对对滚齿轮系22的运转启动。
35.曲柄滑块机构，包括设于两根传动蜗杆21之间并与两根传动蜗杆21啮合的中心蜗
轮31、偏心竖直设于中心蜗轮31上表面的偏心销轴32、以及上表面与鞍座1固定的鞍座滑块33，所述鞍座滑块33的前端开设有横向凹槽331，其后端设于纵向滑槽34内，所述横向凹槽331的横向长度值大于或等于偏心销轴32距中心蜗轮31中心的距离值的两倍，所述偏心销轴32位于横向凹槽331内，所述鞍座滑块33能够随偏心销轴32转动而沿纵向滑槽34往复运动。在运输过程中，当偏心销轴32位于中心蜗轮31的最前端时，半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙最小，适用于直线运输状态。而当偏心销轴32位于中心蜗轮31的最后端时，半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙最大，适用于转弯运输状态。
36.曲柄滑块机构的作用是带动鞍座1随发生机构做出纵向后移或纵向前移复位的动作，从而改变牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙。在半挂车转弯时，对滚齿轮系22驱动两根传动蜗杆21呈反向旋转，从而实现两根传动蜗杆21共同驱动中心蜗轮31转动，根据曲柄滑块机构的工作原理，偏心销轴32以中心蜗轮31中心为圆心转动，由于偏心销轴32位于横向凹槽331内，从而驱动鞍座滑块33的后端在纵向滑槽34内纵向后移，从而使牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙增大，克服在转弯时半挂车厢200对车头的干扰。
37.并且由于横向凹槽331的横向长度值大于或等于偏心销轴32距中心蜗轮31中心的距离值的两倍，即能够使偏心销轴32在横向凹槽331内沿中心蜗轮31中心为圆心做圆周运动，无论偏心销轴32顺时针或逆时针转动，都能够完成180
°
的转向，完成半挂车厢200纵向后移的动作。而偏心销轴32顺时针或逆时针转动由半挂汽车左转弯或右转弯决定，所以本随动装置不受半挂汽车转向约束。
38.本实用新型的随动装置能够实现在缩小半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙的情况下，不产生涡流，以达到降低半挂车风阻和油耗的目的，并且在半挂车转弯时，能够克服由于缩小牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙所带来的在转弯时半挂车厢前角与牵引车驾驶室后沿发生干涉的问题。
39.在半挂车转弯时，随着牵引车驾驶室与半挂车厢轴线形成夹角，驱动机构驱动发生机构的两根传动蜗杆21反向运转，从而使曲柄滑块机构带动鞍座纵向后移，实现半挂车箱的随动后移调节，扩大半挂汽车的牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙。
40.并且随着转弯结束后相对转动恢复到直行状态时，牵引车驾驶室与半挂车厢200轴线再次趋于同一直线的过程中，随动销41拨动随动摇杆42反向摆动复位，驱动机构驱动发生机构的两根传动蜗杆21向相反方向反向运转，从而使曲柄滑块机构带动鞍座1纵向前移复位，再次缩小牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙，整车又恢复到小风阻的运行状态。
41.该实施例中采用蜗杆与蜗轮配合的传动形式，具有一定的自锁功能。蜗轮蜗杆的传动方式属于蜗杆传动，蜗杆传动又相当于螺旋传动，正是由于这样的传动方式，当蜗轮蜗杆达到一定的速比，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。能够防止由于半挂车厢200载货后重量较大，及惯性的原因，造成在直线运输过程中半挂车厢200发生位移。即能够防止在刹车时半挂车厢200向前位移，与牵引车100碰撞，又能够防止在启动时，半挂车厢200向后位移，扩大牵引车驾驶室与半挂车厢200之间的间隙。该种传动形式的安全性能更高。
42.实施例二
43.如图4所示，驱动机构的具体结构还可替换为连接对滚齿轮系22中任一传动齿轮的伺服电机51，所述伺服电机51的控制输入端连接有一控制器52的控制输出端。
44.其中，控制器52为基于plc的可编程逻辑控制器，控制器52的控制按钮设于牵引车驾驶室内，便于驾驶人员在转弯时控制操作。具体的，但该半挂车进入转弯状态时，驾驶人员按下启动按钮，控制器52控制伺服电机51运转，实现对对滚齿轮系22的运转启动，达到使半挂车厢200的纵向后移。随着转弯结束后相对转动恢复到直行状态时，曲柄部旋转完一周，带动鞍座1由纵向后移到纵向前移复位，半挂车再次进入小风阻的运行状态。
45.而为达到自动运行的目的，对于控制器52的启动还可由传感器感应启动。在半挂车厢200前端与牵引车100上分别设置相互感应的距离传感器和感应体，其中距离传感器与控制器52的信号输入端连接，从而控制伺服电机51启动。当距离传感器不能感应到感应体，后，即半挂车进入转弯状态，距离传感器将该信号传输给控制器52，控制器52控制伺服电机51启动。
46.实施例三
47.对于实施例一和实施例二进一步优选的，主动圆锥齿轮43呈扇形结构，能够降低对主动圆锥齿轮43的驱动力，使其感应较为灵敏，其中心角度有半挂车需要的最大转弯角度而定。
48.而且，为保证在转弯时，鞍座1带动半挂车厢200的向后让出足够的距离，即能够使牵引车100和半挂车厢200之间的间隙最小，最大程度降低半挂车行驶过程中的风阻。偏心销轴32距中心蜗轮31中心的距离大于或等于300～360mm。
49.并且进一步的，对滚齿轮系22由四个相互啮合的传动齿轮构成。四个相互啮合的传动齿轮既满足了功能上的要求，又能够满足横向宽度和强度的要求。
50.实施例四
51.对于实施例一而言，主传动轴与对滚齿轮系22之间还设有过渡齿轮系。根据使用需求，用于满足纵向距离以及传动比。
52.具体的，渡齿轮系包括与主传动轴连接的第一过渡齿轮45、与第一过渡齿轮45啮合的第二过渡齿轮45、与第二过渡齿轮45通过传动轴连接的第三过渡齿轮47以及与第三过渡齿轮47啮合的第四过渡齿轮48，所述第四过渡齿轮48与对滚齿轮系22中任一传动齿轮连接。
53.实施例五
54.一种半挂车，如图5所示，具有上述任一实施例所述的随动装置。
55.由于随动装置的设定，使具有该随动装置的半挂车的风阻较小，能耗较底，从而降低了运输成本，提高了半挂车的市场竞争力。
56.以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型做出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。