本发明涉及一种非公路自卸车及其铰接式底盘架构，属于工程机械矿用自卸车领域。
背景技术：
1、矿用自卸车是从公路自卸车升级演变而来的矿山运输设备，与普通公路自卸车相比，其最显著的外观特征是超宽的车架和货箱。这种设计降低了车辆重心，增强了侧向稳定性，使其能在崎岖不平的矿山路面上安全行驶，同时实现更大的装载容积。主要用于在矿山采场与排土场、破碎站或短途公路转运点之间，进行矿石、剥离土石等物料的运输。其核心零部件（如发动机、变速箱、车桥）多采用成熟商用车或工程机械的通用或加强型号，使得其制造成本大为降低，具有极高的性价比。
2、自卸车采用的整体式铆接车架、悬架继承于公路自卸车，这一设计思路在控制成本的同时也带来了一些固有缺点：
3、首先，结构耐久性存在短板。矿山工况下的持续重载与剧烈冲击，尤其在扭转工况，导致基于公路车架改良的整体式车架结构更容易出现金属疲劳、开裂或变形。
4、其次，舒适性存在问题突出。其悬架系统和一体式车架对复杂坑洼路面的滤震能力有限，影响驾乘舒适性。
5、此外，自卸车的前桥为转向桥，其承载能力不足，仅是中桥、后桥的一半，在重载下坡工况下，载荷往前桥转移，会严重超过其承载能力导致损坏。转向桥载荷通过转向节传递到底盘，转向节受力复杂，故障率极高。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于非公路自卸车的铰接式底盘架构。
2、本发明按以下技术方案实现：
3、第一方面，本发明提供了一种用于非公路自卸车的铰接式底盘架构，包括：
4、前车架和与之装配在一起的前车桥和前悬架系统；
5、后车架和与之装配在一起的中车桥、后车桥和后悬架系统，所述后车架由主车架和副车架装配而成；
6、铰接装置，装配在所述前车架和后车架之间，所述前车架和后车架均能够围绕铰接装置的中心轴线进行周向转动，进而实现后车架与前车架之间的扭转解耦；
7、平衡系统，装配在后车架、中车桥和后车桥之间，用于将中、后车桥的载荷通过平衡系统传递到后车架；
8、转向油缸，装配在所述前车架和铰接装置之间，实现前车架和铰接装置之间形成预设角度，实现转向功能。
9、在一些实施例中，所述铰接装置包括前部的连接座和后部的连接筒；所述连接座包括座体、固定于座体的上下相对布置的上铰点和下铰点和左右相对布置的左支座和右支座，所述上铰点和下铰点通过销轴与所述前车架连接；所述转向油缸包括左转向油缸和右转向油缸，所述左转向油缸铰接在前车架和左支座之间，所述右转向油缸铰接在前车架和右支座之间，左、右转向油缸交替伸缩，拉动前车架实现前车架和铰接装置之间形成转角；所述连接筒包括筒体、固定于筒体径向周面上且分别位于筒体轴向前部和轴向后部的轴套一和轴套二，所述筒体套装于所述后车架中，后车架与筒体之间通过轴套一和轴套二实现周向转动，且还通过设置在与轴套二同一侧的筒体端部的锁紧螺母防止铰接装置从后车架滑脱。
10、在一些实施例中，所述平衡系统包括：
11、平衡轴，包括连接轴和转动支撑在连接轴长度方向两端的左纵拉杆支座和右纵拉杆支座，所述连接轴位于后车架下方，且沿着后车架宽度方向穿越于后车架；
12、左板簧，通过螺栓和压块连接在所述左纵拉杆支座上，能够跟随左纵拉杆支座绕着连接轴旋转；所述左板簧的前端压放在中车桥的左上支座，后端压放在后车桥的左上支座；
13、右板簧，通过螺栓和压块连接在所述右纵拉杆支座上，能够跟随右纵拉杆支座绕着连接轴旋转；所述右板簧的前端压放在中车桥的右上支座，后端压放在后车桥的右上支座。
14、在一些实施例中，所述后悬架系统包括中桥悬架，所述中桥悬架包括：
15、左下纵拉杆，铰接在所述平衡轴的左纵拉杆支座和中车桥的左下支座之间；
16、与所述左下纵拉杆左右对称布置的右下纵拉杆，铰接在所述平衡轴的右纵拉杆支座和中车桥的右下支座之间；
17、上纵拉杆，铰接在主车架的中纵向拉杆支座和中车桥的上支座之间；
18、呈弓形结构的横拉杆，铰接在主车架的中横拉杆支座和中车桥的上支座之间，所述横拉杆与中车桥轴心在同一垂直平面。
19、在一些实施例中，所述后悬架系统包括后桥悬架，所述后桥悬架包括：
20、左下纵拉杆，铰接在所述平衡轴的左纵拉杆支座和后车桥的左下支座之间；
21、与所述左下纵拉杆左右对称布置的右下纵拉杆，铰接在平衡轴的右纵拉杆支座和后车桥的右下支座之间；
22、上纵拉杆，铰接在主车架的后纵向拉杆支座和后车桥的上支座之间；
23、呈弓形结构的横拉杆，铰接在主车架的后横拉杆支座和后车桥的上支座之间，所述横拉杆与后车桥轴心在同一垂直平面。
24、在一些实施例中，所述前悬架系统包括：
25、左悬挂油缸，上端与前车架的左悬挂缸上支座铰接，下端与前车桥的左上支座铰接；
26、右悬挂油缸，上端与前车架的右悬挂缸上支座铰接，下端与前车桥的右上支座铰接；
27、左下纵拉杆，铰接在前车架的左纵向拉杆支座和前车桥的左下支座之间；
28、与所述左下纵拉杆左右对称布置的右下纵拉杆，铰接在前车架的右纵向拉杆支座和前车桥的右下支座之间；
29、上纵拉杆，铰接在前车架的纵向拉杆支座和前车桥的上支座之间；
30、呈弓形结构的横拉杆，铰接在前车架的横拉杆支座和前车桥的上支座之间，所述横拉杆与前车桥轴心在同一垂直平面。
31、在一些实施例中，所述主车架由在相同平面内以预定间隔并排布置的两个纵梁和与两个纵梁固定连接的多个中间横梁组成，所述纵梁为槽型结构，中间横梁与左、右纵梁垂直放置，中间横梁长度方向两端采用铆钉铆接于纵梁内部的中间横梁连接座；所述副车架安装于主车架正上方，所述副车架由在相同平面内以预定间隔并排布置的两个纵梁和与两个纵梁固定连接的多个中间横梁组成；加强板贴于主车架和副车架宽度方向的侧面，加强板下侧通过铆钉或螺栓与主车架连接，加强板上侧通过铆钉或螺栓与副车架连接，加强板使主车架和副车架不会在水平方向上移动；所述主车架上的连接座和副车架上的连接座通过铆钉或螺栓连接，确保主车架和副车架不会在上下方向上移动。
32、在一些实施例中，所述前车架包括车架体和焊接在车架体上的左悬挂缸上支座、右悬挂缸支座、左纵向拉杆支座、右纵向拉杆支座、横拉杆支座、上纵向拉杆支座；所述前车桥包括车桥体和与车桥体螺栓连接的左上支座、右上支座、左下支座、右下支座、上支座；所述主车架包括车架体和与车架体铆接连接的中横拉杆支座、中纵向拉杆支座、后横拉杆支座、后纵向拉杆支座；所述中车桥包括车桥体和与车桥体螺栓连接的左上支座、右上支座、左下支座、右下支座、上支座；所述后车桥包括车桥体和与车桥体螺栓连接的左上支座、右上支座、左下支座、右下支座、上支座。
33、在一些实施例中，所述前车桥、中车桥、后车桥具有相同的额定载荷；其中前车桥和后车桥具有前向的驱动输入结构，中车桥为贯通式驱动结构。
34、第二方面，本发明提供了一种非公路自卸车，包括上述的铰接式底盘架构。
35、与现有技术相比，本发明有益效果如下：
36、区别于现有技术，本发明将刚性车架升级为铰接车架结构，前车架和后车架的运动互相不影响，在矿山恶劣工况下，车架不再承受扭转载荷，能提高结构的可靠性。所有的悬架采用多连杆和横拉杆结构，且横拉杆与车桥轴心在同一平面上，受力结构简单，可靠性好。
37、本发明的前桥采用油气悬挂，中、后桥采用钢板弹簧悬架，外加铰接车架的结构，复杂坑洼的路面时具有很好的减震性能，改善了驾乘舒适性。
38、本发明所有的车桥具有相同的承载能力，重载下坡工况载荷往前桥转移的工况，工况适应性更强。采用车架铰接转向的结构，取消了转向桥及其转向节，具有更高的可靠性。