[发明专利]一种基于麦克纳姆轮的可主动摆尾式铰接拖挂车

说明书

技术领域

本发明涉及一种拖挂车，具体说是一种基于麦克纳姆轮的可主动摆尾式铰接拖挂车。

背景技术

拖挂车具有装载量大、效率高、专用化等优点得到了越来越广泛的应用，同时随着社会和科学技术的不断发展人们对于半挂车的运输速率和安全性能也提出了越来越高的要求。这就需要拖挂车无论是面对直线还是弯道的情况下都能够拥有更高的行驶速度，同时还要能够避免拖挂车发生侧滑、侧翻和折叠等危险状况。

但是由于现有的拖挂车都是采用以下结构形式：第一种牵引车提供前进所需的动力，后面挂车前进或转向的力完全来自于牵引车通过挂钩传递过来的力；第二种是后面的挂车和牵引车具有相同的结构形式，也同时提供牵引力或制动力矩。对于第一种结构形式的拖挂车在遇到弯道的时候，由于其自身的结构特性，往往具有较大的转弯半径，于此同时还需要降低车速防止车辆侧翻；其次拖挂车在直线上行驶，当出现一些小角度的转向时，后面的挂车就会发生摆动，影响半挂车的行驶稳定性。对于第二种结构形式的拖挂车，由于挂车也具有驱动力这个会导致冗余驱动，在转弯的时候很难设计出较好的控制器使拖挂车的铰接角达到期望的角度，这样会更加容易导致折叠状况的发生。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种基于麦克纳姆轮的可主动摆尾式铰接拖挂车，能够解决拖挂车在转弯时转弯半径过大，需要减速，容易发生侧滑和侧翻等问题。

为实现上述目的，本申请采用的第一种技术方案是：一种基于麦克纳姆轮的可主动摆尾式铰接拖挂车，包括：一个牵引车和一个以上的挂车，所述的牵引车与挂车之间采用主动铰接装置a相连，相邻两个挂车之间采用主动铰接装置b相连。

进一步的，所述主动铰接装置a，包括：牵引座a、牵引杆a、牵引销a和转向电机a；在牵引车后方固定有牵引座a，该牵引座a中安装有转向电机a，所述牵引销a通过其内齿与转向电机a的转轴啮合连接，牵引销a通过其外齿与牵引杆a的一端啮合相连，牵引杆a的另一端与后面的挂车连接。

进一步的，所述主动铰接装置b，包括：牵引座b、牵引杆b、牵引销b和转向电机b；在挂车后方固定有牵引座b，该牵引座b中安装有转向电机b，所述牵引销b通过其内齿与转向电机b的转轴啮合连接，牵引销b通过其外齿与牵引杆b的一端啮合相连，牵引杆b的另一端与后面的挂车连接。

进一步的，所述挂车的车轮采用一组麦克纳姆轮，所述一组麦克纳姆轮的旋向相反。

更进一步的，麦克纳姆轮包括一个轮盘和固定在轮盘外周的滚子，轮盘轴心同滚子轴心成一定角度，轮盘绕轴心转动，滚子依次与地面接触并能绕自身转动。

更进一步的，麦克纳姆轮的滚子与轴心之间的角度能变化，所述角度的大小由牵引座中心到挂车两轮轴心之间的距离和挂车的轴距决定。

更进一步的，所述麦克纳姆轮的滚子与轴心之间的角度，由以下公式确定：

式中θ为滚子与轴心的角度，d为挂车的两个车轮之间的距离，L为牵引座中心和挂车两轮轴心之间的距离。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：1、本发明由于采用上述设置，机械结构简单、成本低，因此可以批量生产。2、本发明主动转向机构所采用的转向电机和麦克纳姆轮技术成熟，种类繁多，因此可以应用到各种带有挂车的拖挂车系统中，从而得到更加广泛的应用。3、由于采用了电机主动转向，保证了后面的挂车与前方的牵引车或挂车保持期望的角度从而使整个拖挂车系统以最佳的姿态快速通过弯道，避免了侧翻，很大程度上提高了拖挂车的安全性能和通过性能。4、本发明的挂车采用了麦克纳姆轮可以大大减小挂车的侧向阻力，从而使得拖挂车在大多数的道路环境中轻松地改变铰接角的大小，通过弯道的安全性能也得到了很大提升。

附图说明

本发明共有附图4幅：

图1为本申请的拖挂车俯视图；

图2为本申请的拖挂车主视图；

图3为麦克纳姆轮旋转角度求解图；

图4为麦克纳姆轮旋向分布示意图。

图中序号说明：1、牵引车，2、控制模块，3、牵引座a，4、牵引销a，5、转向电机a，6、牵引杆a，7、挂车，8、车轮，9、牵引座b。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。