CN1480367A - 具有良好轨迹跟踪性能的拖车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有良好轨迹跟踪性能的拖车，它包括车架(7)、车架下方的前后车轮(4、6)及其轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆(2)、转向齿轮传动机构和立轴(8)；前车轮轴(10)通过立轴(8)与车架(7)连接，并可绕立轴(8)转动；牵引杆(2)通过齿轮传动机构带动前车轮轴(10)绕立轴(8)同向转动；牵引杆(2)的牵引角θ₁与前车轮轴(10)的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。本发明工作原理为：通过齿轮传动机构控制拖车前车轮的转向，从而可使拖车沿着某一指定路线运动。改变齿轮传动机构的传动比k，就可以改变拖车的运动方向，传动比k的选取与牵引杆长l和拖车前后轮距d有关，一般当满足k＞1时，拖车就能获得较好的轨迹跟踪性能。

Description

具有良好轨迹跟踪性能的拖车

技术领域

本发明涉及公路运输机动车辆，特别是机动车辆牵引的拖车。

背景技术

目前，用机动车辆牵引拖车进行运输，已被人们广泛应用。现有的拖车一般都由车架、前后车轮及轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆组成，前后车轮轴固定在车架的下方。这种结构的拖车轨迹跟踪性能差，它与牵引车运行时，特别是在弯道上运行时，不能在牵引车的运行轨道上或接近于牵引车的运行轨道上运行；从而使得拖车***在转弯半径小和路面较窄的道路上运行时难以操作控制，当由一台动力牵引车牵引多台拖车时，车辆就更难以操作控制了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有良好轨迹跟踪性能的拖车。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括车架、车架下方的前后车轮及其轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆、转向齿轮传动机构和立轴；前车轮轴通过立轴与车架连接，并可绕立轴转动；牵引杆通过齿轮传动机构带动前车轮轴绕立轴同向转动；牵引杆的牵引角θ₁与前车轮轴的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。

本发明工作原理为：牵引杆与前面的牵引车连接，牵引杆随着牵引车的运动，一方面牵引拖车前行，另一方面通过齿轮传动机构控制拖车前车轮的转向，从而可使拖车沿着某一指定路线运动。改变齿轮传动机构的传动比k，就可以改变拖车的运动方向。因此，只要适当选取传动比k，就可以使拖车沿着牵引车的轨道运动。

根据拖车运动学的分析，传动比k的选取与牵引杆长l和拖车前后轮距d有关，一般当满足k＞1时，拖车就能获得较好的轨迹跟踪性能。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图

图2为图1的A-A剖视图

图3为本发明各参数计算分析图

图4为本发明实施例2结构示意图

图5为图4的B-B剖视图

图6为本发明实施例3结构示意图

图7为图6的C-C剖视图

具体实施方案

如图1、2所示的本发明实施例1，拖车包括车架7、车架下方的前后车轮4、6及其车轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆2、转向传动齿轮机构、立轴8等。后车轮轴与车架7固定连接，前车轮轴10与转向齿轮3固定成一体，牵引杆2与牵引齿轮1固定成一体，牵引齿轮1和转向齿轮3都铰接于立轴8上，立轴8与车架7固定连接；牵引杆2通过齿轮传动机构带动前车轮轴10绕立轴8同向转动；牵引杆2的牵引角θ₁与前车轮轴10的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。齿轮传动机构由牵引齿轮1、传动齿轮5、转向齿轮3组成；牵引齿轮1带动传动齿轮5，传动齿轮5带动转向齿轮3，转向齿轮3与前车轮轴10一起绕立轴8转动。传动齿轮5由上、下两齿轮组成，其中上齿轮由牵引齿轮1带动，下齿轮用于带动转向齿轮3；上、下两齿轮通过轴11固定连接，上、下两齿轮和轴11同轴心，轴11的一端与车架7铰接。

根据拖车运动学的分析(如图3所示)，传动比k的选取与牵引杆长l和拖车前后轮距d有关，一般应当满足k＞1；其计算方法为(i＝1，2，Λ，n)：

k＝k(d_i，l_i)＞1

θ₁＝kθ₂ ${\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{ih}}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{ih}}/d_i$ ${\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{if}}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{if}}/l_i$

可以证明，各个拖车处于牵引车运行轨迹(称为牵引轨迹)上的条件是：在牵引轨迹上的任意一点处，各个拖车前后车轮的方位角及其变化率保持不变，与牵引轨迹上该点处的方位角及其变化率一致。由此初步分析表明：当l＝d时，k＝2，即转向传动齿轮机构的齿轮传动比为2时，拖车能沿着牵引轨迹运行，从而各个拖车就获得良好的轨迹跟踪性能。

因此，本发明实施例1，若l＝d时，k＝2，齿轮传动机构中，各个齿轮的齿数比关系为： $\frac{z_3}{z_9}\×\frac{z_5}{z_1}=k$ (z₁、z₃、z₅、z₉分别是齿轮1、3、5、9的齿数)。

如图4、5所示的本发明实施例2，它的齿轮传动机构由牵引齿轮1、传动齿轮5、转向齿轮3组成；牵引齿轮1与牵引杆2固定连接，牵引齿轮1带动传动齿轮5，传动齿轮5带动转向齿轮3，转向齿轮3与前轮轴10固定连接。牵引齿轮1设置在轴9上，并可绕轴9转动，轴9的一端与车架7连接；传动齿轮5设置在轴11上，并可绕轴11转动，轴11的一端与车架7连接。该齿轮传动机构中，齿轮5是惰轮，各个齿轮的齿数比关系为： $\frac{z_3}{z_5}\×\frac{z_5}{z_1}=\frac{z_3}{z_1}=k$ (z₁、z₃、z₅分别是齿轮1、3、5的齿数)。

如图6、7所示的本发明实施例3，它的齿轮传动机构由牵引齿轮1和转向齿轮3组成；牵引齿轮1与牵引杆2固定连接，转向齿轮3为内齿轮，牵引齿轮1是外齿轮，牵引齿轮1设置在转向齿轮3内，牵引齿轮1带动转向齿轮3，转向齿轮3与前轮轴10固定连接。牵引齿轮1设置在轴9上，并可绕立轴9转动。该齿轮传动机构中，齿轮1、3的齿数比关系为： $\frac{z_3}{z_1}=k$ (z₁、z₃分别是齿轮1、3的齿数)。

Claims (6)

1、具有良好轨迹跟踪性能的拖车，它包括车架(7)、车架下方的前后车轮(4、6)及其轮轴、用于连接牵引车和拖车的牵引杆(2)；其特征在于：它还包括转向齿轮传动机构和立轴(8)；前车轮轴(10)通过立轴(8)与车架(7)连接，并可绕立轴(8)转动；牵引杆(2)通过齿轮传动机构带动前车轮轴(10)绕立轴(8)同向转动；牵引杆(2)的牵引角θ₁与前车轮轴(10)的转向角θ₂的关系为θ₁＝kθ₂，k＞1。

2、如权利要求1所述的拖车，其特征在于：齿轮传动机构由牵引齿轮(1)、传动齿轮(5)、转向齿轮(3)组成；牵引齿轮(1)与牵引杆(2)固定连接，牵引齿轮(1)带动传动齿轮(5)，传动齿轮(5)带动转向齿轮(3)，转向齿轮(3)与前轮轴(10)固定连接。

3、如权利要求2所述的拖车，其特征在于：传动齿轮(5)由上、下两齿轮组成，其中一齿轮由牵引齿轮(1)带动，另一齿轮用于带动转向齿轮(3)；上、下两齿轮通过轴(11)固定连接，上、下两齿轮和轴(11)同轴心，轴(11)的一端与车架(7)铰接。

4、如权利要求2或3所述的拖车，其特征在于：牵引齿轮(1)设置在立轴(8)上，并可绕立轴(8)转动。

5、如权利要求2所述的拖车，其特征在于：牵引齿轮(1)设置在轴(9)上，并可绕轴(9)转动，轴(9)的一端与车架(7)连接；传动齿轮(5)设置在轴(11)上，并可绕轴(11)转动，轴(11)的一端与车架(7)连接。

6、如权利要求1所述的拖车，其特征在于：齿轮传动机构由牵引齿轮(1)和转向齿轮(3)组成；牵引齿轮(1)与牵引杆(2)固定连接，转向齿轮(3)为内齿轮，牵引齿轮(1)为外齿轮，牵引齿轮(1)设置在转向齿轮(3)内，牵引齿轮(1)带动转向齿轮(3)，转向齿轮(3)与前轮轴(10)固定连接；牵引齿轮(1)设置在轴(9)上，并可绕立轴(9)转动。

Images