一种四自由度可调的多功能牵引装置的制作方法

1.本发明涉及牵引车技术领域，更具体地说，涉及一种四自由度可调的多功能牵引装置。


背景技术：

2.现有技术中，客车和卡车在生产时，需要在厂区内转运已组装好的底盘，因为底盘前轮会转动，在转运时，需要将前轴抬起，然而，目前常见牵引车的牵引钩无法进行举升操作，也即无法实现对带转向轮底盘的牵引操作，遇到不同高度的拖车时只能更换不同高度的牵引钩，导致操作效率低下。
3.综上所述，如何实现牵引车对带转向轮底盘的举升牵引操作，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种四自由度可调的多功能牵引装置，可实现牵引车对带转向轮底盘的举升牵引操作。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种四自由度可调的多功能牵引装置，包括：设于拖车后部的挂板、用于连接待牵引车辆的牵引钩、用于安装所述牵引钩的旋转支架、设于所述挂板下部的下旋转座、设于所述挂板上部的上旋转座、用于驱动所述牵引钩上下移动的升降驱动件以及控制装置；所述旋转支架为z型支架，所述牵引钩设于所述z型支架上部的左端，所述升降驱动件的一端与所述z型支架上部的右端铰接、所述升降驱动件的另一端与所述上旋转座连接，所述z型支架下部的右端与所述下旋转座连接，所述升降驱动件倾斜设置，且所述z型支架上部为跷跷板结构，所述升降驱动件与所述控制装置连接。
6.优选的，还包括设于所述拖车后部的侧移旋转座、用于连接所述上旋转座和所述下旋转座的连接件以及用于驱动所述牵引钩左右移动的侧移驱动件，所述侧移驱动件的一端与所述z型支架下部的左端侧部铰接、所述侧移驱动件的另一端与所述侧移旋转座连接，所述侧移驱动件与所述控制装置连接。
7.优选的，所述连接件为两端均设有螺纹孔的销轴，所述上旋转座和所述下旋转座对应设有用于穿过所述销轴的通孔。
8.优选的，所述销轴的两端设有用于添加润滑油的油道。
9.优选的，所述升降驱动件为举升油缸，所述举升油缸为双作用油缸，所述举升油缸的一端为与所述上旋转座连接的光孔，另一端为与所述z型支架连接的关节轴承。
10.优选的，所述侧移驱动件为侧移油缸，所述侧移油缸为双作用油缸，所述侧移油缸的一端为与所述侧移旋转座连接的光孔，另一端为与所述下旋转座连接的关节轴承。
11.优选的，所述控制装置的控制手柄设于所述拖车的座椅后方。
12.优选的，所述牵引钩的上端设有可围绕所述z型支架转动的圆柱件、套设于所述圆
柱件外周部的限位块以及用于锁紧所述圆柱件和所述限位块的固定销，所述z型支架设有可穿过所述圆柱件的安装孔，所述限位块的底部和所述牵引钩的顶部均与所述z型支架抵接。
13.优选的，所述牵引钩位于所述上旋转座和所述下旋转座之间，所述牵引钩为弯曲结构，所述弯曲结构的受力点靠近所述圆柱件的中心线设置。
14.优选的，所述牵引钩和所述旋转支架均设有用于水平安装拉伸弹簧的安装板，所述拉伸弹簧用于使所述牵引钩在无负载情况下保持在所述挂板的中间位置。
15.在使用本发明所提供的四自由度可调的多功能牵引装置时，可以将挂板安装在拖车后部，将上旋转座和下旋转座分别安装在挂板的上下部，再将牵引钩安装在z型支架上部的左端，将升降驱动件的伸缩端与z型支架上部的右端铰接、升降驱动件的另一端与上旋转座连接，并z型支架下部的右端与下旋转座连接，以实现z型支架、牵引钩以及升降驱动件的固定安装操作。之后，控制装置可以控制升降驱动件运行，当升降驱动件进行伸缩运动时，可使z型支架上部的右端上升或下降，由于z型支架上部为跷跷板结构，可同时带动z型支架上部的左端的牵引钩下降或上升，以实现牵引钩对带转向轮底盘的举升牵引操作，使得带转向轮底盘的转向轴离地，以便于对其进行牵引。
16.综上所述，本发明所提供的四自由度可调的多功能牵引装置，可实现牵引车对带转向轮底盘的举升牵引操作。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1为本发明所提供的四自由度可调的多功能牵引装置的结构示意图；图2为挂板、上旋转座以及下旋转座的结构示意图；图3为挂板和牵引钩之间的连接示意图；图4为连接件的结构示意图；图5为上旋转座的结构示意图；图6为下旋转座的结构示意图；图7为连接销的结构示意图；图8为图7的侧视图；图9为双作用油缸的结构示意图；图10为旋转支架的结构示意图；图11为牵引钩的结构示意图；图12为固定销的结构示意图；图13为牵引钩处的弯矩示意图；图14为拖车与待牵引车辆连接时的结构示意图；图15为拖车倒车调节时的结构示意图；图16为拖车的推动方向和移动方向一致时的结构示意图。
19.图1-图16中：1为拖车、2为挂板、3为待牵引车辆、4为牵引钩、5为旋转支架、6为下旋转座、7为侧移旋转座、8为连接件、9为侧移驱动件、10为螺纹孔、11为通孔、12为油道、13为光孔、14为关节轴承、15为控制手柄、16为圆柱件、17为限位块、18为固定销、19为安装孔、20为拉伸弹簧、21为安装板、22为安装片、23为弹簧垫圈、24为螺栓、25为铰点、26为圆孔、27为连接销、28为第一孔、29为耳板、30为侧孔、31为贯穿孔、32为轴承孔、33为第二孔、34为油槽、35为限位孔、36为台阶槽、37为卡簧槽、38为卡簧、39为台阶面、40为固定孔、41为油杯、42为上旋转座、43为升降驱动件、44为垫片、f1为举升负载、l1为举升力臂、f2为牵引负载、l2为牵引力臂。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
21.本发明的核心是提供一种四自由度可调的多功能牵引装置，可实现牵引车对带转向轮底盘的举升牵引操作。
22.请参考图1至图16。
23.本具体实施例提供了一种四自由度可调的多功能牵引装置，包括：设于拖车1后部的挂板2、用于连接待牵引车辆3的牵引钩4、用于安装牵引钩4的旋转支架5、设于挂板2下部的下旋转座6、设于挂板2上部的上旋转座42、用于驱动牵引钩4上下移动的升降驱动件43以及控制装置；旋转支架5为z型支架，牵引钩4设于z型支架上部的左端，升降驱动件43的一端与z型支架上部的右端铰接、升降驱动件43的另一端与上旋转座42连接，z型支架下部的右端与下旋转座6连接，升降驱动件43倾斜设置，且z型支架上部为跷跷板结构，升降驱动件43与控制装置连接。
24.需要说明的是，可以利用弹簧垫圈23和螺栓24等部件将挂板2固定在拖车1的后部。可以在挂板2上水平设置多个安装片22，下旋转座6和上旋转座42均可通过垫片44与安装片22接触连接，以有效减少下旋转座6或上旋转座42和挂板2的接触面积，使旋转阻力更小，旋转更为顺畅，还可防止下旋转座6或上旋转座42在旋转时直接接触挂板2而过度磨损。z型支架上部为跷跷板结构，也即z型支架上部的左右两端可围绕支点反向运动，z型支架的结构如图10所示。
25.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对挂板2、牵引钩4、旋转支架5、下旋转座6、上旋转座42、升降驱动件43以及控制装置的形状、结构、尺寸、材质、位置等进行确定。
26.在使用本发明所提供的四自由度可调的多功能牵引装置时，可以将挂板2安装在拖车1后部，将上旋转座42和下旋转座6分别安装在挂板2的上下部，再将牵引钩4安装在z型支架上部的左端，将升降驱动件43的伸缩端与z型支架上部的右端铰接、升降驱动件43的另一端与上旋转座42连接，并z型支架下部的右端与下旋转座6连接，以实现z型支架、牵引钩4以及升降驱动件43的固定安装操作。之后，控制装置可以控制升降驱动件43运行，当升降驱
动件43进行伸缩运动时，可使z型支架上部的右端上升或下降，由于z型支架上部为跷跷板结构，可同时带动z型支架上部的左端的牵引钩4下降或上升，以实现牵引钩4对带转向轮底盘的举升牵引操作，使得带转向轮底盘的转向轴离地，以便于对其进行牵引。
27.综上所述，本发明所提供的四自由度可调的多功能牵引装置，可实现牵引车对带转向轮底盘的举升牵引操作。
28.在上述实施例的基础上，优选的，还包括设于拖车1后部的侧移旋转座7、用于连接上旋转座42和下旋转座6的连接件8以及用于驱动牵引钩4左右移动的侧移驱动件9，侧移驱动件9的一端与z型支架下部的左端侧部铰接、侧移驱动件9的另一端与侧移旋转座7连接，侧移驱动件9与控制装置连接。
29.需要说明的是，连接件8可以使下旋转座6和上旋转座42联动旋转，当侧移驱动件9推动下旋转座6左右移动时，上旋转座42可依靠连接件8一起联动旋转，使得升降驱动件43不会受到径向力。侧移驱动件9可控制牵引钩4左右移动，在拖车1倒车时，驾驶员可通过操作侧移驱动件9调整两个铰点25（牵引钩4和待牵引车辆3的连接铰点25、待牵引车辆3的转动铰点25）的相对位置，以使拖车1移动方向与拖车1推力方向一致，以提高作业效率，如图14至图16所示，图中靠近拖车1位置的箭头方向为拖车1的推力方向，靠近待牵引车辆3的箭头为拖车1移动方向，当推力方向和移动方向一致时，可快速拖动车辆。
30.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对侧移旋转座7、连接件8以及侧移驱动件9的形状、结构、尺寸、材质、位置等进行确定。
31.优选的，连接件8为两端均设有螺纹孔10的销轴，上旋转座42和下旋转座6对应设有用于穿过销轴的通孔11。
32.需要说明的是，可以在安装片22上设置用于穿过销轴的圆孔26，销轴可依次穿过挂板2顶部的圆孔26、上旋转座42的通孔11、挂板2底部的圆孔26以及下旋转座6的通孔11。由于销轴的两端都设有螺纹孔10，可利用螺栓24垫上弹簧垫圈23，然后将螺栓24穿过销轴侧部的螺纹孔10，以使螺栓24拧入销轴两端的螺纹孔10内。该销轴结构可使得下旋转座6和上旋转座42联动旋转，当侧移驱动件9推动下旋转座6的侧部转动时，上旋转座42可依靠此结构一起联动旋转，以使升降驱动件43不会受到径向力。
33.优选的，销轴的两端设有用于添加润滑油的油道12。也即可以在销轴的两端设有油道12，之后，可以在油道12内拧入油杯41，再利用油枪对销轴和下旋转座6之间或销轴和上旋转座42之间注入润滑油进行润滑。
34.优选的，升降驱动件43为举升油缸，举升油缸为双作用油缸，举升油缸的一端为与上旋转座42连接的光孔13，另一端为与z型支架连接的关节轴承14。
35.需要说明的是，举升油缸为双作用油缸，双作用油缸的一端为光孔13，另一端为关节轴承14。其中，关节轴承14是一种球面滑动轴承，运动时可以在任意角度旋转摆动，以降低用于固定举升油缸的几个旋转座之间的相对位置要求，便于进行部件加工和装配操作。
36.还需要说明的是，可以将举升油缸的关节轴承14的轴承孔32与旋转支架5上部的第一孔28对齐后，将连接销27穿过轴承孔32和第一孔28，使连接销27的耳板29抵住旋转支架5，然后将连接销27的侧孔30与旋转支架5的螺纹孔10对齐，再利用弹簧垫圈23和螺栓24进行锁紧操作。另外，可以将举升油缸的光孔13与上旋转座42的贯穿孔31对齐后，将连接销27穿过光孔13和贯穿孔31，使连接销27的耳板29抵住上旋转座42，然后将连接销27的侧孔
30与上旋转座42的螺纹孔10对齐，再利用弹簧垫圈23和螺栓24进行锁紧操作。
37.另外，需要说明的是，可以将下旋转座6的贯穿孔31与旋转支架5的第二孔33对齐后，将连接销27穿过贯穿孔31和第二孔33，使连接销27的耳板29抵住下旋转座6，然后将连接销27的侧孔30与下旋转座6的螺纹孔10对齐，再利用弹簧垫圈23和螺栓24进行锁紧操作。
38.优选的，侧移驱动件9为侧移油缸，侧移油缸为双作用油缸，侧移油缸的一端为与侧移旋转座7连接的光孔13，另一端为与下旋转座6连接的关节轴承14。
39.需要说明的是，侧移油缸均为双作用油缸，双作用油缸的一端为光孔13，另一端为关节轴承14。关节轴承14是一种球面滑动轴承，运动时可以在任意角度旋转摆动，以降低用于固定侧移油缸的几个旋转座之间的相对位置要求，便于进行部件加工和装配操作。
40.还需要说明的是，可以将侧移油缸的关节轴承14的轴承孔32与下旋转座6的贯穿孔31对齐后，将连接销27穿过轴承孔32和贯穿孔31，使连接销27的耳板29抵住下旋转座6，然后将连接销27的侧孔30与下旋转座6的螺纹孔10对齐，再利用弹簧垫圈23和螺栓24进行锁紧操作。另外，可以将侧移油缸的光孔13与侧移旋转座7的贯穿孔31对齐后，将连接销27穿过光孔13和贯穿孔31，使连接销27的耳板29抵住侧移旋转座7，然后将连接销27的侧孔30与侧移旋转座7的螺纹孔10对齐，再利用弹簧垫圈23和螺栓24进行锁紧操作。
41.另外，还需要说明的是，可以在连接销27内部设置油槽34，使用过程中，可以将油杯41拧入连接销27的顶部，再利用油枪给连接销27和与之接触的孔壁之间注入润滑油，以使两者之间充满润滑油润滑。
42.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对举升油缸、侧移油缸以及连接销27的形状、结构、尺寸、材质、位置等进行确定。
43.优选的，控制装置的控制手柄15设于拖车1的座椅后方。
44.需要说明的是，举升油缸和侧移油缸均为双作用油缸，在液压装置的驱动下，可由多路阀控制手柄15进行控制，驾驶员在座位上即可控制牵引钩4进行上下移动和左右移动，并将牵引钩4锁定在任意位置，以使带转向轮底盘的转向轴离地，实现对带转向轮底盘的牵引操作。
45.因此，在进行拖车1对钩操作时，驾驶员在座位上操作多路阀的控制手柄15，以控制牵引钩4与牵引车辆的对钩操作，通过控制牵引钩4沿x轴、y轴、z轴三个方向进行移动，以使牵引车辆移动至所需位置，本装置的操作效率高，且安全性高。
46.还需要说明的是，多路阀控制手柄15布置在座椅后方，使得驾驶员可向后侧身作业，一边操作控制手柄15，一边观察车辆后部的情况，使得操作人员的操作视野好，安全性高。而且，本装置采用液压油缸及液压驱动，其驱动力大，能适应重载工况。在轻载工况下，本装置还可以采用电机或电推杆等进行驱动。
47.在上述实施例的基础上，优选的，牵引钩4的上端设有可围绕z型支架转动的圆柱件16、套设于圆柱件16外周部的限位块17以及用于锁紧圆柱件16和限位块17的固定销18，z型支架设有可穿过圆柱件16的安装孔19，限位块17的底部和牵引钩4的顶部均与z型支架抵接。
48.需要说明的是，牵引钩4上端的圆柱件16可穿过z型支架的安装孔19，使牵引钩4在牵引时可围绕安装孔19自由旋转，以减小牵引时负载对牵引钩4的径向力。也即牵引钩4除了可以沿x轴、y轴、z轴三个方向进行移动，牵引钩4还可以围绕z轴进行周向旋转，也即牵引
钩4具有四个自由度。
49.还需要说明的是，限位块17可套入圆柱件16的外周部，并使限位块17的限位孔35与圆柱件16的限位孔35对齐，然后，可以将一端设有台阶槽36的固定销18穿过两个限位孔35，固定销18的另一端设有卡簧槽37，可利用卡簧38对固定销18进行轴向固定。限位块17的底部与牵引钩4顶部的台阶面39一起将牵引钩4固定在z型支架上，以使牵引钩4不会沿安装孔19上下窜动，确保牵引钩4只能围绕安装孔19自由旋转，以保证牵引操作的稳定性。
50.优选的，牵引钩4位于上旋转座42和下旋转座6之间，牵引钩4为弯曲结构，弯曲结构的受力点靠近圆柱件16的中心线设置。
51.需要说明的是，z型支架上的第一孔28与第二孔33存在高度差，目的是为了确保牵引钩4布置在上旋转座42和下旋转座6之间，以减小牵引负载f2对两个旋转点（下旋转座6和侧移旋转座7）的弯矩，牵引负载f2的牵引力臂为l2，牵引力臂l2很小，趋近于零。将牵引钩4设计成弯曲结构，可使受力点尽量靠近旋转中心（圆柱件16的中心线），以减小举升负载f1的举升力臂l1，进而减小举升负载f1对牵引钩4的弯矩，牵引钩4处的弯矩示意图如图13所示。
52.优选的，牵引钩4和旋转支架5均设有用于水平安装拉伸弹簧20的安装板21，拉伸弹簧20用于使牵引钩4在无负载情况下保持在挂板2的中间位置。
53.需要说明的是，可以在牵引钩4和旋转支架5的对应位置均设有用于安装拉伸弹簧20的安装板21，并将拉伸弹簧20的两个弹性端分别钩入安装板21的固定孔40内。拉伸弹簧20可保证牵引钩4在没有负载的情况下始终保持在中位（挂板2的中间位置），到达牵引钩4自动复位的功能，无需手动调节复位。
54.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对圆柱件16、限位块17、固定销18以及拉伸弹簧20的形状、结构、尺寸、材质、位置等进行确定。
55.需要进行说明的是，本技术文件中提到的第一孔28与第二孔33，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
56.另外，还需要说明的是，本技术的“上下”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
57.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
58.以上对本发明所提供的四自由度可调的多功能牵引装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。