气压阻尼式铰链及车辆的制作方法

1.本技术涉及车厢连接铰链的技术领域，尤其涉及一种气压阻尼式铰链及车辆。


背景技术：

2.目前我国的18米铰链客车基本都是分为第一、第二两节车厢，第一车厢与第二车厢之间采用铰链方式链接；第一车厢分为两个车桥，分别为第一、第二车桥，第二车厢一个车桥为第三车桥；驱动方式基本采用第三车桥后驱推动行驶，此驱动方式中当第一车厢与第二车厢的铰链处水平方向产生夹角时，第三车桥的驱动力会对第一车桥产生一个垂直于前进方向的侧向力，当车辆转向越大此侧向力越大，若铰链处没有与之对应的阻尼力则会导致第二车桥轮胎侧滑，更有严重者导致第一、第二车厢剪切，导致客车失控。
3.而目前市面此后驱式铰链技术及产品基本都是属于德国等国外公司，其产品高度集成，在应对第二车桥的侧向力的方法上其全部采用的液压系统来产生对应的阻尼力，因而制造难度大、成本高、维护成本高且技术垄断，国内相关车型使用其产品过程中略有损坏只能更换整套系统，基本没有维修的能力及话语权。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种气压阻尼式铰链及车辆，结构简单，便于更换维修，质量稳定，可以很好的适用于恶劣的运营环境。
5.为此，第一方面，本技术实施例提供一种气压阻尼式铰链，用于连接车辆的第一车厢和第二车厢，所述气压阻尼式铰链包括：芯轴，所述第一车厢和所述第二车厢通过所述芯轴铰接连接；至少两个气囊，设置于所述第一车厢和所述第二车厢之间，且分别位于所述芯轴的两侧，所述气囊上设置有充气电磁阀和排气阀；充气组件，所述充气组件的输出端通过所述充气电磁阀与所述至少两个气囊连通；第一压力感测单元，设置于所述至少两个气囊上，当所述第一压力感测单元检测到所述气囊的压力值升高到第一阈值时，所述充气组件为所述气囊充气；当所述第一压力感测单元检测到所述气囊的压力值下降到第二阈值时，所述气囊通过所述排气阀放气。
6.在一种可能的实现方式中，还包括气囊控制单元，所述气囊控制单元与所述第一压力感测单元电连接，用于根据所述气囊的压力值控制所述充气电磁阀和所述排气阀的打开与关闭。
7.在一种可能的实现方式中，还包括转向系统监测单元，所述转向系统监测单元与所述气囊控制单元电连接，用于监测车辆的转向和转向角度。
8.在一种可能的实现方式中，所述充气组件包括充气泵、储气筒和充气管路，所述充气泵的输出端与所述储气筒连通，所述充气管路的输入端与所述储气筒连通，所述充气管路的输出端通过所述充气电磁阀与所述气囊连通。
9.在一种可能的实现方式中，还包括第二压力感测单元和与所述第二压力感测单元电连接的气泵控制单元，所述第二压力感测单元设置于所述储气筒上，用于检测所述储气
筒的内部气压，所述气泵控制单元用于控制所述充气泵工作，当所述储气筒的内部气压低于第三阈值时，所述气泵控制单元控制所述充气泵为所述储气筒充气。
10.在一种可能的实现方式中，所述充气管路上还设置有单向阀。
11.在一种可能的实现方式中，所述至少两个气囊位于同一水平面上，且位于所述芯轴的两侧的所述气囊的数量相等。
12.在一种可能的实现方式中，所述至少两个气囊相对于所述芯轴对称设置。
13.在一种可能的实现方式中，所述第一车厢和第二车厢上的相对一侧分别设置有用于固定所述至少两个气囊的固定件。
14.第二方面，本技术实施例提供一种车辆，包含上述的气压阻尼式铰链。
15.第三方面，本技术实施例提供一种气压阻尼式铰链的控制方法，所述气压阻尼式铰链用于连接车辆的第一车厢和第二车厢，其包括芯轴和位于所述芯轴两侧的至少两个气囊，所述第一车厢和所述第二车厢通过所述芯轴铰接连接，所述控制方法包括：
16.获取车辆的转向和转向角度信息；
17.监测所述至少两个气囊的压力值；
18.根据车辆的转向和转向角度信息以及所述至少两个气囊的压力值变化，控制充气电磁阀为对应的气囊进行充气，或者控制排气阀为对应的气囊进行放气，以应对转向时第一车厢和第二车厢之间产生的侧向力。
19.在一种可能的实现方式中，所述监测所述至少两个气囊的压力值包括：
20.如果所述至少两个气囊的内部压力值升高到第一阈值时，所述至少两个气囊通过充气组件为所述至少两个气囊充气；
21.如果所述至少两个气囊的内部压力值下降到第二阈值时，所述至少两个气囊通过排气阀放气。
22.在一种可能的实现方式中，当车辆处于非转向状态，且转向角度信息位于预定角度范围内时，控制充气电磁阀为对应的气囊充气或者放气至标准气压值，所述标准气压值大于所述第二阈值且小于所述第一阈值。
23.根据本技术实施例提供的气压阻尼式铰链及车辆，芯轴连接第一车厢和第二车厢，当车辆向左转向时，第一车厢和第二车厢挤压位于芯轴左侧的气囊，使得左侧的气囊的内部气压上升，第一压力感测单元检测到左侧的气囊的压力升高到第一阈值时，充气组件为左侧的气囊充气，用以对抗车辆左转时第一车厢和第二车厢之间的侧向力，车辆回正时，第一压力感测单元检测到左侧的气囊的压力降低至第二阈值时，排气阀开启进行放气使左侧的气囊恢复正常值；同理，车辆向右转向时，第一车厢和第二车厢挤压右侧的气囊，使得右侧的气囊的内部气压上升，第二压力感测单元检测到右侧的气囊的压力升高到第二阈值时，充气组件为右侧的气囊充气，用以对抗车辆左转时第一车厢和第二车厢之间的侧向力，车辆回正时，第二压力感测单元检测到右侧的气囊的压力降低至第二阈值时，排气阀开启进行放气使右侧的气囊恢复正常值，该气压阻尼式铰链整体结构简单，便于更换维修，质量稳定，可以很好的适用于恶劣的运营环境。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。
25.图1示出本技术实施例提供的一种气压阻尼式铰链连接结构示意图；
26.图2示出本技术实施例提供的气压阻尼式铰链控制方法的示意图；
27.图3示出本技术气囊与固定件连接的结构示意图；
28.附图标记说明：
29.a、第一车厢；b、第二车厢；
30.1、芯轴；
31.2、气囊；21、充气电磁阀；22、排气阀；
32.3、充气组件；31、充气泵；32、储气筒；33、充气管路；34、单向阀；
33.4、第一压力感测单元；
34.5、气囊控制单元；
35.6、转向系统监测单元；
36.7、第二压力感测单元；
37.8、气泵控制单元；
38.9、固定件。
具体实施方式
39.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.图1示出本技术实施例提供的一种气压阻尼式铰链连接结构示意图；
41.如图1所示，本技术实施例提供一种气压阻尼式铰链，用于连接车辆的第一车厢a和第二车厢b，气压阻尼式铰链包括：
42.芯轴1，第一车厢a和第二车厢b通过芯轴1铰接连接；
43.至少两个气囊2，设置于第一车厢a和第二车厢b之间，且分别位于芯轴1的两侧，气囊2上设置有充气电磁阀21和排气阀22；
44.充气组件3，充气组件3的输出端通过充气电磁阀21与至少两个气囊2连通；第一压力感测单元4，设置于至少两个气囊2上，当第一压力感测单元4检测到气囊2的压力值升高到第一阈值时，充气组件3为气囊2充气；当第一压力感测单元4检测到气囊2的压力值下降到第二阈值时，气囊2通过排气阀22放气。
45.其中芯轴1为现有铰链式客车车厢的常规连接结构，一般设置于两节车厢连接处的底部。
46.本技术中的气压阻尼式铰链不仅仅适用于两节车厢，对于三节或者三节以上的铰链式车辆同样适用。
47.本技术中，芯轴1连接第一车厢a和第二车厢b，当车辆向左转向时，第一车厢a和第
二车厢b挤压位于芯轴1左侧的气囊2，使得左侧的气囊2的内部气压上升，第一压力感测单元4检测到左侧的气囊2的压力升高到第一阈值时，充气组件3为左侧的气囊2充气，用以对抗车辆左转时第一车厢a和第二车厢b之间的侧向力，车辆回正时，第一压力感测单元4检测到左侧的气囊2的压力降低至第二阈值时，排气阀22开启进行放气使左侧的气囊2恢复正常值；同理，车辆向右转向时，第一车厢a和第二车厢b挤压右侧的气囊2，使得右侧的气囊2的内部气压上升，第二压力感测单元7检测到右侧的气囊2的压力升高到第二阈值时，充气组件3为右侧的气囊2充气，用以对抗车辆左转时第一车厢a和第二车厢b之间的侧向力，车辆回正时，第二压力感测单元7检测到右侧的气囊2的压力降低至第二阈值时，排气阀22开启进行放气使右侧的气囊2恢复正常值，该气压阻尼式铰链整体结构简单，便于更换维修，质量稳定，可以很好的适用于恶劣的运营环境。
48.具体地，左转向时，位于芯轴1右侧的气囊2也可以进行适当放气，右转向时，位于芯轴1左侧的气囊2也可以进行适当放气。
49.本技术实施例中，还包括气囊控制单元5，气囊控制单元5与第一压力感测单元4电连接，用于根据气囊2的压力值控制充气电磁阀21和排气阀22的打开与关闭。
50.第一压力感测单元4对气囊2的内部气压进行监测，并将监测到的压力信息传递给气囊控制单元5，经过气囊控制单元5分析处理后，对充气电磁阀21和排气阀22进行控制。
51.具体的，排气阀22为电磁阀。
52.本技术实施例中，还包括转向系统监测单元6，转向系统监测单元6与气囊控制单元5电连接，用于监测车辆的转向和转向角度。
53.通过转向系统监测单元6对车辆的转向和转向角度进行监测，然后将车辆的转向和转向角度信息传递给气囊控制单元5，气囊控制单元5根据转向系统监测单元6提供的转向信息以及第一压力感测单元4提供的气压信息，经过统一处理后，执行后续的充放气，保证气压阻尼式铰链工作时的稳定性和精度，可以有效避免以下情况的误操作：
54.第一种情况，车辆正常行驶时，如果气囊2受到外力作用使得内部气压升高，而此时车辆不曾转向，所以不会进行充气；
55.第二中情况，第一压力感测单元4出现故障时，车辆不曾转向，但是第一压力感测单元4发出了气囊2压力升高的信号；
56.第三种情况，转向系统监测单元6出现故障时，不曾转向却向气囊控制单元5发出转向的信号。
57.具体地，转向系统监测单元6可以有角度传感器、光电传感器、压力传感器或者其它传感器配合而成，此技术已经在车辆转向灯控制的领域广泛应用，所以此处不过多介绍。
58.本技术实施例中，充气组件3包括充气泵31、储气筒32和充气管路33，充气泵31的输出端与储气筒32连通，充气管路33的输入端与储气筒32连通，充气管路33的输出端通过充气电磁阀21与气囊2连通。
59.本技术中，储气筒32内存储高压气体，用于为气囊2储备供给气体，充气泵31通过充气管路33为储气筒32补充气体，使得储气筒32的内部气压保持在正常的气压范围内。
60.其中，充气组件3可以直接采用车辆气压制动系统的气源，极大的降低了整车制造成本和运行成本。
61.进一步的，还包括第二压力感测单元7和与第二压力感测单元7电连接的气泵控制
单元8，第二压力感测单元7设置于储气筒32上，用于检测储气筒32的内部气压，气泵控制单元8用于控制充气泵31工作，当储气筒32的内部气压低于第三阈值时，气泵控制单元8控制充气泵31为储气筒32充气。
62.通过第二压力感测单元7监测储气筒32的内部气压，当储气筒32的内部气压低于第三阈值时，将压力信息转化为电信号传递给气泵控制单元8，通过气泵控制单元8启动充气泵31，为储气筒32进行充气，使得储气筒32内部气压恢复至正常范围。
63.具体的，第三阈值远远大于第一阈值，保证在充气电磁阀21开启时，储气筒32内部的气体可以在气压差的作用下进入气囊2。
64.本技术实施例中，充气管路33上还设置有单向阀34。
65.过单向阀34使得气体只能由储气筒32输送向气囊2。
66.本技术实施例中，至少两个气囊2位于同一水平面上，且位于芯轴1的两侧的气囊2的数量相等。
67.具体地，气囊2沿着车厢的长度方向关于芯轴1对称设置，而且分布于芯轴1的两侧，并不是一上一下的位置关系，这样可以在车辆进行左/右转向时提供对抗侧向力的对抗力。
68.本技术实施例中，气囊2设置有两个，两个气囊2分别位于芯轴1的左右两侧。
69.可选地，芯轴1左侧的气囊2为横向排列设置的多个，芯轴1右侧的气囊2为横向排列设置的多个，左侧的气囊2和右侧的气囊2数量相等。
70.另一个可选实施例，芯轴1左侧的气囊2为竖向排列设置的多个，芯轴1右侧的气囊2为竖向排列设置的多个，左侧的气囊2和右侧的气囊2数量相等。
71.本技术实施例中，至少两个气囊2相对于芯轴1对称设置。
72.保证可以在车辆转向时在车厢之间提供对抗侧向力的对抗力。
73.图3示出本技术气囊与固定件连接的结构示意图。
74.如图3所示，本技术实施例中，第一车厢a和第二车厢b上的相对一侧分别设置有用于固定至少两个气囊2的固定件9。
75.气囊2通过固定件与第一车厢a和第二车厢b连接，固定件9可以选用抱箍，通过抱箍箍住气囊2的端部，还可以在气囊2的端部设置限位部，限位部的直径大于中部的直径，通过限位部与固定件配合，完成对气囊2端部的固定，具体地，限位部为固定在气囊2端部的固定环，通过固定环与固定件固定连接。
76.本技术实施例提供一种车辆，包含上述的气压阻尼式铰链。
77.车辆为铰链式客车，可以为两节、三节或者三节以上的车辆，气压阻尼式铰链设置于两节车厢之间。
78.图2示出本技术实施例提供的气压阻尼式铰链的控制方法示意图。
79.如图2所示，本技术实施例提供一种气压阻尼式铰链的控制方法，气压阻尼式铰链用于连接车辆的第一车厢a和第二车厢b，其包括芯轴1和位于芯轴1两侧的至少两个气囊2，第一车厢a和第二车厢b通过芯轴1铰接连接，控制方法包括：
80.获取车辆的转向和转向角度信息；
81.监测至少两个气囊2的压力值；
82.根据车辆的转向和转向角度信息以及至少两个气囊2的压力值变化，控制充气电
磁阀21为对应的气囊2进行充气，或者控制排气阀22为对应的气囊2进行放气，以应对转向时第一车厢a和第二车厢b之间产生的侧向力。
83.监测至少两个气囊2的压力值包括：
84.如果至少两个气囊2的内部压力值升高到第一阈值时，至少两个气囊2通过充气组件3为至少两个气囊2充气；
85.如果至少两个气囊2的内部压力值下降到第二阈值时，至少两个气囊2通过排气阀22放气。
86.当车辆处于非转向状态，且转向角度信息位于预定角度范围内时，控制充气电磁阀21为对应的气囊2充气或者放气至标准气压值，标准气压值大于第二阈值且小于第一阈值。
87.该气压阻尼式铰链的控制方法，包括以下步骤：
88.(1)、启动车辆，气囊控制单元5判断气囊2内部压力值是否正常；
89.如果气囊2的内部压力值低于正常值的话，通过充气组件3为气囊2充气至标准气压；
90.如果气囊2的内部压力高于标准值，通过排气阀22进行放气，使得气囊2的内部气压的恢复标准值。
91.(2)、行车过程中，气囊控制单元5实时监测转向系统监测单元6和第一气压感测单元发出的信息，第二气压感测单元监测储气筒32内部气压，当储气筒32内部气压降低至第三阈值时，充气泵31为储气筒32进行充气；
92.(3)、车辆左转向时，气囊控制单元5通过转向系统监测单元6信息中的左转向和夹角值以及左侧的气囊2的压力值变化，控制充气电磁阀21打开为左侧的气囊2进行充气，增加左侧的气囊2内部压力用于应对左转时第一车厢a和第二车厢b之间产生的侧向力；
93.车辆回正时，气囊控制单元5通过转向系统监测单元6发出的回正信号以及左侧的气囊2的压力值变化，控制排气阀22对左侧的气囊2进行放气，使得左侧的气囊2内部气压恢复正常；
94.(4)、车辆右转向时，气囊控制单元5通过转向系统监测单元6信息中的右转向方向和夹角值以及右侧的气囊2的压力值变化，控制充气电磁阀21打开为右侧的气囊2进行充气，增加右侧的气囊2的内部压力用于应对右转时第一车厢a和第二车厢b之间产生的侧向力；
95.车辆回正时，气囊控制单元5通过转向系统监测单元6发出的回正信号以及右侧的气囊2的压力值变化，控制排气阀22对右侧的气囊2进行放气，使得右侧的气囊2内部气压恢复正常。
96.该气压阻尼式铰链及其控制方法、车辆，芯轴1连接第一车厢a和第二车厢b，当车辆向左转向时，第一车厢a和第二车厢b挤压位于芯轴1左侧的气囊2，使得左侧的气囊2的内部气压上升，第一压力感测单元4检测到左侧的气囊2的压力升高到第一阈值时，充气组件3为左侧的气囊2充气，用以对抗车辆左转时第一车厢a和第二车厢b之间的侧向力，车辆回正时，第一压力感测单元4检测到左侧的气囊2的压力降低至第二阈值时，排气阀22开启进行放气使左侧的气囊2恢复正常值；同理，车辆向右转向时，第一车厢a和第二车厢b挤压右侧的气囊2，使得右侧的气囊2的内部气压上升，第二压力感测单元7检测到右侧的气囊2的压
力升高到第二阈值时，充气组件3为右侧的气囊2充气，用以对抗车辆左转时第一车厢a和第二车厢b之间的侧向力，车辆回正时，第二压力感测单元7检测到右侧的气囊2的压力降低至第二阈值时，排气阀22开启进行放气使右侧的气囊2恢复正常值，该气压阻尼式铰链整体结构简单，便于更换维修，质量稳定，可以很好的适用于恶劣的运营环境。
97.应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。
98.应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在
……
上”、“在
……
以上”和“在
……
之上”，以使得“在
……
上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在
……
以上”或者“在
……
之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。
99.此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。
100.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
101.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。