[发明专利]一种多自由度自适应举升越障式车辆铰接机构

说明书

本发明属于煤矿用铰接车辆装备技术领域，为了提高长轴距重型铰接车辆对复杂路况的适应性，本发明提供了一种多自由度自适应举升越障式车辆铰接机构，具有使前后机架相对转向、相对摆动和垂向举升的功能，包括前连接部、三角提升臂、转向铰接部、摆动铰接部和摆动轴，前连接部与转向铰接部之间通过三角提升臂铰接相连，并通过连接提升油缸，可实现前连接部与转向铰接部的垂向举升功能，摆动铰接部与后车架间通过摆动轴相连接，可实现前车架与后车架间的水平摆动，转向铰接部与摆动铰接部间通过铰接连接，可实现垂直旋转。即本发明可同时实现前、后车架间的铰接转向、左右摆动、垂向举升3种功能，解决了部分超长铰接车型对复杂路面适应性差的问题。

技术领域

本发明属于煤矿用铰接车辆装备技术领域，具体涉及一种多自由度自适应举升越障式车辆铰接机构。

背景技术

煤矿井下巷道空间狭小，路面条件恶劣，尤其是综采工作面的搬家倒面期间，大量重型设备需要安装或回撤，单件重量最大可达80吨以上，因此重型设备的运输极易破坏路面，导致路面状况极度恶化，而维护路面的成本高、周期长，严重影响矿井生产效率。现有煤矿用三轴线或四轴线的铰接式辅助运输车辆，尤其是车身超过10米以上的超长重型车辆，由于巷道空间高度有限，无法像地面常规车辆那样设计较大的离地间隙，同时为了减小车辆在井下的转弯半径，降低转向阻力，其铰接部前后轮胎的轴线距离设计较大，而在运输过程中又不可避免的遇到巷道路面坑洼不平的工况，局部路面甚至还有急变坡点，而现有车辆由于车身长、前后轮胎轴距大，车辆通过性较差，极易出现车辆局部卡底现象，造成该类超长重型车辆运输效率低下，甚至无法完成重型设备的搬家任务。如图7所示的矿用四轴线铰接运输车辆下坡工况示意图、图8所示的矿用四轴线铰接运输车辆复杂路况下行车示意图，均出现了卡底现象。

因此，需要对前后车架的铰接装置作出合理改进，使其在变坡位置能同时满足垂向举升、水平摆动、垂直旋转多自由度的运动，才能解决超长重型车辆在井下巷道运输困难的问题。

经检索，目前的铰接机构主要有以下几种：

1）专利201120105281.9所述的平地机前后机架铰接机构，该类机构虽然能实现铰接转向功能，但不能实现前、后车架相对举升的功能，因此无法主动改变铰接部的离地间隙，也无法实现前、后车架的水平摆动功能。同时，由该机构中设置的转向限位结构可知，该类铰接机构侧重的是保护转向油缸，提高转向油缸的使用寿命，是适用于平地的最简单的前后机架铰接机构。

2）专利201210463080.5所述的煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构，该结构可实现前后车架的铰接转向、水平摆动两种功能，但由于其不具备垂向举升功能，无法主动改变铰接转向部分的离地间隙，不适于变坡越障。

3）专利201410804511.9所述的越障铰接车车架连接装置，该装置可实现前后车架的铰接转向以及前后车架的水平摆动两种功能，其原理类似第2种，也不具备垂向举升功能。该装置的越障功能是通过被连接的前、后车架作环绕前后水平方向的圆周转动和环绕竖直方向的圆周转动，进而使得车辆前后轮胎均同时着地，适应高低不平的起伏路面。但正是由于其转动范围的极限性，不能适用于急剧变坡点的特殊工况，尤其是煤矿井下超长铰接车辆，在行至急剧变坡点处时，极易出现车辆卡底的突发状况。

发明内容

本发明为了解决现有矿用超长重型铰接运输车辆由于车身长、轴距大，导致车辆在路面坑洼不平、急变坡点等路况条件下通过性差的问题，进而提供了一种多自由度自适应举升越障式车辆铰接机构，以提高长轴距重型铰接车辆对复杂路况的适应性。

本发明采用如下技术方案：

一种多自由度自适应举升越障式车辆铰接机构，具有使前后机架相对转向、相对摆动和垂向举升的功能，包括前连接部、三角提升臂、转向铰接部、摆动铰接部和摆动轴，车辆前车架与前连接部连接；