一种拖挂式房车球形连接系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种拖挂式房车球形连接系统及其控制方法，该系统由信号采集单元、电子控制单元和执行单元组成，所述信号采集单元为方向盘转角传感器，所述电子控制单元包括房车控制器和房车电源，所述执行单元为球型连接装置，包括球型连接器壳体、支点支座、电磁铁支架、手柄、连接球、夹紧压块、连杆、弹簧、杠杆、衔铁与电磁铁，用于连接前车与拖挂式房车，同时施加或解除球型连接装置对连接球的横向夹紧力。当判断前车转向，执行单元解除横向夹紧力，以减小车辆整体转弯半径、提高通过性能；当判断前车未转向，执行单元施加横向夹紧力，保证房车直线行驶稳定不发生大幅摆动、甩尾。本发明专利技术可实现拖挂式房车直线行驶稳定、转向过程便捷。

A spherical connection system for trailer-type car and its control method

The present invention discloses a spherical connection system and its control method for tractor-trailer RV. The system consists of signal acquisition unit, electronic control unit and execution unit. The signal acquisition unit is steering wheel angle sensor. The electronic control unit includes RV controller and RV power supply. The execution unit is spherical connection device, including spherical connector shell and fulcrum. Supports, electromagnet brackets, handles, connecting balls, clamping blocks, connecting rods, springs, levers, armature and electromagnets are used to connect the front car with the trailer car, at the same time, the transverse clamping force of the ball connecting device on the connecting balls is applied or relieved. When judging the steering of the front car, the executive unit relieves the lateral clamping force to reduce the overall turning radius and improve the passing performance of the vehicle; when judging that the front car is not steering, the executive unit applies the lateral clamping force to ensure that the straight-line running stability of the RV does not occur large swing and tail flick. The invention can realize stable straight-line running and convenient steering process of the trailer-type car.

【技术实现步骤摘要】
一种拖挂式房车球形连接系统及其控制方法
本专利技术涉及拖挂式房车的拖挂装置
，尤其涉及一种拖挂式房车球形连接系统及其控制方法。
技术介绍
房车，又称为旅居车(RecreationalVehicle，简称RV)，是一种可移动的用于人员宿营的专用车辆。房车装备有专用装置，具有日常生活设施及储藏的功能。根据美国房车标准，房车主要分为自行式房车和拖挂式房车两种。自行式房车具有独立的驱动系统，无需牵引车辆。拖挂式房车没有独立的驱动系统，需要通过拖挂装置与牵引车辆相连，由牵引车辆提供行驶的驱动力。拖挂式房车一般采用中置轴的方式，不同于一般的全挂车辆，所以拖挂式房车也被称为旅居中置轴挂车。因此拖挂式房车具有中置轴挂车结构简单、重心低、自重小的优点。近年来，随着人民生活水平的提高和道路交通条件的改善，拖挂式房车的市场前景广大；同时房车作为国家和政府鼓励和扶持的新兴产业，房车产业已经逐步形成“研发-生产-销售-露营地”的产业链；此外国内房车生产厂商数量正在不断增加，已有多家汽车生产厂家加入房车领域，可见房车产业具有良好的发展前景。然而国产房车零配件配套不完善，对外依赖程度高，很多零配件需要国外进口。这导致房车制造成本较高，提高了售后维护成本，某种程度上也制约了房车消费。房车在欧美国家非常普遍。从上世纪初开始，美国人将座椅、折叠床铺、厨卫系统加装到车上，现代房车模型开始出现。随着交通系统的完善、国民生产生活水平提高，欧美房车产业发展迅速。本世纪以来，欧美国家房车产业受经济因素影响较大。2001-2007年房车生产量逐年提高，2008年后产量下降，2009年达到谷底，2010年以来随着欧美经济复苏，房车产业开始有了恢复性的增长。目前，房车生产制造已经成为欧美国家汽车生产业的重要部分，其中拖挂式房车是主力。欧美国家的人们在追求房车旅游舒适性的同时，也越来越注重行驶的安全性和可靠性。与国外相比，国内房车生产起步较晚，对于大多数人来说房车是一个全新的概念。2001～2007年，由于国外房车市场良好，有些企业开始尝试生产研发房车。但由于国内关于房车的法律法规滞后、市场不完善，这些企业又逐步退出房车市场。2008年，随着关于拖挂式房车国家推荐国标的推出和相关法律法规的完善，国内房车尤其是拖挂式房车市场快速发展，一些大型车辆制造企业加入到房车生产中来；2014年国务院发布了第31号文件《关于促进旅游业改革发展的若干意见》，其中特别强调了房车露营产业，这给了整个房车产业带来了更大的发展空间。目前中欧汽车、苏州金龙、长城汽车、郑州宇通汽车、江西江铃汽车、上汽大通商务车等知名企业都在进行房车的设计以及研发工作。拖挂式房车的拖挂装置可根据安装位置分为两大部分：前车(牵引车辆)拖挂装置和后车(拖挂式房车)拖挂装置。前车装置包括拖车臂底座、拖车臂、锁销、连接球等；后车装置主要是球形连接器。拖车臂底座，安装在牵引车辆后端，一般安装在牵引车后防撞梁，打孔用螺栓固定，用于安装拖车臂，同时也可保护牵引车车尾，减少追尾时的伤害。拖车臂插装在拖车臂底座的方管内，通过锁销限制自由度。同时，拖车臂舌部设有通孔，用于安装连接球。根据牵引车所拖挂的房车总重不同，拖车臂的结构尺寸大小不同。连接球安装在拖车臂舌部的通孔内，用螺栓和防松垫圈固定。由于拖挂式房车是中置轴挂车，连接球处承受房车10％～15％的总重，是拖挂式房车拖挂装置中受力最为集中。球形连接器安装在拖挂式房车前端，与连接球相连。球形连接器具有一个球窝，球窝尺寸与连接球的球头尺寸匹配。球窝由球形连接器壳体(固定)和锁定机构(活动)组成，锁定机构是可活动的，通过手柄、弹簧可以实现对连接球的压紧或释放。传统的球形连接器的球窝由球形连接器壳体(固定)和锁定机构(活动)组成，在车辆行驶方向上施加压力，不能限制球型连接器与连接球的相对转动。当车辆行驶在颠簸路面或车辆在高速行驶需要紧急变道时，房车由于惯性会出现大幅摆动甚至出现甩尾现象。这是十分危险的。然而若将球型连接器与连接球完全夹紧，则大大增加了前车与房车的转弯半径，不利于转向时车辆的通过性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种设计简单、控制可靠、低成本、安全性高、性能稳定的一种考虑转向通过性能的横向稳定拖挂式房车球形连接系统及其控制方法，为实现拖挂式房车在直线行驶时横向夹紧球型连接装置与连接球，使房车不发生大幅摆动、甩尾，在转弯时放松球型连接装置与连接球夹紧力，使球型连接装置与连接球在不分离的情况下自由转动，以减小车辆整体转弯半径。一种拖挂式房车球形连接系统，包括依次相连的信号采集单元、电子控制单元和执行单元，所述信号采集单元为方向盘转角传感器，所述电子控制单元包括房车控制器和房车电源，所述执行单元为球型连接装置，所述球型连接装置包括球型连接器固定支撑机构与电磁连杆夹紧机构，球型连接器固定支撑机构固定并支撑电磁连杆夹紧机构；所述球型连接器固定支撑机构包括球型连接器壳体、支点支座、电磁铁支架和手柄，所述球型连接器壳体上安装有支点支座、电磁铁支架和手柄，支点支座用于支撑杠杆，电磁铁支架用于支撑电磁铁，手柄用于实现连接球和球型连接器壳体的连接与分离；所述电磁连杆夹紧机构包括连接球、夹紧压块、连杆、弹簧、杠杆、衔铁与电磁铁，连接球与球型连接器壳体相连，夹紧压块分置在球形连接器壳体前部两侧孔槽内且与连杆的一端相连，连杆的另一端与杠杆的一端连接，杠杆的另一端设有衔铁；杠杆连杆端下方安装有弹簧，杠杆衔铁端压在手柄上，从而限制杠杆顺时针转动，使杠杆自锁；电磁铁安装在电磁铁支架上，接收房车电源的通断信号，产生磁场吸合衔铁。上述方案中，所述房车电源为12V，用于给电子控制单元供电。上述方案中，所述房车控制器为80C55单片机。一种拖挂式房车球形连接系统的控制方法，初始化房车控制器的系统参数，通过方向盘转角传感器读取前车方向盘转角α，将前车方向盘转角α与预设的α0比较，判断前车行驶状态：若α＜α0，则前车处于直线行驶状态，电磁连杆夹紧机构动作，使拖挂式房车直线行驶时行驶不发生大幅摆动、甩尾；若α＞α0，则前车处于转向状态，电磁连杆夹紧机构动作，使拖挂式房车转弯时减小车辆整体转弯半径，提高通过性能；若前车方向盘转角α由α>α0变成α<α0时，判断前车由转向状态转为直线行驶状态，电磁连杆夹紧机构动作，使拖挂式房车直线行驶稳定；当α＜α0时，电磁连杆夹紧机构动作的具体过程为：电磁铁不通电，弹簧处于压缩状态，持续对杠杆施加向上的力，连杆向上拉动夹紧压块，进而夹紧压块向内挤压夹紧连接球，对连接球施加夹紧力；当α>α0时，电磁连杆夹紧机构动作的具体过程为：电磁铁通电，电磁铁与衔铁吸合，杠杆逆时针旋转，压缩弹簧，使杠杆连杆端下降，连杆向下推动夹紧压块向外移动，解除对连接球的横向夹紧力；当前车方向盘转角α由α>α0变成α<α0时，电磁连杆夹紧机构动作的具体过程为：电磁铁不通电，电磁铁释放衔铁，由于弹簧作用，杠杆顺时针旋转，至杠杆衔铁端被手柄限位为止，连杆向上拉动夹紧压块，夹紧压块向内挤压夹紧连接球。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过前车方向盘转角传感器采集前车方向盘转角信息，由房车控制器分析判断前车是否转向，在直线行驶时控制球型连接装置的夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拖挂式房车球形连接系统，其特征在于，包括依次相连的信号采集单元、电子控制单元和执行单元，所述信号采集单元为方向盘转角传感器(12)，所述电子控制单元包括房车控制器(13)和房车电源(14)，所述执行单元为球型连接装置，所述球型连接装置包括球型连接器固定支撑机构与电磁连杆夹紧机构，球型连接器固定支撑机构固定并支撑电磁连杆夹紧机构。

【技术特征摘要】
1.一种拖挂式房车球形连接系统，其特征在于，包括依次相连的信号采集单元、电子控制单元和执行单元，所述信号采集单元为方向盘转角传感器(12)，所述电子控制单元包括房车控制器(13)和房车电源(14)，所述执行单元为球型连接装置，所述球型连接装置包括球型连接器固定支撑机构与电磁连杆夹紧机构，球型连接器固定支撑机构固定并支撑电磁连杆夹紧机构。2.根据权利要求1所述的一种拖挂式房车球形连接系统，其特征在于，所述球型连接器固定支撑机构包括球型连接器壳体(1)、支点支座(6)、电磁铁支架(9)和手柄(10)，所述球型连接器壳体(1)上安装有支点支座(6)、电磁铁支架(9)和手柄(10)，支点支座(6)用于支撑杠杆(5)，电磁铁支架(9)用于支撑电磁铁(8)，手柄(10)用于实现连接球(11)和球型连接器壳体(1)的连接与分离。3.根据权利要求1所述的一种拖挂式房车球形连接系统，其特征在于，所述电磁连杆夹紧机构包括连接球(11)、夹紧压块(2)、连杆(3)、弹簧(4)、杠杆(5)、衔铁(7)与电磁铁(8)，连接球(11)与球型连接器壳体(1)相连，夹紧压块(2)分置在球形连接器壳体(1)前部两侧孔槽内且与连杆(3)的一端相连，连杆(3)的另一端与杠杆(5)的一端连接，杠杆(5)的另一端设有衔铁(7)；杠杆(5)连杆端下方安装有弹簧(4)，杠杆(5)衔铁端压在手柄(10)上，从而限制杠杆(5)顺时针转动，使杠杆(5)自锁；电磁铁(8)安装在电磁铁支架(9)上，接收房车电源(14)的通断信号，产生磁场吸合衔铁(7)。4.根据权利要求1或3所述的一种拖挂式房车球形连接系统，其特征在于，所述房车电源(14)为12V，用于给电子控制单元供电。5.根据权利要求1所述的一种拖挂式房车球形连接系统，其特征在于，所述房车控制器(13)为80C55单...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，张健，徐兴，郭丛摇，陶涛，孙广地，张承龙，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32