一种自动脱钩装置和自动脱钩方法

技术领域

本发明属于车辆碰撞试验领域，特别地涉及一种自动脱钩装置和自动脱钩方法。

背景技术

车钩装置主要起到联挂车辆和传递纵向力的作用，传统的车钩缓冲装置主要围绕如何提升连挂的可靠性、杜绝自动脱钩事故的发生而设计。但随着经济社会发展，对车钩功能的需求更加多样化，在一些工业应用场景，如车辆碰撞试验系统、铁水车卸料等工况中，就需要牵引车与被牵引车之间实现自动解钩、脱钩功能。

车辆碰撞试验系统，需要使用一辆驱动车牵引被试车辆加速到目标速度后再进行脱钩控制，脱钩后驱动车施加制动，被试车辆依靠惰行完成碰撞试验。为保证试验人员的绝对安全，驱动车与被试车辆之间的解钩、脱钩及分离操作必须自动完成。

目前的车钩均以连挂可靠为导向进行设计，在高速走行状态下完成自动解钩、脱钩操作难度较大。目前车钩连挂状态检测装置均只能检测到车钩连挂异常，而不能确保解钩成功。因此现有车钩连挂方案不适用于碰撞试验系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明针对目前车辆碰撞试验系统自动解钩、脱钩功能的欠缺，提出了一种自动脱钩装置和方法，可在高速走行状态下实现自动解钩、脱钩操作，从而将装置连挂的两车分离，保障试验设备和人员的安全性。

为了实现上述目的，本申请提供一种自动脱钩装置，所述自动脱钩装置包括：机械钩头，所述机械钩头内设置有能够枢轴转动的钩舌板；驱动单元，所述驱动单元驱动所述钩舌板转动；解钩到位信号检测单元，所述解钩到位信号检测单元检测所述钩舌板是否转动到解钩位，并在检测到所述钩舌板转动到解钩位时发出解钩到位信号。

进一步地，所述解钩到位信号检测单元包括与所述钩舌板固连的钩舌转轴、设置在所述钩舌转轴上的伸出轴、以及解钩到位传感器，所述解钩到位传感器通过检测所述伸出轴的位置来检测所述钩舌板是否转动到解钩位。

进一步地，所述解钩到位传感器为接近开关，当所述伸出轴转动到解钩位对应位置时，所述解钩到位传感器检测到所述伸出轴并发出解钩到位信号。

进一步地，所述解钩到位传感器固定安装在钩头顶部。

进一步地，所述解钩到位信号检测单元进一步包括用于限制所述钩舌转轴和所述伸出轴的转角的限位装置。

进一步地，所述驱动单元包括解钩气缸和能够沿所述解钩气缸移动的解钩气缸作用臂，所述解钩气缸作用臂与所述钩舌板连接以驱动所述钩舌板转动。

进一步地，所述解钩气缸作用臂与所述钩舌板铰接。

进一步地，所述驱动单元进一步包括与所述解钩气缸连通的供风管路和设置在所述供风管路上的电磁阀。

进一步地，所述解钩气缸安装在所述钩头侧方。

根据本申请的另一方面，提供一种自动脱钩方法，包括如下步骤：接收驱动车下达的解钩命令；当接收到解钩命令后，通过驱动单元驱动机械钩头内的钩舌板转动；解钩到位信号检测单元检测所述钩舌板是否转动到解钩位，并在检测到所述钩舌板转动到解钩位时发出解钩到位信号；当牵引控制系统接收到所述解钩到位信号后，对驱动车实施制动，以使被试车辆端钩头从驱动车端钩头分离。

本发明实现了牵引车与被试车辆自动解钩、脱钩和分离，避免了在高速走行状态下人工解钩带来的巨大安全隐患。另外，本发明对现有车钩的状态检测单元进行改进，通过设置解钩到位传感器，检测车钩解钩到位的信号，保证牵引控制系统能够判断解钩到位，从而能够控制驱动车制动，确保脱钩成功，两车分离。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的优选实施例的自动脱钩装置的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-机械钩头；2-解钩气缸；3-解钩气缸作用臂；4-止挡柱；5-伸出轴；6-解钩到位传感器；7-钩舌转轴；8-钩舌板。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面参考图1来详细描述根据本发明的优选实施例的自动脱钩装置。

如图1所示，自动脱钩装置包括机械钩头1、驱动单元和解钩到位信号检测单元。机械钩头1内设置有能够枢轴转动的钩舌板8。驱动单元驱动钩舌板8转动。解钩到位信号检测单元检测钩舌板8是否转动到解钩位，并在检测到钩舌板8转动到解钩位时发出解钩到位信号。

自动脱钩装置可以安装在需连挂/脱钩的车辆上，例如，车辆碰撞试验中的驱动车和被试车辆上。驱动车端钩头与被试车辆端钩头连挂状态下，当钩舌板转动到解钩位时，可以进行解钩。

根据本发明的自动脱钩装置通过设置能够驱动钩舌板转动的驱动装置，实现了连挂车辆的自动解钩、脱钩和分离，避免了在高速走行状态下人工解钩带来的巨大安全隐患。另外，通过设置解钩到位传感器来检测车钩解钩到位信号，牵引控制系统能够判断解钩到位，从而确保能够通过驱动车制动来完成解钩和两车分离。

在该实施例中，钩舌板8例如可通过中心销而可枢转地连接至钩头1，使得钩舌板8可以绕中心销的中心轴线转动。

在该实施例中，驱动单元包括解钩气缸2和能够沿解钩气缸2移动的解钩气缸作用臂3。解钩气缸2优选安装在钩头1侧方。解钩气缸作用臂3与钩舌板8连接，优选地，与钩舌板8铰接，从而将解钩气缸作用臂3的直线运动转化为钩舌板8的转动。解钩气缸作用臂3沿解钩气缸2直线运动，从而推动钩舌板8朝向解钩位转动。当钩舌板8转动到解钩位时，安装在被试车辆端的钩头和安装在驱动车端的钩头处于可以彼此脱离的状态。

可选地，驱动单元还包括与解钩气缸2连通的供风管路和设置在供风管路内的电磁阀。可以通过该电磁阀来控制解钩气缸2的供风的通断。

可以理解的是，本发明的驱动单元不限于上述示例性结构，而可以是通过气动、电动或液压等方式工作的任意驱动结构，只要能驱动钩舌板8枢轴转动即可。

解钩到位信号检测单元包括钩舌转轴7、伸出轴5和解钩到位传感器6。解钩到位传感器6优选固定安装在钩头1顶部。钩舌转轴7与钩舌板8固连。钩舌转轴7上设置有伸出轴5，以将钩舌板8的转动状态传递给解钩到位传感器6。伸出轴5可以与钩舌转轴7一体成型、固定连接或可拆卸连接。例如，伸出轴5可以套接在钩舌转轴7上。当钩舌板8转动时，钩舌转轴7和钩舌转轴7上的伸出轴5与之同步转动。解钩到位传感器6检测伸出轴5的位置，进而检测出与伸出轴5同步转动的钩舌板8的位置。将钩舌板8转动到解钩位时伸出轴5所处的位置称为解钩位对应位置。当伸出轴5转动到解钩位对应位置时，解钩到位传感器6发出解钩到位信号。在本实施例中，解钩到位传感器6例如为接近开关。将接近开关设置成使得解钩位对应位置处于接近开关的动作距离内。当钩舌板8转动到解钩位时，与其同步转动的伸出轴5转动到解钩位对应位置，此时解钩到位传感器6检测到伸出轴5，发出解钩到位信号。该解钩到位信号可由驱动车上的牵引控制系统接收。当牵引控制系统接收到解钩到位信号时，判定钩舌板8已转动到解钩位，因此会发出制动指令，对驱动车实施制动。被试车辆在惯性作用下继续前进，使得被试车辆端钩头从驱动车端钩头分离。

可选地，解钩到位信号检测单元设有限位装置。该限位装置限制钩舌转轴7和伸出轴5的转角，以防止钩舌转轴7及伸出轴5转角过大损伤解钩到位传感器6。在该实施例中，限位装置为止挡柱4。当钩舌转轴7和伸出轴5转动时，止挡柱4可以止抵在伸出轴5的外壁上以限制伸出轴5和钩舌转轴7的转角，从而避免钩舌转轴7及伸出轴5的转角过大损伤解钩到位传感器6。

根据本发明的自动脱钩方法包括如下步骤：接收驱动车下达的解钩命令；当接收到解钩命令后，通过驱动单元驱动机械钩头内的钩舌板转动；解钩到位信号检测单元检测所述钩舌板是否转动到解钩位，并在检测到所述钩舌板转动到解钩位时发出解钩到位信号；当牵引控制系统接收到所述解钩到位信号后，对驱动车实施制动，以使被试车辆端钩头从驱动车端钩头分离。

下面详细描述根据本发明的优选实施例的自动解钩方法。

在驱动车与被试车辆连挂且驱动车牵引被试车辆高速走行状态下，驱动车下达解钩命令控制解钩电磁阀打开，驱动车供风管路向解钩气缸2通风，使得解钩气缸作用臂3推动钩头1内的钩舌板8转动到解钩位，钩舌转轴7与钩舌板8同步转动，伸出轴5随之转动到解钩位对应位置，解钩到位传感器6检测到伸出轴5，获得解钩到位信号，反馈给牵引控制系统，驱动车实施制动，由于被试车辆惯性作用，被试车辆端钩头从驱动车端钩头分离，从而确保两车分离。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。