1.本公开涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种无人驾驶牵引车及其自动脱挂钩装置。


背景技术：

2.目前，现有的牵引车通常通过人工插拔牵引销的方式，来实现牵引车牵引拖斗或者卸下拖斗的功能。在无人驾驶牵引车的运用中，这种依靠人工插拔牵引销的方式不能满足使用需求。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种无人驾驶牵引车及其自动脱挂钩装置。
4.本公开提供了一种无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置，包括固定座、装置主体、牵引销和驱动机构；
5.所述固定座固定于无人驾驶牵引车上，所述固定座上设有竖向设置的转向轴；
6.所述装置主体具有相对设置的第一端和第二端，所述装置主体的第一端通过所述转向轴与所述固定座转动连接，所述装置主体的第二端形成有用于在无人驾驶牵引车与拖斗对接时供拖斗的牵引环插入的插装口，所述插装口处具有用于引导所述牵引环插入所述插装口的导引结构；
7.所述驱动机构固定于所述装置主体上，所述牵引销与所述驱动机构连接，所述牵引销在所述驱动机构的作用下上下移动，所述装置主体上设有供所述牵引销插入的牵引孔，所述牵引销在所述驱动机构的作用下插入所述牵引孔及所述牵引环，以实现无人驾驶牵引车与拖斗的对接。
8.可选地，所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置还包括旋转机构，所述旋转机构与所述装置主体连接，所述装置主体在所述旋转机构的作用下以所述转向轴为轴心旋转。
9.可选地，所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置还包括升降机构，所述升降机构与所述装置主体连接，所述装置主体在所述升降机构的作用下沿所述转向轴上下移动。
10.可选地，所述转向轴的外表面设置有沿轴向延伸设置的限位筋，所述装置主体上开设有用于安装所述转向轴的轴孔，所述轴孔的内壁面设置有沿轴向延伸设置的限位槽，所述限位筋与所述限位槽配合以限制所述装置主体相对所述转向轴转动，且所述限位筋能够在所述限位槽内沿所述转向轴的轴向上下移动。
11.可选地，所述导引结构包括用于在左右方向对所述牵引环进行导引的左侧板和右侧板、以及用于在竖直方向对所述牵引环进行向上导引的下翻板。
12.可选地，所述驱动机构包括驱动电机及与所述驱动电机连接的伸缩器件，所述牵引销的上端与所述伸缩器件连接，所述驱动电机通过所述伸缩器件带动所述牵引销上下移动。
13.可选地，所述驱动机构上设有第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关用于在所述伸缩器件向上移动至最高位置时被触发，所述第二限位开关用于在所述伸缩器件向下移动至最低位置时被触发。
14.可选地，所述装置主体上具有与所述插装口相对设置的止挡板，所述止挡板位于所述插装口沿所述牵引环的插入方向的前方；所述止挡板朝向所述插装口的一侧板面上设置有第一传感器，所述第一传感器用于检测所述牵引环是否插入到位。
15.可选地，所述牵引销的底部设有第二传感器，所述第二传感器用于在所述牵引销插入所述牵引环之前检测所述牵引销是否与所述牵引环对位。
16.本公开还提供了一种无人驾驶牵引车，包括：牵引车主体；和如上述任一实施例所述的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置，所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置设置在所述牵引车主体上。
17.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
18.本公开提供的无人驾驶牵引车及其自动脱挂钩装置，用于实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动化对接，从而实现无人驾驶牵引车对拖斗的牵引功能；具体地，当需要利用无人驾驶牵引车对拖斗进行牵引时，无人驾驶牵引车朝向拖斗的牵引环所在的大致位置倒退，直至拖斗的牵引环插入装置主体的插装口内，在牵引环的插入过程中，由于插装口处设置的导引板的引导作用，即使插装口与牵引环不对正，存在一定的位置偏差，也能够确保牵引环沿导引板滑移至插装口内；牵引环插入插装口之后，通过驱动机构带动牵引销向下移动，使得牵引销插入装置主体上的牵引孔及拖把上的牵引环，实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动化对接，无人驾驶牵引车向前移动，实现无人驾驶牵引车对拖斗的牵引功能；在无人驾驶牵引车转弯过程中，由于装置主体的第一端通过竖向设置的转向轴与固定座转动连接，从而在转弯时无人驾驶牵引车的主体部分可相对于装置主体及拖斗左右摆动，从而保证无人驾驶牵引车与拖斗结合后转弯的灵活性；当需要将无人驾驶牵引车与拖斗分离时，通过驱动机构带动牵引销向上移动，使得牵引销从牵引环中拔出，即可解除无人驾驶牵引车与拖斗的限位，实现无人驾驶牵引车与拖斗脱开，从而实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动脱挂钩功能。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
20.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本公开实施例所述无人驾驶牵引车与拖斗对接时的结构示意图；
22.图2为图1中的局部放大结构示意图；
23.图3为本公开实施例所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置的结构示意图；
24.图4为本公开实施例所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置的装置主体的结构示意图。
25.其中，1-牵引车主体；2-自动脱挂钩装置；21-固定座；211-转向轴；22-装置主体；
221-插装口；222-轴孔；223-牵引孔；224-上翻板；225-下翻板；226-左侧板；227-右侧板；23-牵引销；
26.3-拖斗；4-拖把；41-牵引环。
具体实施方式
27.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.如图1至图3所示，本公开实施例提供了一种无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2，该自动脱挂钩装置2用于安装在无人驾驶牵引车的牵引车主体1上，用于与拖斗3的牵引环41配合，以实现无人驾驶牵引车与拖斗3自动对接，从而实现无人驾驶牵引车对拖斗3的自动化牵引功能。
30.具体地，如图2和图3所示，该自动脱挂钩装置2包括固定座21、装置主体22、牵引销23和驱动机构；固定座21固定于无人驾驶牵引车上，固定座21上设有竖向设置的转向轴211；装置主体22具有相对设置的第一端和第二端，装置主体22的第一端通过转向轴211与固定座21转动连接，装置主体22的第二端形成有用于在无人驾驶牵引车与拖斗3对接时供拖斗3的牵引环41插入的插装口221，该插装口221处具有用于引导牵引环41插入插装口221的导引结构；驱动机构固定于装置主体22上，牵引销23与驱动机构连接，牵引销23在驱动机构的作用下上下移动；装置主体22上设有供牵引销23插入的牵引孔223，牵引销23在驱动机构的作用下插入牵引孔223及牵引环41，以实现无人驾驶牵引车与拖斗3的对接。
31.具体实现时，当需要利用无人驾驶牵引车对拖斗3进行牵引时，无人驾驶牵引车朝向拖斗3的牵引环41所在的大致位置倒退，直至拖斗3的牵引环41插入装置主体22的插装口221内，在牵引环41的插入过程中，由于插装口221处设置的导引结构的引导作用，即使插装口221与牵引环41不对正，存在一定的位置偏差，也能够确保牵引环41沿导引结构滑移至插装口221内；牵引环41插入插装口221之后，驱动机构带动牵引销23向下移动，使得牵引销23插入装置主体22的牵引孔223及拖把4的牵引环41，实现无人驾驶牵引车与拖斗3的自动对接，无人驾驶牵引车向前移动，实现无人驾驶牵引车对拖斗3的牵引功能；在无人驾驶牵引车转弯过程中，由于装置主体22的第一端通过竖向设置的转向轴211与固定座21转动连接，从而在转弯时无人驾驶牵引车的牵引车主体1可相对于自动脱挂钩装置2的装置主体22及拖斗3左右摆动，从而保证无人驾驶牵引车与拖斗3结合后转弯的灵活性；当需要将无人驾驶牵引车与拖斗3分离时，驱动机构带动牵引销23向上移动，使得牵引销23从牵引环41中拔出，即可实现无人驾驶牵引车与拖斗3脱开，从而实现无人驾驶牵引车与拖斗3的自动脱挂钩功能。
32.在本公开的一些实施例中，该自动脱挂钩装置2还包括旋转机构，旋转机构与装置主体22连接，装置主体22在旋转机构的作用下以转向轴211为轴心旋转。
33.通过设置旋转机构，以控制装置主体22的旋转角度，一方面可以在无人驾驶牵引
车与拖斗3对接之前根据所检测到的拖斗3的牵引环41的角度，通过旋转机构对装置主体22的旋转角度进行调整，确保装置主体22的插装口221与拖斗3的牵引环41对正，从而确保牵引环41顺利插入到插装口221内；另一方面，在牵引过程转弯时可以根据转弯角度，通过旋转机构对装置主体22的旋转角度进行调整，从而确保转弯的灵活性。
34.具体实现时，旋转机构可采用电机配合齿轮传动的结构形式，也可采用电机配合皮带轮传动的结构形式。在一个具体实施例中，转向轴211通过轴承支撑在固定座21上，转向轴211上设置有从动齿轮，电机的输出轴上设置有主动齿轮，电机通过主动齿轮与从动齿轮的啮合带动转向轴211转动；装置主体22的第一端设置有用于安装转向轴211的轴孔222，转向轴211和轴孔222之间设置有周向限位结构，例如相互配合的限位筋和限位槽、或者转向轴211的外表面设置有扁位结构，也可以是转向轴211与轴孔222过盈配合，以限制装置主体22相对转向轴211转动，使得电机可带电装置主体22和转向轴211同步旋转，如此实现装置主体22在旋转机构的带动下以转向轴211为轴心旋转。
35.上述实施例中，利用电机带动装置主体22旋转，可以根据电机的工作参数(如转速、转数等)判断装置主体22的旋转角度，从而获知装置主体22的角度，以便于根据拖斗3的牵引环41的角度对装置主体22的旋转角度进行调整与控制。当然，也可以通过设置传感器对装置主体22的旋转角度进行检测。需要说明的是，对于拖斗3的牵引环41的角度的检测，可通过设置在无人驾驶牵引车上的激光雷达或者摄像头进行检测，也可通过在无人驾驶牵引车上设置传感器进行检测。
36.在本公开的一些实施例中，该自动脱挂钩装置2还包括升降机构，升降机构与装置主体22连接，装置主体22在升降机构的作用下沿转向轴211上下移动。
37.通过设置升降机构，以对装置主体22的高度位置进行调整，一方面通过装置主体22的高度位置的调整，以便于装置主体22与处于不同高度位置的拖斗3的牵引环41对正，从而提高无人驾驶牵引车的适用范围，实现对不同尺寸的拖斗3的自动牵引功能；另一方面，拖斗3的拖把4与拖斗3主体之间通常设置有刹车装置，为了确保不同尺寸的拖斗3在与无人驾驶牵引车对接后，均能够解除拖把4对拖斗3主体的刹车作用，可以在无人驾驶牵引车与拖斗3对接后，通过升降机构带动装置主体22向上移动，将拖斗3的拖把4设置有牵引环41的一端抬高，确保拖把4刹车作用的解除，从而保证无人驾驶牵引车对拖斗3正常牵引功能的实现。
38.具体实现时，升降机构可采用电动缸或电动推杆等结构形式。在一个具体实施例中，升降机构包括电机和与电机连接的推杆结构，推杆结构与装置主体22连接，电机通过推杆结构带动装置主体22沿转向轴211上下移动。具体地，该升降机构可设置于装置主体22的上方，也可以设置于装置主体22的下方。
39.上述实施例中，利用电机带动装置主体22上下移动，可以根据电机的工作参数(如转速、转数等)判断装置主体22的高度位置，从而获知装置主体22的高度位置，以便于根据拖斗3的牵引环41的高度位置对装置主体22的高度位置进行调整与控制。当然，也可以通过设置传感器对装置主体22的高度位置进行检测。需要说明的是，对于拖斗3的牵引环41的高度位置的检测，可通过设置在无人驾驶牵引车上的激光雷达或者摄像头进行检测，也可通过在无人驾驶牵引车上设置传感器进行检测。
40.在一个具体实施例中，转向轴211的外表面设置有沿轴向延伸设置的限位筋，装置
主体22上开设有用于安装转向轴211的轴孔222，轴孔222的内壁面设置有沿轴向延伸设置的限位槽，限位筋与所述限位槽配合以限制装置主体22相对转向轴211转动，从而实现装置主体22在旋转机构的作用下与转向轴211同步旋转；同时限位筋与限位槽的配合不会对装置主体22的轴向移动造成限制，限位筋能够在限位槽内沿转向轴211的轴向上下移动，从而实现装置主体22在升降机构的作用下沿转向轴211上下移动。
41.当然，转向轴211与装置主体22的配合结构不限于上述具体限定，例如还可以在转向轴211的外周面上设置外花键齿，在装置主体22上用于安装转向轴211的轴孔222的内壁面上设置内花键齿，通过外花键齿与内花键齿的配合限制装置主体22相对转向轴211转动，实现装置主体22在旋转机构的作用下与转向轴211同步旋转；同时外花键齿与内花键齿的配合不会对装置主体22的轴向移动造成限制，实现装置主体22在升降机构的作用下沿转向轴211上下移动。
42.需要说明的是，对于旋转机构和升降机构的具体实现形式，不限于上述具体限定，只要能够实现装置主体22既可以在旋转机构的作用下以转向轴211为轴心旋转，又可以在升降机构的作用下沿转向轴211上下移动，均不脱离本公开的设计构思。
43.在本公开的一些实施例中，如图3和图4所示，导引结构包括用于在左右方向对牵引环41进行导引的左侧板226和右侧板227，左侧板226和右侧板227沿远离插装口221的方向逐渐向两侧倾斜设置。通过设置左侧板226和右侧板227，以便于在无人驾驶牵引车与拖斗3对接时从左右两个方向对拖斗3的牵引环41进行修正，确保牵引环41沿左侧板226或右侧板227顺利滑移至装置主体22的插装口221内。
44.进一步地，如图3和图4所示，导引结构还包括用于在竖直方向对牵引环41进行向上导引的下翻板225，下翻板225沿远离插装口221的方向逐渐向下倾斜设置。通过设置下翻板225，以便于在无人驾驶牵引车与拖斗3对接时对拖斗3的牵引环41进行向上导引，确保牵引环41沿下翻板225顺利滑移至装置主体22的插装口221内。
45.此外，拖斗3的拖把4与拖斗3主体之间通常设置有刹车装置，通过设置下翻板225，可以利用下翻板225将拖斗3的拖把4设置有牵引环41的一端向上铲起，将拖斗3的拖把4设置有牵引环41的一端抬高，确保拖把4与拖斗3主体之间刹车作用的解除，从而保证无人驾驶牵引车对拖斗3正常牵引功能的实现。
46.进一步地，如图3和图4所示，导引结构还包括用于在竖直方向对牵引环41进行向下导引的上翻板224，上翻板224沿远离插装口221的方向逐渐向上倾斜设置。通过设置上翻板224，以便于在无人驾驶牵引车与拖斗3对接时对拖斗3的牵引环41进行向下导引，确保牵引环41沿上翻板224顺利滑移至装置主体22的插装口221内。
47.在一个具体实施例中，如图3和图4所示，导引结构包括左侧板226、右侧板227、上翻板224和下翻板225，左侧板226、右侧板227、上翻板224和下翻板225共同构造成喇叭口形状，用于在自动驾驶牵引车与拖斗3对接过程中，引导拖斗3的牵引环41插入到装置主体22的插装口221内。具体地可根据实际需要合理设置左侧板226、右侧板227、上翻板224和下翻板225的尺寸，在此不做具体限定。
48.在本公开的一些实施例中，驱动机构包括驱动电机及与驱动电机连接的伸缩器件，牵引销23的上端与伸缩器件连接，驱动电机通过伸缩器件带动牵引销23上下移动。驱动机构采用驱动电机配合伸缩器件的结构形式，将驱动电机的旋转运动转换成伸缩器件的直
线运动，同时可根据驱动电机的转速、圈数、旋转角度等工作参数可判断牵引销23是否在牵引孔223内插入到位。当然，也可以通过设置传感器来检测牵引销23是否在牵引孔223内插入到位。
49.在本公开的一些实施例中，驱动机构上设有第一限位开关和第二限位开关，第一限位开关用于在伸缩器件向上移动至最高位置时被触发，第二限位开关用于在伸缩器件向下移动至最低位置时被触发。通过设置第一限位开关和第二限位开关，以检测伸缩器件的状态，从而判断与伸缩器件连接的牵引销23是否插入到位。
50.在本公开的一些实施例中，装置主体22上具有与插装口221相对设置的止挡板，止挡板位于插装口221沿牵引环41的插入方向的前方；止挡板朝向插装口221的一侧板面上设置有第一传感器，第一传感器用于检测牵引环41是否插入到位。通过设置第一传感器，以在检测到牵引环41未插入到位时，及时控制无人驾驶牵引车停止倒退，重新进行与拖斗3的对接操作。
51.在本公开的一些实施例中，牵引销23的底部设有第二传感器，第二传感器用于在牵引销23插入牵引环41之前检测牵引销23是否与牵引环41对位。通过设置第二传感器，以在检测到牵引销23未与牵引环41对位时，及时控制无人驾驶牵引车停止倒退，重新进行与拖斗3的对接操作。
52.本公开实施例还提供了一种无人驾驶牵引车，包括：牵引车主体1和如上述任一实施例的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2，无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2设置在牵引车主体1上。
53.本公开实施例提供的无人驾驶牵引车，因其包括上述任一实施例的自动脱挂钩装置，因而具有上述任一实施例的自动脱挂钩装置的有益效果，在此不再赘述。
54.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。
55.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。