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.随着无人驾驶技术的快速发展，无人驾驶牵引车在货物运输领域得到广泛应用，无人驾驶牵引车的主要功能是自动牵引装载货物的拖斗完成货物的自动化转运。
3.然而，无人驾驶牵引车无法像agv小车一样实现毫米级的控制，对于精准对接的自动脱挂钩有较大挑战，需要无人驾驶牵引车在非精准的情况下也能够与拖斗对接实现自动脱挂钩。
4.在对无人驾驶牵引车进行设计时需要考虑：1)为尽量多的拖斗类型(比如拖把长度不一致的拖斗、对接环口径不一致的拖斗)都可以实现自动脱挂钩；2)尽量满足3-5吨的重载货物的转运需求；3)尽量避免大的机械运动引入额外危险源；4)整体成本可控，且避免引入过多额外的传感设备，避免增加系统复杂性。


技术实现要素：

5.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。
6.本公开提供了一种无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置，包括主体支架和导轨杆；
7.所述主体支架用于固定在无人驾驶牵引车的牵引车主体的后端；
8.所述导轨杆的一端与所述主体支架的一侧连接，所述导轨杆和所述主体支架的后端之间限定出一侧开口的限位空间，所述限位空间的开口处设有挡门，所述导轨杆的另一端由所述主体支架的另一侧向所述牵引车主体的侧方延伸出所述牵引车主体；
9.所述导轨杆用于在所述无人驾驶牵引车与拖斗对接时，引导所述拖斗的牵引环处设置的牵引轴从所述牵引车主体的侧方滑移至所述挡门处，并经所述挡门滑移至所述限位空间内。
10.可选地，所述导轨杆为弯折杆，所述导轨杆包括第一杆段、第二杆段以及连接于所述第一杆段和所述第二杆段之间的弯折部；
11.所述第一杆段远离所述弯折部的一端与所述主体支架的一侧连接，所述弯折部与所述主体支架的后端之间限定出所述限位空间；
12.所述第二杆段由所述主体支架的后端向所述牵引车主体的前端方向延伸设置，且所述第二杆段远离所述弯折部的一端由所述主体支架的另一侧向所述牵引车主体的侧方延伸出所述牵引车主体；
13.所述第二杆段和所述主体支架的另一侧的后端部位之间具有间隙，所述间隙形成为所述限位空间的开口。
14.可选地，所述挡门为单向挡门，所述单向挡门设置在所述主体支架的另一侧的后
端部位，所述单向挡门通过竖向设置的旋转轴与所述主体支架转动连接，所述单向挡门允许所述牵引轴滑移至所述限位空间内、但限制所述牵引轴从所述限位空间内脱出。
15.可选地，所述单向挡门包括分别位于所述旋转轴的两侧的限位部和止挡部，所述止挡部向所述主体支架的后端方向凸出所述主体支架；
16.所述主体支架的侧部设有限位槽，所述限位槽用于容纳所述限位部、并限制所述限位部朝所述主体支架与所述导轨杆连接的一侧转动，以在所述止挡部沿背离所述限位空间的转动方向上形成限位。
17.可选地，所述旋转轴上安装有复位扭簧，所述复位扭簧用于带动所述单向挡门复位至将所述限位空间的开口挡住的位置。
18.可选地，所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置还包括驱动机构，所述导轨杆的一端与所述主体支架的一侧转动连接，所述驱动机构用于带动所述导轨杆相对所述主体支架上下转动，所述导轨杆用于在所述无人驾驶牵引车与拖斗脱钩时向上转动，使所述牵引轴的上端从所述限位空间脱出。
19.可选地，所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置还包括防坠支架，所述防坠支架设置在所述主体支架与所述导轨杆转动连接的一侧，所述防坠支架用于支撑所述导轨杆。
20.可选地，所述无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置还包括加强支架，所述加强支架设置在所述牵引车主体的后端，且所述加强支架位于所述主体支架背向防坠支架的一侧，所述加强支架用于支撑所述导轨杆。
21.可选地，所述驱动机构包括电机和与所述电机连接的传动组件，所述主体支架的一侧设有转轴和用于支撑所述转轴的轴承，所述导轨杆的一端与所述转轴固定连接，所述电机通过所述传动组件带动所述转轴及所述导轨杆上下转动。
22.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。
23.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：
24.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在非精准的情况下也能够与拖斗对接，从而实现无人驾驶牵引车对拖斗的自动化牵引功能。具体地，当需要利用无人驾驶牵引车对拖斗进行牵引时，无人驾驶牵引车朝拖斗的牵引环处设置的牵引轴所在的大致位置前进，需要说明的是，无人驾驶牵引车并非正对牵引轴所在的大致位置前进，而是沿与拖斗的中轴线呈一定角度的方向前进，且根据设置在无人驾驶牵引车上的传感设备的检测作用，使得无人驾驶牵引车向前移动过程中，由牵引车主体的侧方延伸出牵引车主体的导轨杆能够碰触到牵引轴，导轨杆由牵引车主体的侧方延伸出的长度越长，导轨杆在无人驾驶牵引车向前移动时碰触到牵引轴的概率越大，从而为无人驾驶牵引车在非精准的情况下与拖斗对接提供可能；导轨杆碰触到牵引轴之后，无人驾驶牵引车继续向前牵引，牵引轴在导轨杆的引导作用下从牵引车主体的侧方滑移至导轨杆和主体支架的后端之间限定出的限位空间内，利用挡门限制牵引轴脱出，从而完成无人驾驶牵引车在非精准的情况下与拖斗对接，实现无人驾驶牵引车对拖斗的自动化牵引功能。本公开提供的无人驾驶牵引车及其自动脱挂钩装置，可以实现无人驾驶牵引车对不同类型的拖斗的自动化牵引功能，只需要在拖斗的牵引环处安装牵引轴即可，满足3-5吨的重载货物
的转运需求，不存在大的机械运动，从而不会引入额外危险源，整体成本较低，且不需要引入过多额外的传感设备，系统的操控更加简单。
附图说明
25.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。
26.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。
27.图1为本公开实施例无人驾驶牵引车与拖斗对接前的结构示意图；
28.图2为本公开实施例无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置的导轨杆与拖斗的牵引环处设置的牵引轴碰触时的结构示意图；
29.图3为本公开实施例无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置的导轨杆引导拖斗的牵引环处设置的牵引轴滑移至挡门处的结构示意图；
30.图4为本公开实施例无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置的导轨杆引导拖斗的牵引环处设置的牵引轴滑移至限位空间内的结构示意图；
31.图5为本公开实施例无人驾驶牵引车与拖斗对接完成后对拖斗进行牵引过程的结构示意图；
32.图6为本公开实施例无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置的导轨杆向上转动从拖斗的牵引环处设置的牵引轴的上端脱出的结构示意图。
33.其中，1-牵引车主体；
34.2-自动脱挂钩装置；21-主体支架；211-限位槽；22-导轨杆；220-限位空间；221-第一杆段；222-第二杆段；223-弯折部；23-挡门；24-旋转轴；25-防坠支架；26-加强支架；27-转轴；28-轴承；
35.3-拖斗拖把；31-牵引环；
36.4-拖斗牵引轴结构；41-牵引轴；42-万向轮；43-防坠托盘；44-锁扣。
具体实施方式
37.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。
38.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。
39.如图1至图6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，用于与拖斗的牵引环31处设置的牵引轴配合，以实现无人驾驶牵引车在非精准的情况下与拖斗自动对接，从而实现无人驾驶牵引车对拖斗的自动化牵引功能。
40.如图1至图4所示，该自动脱挂钩装置2包括主体支架21和导轨杆22。具体地，主体
支架21用于固定在无人驾驶牵引车的牵引车主体1的后端；导轨杆22的一端与主体支架21的一侧连接，导轨杆22和主体支架21的后端之间限定出一侧开口的限位空间220，限位空间220的开口处设有挡门23，导轨杆22的另一端由主体支架21的另一侧向牵引车主体1的侧方延伸出牵引车主体1；导轨杆22用于在无人驾驶牵引车与拖斗对接时，引导拖斗的牵引环31处设置的牵引轴41从牵引车主体1的侧方滑移至挡门23处，并经挡门23滑移至限位空间220内。
41.需要说明的是，为了实现利用本公开实施例的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2与拖斗进行对接，需要在拖斗拖把3的牵引环31处安装牵引轴41。如图2所示，示意出了一种拖斗牵引轴结构4。该拖斗牵引轴结构4包括牵引轴41、万向轮42、防坠托盘43和锁扣44；万向轮42连接于牵引轴41的底部；防坠托盘43套设在牵引轴41上，且与牵引轴41固定连接；牵引轴41上开设有径向安装孔，径向安装孔位于防坠托盘43的上方，锁扣44可拆卸地插装于径向安装孔内。具体装配时，在牵引轴41的底部安装万向轮42，在牵引轴41上套装防坠托盘43，暂不安装锁扣44；将拖斗的牵引环31经牵引轴41的上端套设在牵引轴41上，利用防坠托盘43支撑牵引环31；然后向牵引轴41的径向安装孔内插装锁扣44，实现该拖斗牵引轴结构4在拖斗的牵引环31处的安装。
42.不同类型的拖斗(例如拖把长度不一致的拖斗、对接环口径不一致的拖斗)，均可以通过在拖斗的牵引环处安装牵引轴，利用牵引轴与本公开实施例的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置配合，实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动化对接，从而提高本公开实施例的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置的适用性。当然，拖斗牵引轴结构的具体结构不限于上述限定，只要能够实现在拖斗的牵引环处安装牵引轴，利用牵引轴与无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置配合，实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动化对接即可。
43.本公开上述实施例提供的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2，无人驾驶牵引车对拖斗进行牵引时，无人驾驶牵引车朝拖斗的牵引环31处设置的牵引轴41所在的大致位置前进，需要说明的是，无人驾驶牵引车并非正对牵引轴41所在的大致位置前进，而是沿与拖斗的中轴线呈一定角度的方向前进(如图1所示)，且根据设置在无人驾驶牵引车上的传感设备的检测作用，使得无人驾驶牵引车向前移动过程中，由牵引车主体1的侧方延伸出牵引车主体1的导轨杆22能够碰触到牵引轴41(如图2所示)，导轨杆22由牵引车主体1的侧方延伸出的长度越长，导轨杆22在无人驾驶牵引车向前移动时碰触到牵引轴41的概率越大，从而为无人驾驶牵引车在非精准的情况下与拖斗对接提供可能；导轨杆22碰触到牵引轴41之后，无人驾驶牵引车继续向前牵引，牵引轴41在导轨杆22的引导作用下从牵引车主体1的侧方滑移至挡门23处(如图3所示)，然后推开挡门23滑移至导轨杆22和主体支架21的后端之间限定出的限位空间220内，利用挡门23限制牵引轴41脱出(如图4所示)，从而完成无人驾驶牵引车在非精准的情况下与拖斗对接，实现无人驾驶牵引车对拖斗的自动化牵引功能；当需要将无人驾驶牵引车与拖斗分离时，可以通过将导轨杆22抬高(例如导轨杆22相对主体支架21向上转动，或者导轨杆22相对主体支架21向上移动等方式)，使得导轨杆22由牵引轴41的上端脱出(如图6所示)，导轨杆22与牵引轴41分离，即可实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动脱钩；从而实现无人驾驶牵引车在非精准的情况下与拖斗的自动脱挂钩功能。
44.需要说明的是，无人驾驶牵引车在与拖斗对接过程中，可以沿与拖斗的中轴线呈一定角度的方向前进，当导轨杆22碰触到牵引轴41之后，无人驾驶牵引车可以继续沿原方
向前进，牵引轴41在导轨杆22的引导作用下逐渐滑移至导轨杆22和主体支架21的后端之间形成的限位空间220内(如图4所示)，在无人驾驶牵引车的持续牵引过程中，拖斗会逐渐转向，至拖斗的中轴线与无人驾驶牵引车的中轴线大致平行(如图5所示)，从而进行无人驾驶牵引车对拖斗的正常牵引。为了实现无人驾驶牵引车与拖斗更快速地对接，当导轨杆22碰触到牵引轴41之后，无人驾驶牵引车可以逐渐转弯(转弯时牵引车主体1有导轨杆22伸出的一侧为外侧)，使得牵引轴41在导轨杆22的引导作用下快速滑移至导轨杆22和主体支架21的后端之间形成的限位空间220内，并使得无人驾驶牵引车能够较快速地转动至无人驾驶牵引车的中轴线与拖斗的中轴线大致平行，从而在较短的距离内实现无人驾驶牵引车与拖斗的对接，从而进行无人驾驶牵引车对拖斗的正常牵引。
45.上述实施例提供的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2，可以实现无人驾驶牵引车对不同类型的拖斗的自动脱挂钩，只需要相应地在拖斗的牵引环31处安装牵引轴41即可；该自动脱挂钩装置2的主体支架21、导轨杆22等部件均可采用强度较高的金属材质，从而可以满足3-5吨的重载货物的转运需求；该自动脱挂钩装置2主要涉及的机械运动为牵引轴41沿导轨杆22滑移至限位空间220内、以及导轨杆22抬高由牵引轴41的上端脱出的运动，不存在大的机械运动，从而不会引入额外危险源；该自动脱挂钩装置2的结构简单，整体成本较低，且不需要引入过多额外的传感设备，基本采用无人驾驶牵引车自带的传感设备，就可以完成无人驾驶牵引车与拖斗的自动脱挂钩功能，系统的操控更加简单。此外，本公开实施例提供的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2，尤其适用于对侧向停放的拖斗进行牵引。
46.在本公开的一些实施例中，如图2和图3所示，导轨杆22为弯折杆，导轨杆22包括第一杆段221、第二杆段222以及连接于第一杆段221和第二杆段222之间的弯折部223；优选地，第一杆段221和第二杆段222均为直杆段，导轨杆22构造成7字形；第一杆段221远离弯折部223的一端与主体支架21的一侧连接，弯折部223与主体支架21的后端之间限定出限位空间220；第二杆段222由主体支架21的后端向牵引车主体1的前端方向延伸设置，且第二杆段222远离弯折部223的一端由主体支架21的另一侧向牵引车主体1的侧方延伸出牵引车主体1；第二杆段222和主体支架21的另一侧的后端部位之间具有间隙，该间隙形成为限位空间220的开口。
47.在本公开的一些实施例中，如图2至图4所示，挡门23为单向挡门，单向挡门23设置在主体支架21的另一侧的后端部位，单向挡门23通过竖向设置的旋转轴24与主体支架21转动连接，单向挡门23允许牵引轴41滑移至限位空间220内、但限制牵引轴41从限位空间220内脱出。优选地，单向挡门23为机械式的挡门，以在不引入传感设备的情况下保证自动脱挂钩功能的实现，使得系统的操控更加简单。当然，挡门23也可以采用电动挡门，在此情况下可以利用无人驾驶牵引车自带的传感设备或者额外设置传感设备，来对牵引轴41的位置进行检测，以便于及时控制挡门的开闭。
48.在一个具体实施例中，如图2所示，单向挡门23包括分别位于旋转轴24的两侧的限位部和止挡部，止挡部向主体支架21的后端方向凸出主体支架21；主体支架21的侧部设有限位槽211，限位槽211用于容纳限位部、并限制限位部朝主体支架21与导轨杆22连接的一侧转动，以在止挡部沿背离限位空间220的转动方向上形成限位。
49.具体地，在无人驾驶牵引车与拖斗对接过程中，当拖斗的牵引环31处设置的牵引轴41沿导轨杆22滑移至挡门23处时，牵引轴41推开挡门23，使得挡门23的止挡部向限位空
间220内转动，牵引轴41经挡门23滑移至限位空间220内；牵引轴41滑入后挡门23关闭，并利用主体支架21的限位槽211与挡门23的限位部的限位配合作用，限制止挡部沿背离限位空间220的方向转动，从而将牵引轴41限位在限位空间220内，确保无人驾驶牵引车与拖斗对接的可靠性。
50.进一步地，旋转轴24上安装有复位扭簧，复位扭簧用于带动单向挡门23复位至将限位空间220的开口挡住的位置。具体实现时，将复位扭簧套装在旋转轴24上，复位扭簧的一个扭脚支撑在挡门23上、另一个扭脚支撑在主体支架21上，利用复位扭簧的弹力作用带动单向挡门23复位。当然，带动单向挡门23复位的复位机构不限于为复位扭簧，也可以为伸缩弹簧、弹片等结构。
51.在本公开的一些实施例中，如图2、图3和图6所示，无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2还包括驱动机构，导轨杆22的一端与主体支架21的一侧转动连接，驱动机构用于带动导轨杆22相对主体支架21上下转动，导轨杆22用于在无人驾驶牵引车与拖斗脱钩时向上转动，使牵引轴41的上端从限位空间220脱出。具体实现时，导轨杆22的一端可与主体支架21的一侧的前端部位转动连接，这样既确保导轨杆22相对主体支架21上下转动时的平稳性，又确保导轨杆22具有较大的转动幅度，从而保证导轨杆22向上转动时导轨杆22能够由牵引轴41的上端脱出，从而确保无人驾驶牵引车与拖斗自动脱钩功能的实现。
52.在本公开的一些实施例中，如图2至图6所示，无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2还包括防坠支架25，防坠支架25设置在主体支架21与导轨杆22转动连接的一侧，防坠支架25用于支撑导轨杆22。具体实现时，防坠支架25可设置在主体支架21与导轨杆22转动连接的一侧的后端部位，也即防坠支架25设置在主体支架21背向挡门23的一侧，以利用防坠支架25对导轨杆22的后端部位进行支撑，以提高导轨杆22的结构强度，确保利用导轨杆22对牵引轴41进行导向的平稳性、以及利用导轨杆22与牵引轴41的配合实现牵引拖斗的可靠性。
53.在本公开的一些实施例中，如图2至图6所示，无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2还包括加强支架26，加强支架26设置在牵引车主体1的后端，且加强支架26位于主体支架21背向防坠支架25的一侧，加强支架26用于支撑导轨杆22。通过设置加强支架26，以配合防坠支架25，实现对导轨杆22不同部位的支撑作用，从而进一步提高导轨杆22的结构强度。具体实现时，加强支架26可以设置为匚形结构，匚形结构的右上部与牵引车主体1连接，匚形结构的右下部与牵引车主体1之间形成供牵引轴41通过的开口，导轨杆22位于匚形结构的内侧区域，并支撑在匚形结构的底部。
54.在一个具体实施例中，如图2、图3和图6所示，驱动机构包括电机和与电机连接的传动组件，主体支架21的一侧设有转轴27和用于支撑转轴27的轴承28，导轨杆22的一端与转轴27固定连接，电机通过传动组件带动转轴27及导轨杆22上下转动。具体地，传动组件可以为齿轮传动、皮带皮带轮传动等结构；主体支架21上开设有用于安装转轴27的轴孔，转轴27通过轴承28支撑在轴孔内，转轴27的一端由主体支架21的一侧伸出主体支架21，导轨杆22的一端与转轴27的伸出端固定连接。
55.当然，本公开实施例的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置，不限于采用驱动机构带动导轨杆22向上转动，来实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动脱钩功能；也可以采用升降机构带动导轨杆22向上移动，来实现无人驾驶牵引车与拖斗的自动脱钩功能，只要不脱离本公开的设计构思，均应在本公开的保护范围内。
56.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。
57.本公开上述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无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2，因而具有上述任一实施例所述的无人驾驶牵引车自动脱挂钩装置2的有益效果，在此不再赘述。
58.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。
59.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。