CN115461234B - 拖车联接组件和具有拖车联接组件的车辆 - Google Patents

Abstract

拖车联接组件(300)，其布置在车辆(100)的支撑结构(130)或拖车(200)的支撑结构(210)上，其中拖车联接组件包括牵引杆(110)或连接头/拖车挂接装置(211)，其中，它包括中间连接装置(310)，该中间连接装置使得牵引杆(110)或连接头/拖车挂接装置(211)能够分别在车辆(100)或拖车(200)的竖直方向和/或纵向方向上运动。本发明还涉及一种具有至少可在车辆(100)的竖直方向和/或纵向方向上移动的拖车联接组件(300)的车辆(100)。

Description

拖车联接组件和具有拖车联接组件的车辆

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的拖车联接组件。

本发明还涉及一种根据权利要求8的前序部分所述的具有拖车联接组件的车辆。

本发明特别涉及一种拖车联接组件和具有拖车联接组件的车辆，使得能够在用户的手动交互最少的情况下将停放的拖车连接至车辆。

背景技术

将拖车连接至车辆可能是一个令人厌烦且不需要困难的过程。除了将拖车连接至车辆的牵引杆外，还必须连接电源线、断开驻车制动器、以及必须升起支撑轮或支撑柱，前提是拖车具有这些特征。将较小的拖车连接至车辆上也会很费力，因为用户经常需要手动将拖车提升到牵引杆上。

US20070007749描述了一种联接器，其具有绕一轴线在操作位置和休止位置之间枢转的球颈体。旋转阻挡体布置成与驱动机构相连接，以便引导垂直于枢转轴线的反作用力。

US20050167945描述了一种设计为球构件的装置，该球构件连接至位于拖车上的紧固件。车辆具有安装在后保险杠后面的牵引杆。联接器包括容器，该容器安装在使用承载部件的部件上，用于借助于弹簧支撑的锁定元件滑入锁定位置，以便将装置附接在休止或工作位置。

EP1535765描述了一种用于机动车辆的拖车联接器，其具有联接臂，该联接臂具有通过旋转轴承作用于旋转轴线元件的驱动装置。借助于一运动装置，将安装件压入一凹部中，从而将联接器保持至连接器壳体，以便将联接器锁定在其中。

US6000709A描述了一种用于机动车辆、特别是乘用车的拖车联接器，其具有联接球和球颈。球颈的一个端部区域是成角度的，并承载联接球。通过使用驱动马达，球颈可以与联接球一起从操作位置移动到休止位置，反之亦然。为了尽可能安全地操作，提供了一控制特征(例如，联锁装置)来操作驱动器，以在分开的操作中允许球颈运动或机动车辆行进。

US2009236825A1描述了一种用于辅助拖车连接至车辆的系统，该系统利用车辆的空气悬架系统来与拖车和车辆的附接相关地提升和降低牵引杆。该方案的明显局限性是，牵引杆的可动性受限于车辆空气悬架系统的能力。此外，还要求车辆配备这种空气悬架系统，这是当今许多车辆所没有的特征。由于改装这样的空气悬架系统很困难，因此，该方案将仅限于少数车辆类型。

US2002125018A1描述了一种联接系统，用于将一器具联接至多用途车辆。然而，这种特殊的方案不适用于乘用车类型的车辆。

US2006290100A1描述了一种车辆挂接装置对准系统，牵引杆不相对于车辆运动。

US6164681A描述了一种自动挂接装置联接器，其包括用于拖车挂接装置的枢转引导装置，当用户操作拖车引导装置以接合拖车插座时，该引导装置引导拖车插座接合挂接球。枢转引导装置包括设置有挂接球的基板，该基板可枢转地连接至挂接杆，该挂接杆连接至车辆。当拖车舌与基板接合时，挂接球倾斜以变得位于拖车插座的正下方。此外，枢转引导装置具有两个锁定装置，用于将基板固定到挂接杆上。

DE102010004920A1描述了一种使用相对定位将车辆与拖车对准以进行联接的装置，其通过主动转向车辆或者通过横向控制牵引杆并在装置的协助下手动驱动车辆。还描述了牵引杆可以由马达升起，并使之与拖车联接器接合。然而，除了横向运动外，没有描述其他可行的方案。

本申请人名下的WO2015005795A1描述了一种将拖车与车辆连接或断开的系统和方法，其包括安装在车辆上的牵引杆、安装在拖车上的拖车挂接装置、与牵引杆相连地安装的至少一个马达、以及所述至少一个马达的控制器。WO2015005795A1提供了一种方案，其中当所述牵引杆和所述拖车挂接装置在彼此的预定半径内时，所述牵引杆可以自动连接至在拖车上安装的拖车挂接装置。根据一个实施例，牵引杆从车辆下方移出。牵引杆可以在所有方向上移动，此外，它可以移动，直到与拖车挂接装置连接。还进一步描述了，当牵引杆和拖车挂接装置连接时，车辆和拖车之间的链接将被自动锁定。拖车上的驻车制动器将自动断开，支撑轮将升起。此外，还可以自动连接气动系统、安全线和电缆。然后牵引杆将自动居中至牵引位置。不过没有描述如何布置牵引杆的可行方案。

现有技术方案的主要缺点是，它们没有布置成从远处连接至拖车。它们都要求车辆紧挨着拖车。此外，现有技术方案要求将拖车定位成其连接头/拖车挂接装置位于理想位置处，以便实现牵引杆和拖车挂接装置的连接。

与现有技术方案相关的另一个缺点是，它们仅适用于拖车与车辆的连接或断开。

因此，现有技术方案大多描述了要实现的结果，而没有引述或披露能够实现该结果的可行方案。

因此，需要一种拖车联接组件和具有拖车联接组件的车辆，以实现拖车与车辆的连接或断开或两者。

还确定需要一种拖车联接组件和具有拖车联接组件的车辆，其不要求将拖车或车辆定位在最佳位置来实现连接。

还需要一种拖车联接组件和具有拖车联接组件的车辆，其不要求拖车以最佳方式停放来实现与车辆的连接。

此外，事实上，随着世界人口年龄的增长，增加了拖车与车辆连接和断开的自动化系统的需求。

另外，由于目前的重点是开发自动驾驶(自主)车辆，未来将需要用于拖车与车辆之间的自动连接或断开或两者的拖车联接组件。

趋势进一步在于，用户在投资车辆和拖车时，正在寻找越来越多的便利特征。

进一步地，随着技术的发展，定位、数字和机电装置及系统的精度也在不断提高，同时成本也在迅速降低，因此用户可以优先考虑将此类装置和系统集成到车辆中。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种拖车联接组件，其部分或全部地克服或消除了现有技术的缺点。

本发明的目的是提供一种拖车联接组件，其实现了拖车与车辆的连接和断开。

本发明的目的是提供一种拖车联接组件，当拖车相对于车辆未停在最佳位置时，其也能够将停放的拖车连接至车辆。

本发明的目的是提供一种拖车联接组件，其能够将停放的拖车从远处连接至车辆。

本发明的目的是提供一种拖车联接组件，其在连接或断开操作期间实现拖车的运动。

本发明的目的是提供一种拖车联接组件，其需要用户极少的手动操作。

本发明的目的是提供一种拖车联接组件，在拖车连接至车辆后，其布置成进入锁定位置，其中车辆和拖车的承载能力在车辆预先核准的能力范围内变得最佳。

本发明的目的是提供一种适用于自动驾驶车辆的拖车联接组件，其实现了拖车与车辆的自动或半自动连接和断开。

本发明的目的是提供一种具有根据上述目的所述的拖车联接组件的车辆。

本发明的另外的目的将从以下描述、权利要求和附图中显现。

根据本发明的拖车联接组件由权利要求1的技术特征限定。拖车联接组件的优选特征描述在从属权利要求中。

根据本发明的具有拖车联接组件的车辆由权利要求8的技术特征限定。车辆的优选特征描述在从属权利要求中。

根据本发明的拖车联接组件布置到车辆的支撑结构或拖车的支撑结构上，实现拖车与车辆的自动或半自动连接或断开。

因此，根据用户的要求或期望，本发明的拖车联接组件可以布置在车辆或拖车上。

为了布置到车辆上，根据本发明的拖车联接组件包括牵引杆。为了布置到拖车上，拖车联接组件包括连接头/拖车挂接装置。

根据本发明的拖车联接组件的第一个实施例，拖车联接组件包括中间连接装置，所述中间连接装置实现了牵引杆或连接头/拖车挂接装置分别在车辆或拖车的竖直方向和/或纵向方向上的运动。

根据本发明的拖车联接组件的另一实施例，拖车联接组件包括至少一个附加中间连接装置，所述附加中间连接装置实现了牵引杆或连接头/拖车挂接装置分别在车辆或拖车的纵向方向和/或竖直方向上的运动和/或旋转。

根据本发明的拖车联接组件的另一实施例，拖车联接组件包括至少一个附加中间连接装置，所述附加中间连接装置实现了牵引杆或连接头/拖车挂接装置分别在车辆或拖车的横向方向上的运动。

根据本发明的拖车联接组件的另一实施例，拖车联接组件包括至少一个附加中间连接装置，所述附加中间连接装置实现了牵引杆或连接头/拖车挂接装置分别相对于车辆或拖车的空间运动。

根据本发明的拖车联接组件的另一实施例，拖车联接组件包括至少一个附加中间连接装置，所述附加中间连接装置实现了牵引杆的挂接球围绕牵引杆的横向轴线的运动和/或旋转。

根据本发明的拖车联接组件的另一实施例，拖车联接组件包括用于移动拖车的装置。因此，实现了拖车在地面上(即在水平面内)的移动。

根据本发明的拖车联接组件的另一实施例，连接头/拖车挂接装置设置有锁定机构，以使在牵引杆上的受控附接变得牢固。

因此，本发明提供了一种布置在车辆或拖车上的拖车联接组件，其便于借助于中间连接装置将拖车连接至车辆上，其中拖车联接组件可以设置有一个或多个附加中间连接装置，以便增加拖车联接组件的可动性。

通过根据本发明的拖车联接组件，可以降低车辆相对于拖车精确定位以实现其联接的要求，因为拖车联接组件为牵引杆或连接头/拖车挂接装置提供了沿着一个或多个坐标轴的可动性。这种可动性使得拖车与车辆能够在拖车联接组件的工作半径内以自动或半自动的方式连接和/或断开。

根据本发明的拖车联接组件提供了一种方案，其中拖车在连接至车辆后被布置在牵引位置中，其中承载能力对于车辆的分级牵引载荷是最佳的，从而确保将最佳载荷转移到车辆结构中。

车辆和/或拖车优选地设置有传感器和/或相机，向控制单元(拖车的单独控制单元或车辆的控制单元)提供信息，以便在用户的手动动作极少的情况下控制拖车联接组件执行拖车与车辆的自动或半自动连接或断开。

根据本发明，拖车还可以设置有自动特征，用于提升和降低拖车的支撑装置、操作驻车制动器(或多个驻车制动器)、和/或连接和断开信号(有线或无线)、安全装置和/或拖车与车辆的连接装置之间的气动或液压软管。

根据本发明的拖车还可以设置有无线或有线通信。

根据用户或制造商的期望，连接和断开过程的自动化程度可以通过添加拖车联接组件和拖车的上述特征中的一个或多个来实现。

通过本发明，可以避免用户错误地将拖车连接至车辆，这可能会导致事故，以及还可以避免在用户操纵(提升、推动、拉动等等)重型拖车时对用户(拉伤、受伤等等)或车辆或拖车造成潜在损害。

根据本发明的拖车联接组件也将适用于自动驾驶车辆/运输装置的预期未来发展，因为使用自动驾驶车辆将需要自动拖车联接组件来实现拖车与车辆在没有人为干涉或最小的人为干涉的情况下的连接和断开。

本发明还提供了一种具有根据上述的拖车联接组件的车辆。

本发明的进一步的优选特征和有利细节将从以下示例、权利要求和附图的描述中显现。

附图说明

下面将参考附图进一步详细描述本发明，其中：

图1是车辆和拖车的原理图，

图2是用于定义坐标系的车辆的原理图，

图3a-3d是根据本发明的拖车联接组件的第一实施例的原理图，

图4a-4c是根据本发明的拖车联接组件的第二实施例的原理图，

图5a-5b是根据本发明的拖车联接组件的另一实施例的原理图，

图6-8是根据本发明的拖车联接组件的另外的一些实施例的原理图，

图9a-9b是根据本发明的拖车联接组件的另一实施例的原理图，

图10是根据本发明的拖车联接组件的另一实施例的原理图，

图11a-11b是根据本发明的拖车联接组件的替代实施例的原理图，

图12a-12b是根据本发明的拖车联接组件的另一替代实施例的原理图，

图13是根据现有技术的自动拖车的原理图，

图14是根据本发明的拖车联接组件的控制框图，

图15是根据本发明的自动拖车的原理图，以及

图16是用于传送能量和/或信号的安全线、链路或类似装置和无线连接的自动附接的原理图。

具体实施方式

现在参考图1，示出了一种典型情况，其中乘用车形式的车辆100在其后端101设置有牵引杆110，牵引杆110包括牵引球111，用于连接至拖车200，拖车带有拉杆210，该拉杆具有连接头/拖车挂接装置211，用于连接至车辆100的牵引杆110。

牵引杆110固定到位于车辆100的后端101处的支撑结构130上，如图3a-3d和4a-4b所示，或者在不使用时隐藏在车辆100(的底盘)下方，并且在需要时可移动回牵引位置，如上所述。

拖车200还可以设置有至少一个支腿220，所述支腿可选地带有一个或多个轮子221。支腿220还可以在拖车200的竖直方向上移动，以使得能够调整连接头/拖车挂接装置211，从而实现与车辆100的牵引杆110的连接。拖车还可以设置有制动器，典型为机械操作、电动操作或气动操作的制动器，以及可由驻车制动手柄222操作的手动驻车制动器(如果制动器是机械操作的)。

拖车200还可以设置有照明装置，如标志灯、停车灯、倒车灯、制动灯等等。

参考图2，引入了坐标系，该坐标系定义了相对于车辆100的坐标轴，将在以下描述中使用。Y轴是车辆100的横向方向，Z轴是车辆100的竖直方向，X轴是车辆100的纵向方向。对于拖车200，将使用类似的坐标系。

如图所示，当今出售的大多数商用车辆100在后部还配备有至少一个后视相机120和/或接近(距离)传感器121，用于在车辆倒车时检测障碍物。车辆100还可以配备有用于相同目的的其他传感器系统，例如激光器、雷达、激光雷达、LIDAR、LADAR等等。除此类驻车功能外，还存在智能泊车辅助系统，驾驶员只需按下按钮即可激活该智能泊车辅助系统，根据车辆相对于停车位的现有限制(例如，其他停放的机动车辆、树木或其他障碍物)的相对位置计算所需的转向角，自动将车辆停入选定的空间。带有泊车辅助系统的车辆100具有所谓的主动转向系统，该主动转向系统接着自动将车辆转向停车位；即，无需驾驶员进行任何转向操作，驾驶员只需稍微加速和制动即可。这些系统对于技术人员来说是众所周知的，因此无需在此进行进一步描述。

根据本发明的拖车联接组件300布置在位于车辆100(例如但不限于乘用车)的后端101处的支撑结构130上，如图3a-3d和4a-4b所示。

根据本发明的拖车联接组件300包括带有挂接球111的牵引杆110，其中牵引杆110和挂接球110被布置成至少可以在车辆100的竖直方向(Z轴)上移动。如下面几个非限制性示例所示，这可以通过各种不同的方式实现。

现在参考图3a-3d，示出了根据本发明的拖车联接组件300的第一个实施例，其中牵引杆110可以在竖直方向(Z轴)上从车辆100下方的隐藏位置移动到位于距车辆100一距离处的连接位置，反之亦然。根据第一实施例的拖车联接组件300包括中间连接装置310，该中间连接装置能够使得布置在其上的牵引杆110主要在车辆100的竖直方向上(旋转)运动。中间连接装置310在上端布置到车辆100的支撑结构130上，在下端布置到牵引杆110。中间连接装置310包括主体311，该主体在上端布置到车辆100的支撑结构130上，在下端布置到牵引杆110上。在所示实施例中，牵引杆110大体上为L形，其自由端带有挂接球111。牵引杆110通过旋转接口312布置到主体311的下端上，使得牵引杆110能够绕Y轴旋转，包括相对于车辆100在X-Z竖直平面内的运动。通过这种方式，实现了牵引杆110从车辆100下方的隐藏位置(主要如图3a所示)到离车辆100一距离处的牵引位置(如图3d所示)的旋转运动。为确保车辆100下方的完全隐藏位置，可手动、半自动或全自动执行牵引杆110绕X轴的运动(整体车辆系统)。此外，根据L形牵引杆110和车辆100蒙皮的几何约束，牵引杆110也可以通过仅Y轴旋转而隐藏在车辆底盘中。

旋转接口312可以通过几种方式实现。例如，旋转接口312是由回转环实现，该回转环带有至少一个回转齿轮驱动器，该回转齿轮驱动器由电动马达313驱动(其原理如图4a-4c所示)，从而提供各个部件相对彼此的旋转运动，电动马达313设置有带齿轮的轴，齿轮与布置在主体311的一个或多个旋转连接件314(如图4a所示，例如安装托架、安装耳、接头或类似装置)中的螺纹、齿轮或类似装置相啮合，所述旋转连接件用于连接至牵引杆110的一个或多个用于附加中间连接装置330的旋转连接件326(图4a，例如安装托架、安装耳、接头或类似装置)，如图4a-4b所示。其他合适的解决方案将在技术人员的知识范围内。

因此，在图3a-3d的实施例中，提供了牵引杆110围绕中间连接装置310的下部分处的旋转轴线的摆锤运动，使得能够沿着车辆的Z轴以及车辆100的X轴二者运动。

通过图3a-3d的实施例，驾驶员或半自动或自动化系统将用于将车辆100定位在相对于拖车200的正确位置，从而通过激活拖车联接组件300，借助于旋转接口312，牵引杆110将从车辆100下方的位置移动，并与连接头/拖车挂接装置211相接合。图3a-3d的实施例的优点是，拖车联接组件300在车辆100的竖直方向(Z轴)上具有显著的可动性，使得牵引杆110也能够在地面上方较低的高度上挂接拖车。

下面将参考图14，对用于拖车200与车辆100的连接和断开的控制程序进行更详细的描述，该图示出了根据本发明的控制拖车联接组件300的框图。

图3a-3d示出了根据本发明的大体上最简单的可实现的拖车联接组件300，其具有一个自由度，用于使牵引杆110相对于车辆100在X-Z平面内运动。如根据本发明的拖车联接组件300的实施例的以下示例所公开的那样，拖车联接组件300可以设置有其他或附加的自由度，以便使得牵引杆110以及因而挂接球111相对于车辆100在不同的方向上运动。因此，实现了优于任何现有技术方案的用于联接至停放拖车200的灵活性，例如以下中的一个或多个或组合：在横向方向(Y轴)上、在竖直方向(Z轴)上、和/或可绕横向轴线(Y轴)、竖直轴线(Z轴)和/或纵向轴线(X轴)旋转。

现在参考图4a-4c，示出了根据本发明的拖车联接组件300的第二示例性实施例的原理图。根据第二实施例的拖车联接组件300包括第一附加中间连接装置320，该第一附加中间连接装置能够使得布置在其上的牵引杆110在车辆100的纵向方向(X轴)上运动。在所示实施例中，第一附加中间连接装置320由细长主体321形成，该细长主体布置成容置牵引杆110的一个端，该牵引杆在其自由端处带有挂接球111。在所示实施例中，牵引杆110大体上为L形，并布置成借助于旋转接口322(见图4c)可在细长主体321的纵向方向(X轴)上移动。旋转接口322由例如线性致动器323形成，该线性致动器为与固定螺母324接合的蜗杆的形式。牵引杆110设置有纵向延伸的凹部112，见图4c，该凹部布置成容置线性致动器323(纵向延伸的蜗杆)，螺母324固定在牵引杆的凹部112中，与线性致动器323接合。线性致动器313位于从牵引杆110伸出的端处，布置到电动马达325上，该电动马达固定在主体321的端处，用于线性致动器233的受控旋转。通过线性致动器323借助于电动马达325的在一个方向上的旋转，牵引杆110将在主体321的纵向方向上(沿着X轴)移动，从而从主体321伸出。通过线性致动器323在相反的旋转方向上的旋转，牵引杆110将回撤到主体321中。因此，该实施例提供了牵引杆110和挂接球111相对于主体321的伸缩式配置，使得牵引杆110以及因而挂接球110能够在车辆100的纵向方向上(沿着X轴)运动。

使用如上所述的伸缩式牵引杆110的优点在于，在不使用时，隐藏牵引杆110所需的空间更少。

因此，除图3a-3d所示的在X-Z竖直平面内的运动之外，图4a-4c的实施例中的拖车联接组件300还具有第二自由度，其中牵引杆110可在车辆100的纵向方向(X轴)上移动，该移动与Z方向的运动无关，与图3a-3d的实施例相比，提供了在车辆100的纵向方向上的改进的可动性。下文将描述另外的自由度。

然而，如果仅要求相对于车辆100在纵向方向(X轴)上具有可动性，则主体321可以通过紧固装置机械地固定到车辆100的支撑结构130上。由此，提供只有一个自由度的拖车联接组件300，从而便于在纵向方向(X轴)上的运动。

如果要求进一步的在其他方向上的可动性，则主体321可以通过一个或多个可旋转、可枢转或可倾斜的附加中间连接装置布置到支撑结构130上，从而使得牵引杆110和挂接球111能够在车辆100的除纵向方向(沿着X轴)之外的其他方向上运动，如下所述。

在所示的实施例中，拖车联接组件300包括第一实施例的中间连接装置310，如图3a-3d所示，通过旋转接口312，使得附加中间连接装置320相对于车辆100绕Y轴旋转(在X-Z平面内的联接运动)。在中间连接装置310通过紧固装置布置到车辆100的支撑结构130上的情况下，作为替代方案，旋转接口312可以以类似的方式布置在中间连接装置310和用于布置到支撑结构130上的紧固装置之间。旋转接口312可以通过多种方式实现，如上所述；例如，如图4a所示，旋转接口312由回转环实现，该回转环带有至少一个由电动马达313驱动的回转齿轮驱动器，从而提供各个部件相对彼此的旋转运动，或者使用电动马达313，该电动马达设置有带有齿轮的轴，该齿轮与布置在主体321的一个或多个旋转连接件326(例如，安装支架、安装耳、接头或类似装置)中的螺纹、齿轮或类似装置接合，该旋转连接件用于连接至中间连接装置310的一个或多个旋转连接件314。其他合适的方案将在技术人员的知识范围内。

因此，除了由中间连接装置310提供的上述在竖直方向(Z轴)和纵向方向(X轴)上的可动性之外，该实施例中的第一附加中间连接装置320还提供了牵引杆110和挂接球111在纵向方向(X轴)上的附加运动。

在所示的实施例中，拖车联接组件300还包括被布置到中间连接装置310上的第二附加中间连接装置330，该第二附加中间连接装置设置有旋转接口331，该旋转接口使得中间连接装置310能够围绕Z轴旋转以及使得第一附加中间连接装置320(如果有)在X-Y水平面内旋转。旋转接口331可以布置在中间连接装置310和第一附加中间连接装置320之间，或者布置在中间连接装置310与车辆100的支撑结构130之间，如该示例所示。旋转接口331可以通过多种方式实现；例如，旋转接口331通过回转环实现，该回转环具有至少一个由电动马达332驱动的回转齿轮驱动器，从而通过一个或多个齿轮提供各个部件相对彼此的旋转运动(如果需要)。可替代地，电动马达332设置有轴，该轴与布置在中间连接装置310中的螺纹、齿轮或类似装置接合。其他合适的方案将在技术人员的知识范围内。在所示的实施例中，第二附加中间连接装置330设置有旋转连接件333，例如安装托架、安装耳、接头或类似装置，用于连接至第一附加中间连接装置320的主体320的一个或多个旋转连接件326，其中，中间连接装置310集成在第一附加中间连接装置320和第二附加中间连接装置330之间的连接中，如图4a-4c所示。因此，第一附加中间连接装置310和第二附加中间连接装置320之间不需要单独的旋转连接件，因为该连接件由中间连接装置210和第二附加中间连接装置320的连接提供。

在替代实施例中，第二附加中间装置330在一侧固定到中间连接装置310或第一附加中间连接装置320，并且在另一侧固定到车辆100的支撑结构130。如上所述，旋转接口331例如布置在支撑结构130和第二附加中间连接装置330之间，其中，第二附加中间连接装置330固定到中间连接装置310上。可替代地，旋转接口331布置在第二附加中间连接装置330和第一附加中间连接装置320的主体321之间，其中第二附加中间连接装置330固定到支撑结构130上。

因此，除了上述由中间连接装置310和第一附加中间连接装置320(如果有)实现的在纵向方向(X轴)和/或竖直方向(Z轴)上的可动性之外，图4a-4c所示的实施例中的第二附加中间连接装置330还实现了牵引杆110和挂接球111在X-Y水平面(绕Z轴旋转)中的调整。

由于中间连接装置310集成在第一附加中间连接装置320和第二附加中间连接装置330之间的连接中，因此该方案将有利于提供将受到限制的拖车联接组件300的高度灵活性。众所周知，车辆100的后端处用于布置牵引杆110的包装空间有限，因此这种方案将节省空间。

使用回转环的优点在于，拖车联接组件300的构建高度将降低，从而提供更紧凑的拖车联接组件300。

因此，根据牵引杆110和挂接球111的运动需求，本发明提供了添加附加中间连接装置320、330的机会，所述附加中间连接装置具有旋转接口321、331，用于实现关于Y轴和Z轴的旋转以及在纵向方向(X轴)上的附加运动灵活性，如上所述。上述第二附加中间连接装置330还可用于使牵引杆110在“隐藏”位置(如图4b所示，在该位置，牵引杆回撤到车辆100中或下方)和牵引位置(如图4a、4c所示)之间移动，也可以与上述中间连接装置310的特征一起移动。

此外，通过使用牵引杆110以及布置成在车辆100的纵向方向上可移动的挂接球111，实现了挂接球112从车辆100下方的牢固牵引位置或隐藏位置到位于距车辆100一定距离处的连接位置的运动，反之亦然。

与通过第一附加中间连接装置320实现的在纵向方向上(沿着X轴)移动牵引杆110以及因而移动挂接球111的可能性相关联的另一个优点在于，牵引杆110以及因此挂接球110可以移动到距车辆100更远的(连接)位置，以便连接至停放的拖车200，其中，连接拖车200的牵引杆110可以回撤至车辆100；即，将拖车200拉向车辆100，直到牵引杆110处于牢固牵引位置，在该位置，实现拖车200与车辆100的牢固连接。这样的方案仅将需要使用车辆100(如上所述的驾驶员或定位系统)对牵引杆110进行较不精确的定位。

下文将描述其他替代实施例。

现在参考图5a-5b，示出了根据本发明的拖车联接组件300的另一示例性实施例的原理图。在图5a的实施例中，拖车联接组件300包括如上所述的第二附加中间连接装置330。第二附加中间连接装置330在上端布置到车辆100的支撑结构130上，并且在下端布置到第一附加中间连接装置320上，在该实施例中，第一附加中间连接装置布置成其纵向方向沿着车辆坐标系的Z轴。第一附加中间连接装置320的细长主体321在其下部设置有在主体321的横向方向上延伸的通孔或狭槽326，该通孔或狭槽适于接收和容置中间连接装置310的主体311，在该实施例中，该中间连接装置的主体布置成其纵向轴线平行于X轴；即，垂直于第一附加中间连接装置320的主体321。牵引杆110通过旋转接口312布置到中间连接装置310的主体311的自由端上，由此可通过摆锤运动在竖直方向(X-Z平面)上移动。

在图5a所示的实施例中，主体311在其自由端处设置有凹部315，该凹部适于接收牵引杆110，该牵引杆布置成借助于旋转接口312可移动，如上所述。

中间连接装置310以及因而牵引杆110可通过第二附加中间连接装置320在纵向方向上(沿着X轴)移动；例如，如上文所述那样实施，或者例如，由布置在主体321中的电动马达325实施，该电动马达借助于带有齿轮的轴与通过带齿轮的轴与布置在中间连接装置310的主体311中的螺纹或类似装置接合。用于实现主体311相对于第一附加中间连接装置320的主体321运动的其他可行的替代方案将在技术人员的知识范围内。

因此，在图5a的实施例中，借助于第一附加中间连接装置320，牵引杆110以及因而挂接球111可在纵向方向(X轴)上移动。借助于中间连接装置310的旋转接口312，牵引杆110以及因而挂接球111还可在竖直方向(Z轴)上移动，以及由于摆锤运动而在纵向方向(X轴)上移动。借助于第二附加中间连接装置330，它还可以在X-Y水平面(围绕Z轴)内移动。

在图5b中示出了用于实现牵引杆110在竖直方向上的运动的替代实施例。在图5a的实施例中，由于旋转连接件而实现了竖直方向上的运动与纵向方向上的运动的组合。在图5b的实施例中，通过将牵引杆110布置成可在主体311的竖直方向上移动，而不是图5a中的可旋转方案，实现了在竖直方向上(沿着Z轴)的单独运动。图5b实施例的方案允许改进牵引杆110以及因此牵引球111在竖直方向上的运动。例如，这可以通过中间连接装置310的主体311设置有靠近主体311的自由端的通孔或狭槽316来实现，其中旋转接口312布置成用于牵引杆110以及因而挂接球111在主体311的垂直方向上的受控运动，例如，该受控运动以如上所述主体311相对于主体321的运动相同的方式实施。其他可行的实施方式将在技术人员的知识范围内。

图5a-5b的实施例还提供了使牵引杆110在“隐藏”位置(在该位置，牵引杆回撤到车辆100中/下方)、牢固牵引位置(在该位置，牵引杆从车辆100伸出)之间移动以及移动到前进/延伸连接位置(如上所述)的功能。

现在参考图6，示出了根据本发明的拖车联接组件300的另一替代实施例。在图6的实施例中，牵引杆110以可伸缩主体321(例如，可伸缩杆)的形式连接至第一附加中间连接装置320的自由端，该可伸缩主体布置成其纵向方向在X方向上，该可伸缩主体在另一端通过集成在其中的中间连接装置310布置到第二附加中间连接装置330上。

在该实施例中，中间连接装置310的主体311例如作为蜗杆式线性致动器起作用，其纵向方向在第二附加中间连接装置330的纵向延伸凹部中延伸，其中，线性致动器布置成与第一附加中间连接装置320的可伸缩主体321接合。可伸缩主体321通过固定在其后端的、提供旋转接口312的螺母(未示出)布置到线性致动器上，因而垂直于中间连接装置310布置。主体311、即线性致动器由电动马达313驱动(旋转)(主要如图4a所示)。通过在一个方向上旋转，第二附加中间连接装置320以及因而牵引杆110沿着Z轴向上移动，而通过在相反方向上旋转，第二附加中间连接装置320以及因而牵引杆110沿着Z轴向下移动。

可伸缩主体321的操作/实施方式与图4a-4c中可伸缩牵引杆110的操作/实现方式类似，即通过集成蜗杆323、螺母324和电动马达325。

第二附加中间连接装置330可以如上所述布置。

因此，通过该实施例，牵引杆110和因而挂接球111可在纵向方向上和在竖直方向上以及在X-Y水平面(围绕Z轴)内移动。

应注意，如果不需要纵向方向上的运动，牵引杆110可以直接连接至中间连接装置310。

图6的实施例还提供了使牵引杆110在“隐藏”位置(在该位置，牵引杆回撤到车辆100中/下方)和牵引位置(在该位置，牵引杆从车辆100伸出)之间移动以及移动到前进/延伸连接位置(如上所述)的功能。

现在参考图7，示出了根据本发明的拖车联接组件300的另一示例性实施例。在所示的实施例中，拖车联接组件300包括中间连接装置310，该中间连接装置包括主体311，该主体在一端通过旋转接口312布置到第二附加中间连接装置330上，并且在其另一、自由端布置到第一附加中间连接装置320，类似于图4a-4c的实施例，其中，牵引杆110布置到第一附加中间连接装置320的自由端上，其中，牵引杆110在主体321的垂直方向上延伸。因此，在该实施例中，第一中间连接装置320的旋转接口322提供了牵引杆110在X-Y水平面内(围绕Z轴)的枢转或旋转运动，从而实现了牵引杆110和因而挂接球111在车辆100的纵向方向(X轴)和横向方向(Y轴)上的运动。在该实施例中，第二附加中间连接装置330提供了在车辆100的横向方向上(沿着Y轴)可移动，其可移动地布置到支撑结构130上，该支撑结构在车辆100的横向方向上延伸。因此，通过第二附加中间连接装置330沿着车辆100的支撑结构130的运动，这也将使中间连接装置310、第一附加中间连接装置320和牵引杆110在车辆100的横向方向(Y轴)上移动。第二中间装置330在横向方向上的运动可以通过多种方式实现，例如通过旋转接口331。旋转接口331可以通过如下方式实现：第二附加中间连接装置330包括电动马达332，该电动马达包括带有齿轮的轴，所述齿轮与支撑结构130上的螺纹接合。通过电动马达332的轴在一个方向上旋转，第二中间连接装置330在支撑结构130上沿一个方向移动。通过电动马达332的轴在相反方向上旋转，第二附加中间连接装置330在支撑结构130上沿相反方向移动。

用于实现横向方向上的运动的其他可行的方案将在技术人员的知识范围内。

图7的实施例还提供了通过旋转接口312使牵引杆110在竖直方向(Z轴)上移动以及通过旋转接口322使之在纵向方向(X轴)和横向方向(Y轴)上移动的功能。该实施例还提供了通过上述旋转接口312和322使牵引杆110在“隐藏”位置(在该位置，牵引杆回撤到车辆100中/下方)和牵引位置(在该位置，牵引杆从车辆100伸出)之间运动。

现在参考图8，示出了根据本发明的拖车联接组件300的另一实施例。在该实施例中，像图7的实施例中那样，牵引杆110布置成在第一附加中间连接装置320的主体321的自由端处在垂直方向上延伸。如上所述，第二附加中间连接装置330布置成在一端处通过旋转接口331经由紧固装置(未示出)布置到车辆100的支撑结构130上，从而实现绕车辆100的Y轴的旋转。在该实施例中，中间连接装置310通过其两端之一经由旋转接口312布置到第二附加中间连接装置330的另一端，其中旋转接口311还实现了围绕车辆100的Y轴的旋转。

因此，旋转接口312和331二者都提供了在竖直方向(Z轴)上的可动性。在该实施例中，第一附加中间连接装置320还借助于旋转接口322布置到中间连接装置310的另一端。第一附加中间连接装置320布置成在中间连接装置310的垂直方向上延伸，其中，旋转接口322提供了围绕Z轴的旋转；即，在X-Y水平面内，提供了第一附加中间连接装置320的主体321和因而牵引杆110的摆锤运动。旋转接口312和331还通过其绕Y轴的旋转提供了与之相连接的部件在车辆100的纵向方向(X轴)上的运动。

图8的实施例还提供了使牵引杆110在“隐藏”位置(在该位置，牵引杆回撤到车辆100中/下方)和牵引位置(在该位置，牵引杆从车辆100伸出)之间移动的功能。

现在参考图9a-9b，示出了根据本发明的拖车联接组件300的另一替代实施例。关于中间连接装置310以及第一附加中间连接装置320和第二附加中间连接装置330的布置，该所示的实施例与图4a-4c中描述的实施例类似。在该实施例中，第一附加中间连接装置320通过位于其主体321的自由端处的旋转接口322布置到牵引杆110上，从而提供牵引杆110围绕Y轴的旋转。因此，中间连接装置310和第一附加中间连接装置320二者都提供了在竖直方向(Z轴)上的可动性。另外，它们共同提供了牵引杆110和因而牵引球111在车辆100的纵向方向(X轴)上的运动。

在图9b的实施例中，挂接球111通过带有旋转接口341的第三附加中间连接装置340布置到牵引杆110的主臂113上，该第三附加中间连接装置与中间连接装置310和第一附加中间连接装置320相结合，提供了牵引杆110和因而挂接球112在车辆100的竖直方向(Z轴)以及在纵向方向(X轴)上的改进的可动性。

图9a-9b的实施例还提供了使牵引杆110在“隐藏”位置(在该位置，牵引杆回撤到车辆100中/下方)和牵引位置(在该位置，牵引杆从车辆100伸出)之间移动的功能。

现在参考图10，示出了本发明的另一示例性实施例，该实施例为牵引杆110提供了多个自由度。这是通过将上述原理结合到同一实施例中来实现的。在该实施例中，牵引杆110由多个连杆臂116形成，这些连杆臂在一端通过枢转或旋转连接件117相互连接，其中挂接球111被布置到枢转或旋转连接件117上，该枢转或旋转连接件可以设置有可控旋转接口，也可以不设置可控旋转接口。每个连杆臂116在另一端布置到拖车联接组件300的分开的模块300a上，其中模块300a包括上述实施例的特征中的一个或多个特征，从而实现挂接球111至少在车辆100的竖直和/或纵向方向以及在X-Y水平面内的运动。

图10的实施例还提供了使牵引杆110在“隐藏”位置(在该位置，牵引杆回撤到车辆100中/下方)和牵引位置(在该位置，牵引杆从车辆100伸出)之间移动的功能。

现在参考图11a-11b，示出了本发明的替代实施例，其中拖车联接组件300包括为绞盘360形式的中间连接装置310，该绞盘与车辆100的牵引杆110集成在一起。中间连接装置310还包括缠绕在绞盘卷筒上的线361，所述线绕在滑轮362上，该滑轮通过支撑件363定位于挂接球111上方。为了连接的一致性和可靠性，还可以在车辆100和挂接球11之间设置导向罩364，用于引导连接头/拖车挂接装置211与挂接球111连接。

为了连接至拖车200，线361从绞盘360展开，并直接地或通过适配的连接装置365连接至连接头/拖车挂接装置211，线361被卷绕到绞盘360上，将拖车200拉向牵引杆110，并与挂接球111接触，以便与之安全连接。

现在参考图12a-12b，示出了根据本发明的拖车联接组件300的另一实施例，该拖车联接组件与牵引杆110是可拆卸的。拖车联接组件300包括中间连接装置310，该中间连接装置包括支撑体370，该支撑体设置有通过挂接球111牢固地附接至牵引杆110的装置(未示出)。中间连接装置310还包括布置到支撑体370上的绞盘360以及穿过支撑体370的孔或狭槽371的绞盘线361，其中，绞盘线连接至挂接球组件400。挂接球组件400由主体401形成，该主体适于被接收和容置在支撑体370的凹部372中，该凹部包围孔或狭槽371，并且在附接线361的另一侧上设置有挂接球111，该挂接球通过主要为L形的杆402附接至主体401。主体401和支撑体370优选在面对侧设置有对应的引导装置410，用于将挂接球组件400牢固地附接至支撑体370。与引导装置相关地，还优选布置有锁定装置，用于将挂接球组件400安全地附接至支撑体470。

在使用中，挂接球组件400将通过展开线361附接至连接头/拖车挂接装置211。在附接至拖车200的连接头/拖车挂接装置21后，线361将被卷起，从而将拖车200拉向车辆100，直到挂接球组件400与支撑体370牢固接触并固定至该支撑体。

绞盘360的使用为拖车联接组件300提供了与将拖车200连接至车辆100有关的在横向方向(Y轴)上以及在竖直方向(Z轴)上和在纵向方向(X轴)上移动拖车的可能性。

现在参考图13，示出了具有智能功能的拖车200的原理图，该智能功能将有利于与本发明一起使用。拖车200优选设置有提供用于成为自动拖车200的特征的装置，当连接至车辆100时，该自动拖车以半自动或自动的方式准备好使用，以及当与车辆100断开连接时，以半自动或自动的方式准备好停车。

除了将拖车200连接至车辆100的牵引杆110之外，如果拖车200配备有这些特征，还必须连接电源线、释放驻车制动器和升起支撑装置220。如上所述，拖车联接组件300处理了这些问题中的许多问题，但为了能够解决所有这些问题，需要拖车200设置有一些半自动或自动特征(这些特征将在下文讨论)，以便在拖车200和车辆100实现物理连接或断开后，拖车200的其他特征也可以以半自动或自动的方式连接或断开。

有利的是，拖车200至少能够升起或降低支撑装置220。还优选的是，当连接至牵引杆110时，拖车200能够接合或脱离驻车制动器(或多个驻车制动器)。进一步优选的是，还可以半自动或自动地连接和断开电源线。

根据本发明的一个实施例，拖车包括装置230，例如至少一个开关或传感器或类似装置，用于指示拖车200与牵引杆110的正确连接。可替代地，这些装置230可以布置成与车辆100的牵引杆110连接。在一替代实施例中，拖车200设置有连接头/拖车挂接装置211，其具有可控锁定机构(未示出)，用于拖车与牵引杆110的半自动或自动安全连接和断开，能够提供指示正确连接和断开的信号。用于将连接头/拖车挂接装置211安全连接至挂接球111的可控锁定机构的示例可以包括弹簧加载锁定元件，该弹簧加载锁定元件可在锁定位置和连接位置之间移动。例如，当连接头/拖车挂接装置211与挂接球111接合时，弹簧加载锁定元件适于从锁定位置弯曲到连接位置，从而允许挂接球111被正确地接收和容置在连接头/拖车挂接装置211中。当挂接球211在连接头/拖车挂接装置212中正确就位时，由于弹簧力的作用，锁定元件将进入锁定位置，通过从挂接球111的下侧固定而将连接头/拖车挂接装置211安全地固定到牵引杆110的挂接球111上。为了释放安全连接，当要移除连接时，弹簧加载锁定元件例如布置到电动致动器或手动致动器上，该电动致动器或手动致动器向弹簧加载锁定元件施加力，将其移动到连接位置，在该连接位置，锁定元件允许挂接球111自由地移出连接头/拖车挂接装置211。在一替代实施例中，锁定元件仅通过手动致动器或电动致动器在锁定位置和连接位置之间操作。如果布置了无线通信，则可以通过车辆100的控制单元150或拖车200的控制单元260或从手持装置(例如，平板电脑、智能手机或类似装置)控制致动器。对于技术人员来说，其他合适的方案是显然的。

为了升起和降低支撑装置220，拖车200将设置有至少一个致动器240，例如缸、蜗杆、带齿轮的轴、或类似装置，该致动器由电动马达(未示出)驱动，该电动马达与支撑装置220中布置的对应装置(未示出)接合，从而通过激活该至少一个马达来实现支撑装置220的升起和降低。

为了接合或脱离驻车制动器，拖车200设置有控制机构250，该控制机构布置到驻车制动器上。例如，控制机构250可以是电动马达(未示出)，如果制动器是机械操作的，则电动马达的轴布置成操作驻车制动手柄222。

在本发明的一另外的实施例中，还可以存在用于附接信号电缆420/用于拖车200上的灯等等的电源线(图14)的装置。作为一替代方案，拖车200和车辆100之间的所有通信也可以是无线的，其中车辆100或拖车联接组件300和拖车200都设置有对应的无线通信装置。

拖车200或车辆100还将配备有控制单元260，该控制单元设置有用于控制至少一个致动器240、控制机构250、以及用于附接信号电缆420/电源线的装置(如果有)的装置和/或软件。

根据本发明的拖车200的一个实施例，拖车200设置有布置在拖车200上的至少一个电源270，例如一个或多个电池，用于为拖车200的上述装置/特征供电，如上所述。在一替代实施例中，装置(电线、电缆)用于将能量从车辆100传输到拖车200，用于为所述装置/特征供电，或者可替代地，可以使用无线装置来传输能量，用于对所述至少一个电源270充电。

拖车200还可以设置倒车相机120或接近传感器121或类似的传感器系统，如激光器、激光雷达、LIDAR、LADAR等等，类似于图2所示的用于车辆100的那些。当拖车200和车辆100连接时，这些装置/系统可以在倒车期间自动激活，从而提供拖车200周围的信息。当拖车200与车辆100连接时，来自这些装置/系统的信号可编程为优先于安装在车辆100上的任何类似装置。当拖车200和车辆100连接时，信号在倒车期间被传输到车辆100的驾驶室。在向前行驶期间，通常不需要从这些装置/系统将此类信号传输到车辆100的驾驶室，但在某些情况下，例如通过急转弯时，对驾驶员来说从此类装置/系统接收信息以便操纵车辆100和被连接的拖车200可能是有价值的。

现在参考图14，示出了如何控制根据本发明的拖车联接组件300的框图。为了控制拖车联接组件300，车辆100将设置有至少一个接近传感器121和/或相机120，或类似系统，像激光器、激光雷达、LIDAR、LADAR等等，它们布置在车辆100的后端处。至少一个相机120可以是单独的相机或者可以与倒车相机相组合。传感器可以是接近传感器121、距离传感器或类似传感器。

车辆100还将设置有专用控制单元150，该专用控制单元设置有用于处理来自所述至少一个传感器121和/或相机120的信息以及控制拖车联接组件300的部件的装置和/或软件。在一替代实施例中，控制单元150的特征集成在车载控制单元中，例如车辆100中存在的信息娱乐系统。

由所述至少一个相机120捕获的图像和/或来自所述至少一个传感器121的传感器信号被发送到控制单元150，该控制单元处理图像和/或传感器信号，以提供车辆100和停放拖车200之间的相对定位信息。为了能够提供车辆100以及因此牵引杆110与停放拖车200的连接头/拖车挂接装置211之间的相对定位信息，需要使用至少两个传感器或传感器系统；即，需要至少两个相机120、至少两个接近传感器121、至少两台激光器或激光雷达或LIDAR或LADAR等等，或者使用上述系统中的至少两个，从而从车辆100的后端处的至少两个不同位置提供至少两个测量值，以便能够执行数据三角测量。例如，可以使用来自至少一个相机120和至少两个接近传感器121的信息，这是当今大多数车辆100上的可利用选项。

将需要使用至少一个相机120来识别拖车200和因而连接头/拖车挂接装置211在车辆100附近的存在。通过使用例如图像识别，可以识别连接头/拖车挂接装置212，并且至少两个接近传感器121的使用(所述至少两个传感器之间以固定的距离布置在车辆100的后端处)将为识别的连接头/拖车挂接装置211提供距离测量值。

相应地，专用控制单元150或车载控制单元将设置有图像识别软件，以能够从由所述至少一个相机120提供的图像中识别连接头/拖车挂接装置211，或者用户(驾驶员)通过主动操作在车辆100的屏幕140上识别连接头或拖车挂接件211。然后，可以使用接近传感器121计算车辆100以及因而牵引杆110与连接头/拖车挂接装置211之间的相对定位。

专用控制单元150或车载控制单元可以进一步设置有机器学习(人工智能(AI))或者与设置有机器学习(人工智能(AI))的中央服务器通信，以改进与不同拖车200相关的识别过程。通过使用机器学习(人工智能(AI))，专用控制单元150或车载控制单元将能够更快和更精确地执行识别。通过机器学习(人工智能(AI))，还可以识别拖车200的其他属性，例如拖车200可能配备的哪些额外的半自动或自动特征，例如能量和/或信号的有线或无线传输，以及根据这些特征的相对定位。

此外，通过允许专用控制单元150或不同车辆100的车载控制单元与中央服务器通信，可以分析拖车200以及连接与断开的信息，以改进连接和断开过程，例如如何最佳地接近停放拖车200以便连接。

在识别出连接头/拖车挂接装置211后，由所述至少一个相机120捕获的图像可以显示在车辆100内的屏幕140(如果有)上。屏幕140上显示的图像可以有引导线。这些引导线能够有助于判断车辆100和停放拖车200何时位于拖车联接组件300的工作半径内，以便将拖车200连接至车辆100；即，在拖车联接组件300的可动范围内。引导线可以是数字构造线的形式，其被添加到由所述至少一个相机120捕获的图像中。也可以使用其他引导装置。

因此，通过相机120和/或接近传感器121捕获的信息，车辆100的驾驶员手动将车辆100倒车至相对于停放拖车200的位置，或者如果车辆100设置有自动特征，则车辆100基于计算出的相对位置执行相对于停放拖车200的自动或半自动倒车就位。当车辆100相对于停放拖车200处于适当位置时，优选地激活车辆100的制动器，并激活专用控制单元130或车载控制单元以控制拖车联接组件300。通过控制中间连接装置310和一个或多个附加中间连接装置320-340(如果有)，挂接球111定位于连接头/拖车挂接装置211下方，并且挂接球111进一步移动到与连接头/拖车挂接装置211的安全连接中。

当牵引杆110和拖车200实现安全连接时，支撑装置220(如果有)将升起。如上文所述，如果拖车200设置有用于该升起的自动或半自动装置，则拖车控制单元260在由装置230检测从而指示正确附接后控制致动器240升起支撑装置220。在一替代实施例中，拖车200和车辆100二者都设置有无线通信装置，其中来自装置230或可控锁定机构的信号被传输到专用控制单元150或集成式车载控制单元，该专用控制单元或集成式车载控制单元控制致动器240升起支撑装置220。如果拖车200具有支柱，则该特征也可用于支撑这些支柱。

当支撑装置220(如果有)升起时，拖车控制单元260或专用控制单元150或车载控制单元停用驻车制动控制机构250，以释放拖车200的驻车制动器。

驻车制动器脱离后，拖车联接组件300将移动到牢固牵引位置，并将拖车联接组件300锁定在该位置，该位置是关于牵引安全的限定位置，在该牵引安全下最佳地载荷分配/转移到车辆100的结构中。

因此，在拖车联接组件300仅设置有中间连接装置310从而实现牵引杆110在竖直方向上的运动的情况下，因而将使用车辆100将牵引杆110定位在相对于连接头/拖车挂接装置211的X-Y平面内，使得其在竖直方向(Z轴)上以及(对于拖车联接组件300的上述实施例中的一些实施例而言)在纵向方向(X轴)和/或横向方向(Y轴)上位于工作范围内，之后激活拖车联接组件300以与连接头/拖车挂接装置211接合。因此，如果使用半自动或自动系统对车辆100进行倒车，则车辆100的定位系统必须足够精确以允许车辆100在与拖车200的接合可以被激活之前定位，如果驾驶员手动对车辆100进行倒车，则驾驶员技能也可以实现。这也可以以半自动的方式执行，其中，驾驶员在车辆的显示器中设有位置区域，驾驶员通过手动倒车根据提供的位置区域定位车辆。当车辆在该区域内就位时，拖车联接组件300被激活，如上所述。如果拖车联接组件300设置有附加中间连接装置320-340，这将允许利用中间连接装置310和一个或多个附加中间连接装置320-340的工作范围从远处连接至拖车200。因此，当除了在竖直方向(Z轴)之外还在横向方向(Y轴)和/或纵向方向(X轴)和/或水平面内实现增加的可动性时，车辆100相对于连接头/拖车挂接装置211精确定位的要求降低。

例如，当拖车联接组件300布置成可在车辆100的纵向方向(X轴)上移动时，这使得在将拖车200安全连接至牵引杆111后，能够将拖车200拉向车辆100。当拖车联接组件300被定位在限定的牢固牵引位置时，拖车联接组件300被锁定在该位置，该位置将是关于车辆100的牵引稳定性的限定位置，在该牵引稳定性下最佳地载荷分配/转移。

因此，拖车联接组件300中实现的运动自由度越多，车辆100的定位就越不要求准确。此外，这将实现与可能没有停放在用于连接至车辆100的最佳位置中的停放拖车200的连接，例如连接头/拖车挂接装置211位于地面上方的较低高度处。

如果拖车200设置有无线通信装置，则控制灯的信号可以无线发送到拖车控制单元260。

控制灯的信号也可以选择通过电线发送。在这种方案中，拖车联接组件300和连接头/拖车挂接装置211可以设置对应的联接器，从而在连接时传输信号。联接器可以潜在地分别作为挂接球111和连接头/拖车挂接装置211的一部分，以便在它们连接时实现稳定和合适的连接。可替代地，可以通过使用布置成分别与拖车联接组件300和连接头/拖车挂接装置211连接的阳触头和阴触头来提供连接。在另一替代方案中，拖车联接组件300或拖车200可以设置有单独的执行器臂或操纵器臂(未示出)，用于在拖车联接组件300处于牢固牵引位置时连接对应的联接器。

对于乘用车100和带制动器的拖车200之间的连接，通常使用安全线700、链条或类似装置。该安全线700、链条或类似装置的连接也可以自动或半自动完成。使用安全线700、链条或类似装置的一种方案可以是，当拖车联接组件300和拖车200相连接时，将安全线、链条或类似装置附接至拖车200，并将其掉入到布置成与拖车联接组件300连接的接收装置(未示出)中。可替代地，安全线700、链条或类似装置可以通过致动器臂或操纵器臂430连接在车辆100或拖车联接组件300与拖车200之间。图16示出了用于自动连接安全线700、链条或类似装置的另一替代实施例。图16示出了提供拖车200和车辆100之间的电能和信号无线传输的实施例的原理图。在所示的实施例中，车辆插座160布置在车辆100的后端处，适用于无线传输能量和信号，或者适用于无线传输能量和信号的适配器161连接至车辆插座160。

连接头/拖车挂接装置211还设置有对应的无线单元212，其适用于接收来自适配器161或车辆插座160的无线传输的电能和信号。连接头/拖车挂接装置212的无线单元211还可以适用于将信号传输至车辆插座160，以报告拖车200的状态，例如电池(如果有)的状态、缺陷灯、错误等等。

连接头/拖车挂接装置211的无线单元212例如通过电线连接至用于拖车上的灯的连接盒213以及连接至备用电池(如果有)。通过在拖车200上使用LED灯，对电能的要求将变低，这样电能的无线传输将足以为LED供电。然而，在一些实施例中，有利的是，在拖车200上布置至少一个电池(未示出)，或者作为备用电源，或者以便使用无线传输的能量为所述至少一个电池充电，所述至少一个电池可用于为LED供电。牵引杆110或拖车200的金属可用作电路的接地。

在所示的实施例中，还示出了一种用于自动附接和断开安全线700、链条或类似装置的方案。在所示的实施例中，安全线700、链条或类似装置在其面向车辆100的牵引杆110的一侧设置有至少一个磁体710。该实施例还包括至少一个电磁体220，其布置在连接头/拖车挂接装置211的面向车辆100的牵引杆110的一端处，其中，所述至少一个电磁体220连接至拖车220的电路，使得当拖车200连接至车辆100的牵引杆110时，拖车200通过有线或无线方式电连接至车辆100，从而在两者之间存在电连接时，电磁体适于被去磁化。相应地，在所示的实施例中，当拖车200和车辆100之间的电路断开时，电磁体220被布置成被磁化，并以这种方式将至少一个磁体710以及因而安全线700、链条或类似装置保持在断开位置。当拖车200和车辆100之间的电路连接时，作用在电磁体220与安全线700、链条或类似装置的磁体710之间的磁力被去激活，导致安全线700，链条或类似装置落到牵引杆110上，如图16所示。以这种方式，实现了安全线700、链条或类似装置的自动连接。

如果作用在至少一个电磁体220与安全线700、链条或类似装置上的磁体710之间的磁力足够大，则可以通过激活至少一个电磁体220来实现安全线200、链条或类似装置的自动断开，该至少一个电磁体的激活将使安全线70、链条或类似装置的所述至少一个磁体710回撤，从而提升安全线700、链条或类似装置脱离牵引杆100。以这种方式，可以实现安全线700、链条或类似装置的自动断开。

通过在连接头/拖车挂接装置211的下侧布置回撤致动器720，可以进一步促进安全线700、链条或类似装置的运动，该回撤致动器能够帮助安全线70、链条或类似装置从连接位置运动到断开位置。例如，回撤致动器720可以是基于弹簧的，并连接至拖车制动器，这样当拖车制动器被激活时，拖车制动器会影响基于弹簧的回撤致动器720，使得从牵引杆110上提升安全线700、链条或类似装置。在一替代实施例中，回撤致动器720为线性致动器，该线性致动器适于在拖车200和车辆100之间的电路如上所述断开时操作。

在本发明的另一替代实施例中，当拖车200和车辆100之间的电路连接时，电磁体220适于以与安全线700、链条或类似装置的磁体710相同的磁场工作。因此，磁体220和710将相互排斥。当拖车200和车辆100之间的电路断开时，电磁体220和安全线700、链条或类似装置的磁体710布置成相互回撤。相应地，当拖车200和车辆100之间的电路连接时，磁体710以及因而安全线700、链条或类似装置将被相对于连接头/拖车挂接装置211向下推，并被推到牵引杆110上。

当与基于弹簧的回撤致动器720组合时，磁体710、220的排斥磁力优选地高于基于弹簧的回撤致动器720的弹簧力。

根据本发明的另一实施例，基于弹簧的回撤致动器720可以通过拖车制动器或与拖车制动器相关的致动器被进一步部分地或全部地激活和/或去激活。

根据本发明的另一实施例，安全线700、链条或类似装置设置有刚性部段，为至少其一部分，以便于从牵引杆110上提升安全线700。

优选地布置联锁装置，以便仅当拖车制动器处于激活位置时才能执行安全线700、链条或类似装置的操作，以防止在行驶期间或其他危险或不希望的情形下断开安全线700、链条或类似装置。

因此，本发明提供了用于安全线700、链条或类似装置的自动连接和断开的方案。如以上几个示例所示，这可以通过使用电磁体(或多个电磁体)和可能的回撤致动器来实现。

类似地，如果拖车200设置有气动或液压制动器，则气动或液动软管可以通过致动器臂或操纵器臂自动地连接至布置在车辆100中的对应连接件。在这种情况下，如果要执行拖车200在纵向方向上的运动(对于如上所述的实施例中的一些实施例来说)，则必须在拖车联接组件300安全地连接至拖车200的同时进行连接，以实现拖车200的运动(拉动)。

当从车辆100断开拖车200时，驾驶员将拖车200定位于驻车位置。然后，驾驶员激活拖车联接组件300，以执行上述连接过程的反向动作。然而，存在多种替代方案用于执行该断开。

例如，首先激活拖车200的驻车制动器，降低支撑装置220，断开安全线或链条和信号联接器，并且通过启动向下竖直运动，将拖车联接组件300从与连接头/拖车挂接装置211的接合中释放。可替代地，在锁定机构已脱离接合后，通过由支撑装置220提升连接头/拖车挂接装置211，将拖车联接组件300从与连接头/牵引挂接装置211的接合中释放，以释放挂接球111和连接头/拖车挂接装置211之间的连接。然后，车辆100可以自由移动离开停放的拖车200。

在另一替代方案中，在断开信号连接和安全线或链条之前或之后，拖车联接组件300使拖车200在纵向方向上移动远离车辆100，然后激活驻车制动器，降低支撑装置220，最后如上所述，将拖车联接组件300从与连接头/拖车挂接装置211的接合中释放。

在将拖车联接组件300从与连接头/拖车挂接装置211的接合中释放后，拖车联接组件300可以返回到牵引位置或返回到回撤到车辆100内/下方的位置，如上所述。

重要的是，出于安全原因，在降低支撑装置220并执行断开之前，必须激活驻车制动器。

如果拖车200未设置有用于支撑装置220、驻车制动器、安全链条和/或信号连接的半自动或自动特征，则必须结合上述连接和断开过程手动执行这些操作。

现在请参考图15，其是根据本发明的自动拖车200的原理图，其中，拖车200设置有利用上述原理的拖车联接组件300。在图15的实施例中，拖车联接组件300在一侧布置到拖车200的牵引杆210上，在另一侧布置到连接头/拖车挂接装置211上。在该实施例中，拖车联接组件300使得连接头/拖车挂接装置211能够至少在拖车200的竖直方向(Z轴)上运动。

根据拖车联接组件300的另一实施例，通过包括上述中间连接装置310、第一附加中间连接装置320、第二附加中间连接装置330或第三附加中间连接装置340中的一个或多个，进一步布置成用于连接头/拖车挂接装置211在拖车200的纵向方向(X轴)上运动。

在连接头/拖车挂接装置211布置成可在拖车200的纵向方向上移动的实施例中，这使得连接头/拖车挂接装置211能够从牢固牵引位置运动到距拖车200一距离处的连接位置，反之亦然。因此，这允许连接头/拖车挂接装置211移动到连接位置，该连接位置代表了拖车200前方的前进/延伸位置，以便连接至车辆100的牵引杆110，并且其中拖车200在连接至车辆100的牵引杆110时可以被拉至车辆100；即，将拖车200拉向车辆100，其中实现了拖车200与车辆100的牢固联接。

根据本发明，连接头/拖车挂接装置211还可以布置成在拖车200的横向方向(Y轴)上运动和/或可围绕横向轴线(Y轴)、竖直轴线(Z轴)或纵向轴线(X轴)旋转、枢转或倾斜，以这种方式，为连接头/拖车挂接装置211提供了多个运动自由度，从而实现用于将停放的拖车200连接至车辆100的改进的可调节性，优于任何现行的现有技术方案。

可以通过使用上述中间连接装置310以及使用(如果需要)附加中间连接装置320-340中的一个或多个实现沿各个轴线的空间运动。

拖车联接组件300可以进一步使用用于使支撑装置220在竖直方向上(沿着Z轴)移动的装置240。

拖车联接组件300还可以包括装置500，例如用于支撑装置220的轮子221的受控运动的电动马达，从而实现拖车200以及因而连接头/拖车挂接装置211在纵向方向(X轴)和横向方向(Y轴)上的运动。电动马达500也可以集成在轮子221的轮毂中，或者可以利用电动马达经由传动装置在竖直方向上移动支撑装置220。

拖车联接组件300还可以包括用于支撑装置220围绕Z轴的旋转的装置510，其例如可以是附加中间连接装置320-340中的一个或多个。用于旋转的装置510还可以利用电动马达经由传动装置激活一个或更多附加中间连接装置320-340。

因此，通过控制支撑装置220及其轮子221，可以实现拖车200以及因而连接头/拖车挂接装置211相对于牵引杆110的接近控制。通过经由中间连接装置310和/或一个或多个附加中间连接装置320-340将连接头/拖车挂接装置211布置到牵引杆210上，实现了连接头/拖车挂接装置212相对于车辆100的牵引杆110的精确控制(微调)。

在该实施例中，还优选的是，拖车200设置有用于参考图13所述的拖车200的半自动或自动操作的上述特征中的一个或多个，例如用于控制制动器的控制机构250。

拖车200还进一步设置有接近传感器121、激光器、激光雷达、LIDAR、LADAR和/或至少一个相机120，用于执行相对于车辆100的牵引杆110的相对定位，其向拖车控制单元260或布置到拖车联接组件300上的专用控制单元提供信息。拖车控制单元260或专用控制单元设置有用于控制拖车联接组件300的装置和/或软件、用于控制支撑装置220的装置以及用于控制制动器的控制机构250。还优选的是，拖车控制单元260或专用控制单元设置有用于基于来自接近传感器121、激光器、激光雷达、LIDAR、LADAR和/或相机120的信息检测障碍物的装置和/或软件，以避免撞到车辆100和拖车200之间的障碍物。

拖车200或拖车联接组件300还优选设置有无线通信装置600，用于与车辆100中的控制装置通信和/或与手机、平板电脑、计算机或类似装置上的APP通信，通过该无线通信装置，可以激活拖车联接组件300，以执行拖车200与车辆100的连接或断开。

在一替代实施例中，拖车200的运动可以通过手机、平板电脑、计算机或类似装置上的APP上的接口进行远程控制，例如用作拖车200运动的操纵杆。这也将使得拖车200能够在不要连接至车辆100时能够运动，或使得其能够移动到它可以连接至车辆100的位置。

因此，当设置有根据本发明的拖车联接组件300的停放拖车200要连接至车辆100时，用户将车辆100定位于停放拖车200附近。然后，用户激活拖车联接组件300，通过半自动或自动控制该联接组件300，拖车联接组件将拖车200移向车辆100，拖车联接组件使用至少一个接近传感器121和/或相机120和/或激光器、激光雷达、LIDAR或LADAR作为输入，引导拖车200与车辆100的牵引杆110接合。

为了与牵引杆110牢固联接，连接头/拖车挂接装置211优选地设置有可控锁定机构，如上所述，该锁定机构安全地锁定与牵引杆110的连接。

当拖车200要与车辆100断开时，驾驶员通过车辆100将拖车200定位在期望的停放位置附近，其中拖车联接组件300被激活以执行断开。然后，拖车联接组件300降低支撑装置220并激活驻车制动器。随后锁定机构被释放，拖车联接组件300将连接头/拖车挂接装置211移出与牵引杆110的接合。

如上所述，拖车200、车辆100和/或拖车联接组件300可以设置有用于信号(如果非无线)、安全线或链条(如果有)的半自动或自动连接和断开以及气动或液压制动器(如果有)的连接和断开的装置。

本发明还提供了一种车辆100，其设置有根据上述任一实施例的拖车联接组件300，该拖车联接组件布置到车辆100的支撑结构130上。车辆100还设置有燃烧发动机、电动马达或其组合形式的推进系统，用于推进车辆100以及为车辆100上的传感器和控制系统提供电能。

车辆100还设置有至少两个传感器和/或传感器系统，选自以下：接近传感器121、相机120、激光器、激光雷达、LIDAR或LADAR，从而从车辆100的后端处的至少两个不同位置提供至少两个测量值，以便能够执行数据三角测量。

车辆100还包括控制单元150，该控制单元设置有用于以下的装置和/或软件：

-基于来自所述传感器和/或传感器系统的信息检测停放拖车200的连接头/拖车挂接装置211，

-根据拖车联接组件300与基于来自所述传感器或传感器系统的信息所检测的停放拖车200的连接头/拖车挂接装置211之间的相对定位，半自动或自动地对车辆100进行倒车，以将挂接球111定位在拖车联接组件300的工作范围内，

-控制拖车联接组件300以实现连接头/拖车挂接装置211与牵引杆110的挂接球111之间的连接。

根据车辆的另一实施例，控制单元150设置有用于控制拖车联接组件300以执行拖车200与车辆100的断开的装置和/或软件。

根据本发明的另一实施例，车辆100或拖车联接组件300和拖车200设置有无线通信装置，用于在车辆100与拖车200之间传输信号和/或无线传输能量。

在所附的权利要求的范围内，可以组合上述实施例以形成本发明的修改实施例。

Claims (12)

1.一种拖车联接组件(300)，其设置在车辆(100)的支撑结构(130)或拖车(200)的支撑结构(210)上，其中，所述拖车联接组件包括牵引杆(110)或拖车挂接装置(211)，其中，所述拖车联接组件包括中间连接装置(310)和第一附加中间连接装置(320)，所述第一附加中间连接装置是可控的并且是电驱动的，

其中，所述第一附加中间连接装置(320)的第一端可移动地布置在所述中间连接装置(310)的纵向方向上或者绕所述中间连接装置(310)的一端可旋转地布置，并且其中所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)布置在所述第一附加中间连接装置(320)的另一端处，

其中，所述中间连接装置(310)在另一端处直接或间接地布置到所述支撑结构(130，210)上，并且使得所述第一附加中间连接装置(320)和布置在其上的所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)能够分别在车辆(100)或拖车(200)的竖直方向上受控运动，并且

其中，由于所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)布置成能够在所述第一附加中间连接装置(320)的纵向方向上移动或者所述第一附加中间连接装置(320)是可伸缩的，因此所述第一附加中间连接装置(320)使得布置在其上的所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)能够分别在车辆(100)或拖车(200)的纵向方向上受控运动。

2.根据权利要求1所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述拖车联接组件包括至少一个附加中间连接装置(330、340)，所述附加中间连接装置使得所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)能够分别在车辆(100)或拖车(200)的纵向方向和/或竖直方向上附加运动和/或附加旋转。

3.根据权利要求1所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述拖车联接组件包括至少一个附加中间连接装置(320、330)，所述附加中间连接装置使得所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)能够分别在车辆(100)或拖车(200)的横向方向上运动。

4.根据权利要求2-3中任一项所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述至少一个附加中间连接装置使得所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)能够分别相对于车辆(100)或拖车(200)进行空间运动。

5.根据权利要求1所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述拖车联接组件包括至少一个附加中间连接装置(340)，所述附加中间连接装置使得所述牵引杆(110)的挂接球(111)能够围绕所述牵引杆(110)的横向轴线运动和/或旋转。

6.根据权利要求1所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述拖车联接组件包括用于使拖车(200)的支撑装置(220)的轮子(221)受控运动的装置(500)。

7.根据权利要求1所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述第一附加中间连接装置(320)包括可伸缩主体(321)，并且其中所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)布置到所述可伸缩主体(321)的自由端上。

8.根据权利要求1所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述第一附加中间连接装置(320)包括线性致动器(323)，并且其中所述牵引杆(110)或所述拖车挂接装置(211)布置到所述线性致动器(323)上。

9.根据权利要求1所述的拖车联接组件(300)，其特征在于，所述拖车挂接装置(211)设置有用于控制与所述牵引杆(110)的连接/分离的锁定机构。

10.一种车辆(100)，所述车辆设置有根据权利要求1-9中任一项所述的拖车联接组件(300)，所述拖车联接组件布置在所述车辆(100)的支撑结构(130)上，所述车辆(100)提供了燃烧发动机、电动马达或其组合形式的推进系统，用于推进所述车辆(100)以及为所述车辆上的传感器和控制系统提供能量，所述拖车联接组件(300)包括带有挂接球(111)的牵引杆(110)，其中所述车辆(100)还设置有至少两个传感器和/或传感器系统，从而提供来自所述车辆(100)的后端处的至少两个不同位置的至少两个测量值，以能够执行数据三角测量，所述至少两个传感器和/或传感器系统选自于接近传感器(121)、相机(120)、激光器、激光雷达、LIDAR、或LADAR，

其中，所述车辆(100)还包括控制单元(150)，所述控制单元设置有用于以下的装置和/或软件：

-基于来自所述至少两个传感器和/或传感器系统的信息来检测停放的拖车(200)的拖车挂接装置(211)，

-根据所述拖车联接组件(300)与基于来自所述至少两个传感器和/或传感器系统的信息所检测到的停放的拖车(200)的拖车挂接装置(211)之间的相对定位来半自动地或自动地对所述车辆(100)进行倒车，以将所述挂接球(111)定位在所述拖车联接组件(300)的工作范围内，

-控制所述拖车联接组件(300)以实现所述拖车挂接装置(211)与所述牵引杆(110)的挂接球(111)之间的连接。

11.根据权利要求10所述的车辆(100)，其特征在于，所述控制单元(150)设置有用于控制所述拖车联接组件(300)以执行所述拖车(200)与所述车辆(100)的断开的装置。

12.根据权利要求10所述的车辆(100)，其特征在于，所述车辆(100)或所述拖车联接组件(300)和所述拖车(200)设置有无线传输装置，用于在所述车辆(100)和所述拖车(200)之间无线传输信号和/或无线传输能量。