1.本发明涉及公铁车技术领域，尤其涉及一种车钩连接系统及轨道车辆。
背景技术：
2.轨道交通车辆实际运营过程中，因为环境或者列车故障等原因可能导致列车无法继续运行，需要等待其他列车进行救援。在救援过程中，需要将救援列车的车钩和故障列车的车钩进行连挂，现有的车钩通常与列车的车身转动连接，以便于调整车钩的水平方位角，同时列车上还设有对中机构，以保证无外力作用下车钩始终处于中线。因此，在连挂过程中常常需要人工手动调整车钩的水平方位角，以使两辆列车能够正常连挂。
3.然而等待救援连挂的地点可能出现在线路狭窄弯曲的地方，如半径较小的竖曲线上、圆曲线、圆切直曲线、s弯曲线及空间狭窄的隧道等，在连挂过程中两辆列车的间距较小，不便于工人在列车之间对车钩进行调整操作。
技术实现要素：
4.本发明提供一种车钩连接系统及轨道车辆，用以解决或改善现有技术中在两辆列车的间距较小，不便于工人在列车之间对车钩进行调整的缺陷，实现无需工人在列车之间进行连挂操作的效果。
5.本发明提供一种车钩连接系统，包括：
6.支座，用于与列车的车身连接；
7.车钩组件，通过转轴与所述支座转动连接，且所述车钩组件的转轴沿所述列车的高度方向延伸设置；
8.驱动装置，安装于所述支座并与所述车钩组件连接，所述驱动装置用于驱动所述车钩组件转动，以调整所述车钩组件的水平朝向。
9.根据本发明提供的一种车钩连接系统，所述驱动装置包括动力单元和传动机构，所述动力单元安装于所述支座，所述动力单元通过所述传动机构与所述车钩组件连接。
10.根据本发明提供的一种车钩连接系统，所述传动机构包括滑动块和设于所述滑动块的销轴；
11.所述车钩组件设有滑槽，所述滑槽的长度方向沿所述车钩组件的转轴的径向延伸，所述销轴沿所述滑槽的长度方向可滑动地伸入所述滑槽，所述滑动块与所述支座滑动连接，且所述滑动块的移动轨迹与所述滑槽之间成角度设置，所述动力单元与所述滑动块连接并用于驱动所述滑动块移动。
12.根据本发明提供的一种车钩连接系统，所述滑动块设为齿条，所述传动机构还包括与所述滑动块啮合的驱动齿轮，所述动力单元包括电机，所述驱动齿轮与所述动力单元的输出轴连接；
13.或者，所述动力单元包括气缸、油缸或电缸，所述动力单元的驱动杆与所述滑动块连接。
14.根据本发明提供的一种车钩连接系统，所述动力单元包括电机，所述传动机构包括主动齿轮和与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮，所述从动齿轮与所述车钩组件的转轴连接，所述主动齿轮与所述动力单元的输出轴连接。
15.根据本发明提供的一种车钩连接系统，还包括：
16.测距装置，设于所述车钩组件，所述测距装置用于检测所述车钩组件与待连挂的车钩组件之间的距离值；
17.图像采集装置，设于所述车钩组件，所述图像采集装置用于采集待连挂的车钩组件的图像信息；
18.控制单元，分别与所述测距装置、所述图像采集装置和所述驱动装置连接，所述控制单元基于所述距离值和所述图像信息，控制所述驱动装置驱动所述车钩组件转动。
19.根据本发明提供的一种车钩连接系统，所述控制单元基于所述距离值控制所述列车的车速。
20.根据本发明提供的一种车钩连接系统，还包括显示装置，所述显示装置与所述控制单元连接，且所述显示装置用于显示所述图像信息。
21.根据本发明提供的一种车钩连接系统，所述车钩组件包括车钩、安装座、弹性块和空气弹簧；
22.所述安装座与所述支座转动连接，所述车钩通过所述弹性块与所述安装座连接，所述空气弹簧与所述安装座连接并支撑于所述车钩的底部，所述空气弹簧用于调整所述车钩的竖直朝向。
23.本发明还提供一种轨道车辆，包括如上所述的车钩连接系统。
24.本发明提供的车钩连接系统，通过支座与列车的车身连接，能够将车钩连接系统安装于列车上。通过驱动装置驱动车钩组件转动，能够达到的调整车钩组件的水平朝向的效果，使得车钩组件能够与待连挂的车钩组件对正，以便于车钩组件与待连挂的车钩组件对接。
25.如此设置，本发明提供的车钩连接系统通过驱动装置驱动车钩组件转动，以调整车钩组件的水平朝向，为车钩组件的远程控制以及自动控制提供了基础，使得工人无需在列车之间对车钩组件进行手动调整，解决或改善了在两辆列车的间距较小，不便于工人在列车之间对车钩进行调整的缺陷。
26.本发明提供的轨道车辆，由于包含了本发明提供的车钩连接系统，因此同时包含了车钩连接系统的上述所有优点。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明一些实施例中提供的第一种车钩连接系统的结构示意图；
29.图2是本发明一些实施例中提供的第二种车钩连接系统的结构示意图；
30.图3是本发明一些实施例中提供的第三种车钩连接系统的结构示意图；
31.图4是本发明一些实施例中提供的滑动块与车钩配合的结构示意图
32.图5是本发明一些实施例中提供的空气弹簧与车钩的配合结构示意图；
33.图6是本发明一些实施例中提供的车钩组件的连挂面的结构示意图；
34.图7是本发明一些实施例中提供的车钩连接系统的控制系统的结构示意图。
35.附图标记：
36.1、支座；2、转轴；3、动力单元；4、滑动块；5、销轴；6、滑槽；7、驱动齿轮；8、主动齿轮；9、从动齿轮；10、测距装置；11、图像采集装置；12、控制单元；13、显示装置；14、车钩；15、安装座；16、弹性块；17、空气弹簧；18、支撑板；19、螺杆；20、调整螺母；21、操纵手柄；22、固定板；23、风管；24、气源。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
38.下面结合图1-图7描述本发明的实施例中提供的车钩连接系统。
39.具体而言，车钩连接系统包括支座1、车钩组件及驱动装置。
40.其中，支座1用于与列车的车身连接，例如支座1可以通过焊接或者螺纹紧固件连接的方式与列车的车身连接。
41.车钩组件通过转轴2与支座1转动连接，并且车钩组件的转轴2沿列车的高度方向延伸设置，以使车钩组件的水平朝向能够调整。参考图1-图3所示，可选地，车钩组件的上下两侧均固定连接有转轴2，车钩组件的两个转轴2均与支座1转动链接。
42.驱动装置安装于支座1并且驱动装置与车钩组件连接，驱动装置用于驱动车钩组件绕转轴2的轴线转动，以调整车钩组件的水平朝向。
43.本发明实施例中提供的车钩连接系统，通过支座1与列车的车身连接，能够将车钩连接系统安装于列车上。通过驱动装置驱动车钩组件转动，能够达到的调整车钩组件的水平朝向的效果，使得车钩组件能够与待连挂的车钩组件对正，以便于车钩组件与待连挂的车钩组件对接。
44.如此设置，本发明实施例中提供的车钩连接系统通过驱动装置驱动车钩组件转动，以调整车钩组件的水平朝向，为车钩组件的远程控制以及自动控制提供了基础，使得工人无需在列车之间对车钩组件进行手动调整，解决或改善了在两辆列车的间距较小，不便于工人在列车之间对车钩14进行调整的缺陷。
45.在本发明提供的一些实施例中，车钩组件包括车钩14、安装座15和弹性块16。
46.其中，安装座15与支座1转动连接，即转轴2设在安装座15上。车钩14通过弹性块16与安装座15连接。如此设置，在撞钩的过程中，弹性块16能够对车钩14形成缓冲作用，吸收车钩14受到的冲击。
47.进一步地，车钩组件还包括空气弹簧17。空气弹簧17与安装座15连接，并且空气弹簧17支撑于车钩14的底部，空气弹簧17用于调整车钩14的竖直朝向。
48.由于车钩14通过弹性块16与安装座15连接，因此在弹性块16的弹性作用下，使得
车钩14能够在竖直范围内进行一定程度的摆动，通过向空气弹簧17内充气，改变空气弹簧17的刚度即可调整车钩14在竖直方向上的朝向。
49.如此设置，在车钩组件与待连挂的车钩组件进行连挂的过程中，能够通过气源24向空气弹簧17充气，调整车钩组件的竖直朝向，减少车钩组件与待连挂的车钩组件之间在竖直方向上的位置误差，以使车钩组件与待连挂的车钩组件在竖直方向上对正，进而提高车钩组件连挂成功的概率。
50.另外，由于空气弹簧17的阻尼作用，使得空气弹簧17能够吸收车钩组件在撞钩过程中受到的竖直方向的冲击以及减少车钩组件在竖直方向的摆动冲击。
51.进一步地，车钩连接系统还包括与空气弹簧17连接的气源24，气源24用于向空气弹簧17充气。可选地，气源24可以是空压机或者压力罐组。
52.参考图5所示，可选地，车钩组件还包括支撑板18、螺杆19和调整螺母20。其中，螺杆19设置为一对，一对螺杆19均与安装座15连接，支撑板18上设有供一对螺杆19穿过的贯通孔，一对螺杆19穿过支撑板18并与相应的调整螺母20连接。支撑板18设置在车钩14的下方，空气弹簧17设置在支撑板18上。
53.通过调节调整螺母20在螺杆19上的位置，能够调整支撑板18与车钩14之间的间距，以使空气弹簧17能够与车钩14正常接触，并驱动车钩14在竖直方向偏转。除此之外，还能够在正常情况下使空气弹簧17保持一定的压缩程度，以保证空气弹簧17对车钩14的缓冲效果。
54.参考图3所示，可选地，车钩组件包括一对固定板22，每个固定板22均设为弧形板，一对固定板22相互扣合并通过紧固件连接，固定板22的内壁设有卡槽。车钩14伸入到一对固定板22之间，并且车钩14伸入到一对固定板22之间的部分设有定位槽。弹性块16的一端伸入定位槽，另一端伸入卡槽。一对固定板22通过紧固件与安装座15连接。在车钩14撞钩的过程中，弹性块16在固定板22的卡槽和车钩14的定位槽之间受到剪切作用而变形，从而将车钩14的动能转换为势能，对车钩14形成缓冲。
55.在本发明提供的一些实施例中，驱动装置包括动力单元3和传动机构。动力单元3安装于支座1，动力单元3通过传动机构与车钩组件连接，即传动机构能够将动力单元3提供的动力传递至车钩组件，以驱动车钩组件转动。
56.如此设置，通过传动机构的过渡与传递作用，使得动力单元3的安装位置更灵活，另外通过传动机构将动力单元3提供的动力改变为能够驱动车钩组件转动的形式，使得动力单元3的设置形式更灵活。
57.参考图1、图2和图4所示，在本发明提供的一些实施例中，传动机构包括滑动块4和设于滑动块4的销轴5。
58.车钩组件设有滑槽6，滑槽6的长度方向沿车钩组件的转轴2的径向延伸。销轴5沿滑槽6的长度方向可滑动地伸入滑槽6，滑动块4与支座1滑动连接，并且滑动块4的移动轨迹与滑槽6之间成角度设置，动力单元3与滑动块4连接，并用于驱动滑动块4移动。
59.参考图4所示，在需要调整车钩组件的水平朝向时，可以通过动力单元3驱动滑动块4移动，滑动块4驱动销轴5移动，销轴5与滑槽6产生相对滑动，销轴5与滑槽6的侧壁相互作用，并通过滑槽6驱动车钩组件在水平方向偏转。
60.可选地，参考图2所示，滑槽6设置在车钩14上。例如，滑槽6可以设置在车钩14的顶
部或者设置在车钩14的底部。如此设置，通过滑动块4和销轴5直接驱动车钩14转动，能够更准确地调整车钩14的角度。另外，需要说明的是，由于销轴5和滑槽6具有一定的重合范围，因此即使车钩14在空气弹簧17的作用下在竖直方向产生摆动，也不会对销轴5和滑动销之间的配合造成影响，从而能够保证车钩14在竖直方向的调整和水平方向的调整互不影响。
61.当然，滑槽6并不局限于设置在车钩14上，例如参考图3所示，滑槽6设置在安装座15上。即滑动块4通过销轴5驱动安装座15转动，安装座15驱动车钩14转动。
62.在本发明提供的一些实施例中，滑动块4设为齿条。传动机构还包括与滑动块4啮合的驱动齿轮7。动力单元3包括电机，所述电机包括但不限于减速电机。驱动齿轮7与动力单元3的输出轴连接。例如，驱动齿轮7套装在动力单元3的输出轴上。
63.在使用过程中，动力单元3驱动驱动齿轮7转动，驱动齿轮7与滑动块4相啮合，以驱动滑动块4平移，滑动块4通过销轴5驱动车钩组件转动。通过电机和驱动齿轮7驱动滑动块4往复移动的形式，能够较为精准地调整滑动块4的位移量，从而精准地调整车钩14的水平朝向，以便于车钩14与待连挂的车钩14对接。
64.当然，滑动块4并不局限于通过电机和驱动齿轮7驱动，例如，在本发明提供的其他实施例中，动力单元3包括气缸、油缸或电缸。动力单元3的驱动杆与滑动块4连接，以驱动滑动块4往复移动。如此设置，动力单元3的结构简单，成本低廉。例如，动力单元3的缸体与支座1铰接，动力单元3的驱动杆与滑动块4铰接。
65.进一步地，以气缸为例，动力单元3包括一对气缸，一对气缸的缸体分别设置在滑动块4移动轨迹的两端，并且一对气缸的缸体均与支座1连接，一对气缸的活塞杆均朝向滑动块4并且一对气缸的活塞杆分别连接于滑动块4的两端。油缸和电缸的设置形式可以参考气缸，不再赘述。
66.当然，传动机构并不局限于上述滑动块4的形式，例如，参考图1所示，在本发明提供的其他实施例中，传动机构包括主动齿轮8和与转动齿轮相啮合的从动齿轮9。动力单元3包括电机，所述电机包括但不限于减速电极。从动齿轮9与车钩组件的转轴2连接，具体地，是指从动齿轮9与车钩组件的转轴2相对固定连接。主动齿轮8与动力单元3的输出轴连接，例如，主动齿轮8套装于动力单元3的输出轴上。
67.在需要调整车钩组件的水平朝向时，通过动力单元3驱动主动齿轮8转动，主动齿轮8驱动从动齿轮9转动，从动齿轮9通过转轴2驱动车钩组件转动。
68.可选地，参考图1所述，主动齿轮8和从动齿轮9均设置为锥齿轮或者斜齿轮，以使动力单元3的输出轴与车钩组件的转轴2垂直设置，如此使得动力单元3的电机能够沿水平方向布置，从而能够降低电机的安装难度。
69.参考图6和图7所示，在本发明提供的一些实施例中，车钩连接系统还包括测距装置10、图像采集装置11和控制单元12。
70.其中，测距装置10设置于车钩组件，测距装置10用于检测车钩组件与待连挂的车钩组件之间的距离值。可选地，测距装置10可以是激光雷达或者激光测距仪。
71.图像采集装置11设置于车钩组件，图像采集装置11用于采集待连挂的车钩组件的图像信息。可选地，图像采集装置11可以是摄像头。
72.控制单元12分别与测距装置10、图像采集装置11和驱动装置连接，控制单元12基于距离值和图像信息，控制驱动装置驱动车钩组件转动。
73.于本实施例中，车钩连接系统在运行时，通过测距装置10获取车钩组件与待连挂的车钩组件之间的距离值，通过图像采集装置11获取待连挂的车钩组件的图像信息，控制单元12通过距离值和图像信息分析待连挂的车钩组件是否处于车钩组件的可连挂区域，并在待连挂的车钩组件未处于车钩组件的可连挂区域时，调整车钩组件的朝向，以使待连挂的车钩组件进入到车钩组件的可连挂区域内。
74.如此设置，通过控制单元12能够基于测距装置10获取的距离值和图像采集装置11获取的图像信息，自动调整车钩组件的朝向，以使车钩组件能够与待连挂的车钩组件顺利对接，减少了人为传导位置信息的不及时或者对车钩组件方向判断不准确所导致的撞钩失败的问题。
75.可选地，在待连挂的车钩组件上建立基准点。图像采集装置11的焦距为已知量，在距离值确定的条件下，随着车钩组件与待连挂的车钩组件的相对位置变化，基准点在图像采集装置11采集的图像中的位置也发生变化，基于此，获取待连挂的车钩组件能够与车钩组件正常连挂时，基准点的点位集合，所述点位集合形成的区域即为可连挂区域。最后获取各个距离值所对应的可连挂区域。例如，可连挂区域可以根据试验确定。
76.进一步地，在调整车钩组件的过程中，控制单元12基于图像信息和距离值，确定当前距离值对应的可连挂区域，并将可连挂区域与图像重叠，然后判断基准点是否落入可连挂区域内，若基准点落入可连挂区域，则不再调整车钩组件的位置，若基准点未落入可连挂区域，则调整车钩组件，直至基准点落入可连挂区域内。
77.可选地，以待连挂的车钩组件上的图像采集装置11作为基准点。
78.可选地，控制单元12还与气囊的气源24连接，控制单元12基于距离值和图像信息，控制气源24为气囊充气，以调整车钩组件的竖直朝向，从而使得车钩组件高度位置与待连挂的车钩组件的高度位置处于误差允许的范围内，进而提高撞钩成功的概率。
79.在本发明提供的一些实施例中，控制单元12基于距离值控制列车的车速。可选地，控制单元12在确定距离值小于预设距离阈值时，限制列车的车速，以减少撞钩速度过快的问题，提高撞钩的平稳性。
80.在本发明提供的一些实施例中，车钩连接系统还包括显示装置13，显示装置13与控制单元12连接，并且显示装置13用于显示图像信息。通过显示装置13显示图像采集装置11采集的图像信息，以便于操作者实时监视车钩组件的连挂过程，并对连挂过程中出现的问题及时处理。
81.进一步地，车钩连接系统还包括操纵手柄21，操纵手柄21与控制单元12连接，控制单元12基于操纵手柄21的信号，控制驱动装置驱动车钩组件，以调整车钩组件的水平朝向，或基于操纵手柄21的信号，控制气囊的气源24为气囊充气，以调整车钩组件的竖直朝向。操作者可以通过显示装置13观察车钩组件的角度位置，并通过操纵手柄21对车钩组件的角度进行手动调整，当然操作者也可以在列车的旁边观察并通过操纵手柄21对车钩组件的角度位置进行调整。
82.如此设置，在不便于对车钩组件进行自动调整的条件下，操作者可以利用操纵手柄21对车钩组件进行手动控制，从而使得车钩连接系统的使用更加灵活，适用场景更丰富。
83.需要说明的是，上文已对驱动装置和气源24的类型进行了介绍，对于驱动装置而言，操纵手柄21对其的控制无非是控制电机的启停和正反转，或者控制气缸或油缸的伸缩。
对于气源24而言，操纵手柄21对其的控制无非是控制阀门的启闭。
84.在本发明提供的一些实施例中，车钩组件还设有风管23，车钩组件在与待连挂的车钩组件对接后，两辆列车的风管23也相互对接，如此在车钩组件对接后，无需人工再将风管23进行连接，同样在车钩组件断开后，也无需人工将风管23进行断开，操作更便捷。
85.本发明实施例中还提供了一种轨道车辆。
86.具体而言，轨道车辆包括如上所述的车钩连接系统。
87.需要说明的是，轨道车辆包括了车钩连接系统，同时也就包含了车钩连接系统的上述所有优点，此处不再赘述。
88.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。