CN104181924B - 汽车自动驾驶装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车自动驾驶装置，包括换档机械手、换档机械手控制模块、油门踏板机械腿、制动踏板机械腿、离合踏板机械腿、机械腿控制模块、车速检测模块、发动机转速检测模块和车载计算机控制系统。本发明能够适配各种车型，结构简单，体积小，不占用驾驶员正常驾驶空间，降低了汽车自动驾驶和汽车实验风险，降低了汽车实验转场运输成本；机械腿和换档机械手的驱动电机均采用高精度伺服电机和高精度电机状态传感器，并实时与车载计算机控制系统通信，提高了控制精度和稳定性；空间并联四连杆机构组成换档机械手的换档装置，具有空间多个自由度，能够对变速箱进行高效率的换档操作。

Description

汽车自动驾驶装置

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶装置和试验用车技术领域，具体涉及一种协调控制汽车离合踏板、制动踏板、油门踏板和变速箱换档装置的机械装置，能够代替人类驾驶员完成汽车自动驾驶工作。

背景技术

汽车自动驾驶装置是在汽车自动驾驶或者试验用车时，可以在不对汽车结构做改造的前提下，对汽车的离合踏板、制动踏板、油门踏板、变速箱换档机构进行自动控制。在无人车研究中，汽车自动驾驶装置必须能够完成无人车控制系统发出的指令动作，控制汽车进行自动驾驶；必须能够适应不同的汽车平台，完成对不同汽车的自动驾驶操作。同时，自动驾驶装置可以替代实验人员驾驶车辆完成高强度、循环重复的枯燥的汽车实验，减少对驾驶员的伤害。

自动驾驶装置通常能够操作油门踏板、离合器踏板、制动踏板和换档杆，对应的驱动装置必须具有快速响应、高速精确、重复误差小的机械性能。现有的汽车自动驾驶装置按驱动方式可以分为四大类，液压驱动、气压驱动、电机驱动和混合驱动。液压驱动方式的驱动力大、阻尼高、具有比较好的缓冲性能，能够一定程度的模仿人体肌肉的柔和性，但是油路管道复杂，高压液压容易造成液压油泄露，污染试验车。由于空气压缩性大，难以快速响应驱动指令，难以可重复性精确控制执行器的速度和位置。同时，气动系统需要干净的空气源，空气回路复杂，在有限的试验车空间里难以实施。随着伺服电机的高速发展，伺服电机体积越来越小，驱动力矩越来越大，配合合适传动比的减速机能够快速驱动踏板执行装置。电机驱动和液压或者气压驱动可以组成混合驱动，其兼顾了液压驱动的较大驱动力和电机驱动的位置精度，但是混合驱动系统和控制系统复杂，难以维护。

国内的201120335732.8号专利描述了一种汽车试验用驾驶执行机构。利用电机作为驱动源，钢丝绳、滑轮、弹簧、机械腿组合作为驱动机构，利用钢丝绳拉动机械腿来控制油门、离合、制动踏板的定位。由于钢丝绳的拉伸变形量比较大，同时可能会出现打滑的现象，所以传动精度难以提高。对机械腿的速度和位置精度控制难度大，影响自动驾驶的稳定性和精确性。该驾驶执行机构结构比较复杂，体积庞大，需要布置在驾驶员座椅上，转场实验时必须用清障拖车运输与吊装，非常不便，同时增加的试验成本。

发明内容

本发明提供一种可以自动驾驶汽车的汽车自动驾驶装置，可以替代驾驶员从事汽车试验的自动驾驶装置，利用伺服电机驱动油门踏板、制动踏板和离合踏板，在不改造试验车辆的前提下可以适配多种汽车平台，其中换档机械手可以适配各种换档形式，具有空间多个自由度，位置控制精准，重复误差小。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种汽车自动驾驶装置，包括换档机械手、换档机械手控制模块、油门踏板机械腿、制动踏板机械腿、离合踏板机械腿、机械腿控制模块、车速检测模块、发动机转速检测模块和车载计算机控制系统，其中换档机械手控制模块、机械腿控制模块、车速检测模块和发动机转速检测模块分别与车载计算机控制系统相连；

所述换档机械手包括固定装置、夹持装置、减速机、换档机械手驱动电机和换档装置，该减速机内设置有两组独立的传动机构，该传动机构的输入端与所述换档机械手驱动电机转轴连接，传动机构的输出端与换档装置固定连接，所述换档装置包括空间并联的两套连杆机构和一个换档杆套筒，该连杆机构包括驱动摆臂和驱动横杆，所述驱动摆臂一端固定连接在所述传动机构的输出端，驱动摆臂另一端通过球铰链与驱动横杆一端活动连接，驱动横杆另一端通过球铰链与换档杆套筒活动连接，两组所述驱动摆臂和驱动横杆之间形成空间并联四连杆机构，所述换档杆套筒下端固定套设在换档杆上；

所述换档机械手驱动电机与换档机械手控制模块相连，换档机械手驱动电机末端装有用于采集电机轴转速、转动位置和加速度的传感器；

所述油门踏板机械腿、制动踏板机械腿和离合踏板机械腿均包括依次连接的机械腿驱动电机、电机减速机和驱动腿，其中机械腿驱动电机末端装有用于采集电机状态信息的电机状态传感器。

本发明中换档机械手的夹持装置夹持换档机械手驱动电机，并通过固定装置安装在车内，换档机械手驱动电机与换档机械手控制模块相连，驱动电机末端装有高精度的传感器，传感器采集电机轴转速、转动位置和加速度，并实时上传至换档机械手控制模块。换档机械手控制模块与车载计算机控制系统相连，实时上传换档机械手驱动电机的传感器采集的状态信息于车载计算机控制系统分析处理，并实时接收车载计算机控制系统发出的控制指令。机械腿驱动电机末端装有电机状态传感器，用于采集机械腿驱动电机状态信息，并上传至机械腿控制模块中，机械腿控制模块与车载计算机控制系统相连，实时上传机械腿的状态信息于车载计算机控制系统分析处理，并实时接收车载计算机控制系统发出的控制指令。车速检测模块、发动机转速模块与车载计算机控制系统相连，车载计算机控制系统通过分析车速和发动机转速可以确定汽车行驶状态，综合分析处理机械腿控制模块上传的机械腿的状态信息和换档机械手控制模块上传的换档机械手状态信息，进而控制汽车实现自动驾驶。

本发明的换档机械手，采用两个水平放置的伺服电机作为驱动电机，构成两套驱动装置，而形成空间四连杆机构的驱动摆臂和驱动横杆组成两套换档装置，两套换档装置组成空间并联机构，机构之间相互约束。驱动装置协调控制驱动摆臂来控制换档杆套筒位置，完成换档动作。选档动作与换档动作实现解耦，相互之间不干涉，控制方便。采用的伺服电机具有体积小，启动转矩大，速度快，具有非常高的启动速度与位置控制精度。同时，本发明具有结构紧凑，整体重量非常小，不会增加太多汽车负载，完全实现对驾驶员正常驾驶工作零影响，且易于安装和维护等优点。

进一步地，所述固定装置包括竖直设置在车内可伸缩的固定杆，该固定杆下端设置有安装支架，固定杆上端设置有吸顶盘。所述夹持装置包括用于夹持所述固定杆的环形夹持器和用于固定所述驱动装置的连接板，环形夹持器与连接板固定连接形成一整体。

整个换档机械手通过夹持装置固定在可伸缩固定杆上，固定杆放置在后排座椅中间位置，固定杆两端顶在车体上下，固定杆的高度可以根据车内高度调节，夹持装置也可以通过调节在固定杆的上的位置来适应不同的车体，将驱动电机插入夹持装置内，用螺钉固定，这样可以实现在车体内无破坏安装换档机械手。

进一步地，所述传动机构包括相互啮合传动的蜗杆和蜗轮，其中蜗杆通过轴承与驱动电机的输出轴连接，蜗轮的端轴通过连接轴与驱动摆臂垂直固定连接。

进一步地，两个所述驱动横杆之间的夹角θ为30°～90°。

驱动横杆在水平位置时，两杆的空间夹角要保证在30度至90度之间，可以通过改变两个驱动摆臂之间的距离来调整驱动横杆的空间夹角，驱动横杆的空间夹角会影响到换档机械手驱动电机的选用，夹角越小就需要电机具有更大的驱动力或者需要减速机具有更大的减速比。球铰链连接可以作为优选方案实施，可以采用胡可铰链来替代球铰链，但是胡克铰传动精度低，结构尺寸较大，在操作精度要求较高的车辆或试验中无法使用。

进一步地，所述换档杆套筒顶端设置有蘑菇状的手头，设置手头可用作手动换档，实现手自一体。

进一步地，所述油门踏板机械腿、制动踏板机械腿和离合踏板机械腿均通过U型卡簧固定在机械腿底座上，该机械腿底座上设置有等间距的安装孔，可以配合多种汽车平台的不同位置的踏板机构调整机械腿的位置。

由以上技术方案可知，本发明能够适配各种车型，结构简单，体积小，不占用驾驶员正常驾驶空间，降低了汽车自动驾驶和汽车实验风险，降低了汽车实验转场运输成本；机械腿和换档机械手的驱动电机均采用高精度伺服电机和高精度电机状态传感器，并实时与车载计算机控制系统通信，提高了控制精度和稳定性；空间并联四连杆机构组成换档机械手的换档装置，具有空间多个自由度，能够对变速箱进行高效率的换档操作。

附图说明

图1为本发明汽车自动驾驶装置的结构示意图；

图2为图1中换档机械手的结构示意图；

图3为图2中减速机、换档机械手驱动电机和换档装置的结构示意图，并示出了传动机构；

图4为图1中油门踏板机械腿、制动踏板机械腿和离合踏板机械腿的结构示意图，并示出了机械腿底座；

图5为图4中机械腿装置的结构示意图；

图6为本发明中换档路径规划的原理图；

图7为汽车手动档换档面板在空间坐标系中示意图。

图中：

100、换档机械手，110、固定装置，111、固定杆，112、安装支架，113、吸顶盘，120、夹持装置，121、环形夹持器，122、连接板，130、减速机，131、蜗杆，132、蜗轮，133、连接轴，140、换档机械手驱动电机，150、换档装置，151、驱动摆臂，152、驱动横杆，153、换档杆套筒，154、手头；

200、换档机械手控制模块；

310、油门踏板机械腿，320、制动踏板机械腿，330、离合踏板机械腿，340、机械腿控制模块，350、U型卡簧，360、机械腿底座，361、安装孔，301、机械腿驱动电机，302、电机减速机，303、驱动腿，304、电机状态传感器，305、驱动腿摆臂，306、驱动腿压杆；

400、车速检测模块，500、发动机转速检测模块，600、车载计算机控制系统；

S_1i、S_1j为驱动横杆与换档杆套管连接处的球铰链，S_2i、S_2j为驱动摆臂与驱动横杆连接处的球铰链；OP为换档杆；R_i、R_j为传动机构的输出端；θ_i、θ_j为驱动摆臂与传动机构的输出端之间竖直方向转角。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种汽车自动驾驶装置，包括换档机械手100、换档机械手控制模块200、油门踏板机械腿310、制动踏板机械腿320、离合踏板机械腿330、机械腿控制模块340、车速检测模块400、发动机转速检测模块500和车载计算机控制系统600，其中换档机械手控制模块、机械腿控制模块、车速检测模块和发动机转速检测模块分别与车载计算机控制系统相连。

如图2所示，换档机械手100包括固定装置110、夹持装置120、减速机130、换档机械手驱动电机140和换档装置150，该换档机械手是基于空间并联的四连杆机构实现的，具有空间多个自由度，能够对变速箱进行高效率的换档操作，其在不影响驾驶员正常驾驶的条件下，在不对车辆车体改造的基础上，实现汽车自动换档动作。

所述固定装置110包括竖直设置在车内的固定杆111，该固定杆具有可伸缩功能，根据不同的车型进行高度调节。固定杆下端设置有安装支架112，上端设置有吸顶盘113，其中安装支架可以设计成固定基座，也可以设计成固定安装架。

所述夹持装置120包括固定连接在一起的环形夹持器121和连接板122，环形夹持器用于夹持所述固定杆111，连接板用于固定所述减速机130和换档机械手驱动电机140组成的驱动装置，本实施例中连接板122采用盒状结构，将驱动装置插入该连接板内，并用螺钉固定，这样可以实现在车体内无破坏安装换档机械手，该连接板也可以直接设置成一块安装板，通过螺栓将驱动装置固定在一起。夹持装置可以通过所述环形夹持器调节在固定杆上的位置来适应不同的车体。

如图3所示，所述换档机械手驱动电机140采用水平放置的两套伺服电机，所述减速机130内设置有两组独立的传动机构，本实施例中，优选为蜗杆蜗轮减速箱，其传动机构包括相互啮合传动的蜗杆131和蜗轮132，其中蜗杆通过轴承与驱动电机的输出轴连接，蜗轮的端轴通过连接轴133与换档装置150固定连接。

如图3所示，所述换档装置150包括空间并联的两套连杆机构和一个换档杆套筒153，该连杆机构包括驱动摆臂151和驱动横杆152，其中驱动摆臂一端垂直固定连接在蜗轮端轴处的连接轴133上，驱动摆臂另一端通过球铰链S_2i、S_2j与驱动横杆一端活动连接，驱动横杆另一端通过球铰链S_1i、S_1j与换档杆套筒活动连接，两组所述驱动摆臂和驱动横杆之间形成空间并联四连杆机构，互相约束换档杆套筒位置，具有多个自由度，所述换档杆套筒下端固定套设在换档杆上，并用定位螺钉固定，两个驱动横杆之间的夹角θ为30°～90°。所述换档杆套筒153顶端设置有蘑菇状的手头154，设置该手头可用作手动换档，实现手自一体，而用于活动连接的球铰链S_1i、S_1j可以设置在换档杆套筒上，也可以设置在手头上。

基于空间并联四连杆机构的汽车换档机械手，用于代替车内驾驶员，能在自动驾驶中进行多自由度的自动换档操作，并能够安装在驾驶室内适应不同类型的车型和不同换档形式的车辆。

所述减速机130和换档机械手驱动电机140组成的驱动装置和换档装置150共同组成两个独立的换档机械手驱动系统，两套连杆机构分别动作，通过驱动电机转向的不同组合，拉动换档杆实现换档。

如图4所示，油门踏板机械腿310、制动踏板机械腿320和离合踏板机械腿330均通过U型卡簧350固定在机械腿底座360上，该机械腿底座上设置有等间距的安装孔361，可以根据不同车型的踏板间距设定三个机械腿的安装位置，使机械腿固定在合适位置，配合多种汽车平台的不同位置的踏板机构调整机械腿的位置。

如图5所示，所示油门踏板机械腿、制动踏板机械腿、离合踏板机械腿是三套构造原理相同的机械腿装置，该机械腿装置包括依次连接的机械腿驱动电机301、电机减速机302和驱动腿303，其中机械腿驱动电机末端装有用于采集电机状态信息的电机状态传感器304。所述电机减速机采用L型的减速机，所述驱动腿包括铰接在一起的驱动腿摆臂305和驱动腿压杆306，其中驱动腿压杆端部通过螺母固定有滑动轴承，所述电机状态传感器采用电机编码器。L型减速机的输入端与机械腿驱动电机输出轴连接，通过轴键传递电机扭矩，L型减速机输出端与驱动腿摆臂连接，驱动腿摆臂上设有键槽和固定螺母，将驱动腿摆臂固定在减速机输出轴上。驱动腿压杆两端设置有螺纹，一端可以旋入驱动腿摆臂上固定，驱动腿压杆穿过滑动轴承，驱动腿压杆的另一端用螺母固定，限制滑动轴承的位置。当驱动腿动作时，伺服电机转动，带动减速机和驱动腿摆臂，驱动摆臂压迫驱动压杆紧贴油门踏板、制动踏板或者离合踏板，并按压踏板向下运动或者踏板分离。

空间并联四连杆机构机械手驱动原理描述如下：

两套驱动电机分别通过蜗杆蜗轮减速箱将扭矩传递至驱动摆臂，驱动摆臂通过球铰链与驱动横杆连接，两套驱动电机提供的扭矩大小值相等。换档包括挂档和选档，驱动电机转动方向发生变化时，驱动摆臂对驱动横杆的力方向也发生变化，当两个驱动摆臂同时向前摆动时，驱动摆臂对驱动横杆作用力的合力沿着驱动横杆向前传递到换档杆套筒上，推动换档杆向前运动，完成向前的挂档动作；当两个驱动摆臂同时向后摆动，对驱动横杆作用力的合力向后，通过驱动横杆拉动换档杆向后运动，完成向后的挂档动作；当两个驱动摆臂摆动方向相反时，由于驱动横杆间的夹角作用，对驱动横杆作用力的合力向左或向右，推动换档杆向左或向右运动，完成选档动作。

例如1档换2档，当换档杆在1档的挂档位置时，上位机发出指令，需要加速，完成挂2档的换档操作。首先通过控制系统判断此时发动机转速以及驱动摆臂的位置，并计算规划换档路径，驱动油门踏板减小油门开度，驱动离合踏板至合适位置，控制系统检测离合踏板位置是否满足换档要求，如果达到换档要求，则将换档路径指令发送给驱动电机，两套驱动电机同时转动，通过换档装置拉动换档杆向后运动至2档位置。将驱动摆臂位置信息实时传送给控制系统，控制系统判断是否到达指定位置，如果到达指定位置则完成一次挂档，否则将继续规划路径完成挂档任务。

将换档机械手模型简化如下，如图6所示，在换档杆末端位置建立空间坐标系O-XYZ，图中S_1i、S_2i、S_1j、S_2j为球铰链，OP为换档杆，R_i、R_j为传动机构的输出端，其中驱动摆臂与传动机构的输出端之间竖直方向转角为θ_i和θ_j。根据空间并联四杆机构的力封闭原理可知，换档路径规划具体包括：

a、换档杆当前姿态解算：根据编码器采集到当前驱动摆臂转角θ_i和θ_j，代入公式 $\left(\begin{array}{c}{x}_{S_{2i}}\\ y_{S_{2i}}\\ z_{S_{2i}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{x}_{R_i}\\ y_{R_i}-\stackrel{\‾}{R_i{S}_{2i}}\sin {\mathrm{\θ}}_i\\ z_{R_i}-\stackrel{\‾}{R_i{S}_{2i}}\cos {\mathrm{\θ}}_i\end{array}\right)$ 和 $\left(\begin{array}{c}{x}_{S_{2j}}\\ y_{S_{2j}}\\ z_{S_{2j}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{x}_{R_j}\\ y_{R_j}-\stackrel{\‾}{R_j{S}_{2j}}\sin {\mathrm{\θ}}_j\\ z_{R_i}-\stackrel{\‾}{R_j{S}_{2j}}\cos {\mathrm{\θ}}_j\end{array}\right)$ 中得到S2i和S2j的空间坐标，并代入公式 ${(x_{S_{1i}}-x_{S_{2i}})}^2+{(y_{S_{1i}}-y_{S_{2i}})}^2+{(z_{S_{1i}}-z_{S_{2i}})}^2={\stackrel{\‾}{S_{1i}{S}_{2i}}}^2$ 和 ${(x_{S_{1j}}-x_{S_{2j}})}^2+{(y_{S_{1j}}-y_{S_{2j}})}^2+{(z_{S_{1j}}-z_{S_{2j}})}^2={\stackrel{\‾}{S_{1j}{S}_{2j}}}^2$ 可求得S1i、S1j的空间坐标，即可得到换档杆的空间姿态；

b、结合换档杆的目标位置，查表得出换档路径；

c、车载计算机控制系统发送换档路径指令至换档电机驱动器，驱动两套换挡机械手驱动电机同时转动，完成换档路径规划。

d、车载计算机控制系统检测发动机转速是否满足安全离合转速，若满足则执行步骤f，若不满足则延时后重新检测发动机转速。所述安全离合转速为1500-2000r/min，所述延时时间为0.5秒。

e、车载计算机控制系统将离合闭合运动指令发送至离合驱动器，离合驱动器驱动离合踏板闭合离合，完成换档，等待下次上位机的换档信息。

所述步骤b中查表得出换档路径，该查表的具体内容如下：

当换档杆处于图7中所示P点位置时，称此时为零点位置，此时驱动摆臂的转动角度θ_i＝0、θ_j＝0。两套驱动摆臂同时向前推动换档杆至最前端位置时，即达到图中所示3档位置时θ_i＝θ₁、θ_j＝θ₁，θ₁的大小和汽车平台有关，不同的汽车平台的手动档换档杆向前运动行程不同，驱动摆臂转动角度也不同，需要在安装时测试θ₁的大小。同理，两套驱动摆臂同时向后拉动换档杆至最后端位置时，即达到图6中所示4档位置时θ_i＝-θ₁、θ_j＝-θ₁。左边驱动摆臂向后运动，右边驱动摆臂向前运动,拉动换档杆至最左端，即达到图5中所示1档与2档中间位置时θ_i＝θ₂、θ_j＝-θ₂，θ₂的大小和汽车平台有关，不同的汽车平台的手动档换档杆向前运动行程不同，驱动摆臂转动角度也不同，需要在安装时测试θ₂的大小。同理，左边驱动摆臂向前运动，右边驱动摆臂向后运动拉动换档杆至最右端，即达到图6中所示5档与R档中间位置时θ_i＝-θ₂、θ_j＝θ₂。

当第一次安装换档机械手到新的汽车平台上时，调整固定装置使适应汽车内底盘到车顶高度，调整固定装置在车内的前后位置和换档机械手夹持装置在固定装置上的位置，使当换档杆位于图5中所示P点位置时，驱动摆臂摆动角度θ_i＝0、θ_j＝0，驱动横杆与汽车底盘平行，然后固定所述固定装置的高度位置和夹持装置在固定杆上的位置。手动推动换档杆至最前端位置，记录下驱动摆臂编码器此时转动角度即为θ_i＝θ₁、θ_j＝θ₁。再将换档杆推动至P点，恢复零点位置。手动推动换档杆至最左端，记录下驱动摆臂编码器此时的转动角度即为θ_i＝θ₂、θ_j＝-θ₂。通过这种示教学习的方式就可以获得到该种汽车平台下的换档杆的行程位置，并且得到了有效的驱动摆臂的转动角度信息。

所以对应每个档位，驱动摆臂的转角位置都是固定的，如表所示：

当需要换档时，对应的驱动摆臂位置相互做差运算即能得到驱动摆臂的运动轨迹，比如从1档换档至2档，2档的θ_i＝θ₂-θ₁减去1档的θ_i＝θ₂+θ₁得到θ_i＝-2θ₁，2档的θ_j＝-θ₂-θ₁减去θ_j＝-θ₂+θ₁得到θ_j＝-2θ₁，即两套驱动摆臂同时转动-2θ₁度。当从2档换档至3档时，3档的θ_i＝θ₁减去2档的θ_i＝θ₂-θ₁得到θ_i＝-θ₂+2θ₁，3档的θ_j＝θ₁减去2档的θ_j＝-θ₂-θ₁得到θ_j＝θ₂+2θ₁，即两套驱动摆臂先恢复到P点位置，再转动θ_i＝θ₁、θ_j＝θ₁，同理对于其他换档过程就不再一一赘述。在整个换档过程中，两套驱动电机的转动速度大小始终相等，电机的驱动转矩始终相等，仅改变了转动方向。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽车自动驾驶装置，其特征在于，包括换档机械手(100)、换档机械手控制模块(200)、油门踏板机械腿(310)、制动踏板机械腿(320)、离合踏板机械腿(330)、机械腿控制模块(340)、车速检测模块(400)、发动机转速检测模块(500)和车载计算机控制系统(600)，其中换档机械手控制模块、机械腿控制模块、车速检测模块和发动机转速检测模块分别与车载计算机控制系统相连；

所述换档机械手(100)包括固定装置(110)、夹持装置(120)、减速机(130)、换档机械手驱动电机(140)和换档装置(150)，该减速机输入端与所述换档机械手驱动电机转轴连接，减速机的输出端与换档装置固定连接，所述换档装置(150)包括空间并联的两套连杆机构和一个换档杆套筒(153)，该连杆机构包括驱动摆臂(151)和驱动横杆(152)，所述驱动摆臂(151)一端固定连接在传动机构的输出端，驱动摆臂另一端通过球铰链与驱动横杆一端活动连接，驱动横杆另一端通过球铰链与换档杆套筒活动连接，两组所述驱动摆臂和驱动横杆之间形成空间并联四连杆机构，所述换档杆套筒(153)下端固定套设在换档杆上；

所述换档机械手驱动电机(140)与换档机械手控制模块(200)相连，换档机械手驱动电机末端装有用于采集电机轴转速、转动位置和加速度的传感器；

所述油门踏板机械腿(310)、制动踏板机械腿(320)和离合踏板机械腿(330)均包括依次连接的机械腿驱动电机(301)、电机减速机(302)和驱动腿(303)，其中机械腿驱动电机末端装有用于采集电机状态信息的电机状态传感器(304)。

2.根据权利要求1所述的汽车自动驾驶装置，其特征在于，所述固定装置(110)包括竖直设置在车内可伸缩的固定杆(111)，该固定杆下端设置有安装支架(112)，固定杆上端设置有吸顶盘(113)。

3.根据权利要求1所述的汽车自动驾驶装置，其特征在于，所述夹持装置(120)包括用于夹持所述固定装置(110)的环形夹持器(121)和用于固定所述换档机械手驱动电机(140)的连接板(122)，环形夹持器与连接板固定连接形成一整体。

4.根据权利要求1所述的汽车自动驾驶装置，其特征在于，所述传动机构包括相互啮合传动的蜗杆(131)和蜗轮(132)，其中蜗杆通过轴承与换档机械手驱动电机的输出轴连接，蜗轮的端轴通过连接轴(133)与驱动摆臂(151)垂直固定连接。

5.根据权利要求1所述的汽车自动驾驶装置，其特征在于，两个所述驱动横杆(152)之间的夹角为30°～90°。

6.根据权利要求1所述的汽车自动驾驶装置，其特征在于，所述换档杆套筒(153)顶端设置有蘑菇状的手头(154)。

7.根据权利要求1所述的汽车自动驾驶装置，其特征在于，所述油门踏板机械腿(310)、制动踏板机械腿(320)和离合踏板机械腿(330)均通过U型卡簧(350)固定在机械腿底座(360)上，该机械腿底座上设置有等间距的安装孔(361)。