CN105691454A - 一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆自动导航控制领域，具体为一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法，所述方法包括步骤：将自动导航控制器通过一个万向节套件与车辆转向轴连接；再将所述自动导航控制器通过支架固定于车辆方向盘位置。本发明所述装置包括万向节套件与支架。采用本发明能够实现自动导航控制器精确的控制车辆转向轴进行转弯，而不用保证自动导航控制器与车辆转向轴之间的同心度精度，同时能够避免方向盘与车辆转向轴在转向操作过程中产生过度磨损。

Description

一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆自动导航控制领域，尤其涉及一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置。
背景技术
自动导航的农用车辆应用于农田平整、插播、农药喷洒、施肥、除草、收割等作业过程中时，能够改善田间作业精度，降低人力成本，提高作业效率。自动导航的车辆还能运用于工厂车间进行货物运输，能够降低人工成本。
现有自动导航控制器(方向盘式)，包含有一个内置转向电动机，电动机通过线束获取转向信号，从而带动汽车的转向轴控制车辆转弯，其导航控制精度高，能有效提高农业车辆生产过程中的工作效率。但是，现有自动导航控制器(方向盘式)需与其生产厂家特定的车辆型号所配套，并不能安装于其它车辆，因此导致购买自动导航控制器(方向盘式)还需购买特定的车辆从而付出高昂的资金投入。因此，需针对自动导航控制器(方向盘式)提出一种改装方案，使其能够安装于普通车辆。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置，将自动导航控制器通过一个万向节套件与车辆转向轴连接，再将所述自动导航控制器通过支架固定于车辆方向盘位置，能够实现自动导航控制器精确的控制车辆转向轴进行转弯。
根据本发明的一个方面，一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法，包括：
S101，将自动导航控制器1通过一个万向节套件2与车辆转向轴3连接；
S102，再将所述自动导航控制器1通过支架4固定于车辆方向盘位置。
优选的，所述万向节套件2包括：
万向节22，其规格与所述车辆转向轴3直径相适应，其一端侧面对称设置通孔222；
连接件21，由三段直径由上至下递减的圆柱体一体成型，直径最小段圆柱体211侧面设置外螺纹，中部段圆柱体212侧面设置带有内螺纹的凹槽214，直径最大段圆柱体213侧面设置通过中心轴的通孔215，所述直径最大段圆柱体213与所述万向节带有通孔222的一端连接。
优选的，所述步骤S101还包括对所述自动导航控制器1的衬套13侧面进行钻孔处理的步骤。
优选的，所述步骤S101还包括所述衬套13通过螺钉131穿过所述衬套侧面的通孔132与连接件的凹槽214连接的步骤。
优选的，所述衬套13侧面的通孔132为两个，所述两个通孔132中轴线的相对位置呈90°。
优选的，所述直径最小段圆柱体211与自动导航控制器1的方向盘11中部通过螺纹固定连接。
优选的，所述连接件21的通孔215与万向节的通孔222相对应，并通过螺钉221固定连接。
优选的，所述万向节套件2包括紧固件223，所述紧固件223直径与车辆转向轴3直径相适应，用于固定连接万向节套件2与车辆转向轴3。
优选的，所述万向节套件2的长度根据车辆转向轴3的高度配合达到车辆原有方向盘的高度。
根据本发明的另一个方面，一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的装置包括所述万向节套件2与支架4。
综上，本发明具有以下有益之处：
本发明将自动导航控制器通过一个万向节套件与车辆转向轴连接，再将所述自动导航控制器通过支架固定于车辆方向盘位置，能够实现自动导航控制器精确的控制车辆转向轴进行转弯，而不用保证自动导航控制器与车辆转向轴之间的同心度精度，同时能够避免方向盘与车辆转向轴在转向操作过程中产生过度磨损；
采用本发明自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置，能够适用于多种型号的车辆，使得普通车辆也能够具有自动导航的功能，可减少用户购买特定型号车辆的成本，且本发明制作成本低；
本发明通过自动导航驾驶实验证明，其行走轨迹相对于设定导航路径相比，其横向误差平均值低于2cm，与该导航控制器出厂时的导航精度一致。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的流程图；
图2是根据本发明第二实施方式的分解立体图；
图3是根据本发明第三实施方式的万向节套件分解立体图；
图4是根据本发明第四实施方式的立体图；
图5示意性地示出自动导航控制器安装于车辆的立体图；
图6是根据本发明手动驾驶与自动驾驶车辆行走轨迹对比图；
图7是根据本发明直线导航路径跟踪横向误差曲线图；
1、自动导航控制器；2、万向节套件；3、车辆转向轴；4、支架；11、方向盘；12、支架底座；13、衬套；14、连接环；21、连接件；22、万向节；31、转向轴；211、直径最小段圆柱体；212、中部段圆柱体；213、直径最大段圆柱体；214、凹槽；215、通孔；221、螺钉；222、通孔；223、紧固件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1根据本发明第一实施方式的流程图。
如图1所示，本发明自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法，包括步骤：
S101，将自动导航控制器1通过一个万向节套件2与车辆转向轴3连接；
S102，再将所述自动导航控制器1通过支架4固定于车辆方向盘位置。
其中，步骤S101还包括对所述自动导航控制器1的衬套13侧面进行钻孔处理的步骤。对所述自动导航控制器1的衬套13侧面进行钻孔处理能够便于与连接件21进行固定连接。
作为本发明优选的实施方式，其中所述衬套13侧面的通孔132为两个，所述两个通孔132中轴线的相对位置呈90°。
其中，所述步骤S101还包括所述衬套13通过螺钉131穿过所述衬套侧面的通孔132与连接件的凹槽214连接的步骤。
图2根据本发明第二实施方式的分解立体图。
如图2所示，自动导航控制器1通过万向节套件2安装于车辆的转向轴3上。采用本发明所述万向节套件2，能够在不用保证自动导航控制器1与车辆转向轴3之间同心度精度的情况下，使得方向盘11与车辆转向轴3在转向的操作过程中不会产生过度磨损的现象。
图3是根据本发明第三实施方式的万向节套件分解立体图。
如图3所示，万向节套件2包括万向节22和连接件21。
万向节22，其规格与所述车辆转向轴3直径相适应，其一端侧面对称设置通孔222。作为本发明优选的实施方式，万向节22与通孔222相对一端设置紧固件223，所述紧固件223直径与车辆转向轴3直径相适应，用于固定连接万向节套件2与车辆转向轴3。万向节22能使得不在同一轴线或轴线折角较大时的两轴进行等角速度连续回转，其具有较大角度补偿能力，并且能够可靠地传递较大转矩并进行高速运动。优选的，采用十字轴式万向节，其特点是，将其安装在自动导航控制器1与车辆转向轴3之间，使得两者之间的轴线不用保证同心度精度，能避免方向盘11与车辆转向轴3在转向操作过程中产生过度磨损，而降低自动导航控制器1的精度。
连接件21，由三段直径由上至下递减的圆柱体一体成型，直径最小段圆柱体211侧面设置外螺纹，中部段圆柱体212侧面设置带有内螺纹的凹槽214，直径最大段圆柱体213侧面设置通过中心轴的通孔215，所述直径最大段圆柱体213与所述万向节带有通孔222的一端连接。所述直径最小段圆柱体211与自动导航控制器1的方向盘11中部通过螺纹固定连接。具体为，方向盘11中部具有一连接环14，连接环14中部具有通孔，直径最小段圆柱体211穿过该连接环中部通孔并通过螺母固定。当然，也可对连接环14加工形成内螺纹与直径最小段圆柱体211相互配合起到紧固作用。
如图3所示，所述连接件21的通孔215与万向节的通孔222相对应，并通过螺钉221固定连接。
作为本发明优选的实施方式，所述万向节套件2的长度根据车辆转向轴3的高度配合达到车辆原有方向盘的高度，其通过在所选取的万向节1进行截短以达到该要求，能够避免自动导航控制器1安装于车辆转向轴3后影响驾驶员手动驾驶。
本发明自动导航控制器安装于车辆转向轴的装置(如图4所示)，包括万向节套件2与支架4。
自动导航控制器1通过支架4安装于车辆驾驶台位置(如图5所示)。自动导航控制器1还包括一支架底座12(如图2所示)，支架4一端通过螺钉固定于支架底座12，另一端通过螺钉固定于驾驶台(如图5所示)。
作为本发明优选的实施方式，所述车辆为农用拖拉机。
图6是根据本发明手动驾驶与自动驾驶车辆运行轨迹对比图。
采用本发明所述方法将自动导航控制器1安装于车辆转向轴后，首先采用手动驾驶，并用行车记录仪记录手动驾驶车辆行走轨迹，再根据此手动驾驶车辆行走轨迹进行自动导航控制器1的自动驾驶，并使用行车记录仪记录自动驾驶时车辆的行走轨迹。如图6所示，手动驾驶车辆行走轨迹与自动驾驶时车辆的行走轨迹基本重合，说明采用本发明自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置并没有影响自动导航控制器的精度。
图7是根据本发明直线导航路径跟踪横向误差曲线图。
将导航路径设定为直线，利用本发明所述车辆进行自动驾驶，其自动导航路径的横向偏差如图7所示，其横向误差均方根误差值为1.19cm，平均值为0.93cm，均低于2cm，与自动导航控制器的出厂精度一致。其中，横向误差为自动导航控制车辆的行走轨迹与设定的导航轨迹的垂直方向的偏差。
本发明旨在保护一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置，将自动导航控制器通过一个万向节套件与车辆转向轴连接，再将所述自动导航控制器通过支架固定于车辆方向盘位置，能够实现自动导航控制器精确的控制车辆转向轴进行转弯，而不用保证自动导航控制器与车辆转向轴之间的同心度精度，同时能够避免方向盘与车辆转向轴在转向操作过程中产生过度磨损。
采用本发明自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法及装置，能够适用于多种型号的车辆，使得普通车辆也能够具有自动导航的功能，可减少用户购买特定型号车辆的成本，且本发明制作成本低。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101，将自动导航控制器(1)通过一个万向节套件(2)与车辆转向轴(3)连接；
S102，再将所述自动导航控制器(1)通过支架(4)固定于车辆方向盘位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述万向节套件(2)包括：
万向节(22)，其规格与所述车辆转向轴(3)直径相适应，其一端侧面对称设置通孔(222)；
连接件(21)，由三段直径由上至下递减的圆柱体一体成型，直径最小段圆柱体(211)侧面设置外螺纹，中部段圆柱体(212)侧面设置带有内螺纹的凹槽(214)，直径最大段圆柱体(213)侧面设置通过中心轴的通孔(215)，所述直径最大段圆柱体(213)与所述万向节带有通孔(222)的一端连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤S101还包括对所述自动导航控制器(1)的衬套(13)侧面进行钻孔处理的步骤。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤S101还包括所述衬套(13)通过螺钉(131)穿过所述衬套侧面的通孔(132)与连接件的凹槽(214)连接的步骤。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述衬套(13)侧面的通孔(132)为两个，所述两个通孔(132)中轴线的相对位置呈90°。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述直径最小段圆柱体(211)与自动导航控制器(1)的方向盘(11)中部通过螺纹固定连接。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述连接件(21)的通孔(215)与万向节的通孔(222)相对应，并通过螺钉(221)固定连接。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述万向节套件(2)包括紧固件(223)，所述紧固件(223)直径与车辆转向轴(3)直径相适应，用于固定连接万向节套件(2)与车辆转向轴(3)。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述万向节套件(2)的长度根据车辆转向轴(3)的高度配合达到车辆原有方向盘的高度。
10.一种自动导航控制器安装于车辆转向轴的装置，其特征在于，包括权利要求1-9所述的万向节套件(2)与支架(4)。
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