CN106828094A - 一种无人车自主驾驶装置 - Google Patents

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肖剑
何国田
吴灿烽
鲍捷
林远长
袁家虎
朱跃林
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Abstract

本发明公开了一种无人车自主驾驶装置，包括车体、油门机械腿、制动机械腿、换档机械手和方向盘机械手，所述方向盘机械手通过安装座与车体固定连接，油门机械腿、制动机械腿和换档机械手通过安装背板与车体固定连接，所述安装背板的顶端与安装座的底部固定连接，所述方向盘机械手的输入端通过同步带连接有方向盘电机，且方向盘电机的输出端电性连接有编码器；所述油门机械腿和制动机械腿的输入端通过制动踏板连接有制动电机。

Description

一种无人车自主驾驶装置
技术领域
本发明属于无人驾驶汽车技术领域，具体涉及一种无人车自主驾驶装置。
背景技术
本发明公开了一种结构简单的无人车自主驾驶装置，由一套油门机械腿、制动机械腿、换档机械手和方向盘机械手组成。其中油门机械腿、制动机械腿和换档机械手相互独立，组成及运动原理相同，均是由驱动电机、滚珠丝杠和连杆组成的连杆机构，电机驱动该机构可实现踩踏油门、刹车和换档的动作，该机构采用直线电位计作为油门、刹车、档位的位置反馈传感器；方向盘机械手是由驱动电机、同步带、减速器、万向轴和方向盘夹爪组成的传动机构，电机驱动该机构可实现方向盘转动的动作，驱动电机尾部装有编码器，可精确反馈方向盘转过的角度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人车自主驾驶装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人车自主驾驶装置，包括车体、油门机械腿、制动机械腿、换档机械手和方向盘机械手，所述方向盘机械手通过安装座与车体固定连接，油门机械腿、制动机械腿和换档机械手通过安装背板与车体固定连接，所述安装背板的顶端与安装座的底部固定连接，所述方向盘机械手的输入端通过同步带连接有方向盘电机，且方向盘电机的输出端电性连接有编码器；所述油门机械腿和制动机械腿的输入端通过制动踏板连接有制动电机。
优选的，所述方向盘机械手包括减速器、万向轴和方向盘夹爪，所述方向盘夹爪通过万向轴与减速器制动连接，所述减速器与同步带制动连接。安装座根据方向盘的具体位置固定在车体上，方向盘夹爪夹住方向盘，方向盘电机通过同步带带动减速器。当电机转动时，可带动方向盘一起转动。电机尾部装有编码器，编码器反馈回的信息经过换算后即可知道方向盘转过的具体角度。
优选的，所述制动机械腿和油门机械腿由滚珠丝杠、丝杠螺母座、杆端球面接头和制动连杆结构组成，所述杆端球面接头通过丝杠螺母座与滚珠丝杠连接，所述安装背板对应丝杠螺母座设置有直线电位计，所述制动电机的输出轴通过滚珠丝杠、丝杠螺母座、杆端球面接头、制动连杆与制动踏板制动连接。制动电机的输出的力经过滚珠丝杠、丝杠螺母座、杆端球面接头、制动连杆传递到制动踏板上，从而带动制动踏板运动一定的距离；直线电位计可检测丝杆螺母座移动的位置，该位置经过换算后可得制动踏板运动到的实际位置；当检测到制动踏板运动到要求的位置时，制动电机停止转动；否则，制动电机继续转动，直至制动踏板运动到要求的位置。
优选的，所述油门机械腿和换挡机械手的结构组成与制动机械腿的结构组成一致，并与制动机械腿并列安装在安装背板上。通过操作制动机械腿的步骤操作油门机械腿，简单化操作设置；当制动电机正转时，滚珠丝杠也一起转动，丝杠螺母座则向下移动，并带动制动连杆踩下制动踏板；反之，电机反转，则可松开制动踏板。直线电位计反馈回的信号可用于检测制动踏板踩下或松开的具体位置。
本发明的技术效果和优点：该无人车自主驾驶装置，当整车控制器发出信号要求方向盘转动至某一角度时，方向盘电机启动，方向盘电机的输出扭矩经过同步带、减速器、万向轴、方向盘夹爪传递到方向盘上，方向盘随之转过一定的角度；编码器可检测电机转过的角度，该角度经过换算后可得方向盘转过的实际角度；当检测到方向盘转动到要求的位置时，方向盘电机停止转动；否则，方向盘电机继续转动，直至方向盘转动到要求位置。制动电机的输出的力经过滚珠丝杠、丝杠螺母座、杆端球面接头、制动连杆传递到制动踏板上，从而带动制动踏板运动一定的距离；直线电位计可检测丝杆螺母座移动的位置，该位置经过换算后可得制动踏板运动到的实际位置；当检测到制动踏板运动到要求的位置时，制动电机停止转动；否则，制动电机继续转动，直至制动踏板运动到要求的位置，直线电位计可检测丝杆螺母座移动的位置，该位置经过换算后可得制动踏板运动到的实际位置；当检测到制动踏板运动到要求的位置时，制动电机停止转动。该装置结构简单、安装方便、易于控制，且独立于传统的汽车之外，能够适用于大本部的传统汽车，其具有较强的适应性和灵活性。。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的整体结构示意图。
图中：1、车体；2、方向盘机械手；3、油门机械手；4、制动机械腿；5、换档机械手；6、安装背板；7、制动电机；8、直线电位计；9、滚珠丝杠；10、丝杠螺母座；11、杆端球面接头；12、制动连杆；13、制动踏板；14、安装座；15、编码器；16、方向盘电机；17、同步带；18、减速器；19、万向轴；20、方向盘夹爪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明提供了如图1-图2所示的一种无人车自主驾驶装置，包括车体1、油门机械腿3、制动机械腿4、换档机械手5和方向盘机械手2，所述方向盘机械手2通过安装座14与车体1固定连接，油门机械腿3、制动机械腿4和换档机械手5通过安装背板6与车体1固定连接，所述安装背板6的顶端与安装座14的底部固定连接，所述方向盘机械手2的输入端通过同步带17连接有方向盘电机16，且方向盘电机16的输出端电性连接有编码器15，所述方向盘机械手2包括减速器18、万向轴19和方向盘夹爪20，所述方向盘夹爪20通过万向轴19与减速器18制动连接，所述减速器18与同步带17制动连接。安装座14根据方向盘的具体位置固定在车体1上，方向盘夹爪20夹住方向盘，方向盘电机16通过同步带17带动减速器。当方向盘电机16转动时，可带动方向盘一起转动。方向盘电机16尾部装有编码器15，编码器15反馈回的信息经过换算后即可知道方向盘转过的具体角度。所述油门机械腿3和制动机械腿4的输入端通过制动踏板13连接有制动电机7。所述制动机械腿4和油门机械腿3由滚珠丝杠9、丝杠螺母座10、杆端球面接头11和制动连杆12结构组成，所述杆端球面接头11通过丝杠螺母座10与滚珠丝杠3连接，所述安装背板3对应丝杠螺母座10设置有直线电位计8，所述制动电机7的输出轴通过滚珠丝杠9、丝杠螺母座10、杆端球面接头11、制动连杆12与制动踏板13制动连接。制动电机7的输出的力经过滚珠丝杠9、丝杠螺母座10、杆端球面接头11、制动连杆12传递到制动踏板13上，从而带动制动踏板13运动一定的距离；直线电位计8可检测丝杆螺母座10移动的位置，该位置经过换算后可得制动踏板13运动到的实际位置；当检测到制动踏板13运动到要求的位置时，制动电机7停止转动；否则，制动电机7继续转动，直至制动踏板13运动到要求的位置。所述油门机械腿3和换挡机械手5的结构组成与制动机械腿4的结构组成一致，并与制动机械腿4并列安装在安装背板6上。通过操作制动机械腿4的步骤操作油门机械腿3，简单化操作设置；当制动电机7正转时，滚珠丝杠9也一起转动，丝杠螺母座10则向下移动，并带动制动连杆12踩下制动踏板13；反之，制动电机7反转，则可松开制动踏板13。直线电位计8反馈回的信号可用于检测制动踏板13踩下或松开的具体位置。
工作原理：当整车控制器发出信号要求方向盘转动至某一角度时，方向盘电机16启动，方向盘电机16的输出扭矩经过同步带17、减速器18、万向轴19、方向盘夹爪20传递到方向盘上，方向盘随之转过一定的角度；编码器15可检测方向盘电机16转过的角度，该角度经过换算后可得方向盘转过的实际角度；当检测到方向盘转动到要求的位置时，方向盘电机16停止转动；否则，方向盘电机16继续转动，直至方向盘转动到要求位置。制动电机7的输出的力经过滚珠丝杠9、丝杠螺母座10、杆端球面接头11、制动连杆12传递到制动踏板13上，从而带动制动踏板13运动一定的距离；直线电位计8可检测丝杆螺母座10移动的位置，该位置经过换算后可得制动踏板13运动到的实际位置；当检测到制动踏板13运动到要求的位置时，制动电机7停止转动；否则，制动电机7继续转动，直至制动踏板13运动到要求的位置，直线电位计8可检测丝杆螺母座10移动的位置，该位置经过换算后可得制动踏板13运动到的实际位置；当检测到制动踏板13运动到要求的位置时，制动电机7停止转动。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无人车自主驾驶装置，包括车体(1)、油门机械腿(3)、制动机械腿(4)、换档机械手(5)和方向盘机械手(2)，其特征在于：所述方向盘机械手(2)通过安装座(14)与车体(1)固定连接，油门机械腿(3)、制动机械腿(4)和换档机械手(5)通过安装背板(6)与车体(1)固定连接，所述安装背板(6)的顶端与安装座(14)的底部固定连接，所述方向盘机械手(2)的输入端通过同步带(17)连接有方向盘电机(16)，且方向盘电机(16)的输出端电性连接有编码器(15)，所述油门机械腿(3)和制动机械腿(4)的输入端通过制动踏板(13)连接有制动电机(7)。
2.根据权利要求1所述的一种无人车自主驾驶装置，其特征在于：所述方向盘机械手(2)包括减速器(18)、万向轴(19)和方向盘夹爪(20)，所述方向盘夹爪(20)通过万向轴(19)与减速器(18)制动连接，所述减速器(18)与同步带(17)制动连接。
3.根据权利要求1所述的一种无人车自主驾驶装置，其特征在于：所述制动机械腿(4)和油门机械腿(3)由滚珠丝杠(9)、丝杠螺母座(10)、杆端球面接头(11)和制动连杆(12)结构组成，所述杆端球面接头(11)通过丝杠螺母座(10)与滚珠丝杠(9)连接，所述安装背板(6)对应丝杠螺母座(10)设置有直线电位计(8)，所述制动电机(7)的输出轴通过滚珠丝杠(9)、丝杠螺母座(10)、杆端球面接头(11)、制动连杆(12)与制动踏板(13)制动连接。
4.根据权利要求3所述的一种无人车自主驾驶装置，其特征在于：所述油门机械腿(3)和换挡机械手(5)的结构组成与制动机械腿(4)的结构组成一致，并与制动机械腿(4)并列安装在安装背板(6)上。
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