CN107867252A - 一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置，包括定位底座、缓冲防护层、弹性伸缩杆、旋转驱动机构、超声波测距装置、激光测距装置、压力传感器、位移传感器、角度传感器及控制电路，定位底座嵌于汽车车头和车尾外表面，缓冲防护通过弹性伸缩杆与定位底座前表面相互连接，压力传感器嵌于缓冲防护层内，位移传感器安装在定位底座上，角度传感器安装在旋转驱动机构，超声波测距装置、激光测距装置分别通过滑轨与定位底座侧表面滑动连接。本发明一方面具有良好测距定位作业能力，有助于提高车辆运行中避障防撞能力，另一方面可在车辆不能及时制动时，可有效提高车辆与障碍物之间撞击的弹性吸能能力。

Description

一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置

技术领域

本发明涉及一种安全防护装置，确切地说是一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置。

背景技术

目前在车辆运行中，尤其是载客车辆运行过程中，由于车辆运行车速较快，再加之车辆载重较大时，极易导致车辆制动能力下降，制动距离增加，因此极易发生因制动不及时而导致的车辆与障碍物、行人等发生碰撞事故，严重威胁行车安全及车内人员的人身财产安全，针对这一问题，尤其是针对自动运行的车辆，当前主要是通过为车辆增加障碍物避障系统，实现车辆对障碍物提前发现、提前预警并达到提前制动的目的，这种方式虽然可以有效的实现车辆在远距离范围内进行制动避障，避免车辆发生碰撞，但由于制动系统失效或突然出现在车辆运行线路上的障碍时，一旦发生碰撞时，当前的避障系统均不能有效的对碰撞时的动能进行有效吸收和减缓，从而导致车辆、障碍物因碰撞而造成的损伤得不到有效的环境，从而导致碰撞事故造成后果的危害加到，不利于形成安全，因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的车辆用防撞装置，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置，该新型结构简单，使用能灵活方便，运行自动化程度高，一方面具有良好测距定位作业能力，有助于提高车辆运行中避障防撞能力，另一方面可在车辆不能及时制动时，可有效提高车辆与障碍物之间撞击的弹性吸能能力，从而极大的提高对车辆和障碍物的防护能力，提高车辆运行的安全性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置，包括定位底座、缓冲防护层、弹性伸缩杆、旋转驱动机构、超声波测距装置、激光测距装置、压力传感器、位移传感器、角度传感器及控制电路，定位底座为横截面呈矩形的密闭腔体结构，其后表面嵌于汽车车头和车尾外表面并与汽车轴线垂直分布，缓冲防护层至少一个，通过至少两个弹性伸缩杆与定位底座前表面相互连接，定位底座、缓冲防护层相互平行分布，弹性伸缩杆相互平行分布，其两端分别通过旋转驱动机构与定位底座前表面和缓冲防护层后表面相互铰接，并可进行0°—180°旋转，压力传感器至少两个，嵌于缓冲防护层内并与控制电路电气连接，位移传感器安装在定位底座上，并与弹性伸缩杆相互连接，角度传感器安装在旋转驱动机构上并与控制电路电气连接，超声波测距装置、激光测距装置均一个，并分别通过滑轨与定位底座侧表面滑动连接，且超声波测距装置、激光测距装置所分布的滑轨相互平行分布，且的超声波测距装置、激光测距装置均通过转台机构与滑轨滑动连接，超声波测距装置、激光测距装置轴线与汽车底盘外表面呈0°—180°夹角，控制电路嵌于定位底座内，并分别与弹性伸缩杆、旋转驱动机构、超声波测距装置、激光测距装置、压力传感器、位移传感器、角度传感器、转台机构及汽车的行车电脑电路和电源电路电气连接。

进一步的，所述的定位底座、缓冲防护层间通过至少两条承压弹簧相互连接，且所述的承压弹簧分别与定位底座、缓冲防护层铰接。

进一步的，所述的定位底座、缓冲防护层与旋转驱动机构间通过承载台相互连接，所述的承载台为横截面呈“凵”字型的槽状结构。

进一步的，所述的缓冲防护层包括柔性承载网、弹性垫块，所述的柔性承载网与定位底座前表面平行分布，其后表面与弹性伸缩杆相互连接，前表面与弹性垫块相互连接，所述的弹性垫块后表面通过若干定位扣与柔性承载网连接，且所述的压力传感器位于柔性承载网、弹性垫块之间。

进一步的，所述的弹性垫块前表面为平面结构和圆弧面结构中的任意一种，且当为圆弧面结构时，为一个圆弧面或若干连续分布的圆弧面，且弹性垫块前表面均布若干凸块，且所述凸块为台状结构、锥形机构及球冠装结构中的任意一种。

进一步的，所述的弹性垫块内均布若干弹性形变腔，所述的弹性形变腔为横截面呈正六边形及椭圆形结构中的任意一种。

进一步的，所述的转台机构与滑轨间通过行走机构相互滑动连接。

进一步的，所述的控制电路为基于DSP单片机的控制电路，并设无线通讯装置、辅助电源、调压电路、至少一个串口通讯装置和至少一个继电器控制电路，并通过无线通讯装置、串口通讯装置与行车电脑电路、超声波测距装置、激光测距装置、压力传感器、位移传感器电气连接，通过调压电路分别与汽车电源电路、辅助电源和继电器控制电路电气连接，通过继电器控制电路分别与弹性伸缩杆和转台机构电气连接。

本新型结构简单，使用能灵活方便，运行自动化程度高，一方面具有良好测距定位作业能力，有助于提高车辆运行中避障防撞能力，另一方面可在车辆不能及时制动时，可有效提高车辆与障碍物之间撞击的弹性吸能能力，从而极大的提高对车辆、车内人员和障碍物的防护能力，提高车辆运行的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本新型结构示意图；

图2为缓冲防护层结构示意图；

图3为控制电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—3所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置，包括定位底座1、缓冲防护层2、弹性伸缩杆3、旋转驱动机构4、超声波测距装置5、激光测距装置6、压力传感器7、位移传感器8、角度传感器9及控制电路10，定位底座1为横截面呈矩形的密闭腔体结构，其后表面嵌于汽车车头和车尾外表面并与汽车轴线垂直分布，缓冲防护层2至少一个，通过至少两个弹性伸缩杆3与定位底座1前表面相互连接，定位底座1、缓冲防护层2相互平行分布，弹性伸缩杆3相互平行分布，其两端分别通过旋转驱动机构4与定位底座1前表面和缓冲防护层2后表面相互铰接，并可进行0°—180°旋转，压力传感器7至少两个，嵌于缓冲防护层2内并与控制电路10电气连接，位移传感器8安装在定位底座1上，并与弹性伸缩杆3相互连接，角度传感器9安装在旋转驱动机构4上并与控制电路10电气连接，超声波测距装置5、激光测距装置6均一个，并分别通过滑轨11与定位底座1侧表面滑动连接，且超声波测距装置5、激光测距装置6所分布的滑轨11相互平行分布，且的超声波测距装置5、激光测距装置6均通过转台机构12与滑轨11滑动连接，超声波测距装置5、激光测距装置6轴线与汽车底盘外表面呈0°—180°夹角，控制电路110嵌于定位底座1内，并分别与弹性伸缩杆3、旋转驱动机构4、超声波测距装置5、激光测距装置6、压力传感器7、位移传感器8、角度传感器9、转台机构12及汽车的行车电脑电路和电源电路电气连接。

其中所述的定位底座1、缓冲防护层2间通过至少两条承压弹簧13相互连接，且所述的承压弹簧13分别与定位底座1、缓冲防护层2铰接，且所述的定位底座1、缓冲防护层2与旋转驱动机构4间通过承载台14相互连接，所述的承载台14为横截面呈“凵”字型的槽状结构。

同时，所述的缓冲防护层2包括柔性承载网21、弹性垫块22，所述的柔性承载网21与定位底座1前表面平行分布，其后表面与弹性伸缩杆3相互连接，前表面与弹性垫块22相互连接，所述的弹性垫块22后表面通过若干定位扣23与柔性承载网21连接，且所述的压力传感器7位于柔性承载网11、弹性垫块22之间，所述的弹性垫块22前表面为平面结构和圆弧面结构中的任意一种，且当为圆弧面结构时，为一个圆弧面或若干连续分布的圆弧面，且弹性垫块22前表面均布若干凸块24，且所述凸块24为台状结构、锥形机构及球冠装结构中的任意一种，所述的弹性垫块22内均布若干弹性形变腔25，所述的弹性形变腔25为横截面呈正六边形及椭圆形结构中的任意一种。

此外，所述的转台机构12与滑轨11间通过行走机构15相互滑动连接。

本实施例中，所述的控制电路10为基于DSP单片机的控制电路，并设无线通讯装置、辅助电源、调压电路、至少一个串口通讯装置和至少一个继电器控制电路，并通过无线通讯装置、串口通讯装置与行车电脑电路、超声波测距装置5、激光测距装置6、压力传感器7、位移传感器8电气连接，通过调压电路分别与汽车电源电路、辅助电源和继电器控制电路电气连接，通过继电器控制电路分别与弹性伸缩杆3和转台机构12电气连接。

本新型在具体实施时，首先将本新型根据使用需要，在车辆车头和车尾外表面分别安装至少一个备用。

在车辆运行过程中，首先由车辆的行车电脑系统和本新型中的超声波测距装置、激光测距装置共同对车辆运行范围中的障碍物与车辆间的距离进行检测，并将检测结果分别与保存在车辆的行车电脑系统和本新型的控制电路中备用，同时另将行车电脑中的车辆运行速度和车辆重量数据传输至本新型的控制电路中备用，且在备用状态时，本新型的弹性伸缩杆均属于收缩状态，并使缓冲防护层与定位底座前表面间距离位于最小位置处并相互平行分布。

当车辆运行时，由本新型的超声波测距装置、激光测距装置对车辆车速和车辆与障碍物间距离进行检测并计算当前车速下车辆的与制动距离，当制动距离小于车辆与障碍物间距离时，则本新型处于待机状态，当制动距离大于车辆与障碍物间距离时，由控制电路驱动弹性伸缩杆运行，使缓冲防护层和定位底座相互分离，并使缓冲防护层超出车辆外表面，首先主动与障碍物接触，当与障碍物接触时，同时通过弹性伸缩杆和缓冲防护层对撞击时的作用力进行吸收减缓，达到减轻撞击损害的目的。

在弹性伸缩杆运行时，根据超声波测距装置、激光测距装置对障碍物的位置进行检测定位，然后一方面由位移传感器对弹性伸缩杆的移动行程进行检测，并根据撞击时弹性伸缩杆压缩行程，通过控制电路对弹性伸缩杆的驱动作用力进行灵活调整，提高对撞击作用力的吸收及减缓能力，另一方面通过旋转驱动机构对缓冲防护层位置进行调整，使缓冲防护层位于车辆与障碍物撞击接触面正中间位置，提高防护效果。

本新型结构简单，使用能灵活方便，运行自动化程度高，一方面具有良好测距定位作业能力，有助于提高车辆运行中避障防撞能力，另一方面可在车辆不能及时制动时，可有效提高车辆与障碍物之间撞击的弹性吸能能力，从而极大的提高对车辆、车内人员和障碍物的防护能力，提高车辆运行的安全性和可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置，其特征在于：所述的自动驾驶载客车辆用主动防撞装置包括定位底座、缓冲防护层、弹性伸缩杆、旋转驱动机构、超声波测距装置、激光测距装置、压力传感器、位移传感器、角度传感器及控制电路，所述的定位底座为横截面呈矩形的密闭腔体结构，其后表面嵌于汽车车头和车尾外表面并与汽车轴线垂直分布，所述缓冲防护层至少一个，通过至少两个弹性伸缩杆与定位底座前表面相互连接，所述的定位底座、缓冲防护层相互平行分布，所述的弹性伸缩杆相互平行分布，其两端分别通过旋转驱动机构与定位底座前表面和缓冲防护层后表面相互铰接，并可进行0°—180°旋转，所述的压力传感器至少两个，嵌于缓冲防护层内并与控制电路电气连接，所述的位移传感器安装在定位底座上，并与弹性伸缩杆相互连接，所述的角度传感器安装在旋转驱动机构上并与控制电路电气连接，所述的超声波测距装置、激光测距装置均一个，并分别通过滑轨与定位底座侧表面滑动连接，且所述的超声波测距装置、激光测距装置所分布的滑轨相互平行分布，且的超声波测距装置、激光测距装置均通过转台机构与滑轨滑动连接，所述的超声波测距装置、激光测距装置轴线与汽车底盘外表面呈0°—180°夹角，所述的控制电路嵌于定位底座内，并分别与弹性伸缩杆、旋转驱动机构、超声波测距装置、激光测距装置、压力传感器、位移传感器、角度传感器、转台机构及汽车的行车电脑电路和电源电路电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置,其特征在于：所述的定位底座、缓冲防护层间通过至少两条承压弹簧相互连接，且所述的承压弹簧分别与定位底座、缓冲防护层铰接。

3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置,其特征在于：所述的定位底座、缓冲防护层与旋转驱动机构间通过承载台相互连接，所述的承载台为横截面呈“凵”字型的槽状结构。

4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置,其特征在于：所述的缓冲防护层包括柔性承载网、弹性垫块，所述的柔性承载网与定位底座前表面平行分布，其后表面与弹性伸缩杆相互连接，前表面与弹性垫块相互连接，所述的弹性垫块后表面通过若干定位扣与柔性承载网连接，且所述的压力传感器位于柔性承载网、弹性垫块之间。

5.根据权利要求4所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置,其特征在于：所述的弹性垫块前表面为平面结构和圆弧面结构中的任意一种，且当为圆弧面结构时，为一个圆弧面或若干连续分布的圆弧面，且弹性垫块前表面均布若干凸块，且所述凸块为台状结构、锥形机构及球冠装结构中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置,其特征在于：所述的弹性垫块内均布若干弹性形变腔，所述的弹性形变腔为横截面呈正六边形及椭圆形结构中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置,其特征在于：所述的转台机构与滑轨间通过行走机构相互滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种自动驾驶载客车辆用主动防撞装置,其特征在于：所述的控制电路为基于DSP单片机的控制电路，并设无线通讯装置、辅助电源、调压电路、至少一个串口通讯装置和至少一个继电器控制电路，并通过无线通讯装置、串口通讯装置与行车电脑电路、超声波测距装置、激光测距装置、压力传感器、位移传感器电气连接，通过调压电路分别与汽车电源电路、辅助电源和继电器控制电路电气连接，通过继电器控制电路分别与弹性伸缩杆和转台机构电气连接。