CN108340899A - 一种无人驾驶赛车制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无人驾驶赛车制动系统，包括：制动电机；第一制动摇臂，其一端通过减速器与制动电机连接，另一端与第一连杆一端铰接；第一连杆，其另一端沿其径向设置有第一凸起；拉板，其一侧沿其轴向设置有第一驱动滑槽，所述第一凸起穿过所述第一驱动滑槽且能够沿所述第一驱动滑槽运动；制动踏板，其与所述拉板固定连接；当所述制动踏板处于原位时，所述第一凸起位于所述第一驱动滑槽一端，当人为踩下所述制动踏板时，所述第一凸起向所述第一驱动滑槽另一端运动。通过将连杆的凸起置于驱动滑槽轴向一端，使得有人驾驶制动和无人驾驶制动互不干涉。

Description

一种无人驾驶赛车制动系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶赛车制动技术领域，更具体的是，本发明涉及一种无人驾驶赛车制动系统。
背景技术
无人驾驶在智能技术和互联技术的发展下应运而生，为了推进我国汽车产业人才培养，高校学生通过改装原有电动赛车，研究无人驾驶赛车技术，赛事要求在驾驶员能开的基础上实现无人驾驶，参加大学生方程式大赛。制动系统线控化改装是其中重要的一部分，现有的无人驾驶赛车制动主要采用在制动踏板前边添加一根拉绳，该拉绳绕在电机的输出轴上，电机转动带动拉绳拉动制动踏板旋转进行制动。这一制动模式可靠性差。
针对上述问题，需要提供一种可靠性高的无人驾驶赛车制动系统线控化改装，从而保证在制动可靠性的前提下，有人驾驶时制动和无人驾驶时制动互不干涉。
发明内容
本发明设计开发了一种无人驾驶赛车制动系统，通过将连杆的凸起置于驱动滑槽轴向一端，在无人驾驶时可以驱动拉板进而驱动制动踏板旋转进行制动，在有人驾驶时，踩踏制动踏板时，凸起可以向驱动滑槽另一端空行程运动，使得有人驾驶制动和无人驾驶制动互不干涉。
本发明的另一个目的还设置了紧急制动电机，用于在紧急情况下对汽车进行紧急制动。
本发明提供的技术方案为：
一种无人驾驶赛车制动系统，包括：
制动电机；以及
第一制动摇臂，其一端通过减速器与所述制动电机连接，另一端与第一连杆一端铰接；
第一连杆，其另一端沿其径向设置有第一凸起；
拉板，其一侧沿其轴向设置有第一驱动滑槽，所述第一凸起穿过所述第一驱动滑槽且能够沿所述第一驱动滑槽运动；
制动踏板，其与所述拉板固定连接；
其中，当所述制动踏板处于原位时，所述第一凸起位于所述第一驱动滑槽一端，当人为踩下所述制动踏板时，所述第一凸起向所述第一驱动滑槽另一端运动。
优选的是，还包括：
踏板臂，其一端与所述拉板固定连接，另一端与第一支撑杆一端铰接；
剪切臂，其一端倾斜与所述踏板固定连接，中部与所述踏板臂中部交叉固定连接，另一端设置有过孔；
连轴，其穿过所述过孔且两端分别通过真空助力器连接有制动主缸。
优选的是，还包括：
紧急制动电机；以及
第二制动摇臂，其一端通过减速器与所述紧急制动电机连接，另一端与第二连杆一端铰接；
第二连杆，其另一端沿其径向设置有第二凸起；
第二驱动滑槽，其沿所述拉板轴向设置在所述拉板另一侧，所述第二凸起穿过所述第二驱动滑槽且能够沿所述第二驱动滑槽运动；
其中，当所述制动踏板处于原位时，所述第二凸起位于所述第二驱动滑槽一端，当人为踩下所述制动踏板时，所述第二凸起向所述第二驱动滑槽另一端运动。
优选的是，所述第一连杆和第一制动摇臂铰接处设置有第一通孔并通过第一杆轴铰接，所述第一通孔内设置有第一衬套；所述第二连杆和第二制动摇臂铰接处设置有第二通孔并通过第二杆轴铰接，所述第二通孔内设置有第二衬套。
优选的是，所述第一制动摇臂和第二制动摇臂分别通过平键与所述减速器的输出轴固定连接。
优选的是，还包括固定座，用于固定所述制动电机和所述紧急制动电机。
优选的是，还包括第二支撑杆，其一端固定设置有油门踏板。
优选的是，还包括支撑座，所述第一支撑杆和第二支撑杆的另一端分别与所述支撑座铰接，所述制动主缸与所述支撑座铰接。
优选的是，无人驾驶制动时，所述制动电机控制第一制动摇臂旋转的角度为：
其中，θ为制动电机控制第一制动摇臂旋转的角度，m为汽车的重量，v为汽车行驶速度，dmax为制动主缸的活塞的最大行程，F为制动主缸的最大制动力，α为制动主缸与支撑板的夹角，t为汽车的制动时间，L1为第一制动摇臂的长度。
优选的是，无人驾驶紧急制动时，所述紧急制动电机控制第二制动摇臂旋转的角度为：
其中，θm为紧急制动电机控制第二制动摇臂旋转的角度，L2为第二制动摇臂的长度。
本发明所述的有益效果为：
本发明所述的无人驾驶赛车制动系统，通过将连杆的凸起置于驱动滑槽轴向一端，在无人驾驶时可以驱动拉板进而驱动制动踏板旋转进行制动，在有人驾驶时，踩踏制动踏板时，凸起可以向驱动滑槽另一端空行程运动，在保证在制动可靠性的前提下，使得有人驾驶制动和无人驾驶制动互不干涉。本发明还设置了紧急制动电机，用于在紧急情况下对汽车进行紧急制动。
附图说明
图1为本发明所述无人驾驶赛车制动系统的结构示意图。
图2为本发明所述无人驾驶赛车制动系统的正视结构示意图。
图3为本发明所述无人驾驶赛车制动系统的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再次阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。
如图1-3所示，本发明提供一种无人驾驶赛车制动系统，包括：制动电机110；以及第一制动摇臂120，其一端通过减速器111与所述制动电机110连接，另一端与第一连杆130一端铰接，所述第一制动摇臂120一端通过平键和减速器111的输出轴连接，使得第一制动摇臂120一端与减速器111输出轴轴向固定，不会发生相对转动；第一连杆130，其另一端沿其径向设置有第一凸起131；拉板140，其一侧沿其轴向设置有第一驱动滑槽141，所述第一凸起131穿过所述第一驱动滑槽141且能够沿所述第一驱动滑槽141运动；制动踏板150，其与所述拉板140固定连接；当所述制动踏板150处于原位时，所述第一凸起131位于所述第一驱动滑槽141一端，当人为踩下所述制动踏板150时，所述第一凸起131向所述第一驱动滑槽141另一端运动。使得无人制动和有人制动时互不干涉。
本实施例中，还包括：踏板臂160，其一端与所述拉板140固定连接，另一端与第一支撑杆180一端铰接且能够沿所述第一支撑杆180轴向旋转；剪切臂170，其一端倾斜与所述踏板150固定连接，中部与所述踏板臂160中部交叉固定连接，另一端设置有过孔171；连轴190，其穿过所述过孔171且两端分别通过真空助力器191连接有制动主缸192；在踏板臂160绕铰接点旋转时，带动剪切臂170和踏板150旋转，进而使得剪切臂170另一端的连轴190压缩制动主缸192进行制动。
作为本发明的另一实施例，还包括：紧急制动电机210；以及第二制动摇臂220，其一端通过减速器111与所述紧急制动电机210连接，另一端与第二连杆230一端铰接，所述第二制动摇臂220一端通过平键和减速器111的输出轴连接；第二连杆230，其另一端沿其径向设置有第二凸起(图中未示出)；第二驱动滑槽142，其沿所述拉板140轴向设置在所述拉板140另一侧，所述第二凸起穿过所述第二驱动滑槽142且能够沿所述第二驱动滑槽142运动；当所述制动踏板150处于原位时，所述第二凸起位于所述第二驱动滑槽142一端，当人为踩下所述制动踏板150时，所述第二凸起向所述第二驱动滑槽142另一端运动。本实施例中，还包括固定座100，用于固定所述制动电机110和所述紧急制动电机210，所述固定座100固定在车架上。
作为本发明的另一实施例，所述第一连杆130和第一制动摇臂120铰接处设置有第一通孔132并通过第一杆轴133铰接，所述第一通孔132内设置有第一衬套(图中未示出)，减少磨损；所述第二连杆230和第二制动摇臂220铰接处设置有第二通孔232并通过第二杆轴233铰接，所述第二通孔232内设置有第二衬套(图中未示出)。
作为本发明的另一实施例，还包括第二支撑杆240，其一端固定设置有油门踏板241，所述固定座100固定连接在车架上。还包括支撑座300，所述第一支撑杆180和第二支撑杆240的另一端分别与所述支撑座300螺栓铰接，所述制动主缸192与所述固定座300螺栓铰接，所述第一支撑杆180和第二支撑杆240是绕支撑座300上的连接吊可耳旋转的，所述制动主缸192的一端也是绕支撑座300上相应的连接吊耳可旋转的。
作为本发明的另一实施例，无人驾驶制动时，所述制动电机控制第一制动摇臂旋转的角度为：
其中，θ为制动电机控制第一制动摇臂旋转的角度，m为汽车的重量，v为汽车行驶速度，dmax为制动主缸的活塞的最大行程，F为制动主缸的最大制动力，α为制动主缸与支撑板的夹角，t为汽车的制动时间，L1为第一制动摇臂的长度。
所述汽车的重量m和行驶速度v可以通过传感器实时检测，而制动主缸与支撑板的夹角α、汽车的制动时间t、第一制动摇臂的长度L1、制动主缸的活塞的最大行程dmax和制动主缸的最大制动力F可以预先输入控制系统中。
作为本发明的另一实施例，无人驾驶紧急制动时，所述紧急制动电机控制第二制动摇臂旋转的角度为：
其中，θm为紧急制动电机控制第二制动摇臂旋转的角度，L2为第二制动摇臂的长度。
工作原理：
(1)无人驾驶制动时，制动电机驱动110驱动第一制动摇臂120旋转，紧急制动电机210不工作，仅带动第二制动摇臂220跟随第一制动摇臂120空转，不输出转矩，进而第一连杆130和第二连杆230上的凸起带动拉板140运动，使得与拉板140固定连接的踏板臂160绕铰接点旋转，进而带动剪切臂170和制动踏板150旋转，进而使得剪切臂170另一端的连轴190压缩制动主缸192进行制动。
(2)无人驾驶紧急制动时，紧急制动电机驱动210驱动第二制动摇臂220旋转，制动电机110不工作，仅带动第一制动摇臂120跟随第二制动摇臂220空转，不输出转矩，进而第一连杆130和第二连杆230上的凸起带动拉板140运动，使得与拉板140固定连接的踏板臂160绕铰接点旋转，进而带动剪切臂170和制动踏板150旋转，进而使得剪切臂170另一端的连轴190压缩制动主缸192进行制动。
(3)有人驾驶制动时，踩下制动踏板150使得剪切臂170旋转进而使得剪切臂170另一端的连轴190压缩制动主缸192进行制动；在剪切臂170旋转时会带动踏板臂160绕铰接点旋转，使得拉板140运动，此时第一连杆130和第二连杆230上的凸起分别向第一驱动滑槽141和第二驱动滑槽142的另一端空行程运动，使得有人驾驶制动和无人驾驶制动互不干涉。
本发明所述的无人驾驶赛车制动系统，通过将连杆的凸起置于驱动滑槽轴向一端，在无人驾驶时可以驱动拉板进而驱动制动踏板旋转进行制动，在有人驾驶时，踩踏制动踏板时，凸起可以向驱动滑槽另一端空行程运动，在保证制动可靠性的前提下，使得有人驾驶制动和无人驾驶制动互不干涉。本发明还设置了紧急制动电机，用于在紧急情况下对汽车进行紧急制动。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，包括：
制动电机；以及
第一制动摇臂，其一端通过减速器与所述制动电机连接，另一端与第一连杆一端铰接；
第一连杆，其另一端沿其径向设置有第一凸起；
拉板，其一侧沿其轴向设置有第一驱动滑槽，所述第一凸起穿过所述第一驱动滑槽且能够沿所述第一驱动滑槽运动；
制动踏板，其与所述拉板固定连接；
其中，当所述制动踏板处于原位时，所述第一凸起位于所述第一驱动滑槽一端，当人为踩下所述制动踏板时，所述第一凸起向所述第一驱动滑槽另一端运动。
2.如权利要求1所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，还包括：
踏板臂，其一端与所述拉板固定连接，另一端与第一支撑杆一端铰接；
剪切臂，其一端倾斜与所述踏板固定连接，中部与所述踏板臂中部交叉固定连接，另一端设置有过孔；
连轴，其穿过所述过孔且两端分别通过真空助力器连接有制动主缸。
3.如权利要求2所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，还包括：
紧急制动电机；以及
第二制动摇臂，其一端通过减速器与所述紧急制动电机连接，另一端与第二连杆一端铰接；
第二连杆，其另一端沿其径向设置有第二凸起；
第二驱动滑槽，其沿所述拉板轴向设置在所述拉板另一侧，所述第二凸起穿过所述第二驱动滑槽且能够沿所述第二驱动滑槽运动；
其中，当所述制动踏板处于原位时，所述第二凸起位于所述第二驱动滑槽一端，当人为踩下所述制动踏板时，所述第二凸起向所述第二驱动滑槽另一端运动。
4.如权利要求3所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，所述第一连杆和第一制动摇臂铰接处设置有第一通孔并通过第一杆轴铰接，所述第一通孔内设置有第一衬套；所述第二连杆和第二制动摇臂铰接处设置有第二通孔并通过第二杆轴铰接，所述第二通孔内设置有第二衬套。
5.如权利要求3或4所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，所述第一制动摇臂和第二制动摇臂分别通过平键与所述减速器的输出轴固定连接。
6.如权利要求3或4所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，还包括固定座，用于固定所述制动电机和所述紧急制动电机。
7.如权利要求6所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，还包括第二支撑杆，其一端固定设置有油门踏板。
8.如权利要求7所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，还包括支撑座，所述第一支撑杆和第二支撑杆的另一端分别与所述支撑座铰接，所述制动主缸与所述支撑座铰接。
9.如权利要求1-4、7或8所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，无人驾驶制动时，所述制动电机控制第一制动摇臂旋转的角度为：
其中，θ为制动电机控制第一制动摇臂旋转的角度，m为汽车的重量，v为汽车行驶速度，dmax为制动主缸的活塞的最大行程，F为制动主缸的最大制动力，α为制动主缸与支撑板的夹角，t为汽车的制动时间，L1为第一制动摇臂的长度。
10.如权利要求3、4、7或8所述的无人驾驶赛车制动系统，其特征在于，无人驾驶紧急制动时，所述紧急制动电机控制第二制动摇臂旋转的角度为：
其中，θm为紧急制动电机控制第二制动摇臂旋转的角度，L2为第二制动摇臂的长度。
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