CN108909449A - 一种无人驾驶汽车油门控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种无人驾驶汽车油门控制装置及方法，包括固定平台、压紧机构、连接机构和驱动机构，驱动机构包括电控组件和传动组件，固定平台设于油门杆控制箱顶部，压紧机构与油门杆手柄相连，连接机构分别与传动组件和压紧机构相连。本发明能够实现油门开度的自由控制，结构简单，体积小，传动效率高。

Description

一种无人驾驶汽车油门控制装置及方法

技术领域

本发明属于汽车制造的技术领域，尤其涉及一种无人驾驶汽车油门控制装置及方法。

背景技术

无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计

算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶，无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道

路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，它是利用车载传感器

来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的

转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。

公知的无人驾驶领域中，手动档汽车油门机构多为机械部件构成，在实现油门控制手柄 移动的过程中，不能保证精度，致使油门开度不能得到稳定控制，影响无人汽车对速度准确 控制的要求。在无人驾驶汽车改装过程中，变换油门开度时，不仅要控制油门手柄前后移动， 而且要准确控制手柄移动的距离。如果提出一种在无人驾驶领域能够实现油门开度控制的装 置，结构简单，体积小，不仅能够实现换挡油门手柄的前后移动，而且能够保证控制精度， 在汽车无人驾驶改装领域，具有广阔的市场应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种无人驾驶汽车油门控制 装置及方法，通过控制电机操作油门手柄，不仅能够实现油门开度的控制，而且能够保证控 制精度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种无人驾驶汽车油门控制装置，其特 征在于，包括固定平台、压紧机构、连接机构和驱动机构，所述驱动机构包括电控组件和传 动组件，所述固定平台设于油门杆控制箱顶部，所述压紧机构与油门杆手柄相连，所述连接 机构分别与传动组件和压紧机构相连；所述电控组件包括电机、控制器、驱动器和拉线位移 传感器，所述控制器、驱动器和电机通过电缆线依次串联，拉线位移传感器通过电缆线与控 制器连接，所述传动组件包括底座、前盖板、轴承支座、后盖板、联轴器、丝杆、滑块，所 述底座固定于固定平台上，前盖板、轴承支座和后盖板依次垂直设于底座上，电机固定于后 盖板外侧，拉线位移传感器固定于后盖板内侧，拉线位移传感器的拉线端与滑块相连，电机 转轴通过联轴器与丝杆转轴连接，丝杆两端分别与轴承支座和前盖板上的轴承相连，滑块套 设于丝杆上，滑块底部与底座上表面的滑轨相配置，沿底座水平滑动。

按上述方案，所述固定平台包括U型固定板、紧固块和连杆，所述U型固定板的两侧板 上分别设有滑槽，所述紧固块与滑槽相配置，沿滑槽滑动，紧固块底面和侧面设有螺孔，连 杆两端通过螺栓与侧面的螺孔相连，U型固定板通过螺栓与底面的螺孔相连。

按上述方案，所述压紧机构包括基座、快速轴节夹钳和压紧板，所述快速轴节夹钳设于 所述基座顶部，基座底部与油门杆手柄相连，所述压紧板底面设有压紧槽，基座顶面相对应 的位置设有压紧柱，所述压紧槽和压紧柱相配置，压紧板通过快速轴节夹钳与基座压紧定位。

按上述方案，所述连接机构包括连接板、左球面接头和右球面接头，所述左、右球面接 头的一端分别与连接板的左右两端相连，左、右球面接头的另一端分别与所述压紧板及滑块 相连。

按上述方案，所述拉线位移传感器的拉线端与滑块的连接点与所述基座位于同一高度。

一种无人驾驶汽车油门控制装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)标定滑块位置：在变油门动作执行之前，控制器和拉线位移传感器通过标定记录油 门的最大开度和最小开度对应的滑块位置；进行变油门操作时，拉线位移传感器检测滑块的 当前位置，并将采集到的数据通过电缆线传递到控制器，控制器根据滑块当前位置和标定得 到的油门最大开度、最小开度对应的滑块位置，计算出滑块的运动方向和水平位移长度，并 根据滑块水平移动距离与电机转动角度的对应关系计算出电机的转动方向和转动角度，最终 向驱动器发送控制信号，控制电机转动；

S2)实现油门开度的增大：通过控制电机顺时针旋转，带动丝杆同方向转动，驱动滑块 带动油门杆手柄向后移动完成，当控制器和驱动器控制电机顺时针旋转时，丝杆以同样的方 向和角速度旋转，进而驱动滑块在底座上向后水平滑动，滑块水平向后的驱动力通过压紧机 构和连接机构传递到油门杆手柄上，从而带动油门杆向后移动，油门开度增大；

S3)实现油门开度的减小：通过控制电机逆时针旋转，带动丝杆同方向转动，驱动滑块 带动油门杆手柄向前移动完成，当控制器和驱动器控制电机逆时针旋转时，丝杆以同样的方 向和角速度旋转，进而驱动滑块在底座上向前水平滑动，滑块水平向前的驱动力通过压紧机 构和连接机构传递到油门杆手柄上，从而带动油门杆向前移动，油门开度减小。

本发明的有益效果是：提供一种无人驾驶汽车油门控制装置，结构简单，体积小，不仅 能够实现换挡油门杆手柄的前后移动，而且能够保证控制精度，在汽车无人驾驶改装领域， 能达到无人汽车对速度准确控制的要求，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的压紧机构的结构示意图。

图3为本发明一个实施例的固定平台的结构示意图。

其中：1.底座，2.电机，3.后盖板，4.联轴器，5.轴承支座，6.丝杆，7.滑块，8.前盖板，9.控制器，10.驱动器，11.拉线位移传感器，12.右球面接头，13.连接板，14.左球面接头，15.快速轴节夹钳，16.基座，17.紧压板，18.U型固定板，19.紧固块，20.连杆，21.油 门杆控制箱，22.油门杆手柄。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

如图1所示，一种无人驾驶汽车油门控制装置，包括固定平台、压紧机构、连接机构和 驱动机构，驱动机构包括电控组件和传动组件，固定平台设于油门杆控制箱21顶部，油门杆 控制箱一般为塑料制品，稳定性和承压性较低，通过设置固定平台增加装置的安装稳定性， 压紧机构与油门杆手柄22相连，连接机构分别与传动组件和压紧机构相连；电控组件包括电 机2、控制器9、驱动器10和拉线位移传感器11，控制器、驱动器和电机通过电缆线依次串 联，拉线位移传感器通过电缆线与控制器连接，传动组件包括底座1、前盖板8、轴承支座5、 后盖板3、联轴器4、丝杆6、滑块7，底座固定于固定平台上，前盖板、轴承支座和后盖板 依次垂直设于底座上，电机固定于后盖板外侧，拉线位移传感器固定于后盖板内侧，拉线位 移传感器的拉线端与滑块相连，电机转轴通过联轴器与丝杆转轴连接，丝杆两端分别与轴承 支座和前盖板上的轴承相连，滑块套设于丝杆上，滑块底部与底座上表面的滑轨相配置，沿 底座水平滑动。

如图3所示，固定平台包括U型固定板18、紧固块19和连杆20，U型固定板的两侧板上分别设有滑槽，紧固块与滑槽相配置，沿滑槽滑动，紧固块底面和侧面设有螺孔，连杆两端通过螺栓与侧面的螺孔相连，U型固定板通过螺栓与底面的螺孔相连。油门杆控制箱上有凸起，固定平台通过夹紧凸起进行定位安装，连杆通过紧固块调整位置，以适应凸起的尺寸大小。

如图2所示，压紧机构包括基座16、快速轴节夹钳15和压紧板17，快速轴节夹钳设于 基座顶部，基座底部与油门杆手柄相连，压紧板底面设有压紧槽，基座顶面相对应的位置设 有压紧柱，压紧槽和压紧柱相配置，压紧板通过快速轴节夹钳与基座压紧定位。

连接机构包括连接板13、左球面接头14和右球面接头12，左、右球面接头的一端分别 与连接板的左右两端相连，左、右球面接头的另一端分别与压紧板及滑块相连。

拉线位移传感器的拉线端与滑块的连接点与基座位于同一高度。

一种无人驾驶汽车油门控制装置的方法，包括如下步骤：

S1)标定滑块位置：在变油门动作执行之前，控制器和拉线位移传感器通过标定记录油 门的最大开度和最小开度对应的滑块位置；进行变油门操作时，拉线位移传感器检测滑块的 当前位置，并将采集到的数据通过电缆线传递到控制器，控制器根据滑块当前位置和标定得 到的油门最大开度、最小开度对应的滑块位置，计算出滑块的运动方向和水平位移长度，并 根据滑块水平移动距离与电机转动角度的对应关系计算出电机的转动方向和转动角度，最终 向驱动器发送控制信号，控制电机转动；

S2)实现油门开度的增大：通过控制电机顺时针旋转，带动丝杆同方向转动，驱动滑块 带动油门杆手柄向后移动完成，当控制器和驱动器控制电机顺时针旋转时，丝杆以同样的方 向和角速度旋转，进而驱动滑块在底座上向后水平滑动，滑块水平向后的驱动力通过压紧机 构和连接机构传递到油门杆手柄上，从而带动油门杆向后移动，油门开度增大；

S3)实现油门开度的减小：通过控制电机逆时针旋转，带动丝杆同方向转动，驱动滑块 带动油门杆手柄向前移动完成，当控制器和驱动器控制电机逆时针旋转时，丝杆以同样的方 向和角速度旋转，进而驱动滑块在底座上向前水平滑动，滑块水平向前的驱动力通过压紧机 构和连接机构传递到油门杆手柄上，从而带动油门杆向前移动，油门开度减小。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依 本发明申请专利范围所做的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种无人驾驶汽车油门控制装置，其特征在于，包括固定平台、压紧机构、连接机构和驱动机构，所述驱动机构包括电控组件和传动组件，所述固定平台设于油门杆控制箱顶部，所述压紧机构与油门杆手柄相连，所述连接机构分别与传动组件和压紧机构相连；所述电控组件包括电机、控制器、驱动器和拉线位移传感器，所述控制器、驱动器和电机通过电缆线依次串联，拉线位移传感器通过电缆线与控制器连接，所述传动组件包括底座、前盖板、轴承支座、后盖板、联轴器、丝杆、滑块，所述底座固定于固定平台上，前盖板、轴承支座和后盖板依次垂直设于底座上，电机固定于后盖板外侧，拉线位移传感器固定于后盖板内侧，拉线位移传感器的拉线端与滑块相连，电机转轴通过联轴器与丝杆转轴连接，丝杆两端分别与轴承支座和前盖板上的轴承相连，滑块套设于丝杆上，滑块底部与底座上表面的滑轨相配置，沿底座水平滑动。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车油门控制装置，其特征在于，所述固定平台包括U型固定板、紧固块和连杆，所述U型固定板的两侧板上分别设有滑槽，所述紧固块与滑槽相配置，沿滑槽滑动，紧固块底面和侧面设有螺孔，连杆两端通过螺栓与侧面的螺孔相连，U型固定板通过螺栓与底面的螺孔相连。

3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶汽车油门控制装置，其特征在于，所述压紧机构包括基座、快速轴节夹钳和压紧板，所述快速轴节夹钳设于所述基座顶部，基座底部与油门杆手柄相连，所述压紧板底面设有压紧槽，基座顶面相对应的位置设有压紧柱，所述压紧槽和压紧柱相配置，压紧板通过快速轴节夹钳与基座压紧定位。

4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶汽车油门控制装置，其特征在于，所述连接机构包括连接板、左球面接头和右球面接头，所述左、右球面接头的一端分别与连接板的左右两端相连，左、右球面接头的另一端分别与所述压紧板及滑块相连。

5.根据权利要求4所述的一种无人驾驶汽车油门控制装置，其特征在于，所述拉线位移传感器的拉线端与滑块的连接点与所述基座位于同一高度。

6.采用权利要求5所述的一种无人驾驶汽车油门控制装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)标定滑块位置：在变油门动作执行之前，控制器和拉线位移传感器通过标定记录油门的最大开度和最小开度对应的滑块位置；进行变油门操作时，拉线位移传感器检测滑块的当前位置，并将采集到的数据通过电缆线传递到控制器，控制器根据滑块当前位置和标定得到的油门最大开度、最小开度对应的滑块位置，计算出滑块的运动方向和水平位移长度，并根据滑块水平移动距离与电机转动角度的对应关系计算出电机的转动方向和转动角度，最终向驱动器发送控制信号，控制电机转动；

S2)实现油门开度的增大：通过控制电机顺时针旋转，带动丝杆同方向转动，驱动滑块带动油门杆手柄向后移动完成，当控制器和驱动器控制电机顺时针旋转时，丝杆以同样的方向和角速度旋转，进而驱动滑块在底座上向后水平滑动，滑块水平向后的驱动力通过压紧机构和连接机构传递到油门杆手柄上，从而带动油门杆向后移动，油门开度增大；

S3)实现油门开度的减小：通过控制电机逆时针旋转，带动丝杆同方向转动，驱动滑块带动油门杆手柄向前移动完成，当控制器和驱动器控制电机逆时针旋转时，丝杆以同样的方向和角速度旋转，进而驱动滑块在底座上向前水平滑动，滑块水平向前的驱动力通过压紧机构和连接机构传递到油门杆手柄上，从而带动油门杆向前移动，油门开度减小。