CN110333087A - 一种同步调整径向尺寸的c—ncap转向测试机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步调整径向尺寸的C—NCAP转向测试机器人,在电机的驱动下，齿轮啮合滑动结构实现圆周方向固定滑块同步等径移动，保证转向测试机器人对的方向盘尺寸的柔性适应。本发明在同轴装配过程中不需要对整体结构进行拆装，通过调整调径齿轮即可完成固定直径的同步变化，既降低了安装难度缩短了装配时间，又减轻电机负荷提高了转向角度的控制精度。驾驶员在特殊性情况下通过人工方向盘对车辆进行控制，提高了使用过程中的灵活性和紧急情况下的安全性。

Description

一种同步调整径向尺寸的C—NCAP转向测试机器人

技术领域

本发明涉及C—NCAP转向测试机器人，尤其涉及一种能够控制车辆转向并根据不同车型的方向盘尺寸，径向同步调整固定尺寸以用于C-NCAP(China-New Car AssessmentProgram中国新车评价规程)星级测试评定的转向机器人。

背景技术

在C-NCAP测试实验中，测试车辆在转向过程中需要保持精准的转向角度，传统的测试方法是通过具有丰富驾驶经验的驾驶员进行操控。一方面驾驶员在操作过程中转向误差控制能力不稳定，很容易出现转向角度大于或小于标准规定转向角度的区间；另一方面，伴随着测试车辆数量的增加，驾驶员的疲劳问题和效率成本问题也对C-NCAP测试存在明显的制约。

中国专利文献号CN201711310108.0公开了一种可快速安装的汽车驾驶机器人转向机械手。该发明采用中轴驱动电机配合万向节，驱动圆周120°分布的三个机械手控制方向盘转向。但该发明针对方向盘尺寸的调整通过手动调整完成且三个机械手的径向移动很难同步，容易造成转向驱动的偏心问题；另外，中轴布置的电机占用了主驾驶位空间，驾驶员无法在主驾驶位进行操作。

中国专利文献号CN102435452A公开了一种汽车转向机器人的方向盘操纵装置。该发明考虑了方向盘尺寸调整的同步性和主驾驶位空间可用性，但该发明只能通过先调整方向盘卡扣半径，再安装电机的方式进行调整，调整的灵活性不足；再者，电机断电期间，转向装置干扰驾驶员对方向盘的使用，不便于驾驶员对车辆的直接操控；此外，该发明使用吸盘将驱动电机固定到前挡风玻璃上，干扰驾驶员视野且存在前挡风玻璃的碎裂的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于弥补目前已有技术的不足，提供一种能够不改变装配顺序完成同步径向调整以更好的适应不同车型、不同尺寸的方向盘，同时合理利用车内空间保证驾驶员便利控制转向并保障安全的驾驶转向装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种同步调整径向尺寸的C—NCAP转向测试机器人，包括外罩，在所述的外罩内从上至下同轴线依次设置有转向轴承、环形转向驱动齿轮、径向调整齿轮和转向基座；

所述的转向基座为环柱体结构，在所述的环柱体结构的顶壁中间向下开有环状凹槽，沿环状凹槽的圆周方向均布有三个倒凸字形槽，每一个所述的倒凸字形槽沿环状凹槽的径向设置，每一个所述的倒凸字形槽从环状凹槽的外环内壁向环状凹槽的内环内壁延伸形成在外环具有开口的通槽；

在所述的每个倒凸字形槽中各安装有一个底部为圆弧凹槽并且顶部为梯形齿的固定滑块，所述的固定滑块的底部伸出倒凸字形槽设置，所述的固定滑块为倒凸字形，所述的固定滑块的轴肩支撑设置在倒凸字形槽的上部大直径槽的底壁上且所述的固定滑块与倒凸字形槽间隙配合，所述的固定滑块的圆弧凹槽的形状与设置在固定滑块下方的车辆方向盘的握把部分形状吻合，所述的固定滑块的圆弧凹槽支撑设置在方向盘的握把接触处，所述的固定滑块通过塑料绑带与车辆方向盘固联；

在所述的转向基座的环状凹槽中安装有径向调整齿轮，在所述的径向调整齿轮底面的圆周方向设置有齿槽，所述的齿槽与固定滑块上的梯形齿啮合配合，所述的固定滑块在径向调整齿轮的带动下能够沿倒凸字形槽径向移动，在所述的外环上沿竖直方向开有一个直径从上至下减小的竖直阶梯孔，一个调径齿轮的齿轮轴插在阶梯孔的下部孔中并且两者间隙配合，所述的调径齿轮的齿轮盘支撑设置在竖直阶梯孔的上部孔的底壁上，在所述的径向调整齿轮的外壁的圆周方向设置有外轮齿，所述的径向调整齿轮通过外轮齿与调径齿轮啮合配合，在所述的调径齿轮的齿轮轴上开有螺栓孔，所述的螺栓孔用于与内六角扳手配合；

转向驱动齿轮支撑设置在转向基座的顶壁上，所述的转向驱动齿轮为外齿轮，在所述的转向驱动齿轮的齿轮盘的底壁的圆周方向均匀开有两道间隔设置的上环形槽，在与两道所述的上环形槽相对应位置的径向调整齿轮的顶壁上开有两道下环形槽，多个滚珠上部镶嵌在上环形槽中并且下部镶嵌在下环形槽中使得转向驱动齿轮的齿轮盘通过多个滚珠支撑设置在径向调整齿轮上，所述的转向驱动齿轮和转向基座的外环通过螺栓固联；所述的转向轴承的顶部与外罩通过螺栓固联并且底部与转向驱动齿轮通过螺栓固联，人工方向盘设置在所述的外罩上方，在所述的人工方向盘的转轴的底部沿水平方向固定有三个连接杆，每根连接杆的端部与转向驱动齿轮通过螺栓固联，在所述的外罩圆周方向一侧沿径向设置有一个固定板，行星减速电机固定在固定板上，所述的行星减速电机输出轴通过平键与主动齿轮连接并且所述的主动齿轮通过固定螺钉固定在行星减速电机输出轴上，在所述的外罩上开有配合孔，所述的主动齿轮在配合孔处与转向驱动齿轮啮合配合。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：本发明采用齿轮啮合滑动结构，可实现圆周方向三个滑块等径同步增大减小，一方面能够适应国内所有车型、所有直径方向盘的固定要求，另一方面最大程度的保证转向测试机器人与方向盘装配的同轴性，减轻电机负荷提高转向角度的控制精度；接管方向盘的加装，实现了驾驶员对车辆的自主控制，避免了转向测试机器人的反复拆装，保证了突发情况下驾驶员的快速接管，提高了测试的安全性。

附图说明

图1为本发明一种同步调整径向尺寸的C—NCAP转向测试机器人的侧视图；

图2为图1所示的测试机器人的去掉外罩的内部结构侧视图；

图3为图1所示的测试机器人的局部剖切图；

图4-1为图1所示的测试机器人的转向基座结构示意图；

图4-2为图4-1所示的转向基座的俯视图；

图4-3为图4-2所示的转向基座的A-A剖视图；

图5-1为图4-1所示的测试机器人的转向基座与固定滑块的装配示意图；

图5-2为图5-1所示的结构的B-B剖视图；

图6-1为图1所示的测试机器人的转向基座与调径齿轮的装配示意图；

图6-2为图6-1所示的结构的C-C剖视图；

图7为图1所示的测试机器人的内部结构剖切图；

图8为图7所示的测试机器人的直径同步调整结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。

本发明主要用于在C-NCAP测试实验过程中完成对车辆自动转向以及对不同车型、不同直径的方向盘进行柔性同步径向直径调整。

如附图所示本发明一种同步调整径向尺寸的C—NCAP转向测试机器人，包括外罩7，在所述的外罩7内从上至下同轴线依次设置有转向轴承6、环形转向驱动齿轮5、径向调整齿轮3和转向基座1。

所述的转向基座1为环柱体结构，在所述的环柱体结构的顶壁中间向下开有环状凹槽1-3，沿环状凹槽1-3的圆周方向均布有三个倒凸字形槽1-4，每一个所述的倒凸字形槽1-4沿环状凹槽1-3的径向设置，每一个所述的倒凸字形槽1-4从环状凹槽1-3的外环1-2内壁向环状凹槽1-3的内环1-1内壁延伸形成在外环1-2具有开口的通槽。

在所述的每个倒凸字形槽中各安装有一个底部为圆弧凹槽并且顶部为梯形齿的固定滑块2，所述的固定滑块2的底部伸出倒凸字形槽设置，所述的固定滑块2为倒凸字形，所述的固定滑块2的轴肩支撑设置在倒凸字形槽的上部大直径槽的底壁上且所述的固定滑块2与倒凸字形槽间隙配合，所述的固定滑块2的圆弧凹槽的形状与设置在固定滑块2下方的车辆方向盘11的握把部分形状吻合，所述的固定滑块2的圆弧凹槽支撑设置在方向盘的握把接触处，所述的固定滑块2通过塑料绑带与车辆方向盘11固联。

在所述的转向基座1的环状凹槽中安装有径向调整齿轮3，在所述的径向调整齿轮3底面的圆周方向设置有齿槽，所述的齿槽与固定滑块2上的梯形齿啮合配合，所述的固定滑块2在径向调整齿轮3的带动下能够沿倒凸字形槽1-4径向移动。在所述的外环上沿竖直方向开有一个直径从上至下减小的竖直阶梯孔，一个调径齿轮4的齿轮轴插在阶梯孔的下部孔中并且两者间隙配合，所述的调径齿轮4的齿轮盘支撑设置在竖直阶梯孔的上部孔的底壁上，在所述的径向调整齿轮3的外壁的圆周方向设置有外轮齿，所述的径向调整齿轮3通过外轮齿与调径齿轮4啮合配合。在所述的调径齿轮4的齿轮轴上开有螺栓孔，所述的螺栓孔用于与内六角扳手配合。

通过将内六角扳手插入螺栓孔旋转，带动调径齿轮4转动，调径齿轮带动调整齿轮3转动；三个固定滑块与径向调整齿轮3的齿槽啮合，由于三个固定滑块2设置在倒凸字形槽中，限制了三个固定滑块2的转动，所述的固定滑块2的轴肩沿倒凸字形槽的上部大直径槽的底壁移动，从而实现三个固定滑块2径向同步移动，最终保证三个固定滑块确定的圆半径同步减小和增大。

转向驱动齿轮5支撑设置在转向基座1的顶壁上，所述的转向驱动齿轮5为外齿轮，在所述的转向驱动齿轮5的齿轮盘的底壁的圆周方向均匀开有两道间隔设置的上环形槽12-1、12-2。在与两道所述的上环形槽相对应位置的径向调整齿轮3的顶壁上开有两道下环形槽12-3、12-4，多个滚珠上部镶嵌在上环形槽中并且下部镶嵌在下环形槽中使得转向驱动齿轮5的齿轮盘通过多个滚珠支撑设置在径向调整齿轮3上。所述的转向驱动齿轮5和转向基座1的外环通过螺栓固联。

径向调整齿轮3与转向基座不直接接触，通过固定滑块支撑在转向基座上，转向驱动齿轮通过滚珠与径向调整齿轮接触，径向调整齿轮压紧三个固定滑块，三个固定滑块装配在转向基座上，并可沿倒凸字形槽径向移动。

所述的转向轴承6的顶部与外罩7通过螺栓固联并且底部与转向驱动齿轮5通过螺栓固联。

人工方向盘10设置在所述的外罩7上方，在所述的人工方向盘10的转轴的底部沿水平方向固定有三个连接杆，每根连接杆的端部与转向驱动齿轮5通过螺栓固联。

在所述的外罩7圆周方向一侧沿径向设置有一个固定板，行星减速电机8固定在固定板上。所述的行星减速电机8输出轴通过平键与主动齿轮9连接并且所述的主动齿轮9通过固定螺钉固定在行星减速电机8输出轴上。在所述的外罩7上开有配合孔，所述的主动齿轮9在配合孔处与转向驱动齿轮5啮合配合。

本发明一种同步调整径向尺寸的C—NCAP转向测试机器人的传动顺序为：

机器人自动控制的工况下，行星减速电机8带动主动齿轮9，主动齿轮与转向驱动齿轮啮合并驱动转向驱动齿轮5，转向驱动齿轮5与转向基座1螺栓固连从而带动转向基座转动，转向基座的扭矩通过倒凸型凹槽1-4带动三个固定滑块2圆周方向转动，最终驱动车辆的车辆方向盘11转动。

在人工操纵的工况下，行星减速电机8不再工作，通过操控人工方向盘10，人工方向盘10与转向驱动齿轮5螺栓固联，转向驱动齿轮5与转向基座1螺栓固连，转向基座1的扭矩通过倒凸形凹槽1-4带动三个固定滑块2转动，最终人对人工方向盘10的扭矩驱动车辆上车辆方向盘11圆周方向转动。

在调整适应车辆方向盘直径的过程中，通过内六角扳手扭动调径齿轮4，带动与其相啮合的径向调整齿轮3，径向调整齿轮3通过轴向啮合驱动三个固定滑块2沿转向基座的倒凸字形槽1-4径向移动，实现转向机器人直径的同步调整以保证与方向盘轴心的重合。

Claims (1)

1.一种同步调整径向尺寸的C—NCAP转向测试机器人，包括外罩，在所述的外罩内从上至下同轴线依次设置有转向轴承、环形转向驱动齿轮、径向调整齿轮和转向基座；

所述的转向基座为环柱体结构，在所述的环柱体结构的顶壁中间向下开有环状凹槽，沿环状凹槽的圆周方向均布有三个倒凸字形槽，每一个所述的倒凸字形槽沿环状凹槽的径向设置，每一个所述的倒凸字形槽从环状凹槽的外环内壁向环状凹槽的内环内壁延伸形成在外环具有开口的通槽；

在所述的每个倒凸字形槽中各安装有一个底部为圆弧凹槽并且顶部为梯形齿的固定滑块，所述的固定滑块的底部伸出倒凸字形槽设置，所述的固定滑块为倒凸字形，所述的固定滑块的轴肩支撑设置在倒凸字形槽的上部大直径槽的底壁上且所述的固定滑块与倒凸字形槽间隙配合，所述的固定滑块的圆弧凹槽的形状与设置在固定滑块下方的车辆方向盘的握把部分形状吻合，所述的固定滑块的圆弧凹槽支撑设置在方向盘的握把接触处，所述的固定滑块通过塑料绑带与车辆方向盘固联；

在所述的转向基座的环状凹槽中安装有径向调整齿轮，在所述的径向调整齿轮底面的圆周方向设置有齿槽，所述的齿槽与固定滑块上的梯形齿啮合配合，所述的固定滑块在径向调整齿轮的带动下能够沿倒凸字形槽径向移动，在所述的外环上沿竖直方向开有一个直径从上至下减小的竖直阶梯孔，一个调径齿轮的齿轮轴插在阶梯孔的下部孔中并且两者间隙配合，所述的调径齿轮的齿轮盘支撑设置在竖直阶梯孔的上部孔的底壁上，在所述的径向调整齿轮的外壁的圆周方向设置有外轮齿，所述的径向调整齿轮通过外轮齿与调径齿轮啮合配合，在所述的调径齿轮的齿轮轴上开有螺栓孔，所述的螺栓孔用于与内六角扳手配合；

转向驱动齿轮支撑设置在转向基座的顶壁上，所述的转向驱动齿轮为外齿轮，在所述的转向驱动齿轮的齿轮盘的底壁的圆周方向均匀开有两道间隔设置的上环形槽，在与两道所述的上环形槽相对应位置的径向调整齿轮的顶壁上开有两道下环形槽，多个滚珠上部镶嵌在上环形槽中并且下部镶嵌在下环形槽中使得转向驱动齿轮的齿轮盘通过多个滚珠支撑设置在径向调整齿轮上，所述的转向驱动齿轮和转向基座的外环通过螺栓固联；所述的转向轴承的顶部与外罩通过螺栓固联并且底部与转向驱动齿轮通过螺栓固联，人工方向盘设置在所述的外罩上方，在所述的人工方向盘的转轴的底部沿水平方向固定有三个连接杆，每根连接杆的端部与转向驱动齿轮通过螺栓固联，在所述的外罩圆周方向一侧沿径向设置有一个固定板，行星减速电机固定在固定板上，所述的行星减速电机输出轴通过平键与主动齿轮连接并且所述的主动齿轮通过固定螺钉固定在行星减速电机输出轴上，在所述的外罩上开有配合孔，所述的主动齿轮在配合孔处与转向驱动齿轮啮合配合。