CN110626324B - 具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，包括油门踏板控制装置和自动转向装置；油门踏板控制装置包括用于控制油门踏板倾斜角度的定速机构和用于定位定速机构的锁止机构，定速机构包括发条弹簧、滚轮和拉线；锁止机构包括锁止电磁铁、锁槽、磁性锁柱和锁止块，磁性锁柱位于锁止块与锁止电磁铁之间，并在锁止电磁铁的磁力作用下卡在卡槽内或脱离卡槽；自动转向装置包括毫米波雷达传感器、扭矩传感器和用于带动方向盘转动的转向传动机构，毫米波雷达传感器安装在车身靠近护栏一侧。本发明区别于常规辅助驾驶系统，操作灵活简单、工作稳定、自动化程度高，在行驶过程中可辅助操作人员定速驾驶，避免分心，降低安全隐患。

Description

具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统

技术领域

本发明属于辅助驾驶领域，涉及一种具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统。

背景技术

护栏清洗车在工作过程中，驾驶员需一直保持油门在同一位置匀速行驶，容易造成腿脚酸麻，引起疲劳驾驶；在清洗护栏的过程中，为保证护栏和滚刷安全及清洗质量，驾驶员需一直侧头观察滚刷和护栏位置，并进行角度调整，极易引起分心驾驶和驾驶疲劳。

目前市场上常用的定速巡航大多使用的是基于PID模糊算法的自动巡航系统，而转向系统，在本发明之前曾有过关于一种结合双目立体传感器和传统的图像分割算法来实现对护栏清洗车偏离的预警。目前采用定速巡航和自动转向的汽车大多还是电子式控制，但结构复杂、难以维修、成本太高等一系列问题使其难以在护栏清洗车上普及。

也有专利提出过机械式的定速巡航装置，如公开号为CN101985281 A、名称为“一种机械式汽车定速巡航装置”的中国实用新型专利，其原理为：该定速巡航装置主要由棘轮式单向离合器、棘爪、抱闸、抱箍、制动片、控制端、回位弹簧、挡头、拉索组成。开启时棘轮式单向离合器的棘轮外圈被抱闸锁止,从而不能转动；减速或需关闭时踩刹车,抱闸在回位弹簧的作用下与棘轮式单向离合器的棘轮外圈脱开。但此装置缺点极为明显：按此专利所述原理，此装置只适用于悬挂式油门踏板；解除和开启时右脚需不断在刹车和油门踏板间移动，不方便且不符合人们的开车习惯；每次变速之前都需进行减速，若遇上坡，操作极为不便且易引发安全事故；该装置内部复杂、零件过多；该装置自动化程度不高。

同时也有专利提出过机械式自动转向系统及装置，如公开号为CN207403803U、名称为“一种农机方向盘自动转向装置”的中国实用新型专利，其工作原理为：转向轴上挖有齿槽，利用电机带动齿轮传动，从而带动转向轴转动，中间有一带有传动齿轮的连接杆，连接杆弹起时可手动操作，锁扣时电机带动转向。但此装置缺点也同样明显：齿轮传动无法保证齿轮在上下移动中恰好与另外的齿轮啮合，且容易打齿；电机无法控制旋转角度，因此无法控制转向范围；齿轮和电机所占空间大；该装置无法进行碰撞预警，存在安全隐患；该装置自动化程度不高。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，在行驶过程中可辅助操作人员定速驾驶，同时避免分心，降低安全隐患。

本发明为了解决上述问题所采取的技术方案是，提供了一种具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，包括油门踏板控制装置和自动转向装置；

油门踏板控制装置包括用于控制油门踏板倾斜角度的定速机构和用于定位定速机构的锁止机构，定速机构和锁止机构分别安装在外壳内，外壳安装在油门踏板的前侧下方；

定速机构包括发条弹簧、滚轮和拉线，发条弹簧的一端固定在外壳远离油门踏板的一侧，滚轮通过转轴转动连接在外壳内，发条弹簧的另一端与拉线的一端固定连接，拉线的另一端绕过滚轮后连接在油门踏板上；锁止机构包括锁止电磁铁、锁槽、磁性锁柱和锁止块，锁止电磁铁和锁槽分别固定在外壳内，锁止电磁铁连接在油门踏板控制电路中，磁性锁柱滑动连接在锁槽内，锁止块串联连接在拉线的一段上，锁止块上开设有若干个卡槽，磁性锁柱位于锁止块与锁止电磁铁之间，并在锁止电磁铁的磁力作用下卡在卡槽内或脱离卡槽；

自动转向装置包括毫米波雷达传感器、扭矩传感器和用于带动方向盘转动的转向传动机构，毫米波雷达传感器安装在车身靠近护栏一侧，扭矩传感器安装在与方向盘连接的转向轴上，转向传动机构包括固定块以及安装在固定块内的线圈磁盘、磁性柱芯和磁屏蔽螺纹轴套，固定块固定在车身上并位于方向盘的下方，固定块内开设有与转向轴同轴向的柱状孔；柱状孔的上端和下端分别固定安装有所述线圈磁盘，分别记为上线圈磁盘和下线圈磁盘，上线圈磁盘和下线圈磁盘均连接在自动转向控制电路中，磁性柱芯滑动连接在柱状孔内，转向轴上套设所述磁屏蔽螺纹轴套，磁屏蔽螺纹轴套外周与磁性柱芯螺纹连接，磁屏蔽螺纹轴套的下端开设有卡口，转向轴位于磁屏蔽螺纹轴套下方的一段上滑动连接有卡盘，卡盘上固定连接有与卡口相配合的传动键，转向轴上套设有通电弹簧，通电弹簧的上端固定在转向轴上，通电弹簧的下端固定在卡盘上。

优选地，本发明还包括侧碰预警装置，侧碰预警装置包括蜂鸣器和指示灯，指示灯包括左转向灯和右转向灯，左转向灯和右转向灯均安装在仪表盘上，所述蜂鸣器置于左转向灯和右转向灯中间。

优选地，外壳上还设置有导向机构，导向机构包括水平滚轴和导向块，水平滚轴转动连接在外壳上靠近油门踏板的一侧，导向块设置在水平滚轴的一侧并固定连接在外壳上，导向块上开设有用于拉线穿过的导向孔，拉线的另一端穿过导向孔并绕过水平滚轴后与油门踏板连接。

优选地，卡槽和磁性锁柱朝向锁止块的一端均为楔形且相互配合。

优选地，柱状孔的孔壁上开设有导向槽，导向槽至少设有两个且均平行于转向轴设置，优选地，导向槽的长度小于两个线圈磁盘的间距。

优选地，磁性柱芯的外表面上固定连接有滑动凸台，滑动凸台滑动连接在导向槽内。

优选地，卡盘包括可拆卸连接的两个半环，两个半环上分别沿径向固定连接有传动键，传动键远离转向轴的一端为与卡口配合的传动端，转向轴的外侧壁上沿轴向开设有限位滑道，传动键靠近转向轴的一端为与限位滑道配合的限位端，限位端滑动连接在限位滑道内。

优选地，线圈磁盘上开设有与磁屏蔽螺纹轴套配合的圆槽，磁屏蔽螺纹轴套的上端和下部分别设有与圆槽配合的限位凸台。

优选地，自动转向控制电路包括第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第三单刀双掷开关K3和第四单刀双掷开关K4，上线圈磁盘上缠绕有上线圈，下线圈磁盘上缠绕有下线圈，上线圈的一端与第一单刀双掷开关K1的触点a相连，上线圈的另一端与第二单刀双掷开关K2的触点d相连，第一单刀双掷开关K1的触点a与第二单刀双掷开关K2的触点c相连，第一单刀双掷开关K1的触点b与第二单刀双掷开关K2的触点d相连，第一单刀双掷开关K1的动端经第一电阻R1和第一电源开关K与第一电源E1的正极相连，第二单刀双掷开关K2的动端与第一电源E1的负极相连；

下线圈的一端与第三单刀双掷开关K3的触点e相连，下线圈的另一端与第四单刀双掷开关K4的触点h相连，第三单刀双掷开关K3的触点e与第四单刀双掷开关K4的触点g相连，第三单刀双掷开关K3的触点f与第四单刀双掷开关K4的触点h相连，第四单刀双掷开关K4的动端经第二电阻R2和第一电源开关K与第一电源E1的正极相连，第三单刀双掷开关K3的动端与第一电源E1的负极相连。

优选地，油门踏板控制电路包括双刀双掷开关K5，锁止电磁铁包括铁芯和缠绕在铁芯上的可变线圈，可变线圈的一端与双刀双掷开关K5的触点f1相连，可变线圈的另一端与双刀双掷开关K5的触点f2相连，双刀双掷开关K5的动端与第二电源开关K6和第二电源E2连接。

采用上述技术方案，本发明具有以下优点：

1.本发明采用的油门踏板控制装置，解决了在行驶过程中需要操作人员需始终踩在油门踏板上的问题，如此可使操作人员拥有更加舒适的操作环境，可以缓解操作人员生理疲劳。

2.本发明采用了自动转向装置和侧碰预警装置，在护栏清洗时可避免驾驶员因观察护栏位置的同时操作车辆而导致的分心驾驶和疲劳驾驶，极大提高了安全度。

3.本发明采用的油门踏板控制装置避免了电控油门复杂的电路装置，简单灵活。

4.本发明的自动转向装置中采用电磁控制转向，相比于电机带动齿轮转动控制转向产生的噪声更小。

5.本发明采用电磁控制，如油门踏板控制装置中的锁止机构及自动转向装置总的线圈磁盘，外力基本来源于电磁力，优化了结构，增大了空间利用率。

6.本发明的自动转向装置中采用了传动螺纹传动扭矩，磁性柱芯上下移动时可带动磁屏蔽螺纹轴套转动，相比于齿轮传动结构简单，工作稳定，且可通过磁性柱芯的移动长度控制方向盘旋转角度来进行微调。

综上，本发明的驾驶系统油门控制方便灵活、自动转向与手动转向切换简单迅速；本发明的驾驶系统结构简单，对于车辆内部结构改变不大、控制方便、成本较低、自动化程度高。

本发明相较于现有技术中的机械式定速巡航装置，不仅能克服现有技术中仅适用于悬挂式油门踏板、解除和开启时右脚需不断在刹车和油门踏板间移动、每次变速之前都需进行减速，若遇上坡，操作极为不便且易引发安全事故的缺点，且结构更为简单，控制更加便捷和舒适，所产生的负面影响更小，安全度更高。

本发明相较于现有技术中的机械式自动转向系统及装置，不仅能克服现有技术中齿轮传动传动精度低且容易打齿、电机无法控制旋转角度，以致无法控制转向范围、齿轮和电机所占空间大的缺点，而且无需用电机提供外力，能实现小角度内的微调，同时也能进行侧碰预警，降低安全隐患，自动与手动切换灵敏，且安全度高。

附图说明

图1是本发明实施例的护栏清洗车工作示意图；

图2是本发明实施例的仪表盘控制台及侧碰预警装置示意图；

图3是图2中A处的局部放大示意图；

图4是本发明实施例的落地式油门踏板示意图；

图5是图4的B-B剖视图（同时也是油门踏板控制装置结构示意图）；

图6是本发明实施例的悬挂式油门踏板示意图；

图7是图6的C-C剖视图；

图8是本发明实施例的自动转向装置结构示意图；

图9是图8中D处的局部放大示意图；

图10是本发明实施例的卡盘立体结构示意图；

图11是本发明实施例中卡盘与磁屏蔽螺纹轴套的卡口配合示意图；

图12是本发明实施例中自动转向装置的内部螺纹传动工作原理图；

图13是本发明实施例的油门踏板控制电路图；

图14是本发明实施例的自动转向控制电路图；

图15是本发明实施例的工作时油门调节流程图；

图16是本发明实施例的传感测距控制转向逻辑图；

附图标记：

1、车头，2、滚刷门，3、滚刷，4、护栏，5、方向盘，6、转向轴，7、仪表盘，8、油门踏板，9、毫米波雷达传感器；

11、外壳，12、发条弹簧，13、滚轮，14、拉线，15、水平滚轴，151、导向块，152、导向孔，16、锁止电磁铁，17、锁槽，18、磁性锁柱，19、锁止块，191、卡槽；

21、固定块，22、线圈磁盘，221、上线圈，222、下线圈，23、磁性柱芯,231、滑动凸台，24、磁屏蔽螺纹轴套，241、卡口，25、导向槽，26、圆槽，261，限位凸台，27、卡盘，271、传动键，28、通电弹簧，29、限位滑道，30、扭矩传感器；

31、蜂鸣器，32、左转向灯，33、右转向灯，41、摇杆，42、定速按钮。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明的油门踏板控制装置适用于两种类别的油门踏板，本实施例以落地式油门踏板为例进行说明；本发明的自动转向装置所需的螺纹长度由方向盘转向角度控制，不同车型依转向轴上空间大小不同而所装位置不同，本实施例以装在方向盘下端、万向节上端这一转向轴上为例进行说明。

本发明的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统包括油门踏板控制装置、自动转向装置及侧碰预警装置。

如图4至图7所示，油门踏板控制装置包括用于控制油门踏板倾斜角度的定速机构和用于定位定速机构的锁止机构，定速机构和锁止机构分别安装在外壳11内，以护栏清洗车行进的方向为前向（图1中箭头所示方向），外壳11安装在油门踏板8的前侧下方。

定速机构包括发条弹簧12（又称卷簧）、滚轮13和拉线14，发条弹簧12的一端固定在外壳11远离油门踏板8的一侧，外壳11内安装有竖向设置的连接杆，发条弹簧12套设在连接杆外且发条弹簧12的一端固定连接在连接杆上；滚轮13通过转轴转动连接在外壳11内，发条弹簧12的另一端与拉线14的一端固定连接，拉线14的另一端绕过滚轮13后连接在油门踏板8上，外壳11上还设置有导向机构，导向机构包括水平滚轴15和导向块151，水平滚轴15转动连接在外壳11上靠近油门踏板8的一侧，导向块151设置在水平滚轴15的一侧并固定连接在外壳11上，导向块151上开设有用于拉线14穿过的导向孔152，拉线14的另一端穿过导向孔152并绕过水平滚轴15后与油门踏板8连接，水平滚轴15可改变拉线14施力的方向，导向孔152可对拉线14进行导向，防止拉线14歪斜，影响定速巡航效果。

锁止机构包括锁止电磁铁16、锁槽17、磁性锁柱18和锁止块19，锁止电磁铁16和锁槽17分别固定在外壳11内，锁止电磁铁16连接在油门踏板8控制电路中，所述磁性锁柱18为柱状磁铁，磁性锁柱18滑动连接在锁槽17内，锁止块19串联连接在拉线14位于滚轮13与水平滚轴15之间的一段上，锁止块19上开设有若干个卡槽191，卡槽191和磁性锁柱18朝向锁止块19的一端均为楔形且相互配合，磁性锁柱18位于锁止块19与锁止电磁铁16之间，并在锁止电磁铁16的磁力作用下卡在卡槽191内或脱离卡槽191。

锁止电磁铁16包括铁芯和缠绕在铁芯上的可变线圈，可变线圈连接在油门踏板8控制电路中，通过改变可变线圈内的电流方向可改变锁止电磁铁16产生的磁场方向，从而改变磁性锁柱18的受力，控制磁性锁柱18的弹出与缩回。

磁性锁柱18卡在锁止块19的卡槽191内时，可阻止拉线14运动；磁性锁柱18脱离卡槽191时，拉线14在发条弹簧12作用下移动，初始状态下，发条弹簧12存在扭矩使拉线14绷直，但拉线14所受到的拉力小于复位弹簧弹力与油门踏板8所受重力的合力；需调节油门踏板8倾斜角度时，踩下油门踏板8，同时控制磁性锁柱18脱离卡槽191，拉线14在发条弹簧12作用下回卷，从而实现油门踏板8倾斜角度的调节，在此过程中，发条弹簧12可使拉线14一直处于绷直状态。

本发明提供了一种能够控制锁止电磁铁16磁场方向改变的油门踏板8控制电路，如图13所示，该电路包括双刀双掷开关K5，可变线圈的一端与双刀双掷开关K5的触点f1相连，可变线圈的另一端与双刀双掷开关K5的触点f2相连，双刀双掷开关K5的动端与第二电源开关K6和第二电源E2连接。

自动转向装置包括毫米波雷达传感器9、扭矩传感器30和用于带动方向盘5转动的转向传动机构，毫米波雷达传感器9安装在车身靠近护栏4一侧，用于测定车身与护栏4的距离，扭矩传感器30安装在与方向盘5连接的转向轴6上，用于测定转向扭矩。

毫米波雷达传感器9和扭矩传感器30均为现有常规技术，其工作原理和连接关系不再赘述。工作过程中，若自动转向装置损坏，无法正常转向，扭矩传感器30测得数据小于规定阈值，则进行警报。

如图1所示，所述毫米波雷达传感器9设有两个，分别记为第一毫米波雷达传感器和第二毫米波雷达传感器，第一毫米波雷达传感器安装在车头1底端靠近护栏4一侧，第二毫米波雷达传感器安装在滚刷门2靠近车头1一侧的底端。第一毫米波雷达传感器测得车头1底端靠近护栏4一侧与护栏4之间的距离为L1，第二毫米波雷达传感器测得滚刷门2靠近车头1一侧的底端与护栏4之间的距离为L2。

如图8至图9所示，转向传动机构包括固定块21以及安装在固定块21内的线圈磁盘22、磁性柱芯23和磁屏蔽螺纹轴套24，固定块21固定在车身上并位于方向盘5的下方，固定块21内开设有与转向轴6同轴向的柱状孔，柱状孔的孔壁上开设有导向槽25，导向槽25至少设有两个且均平行于转向轴6设置，本实施例中，所述导向槽25设有两个，且关于转向轴6互相对称；柱状孔的上端和下端分别固定安装有所述线圈磁盘22，分别记为上线圈221磁盘22和下线圈222磁盘22，线圈磁盘22为盘状电磁铁，上线圈221磁盘22和下线圈222磁盘22均连接在自动转向控制电路中，通过控制线圈磁盘22的电流方向使磁性柱芯23沿转向轴6轴向移动，从而改变转向轴6和方向盘5的转向，导向槽25的长度小于两个线圈磁盘22的间距，通过控制导向槽25的长度可控制磁性柱芯23的移动长度，从而控制方向盘5的转动角度，并且可以防止磁性柱芯23与线圈磁盘22相撞；磁性柱芯23滑动连接在柱状孔内，磁性柱芯23的外表面上固定连接有滑动凸台231，滑动凸台231滑动连接在导向槽25内，转向轴6上套设所述磁屏蔽螺纹轴套24，磁屏蔽螺纹轴套24外周与磁性柱芯23螺纹连接，线圈磁盘22上开设有与磁屏蔽螺纹轴套24配合的圆槽26，磁屏蔽螺纹轴套24的上端和下部分别设有与圆槽26配合的限位凸台261，确保磁屏蔽螺纹轴套24不会沿转向轴6轴向滑动，但可在固定块21的柱状孔内转动，如图11所示，磁屏蔽螺纹轴套24的下端开设有卡口241，转向轴6位于磁屏蔽螺纹轴套24下方的一段上滑动连接有卡盘27，卡盘27上固定连接有与卡口241相配合的传动键271，传动键271沿卡盘27的径向设置，卡口241的下部为喇叭状，可起导向作用，便于卡盘27更好地与磁屏蔽螺纹轴套24卡接，传动键271沿卡盘27径向设置，同时卡盘27的直径略大于磁屏蔽螺纹轴套24的直径，可防止传动键271打滑与卡口241分离，本实施例中，传动键271和卡口241分别对称设有两个，使受力均匀，确保连接可靠；转向轴6上套设有通电弹簧28，通电弹簧28的上端固定在转向轴6上，通电弹簧28的下端固定在卡盘27上。磁屏蔽螺纹轴套24由磁屏蔽材料制成，可屏蔽线圈磁盘22对通电弹簧28产生的磁场影响。

如图10所示，优选地，卡盘27为可拆卸结构，卡盘27包括两个半环，两个半环对称设置且通过螺栓可拆卸连接，两个半环上分别固定连接有传动键271，传动键271远离转向轴6的一端为与卡口241配合的传动端，转向轴6的外侧壁上沿轴向开设有限位滑道29，限位滑道29的长度大于卡口241的长度，传动键271靠近转向轴6的一端为与限位滑道29配合的限位端，限位端滑动连接在限位滑道29内，确保卡盘27只能沿转向轴6滑动，防止卡盘27与转向轴6相对转动。通电弹簧28通电后瞬时收缩，可带动卡盘27上移与磁屏蔽螺纹轴套24配合，磁性柱芯23移动时，使磁屏蔽螺纹轴套24通过卡盘27带动转向轴6一同转动。

本发明提供了一种能够控制方向盘5转向的自动转向控制电路，如图14所示，自动转向控制电路包括第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第三单刀双掷开关K3和第四单刀双掷开关K4，上线圈221磁盘22上缠绕有上线圈221，下线圈222磁盘22上缠绕有下线圈222，上线圈221的一端与第一单刀双掷开关K1的触点a相连，上线圈221的另一端与第二单刀双掷开关K2的触点d相连，第一单刀双掷开关K1的触点a与第二单刀双掷开关K2的触点c相连，第一单刀双掷开关K1的触点b与第二单刀双掷开关K2的触点d相连，第一单刀双掷开关K1的动端经第一电阻R1和第一电源开关K与第一电源E1的正极相连，第二单刀双掷开关K2的动端与第一电源E1的负极相连；

下线圈222的一端与第三单刀双掷开关K3的触点e相连，下线圈222的另一端与第四单刀双掷开关K4的触点h相连，第三单刀双掷开关K3的触点e与第四单刀双掷开关K4的触点g相连，第三单刀双掷开关K3的触点f与第四单刀双掷开关K4的触点h相连，第四单刀双掷开关K4的动端经第二电阻R2和第一电源开关K与第一电源E1的正极相连，第三单刀双掷开关K3的动端与第一电源E1的负极相连。

如图2所示，本发明的侧碰预警装置包括蜂鸣器31和指示灯，指示灯包括左转向灯32和右转向灯33，左转向灯32和右转向灯33均安装在仪表盘7上，所述蜂鸣器31置于左转向灯32和右转向灯33中间。

通过左转向灯32与右转向灯33提醒驾驶员左转或右转；所述蜂鸣器31置于两个指示灯中间，当有指示灯亮时，蜂鸣器31同时开始工作，用于提醒驾驶员进行转向。

如图3所示，仪表盘7上还设置有辅助系统控制面板，面板上设置有用于在自动转向、蜂鸣警报和关闭三种状态之间切换的摇杆41，以及定速按钮42。

本发明的工作原理如下：

定速巡航：启动点火时，如图13所示，油门踏板8控制电路中的K6闭合。进行工作时，驾驶员踩下油门，此时拉线14在发条弹簧12的作用下依旧保持张力。如图1驾驶员按下定速按钮42，开启定速巡航，此时图13和图14中第二电源开关K6和第一电源开关K闭合。驾驶员保持油门位置二秒，待发动机转速传感器检测到发动机转速稳定后，油门踏板8控制装置中的油门踏板8控制电路接受电信号，图13中双刀双掷开关K5闭合向f1，磁性锁柱18受斥力从锁槽17弹出卡住锁止块19的其中一个卡槽191内，操作人员脚移开油门踏板8后，拉线14不再移动，拉线14张力与油门踏板8所受重力和弹力相平衡，于是油门踏板8位置保持不变，从而车辆可自行保持匀速行驶。

转向微调（自动转向）：开启定速巡航时，如图2和图3，将摇杆41拨至最上端（自动转向指示处），此时图8中的通电弹簧28通电后收缩，卡盘27沿转向轴6上划至与磁屏蔽螺纹轴套24末端卡口241相合，使磁屏蔽螺纹轴套24与转向轴6一起转动，同时，如图1所示，第一毫米波雷达传感器9可测车头1底端靠近护栏4一侧与护栏4之间的距离L1，第二毫米波雷达传感器9可测滚刷门2靠近车头1一侧的底端与护栏4之间的距离L2。在开启定速巡航后，两个毫米波雷达传感器9不断地测量其与护栏4之间的距离，通过比较所测距离是否在规定阈值内，不断调节转向传动机构中磁性柱芯23的滑行方向，从而控制方向盘5转向，使车身与护栏4之间的距离回到规定阈值内。

如图1所示，假设L1的规定范围为（A，B），L2的规定范围为（C，D），磁性柱芯23内螺纹旋向为右旋。由于护栏清洗车的前面两个滚刷3必定比后面两个滚刷3先触碰护栏4，故只用保证前面两个滚刷3在规定范围内即可。如图16传感测距控制转向逻辑图所示：

1.当A<L1<B时，即护栏清洗车在规定间距内行驶时，图14中的开关K、K1、K2、K3和K4均断开，图8中的磁性柱芯23不滑动，故方向盘5不转动；

2.当L1≤A或L2≤C（包括L2≤C且A<L1<B，或C<L2<D且L1≤A，或L2≤C且L1≤A的情况）时，即护栏清洗车趋向左侧靠近护栏4时，图14中的单刀双掷开关K1连在触点b上，单刀双掷开关K2连在触点c上，单刀双掷开关K3连在触点e上，单刀双掷开关K4连在触点h上，上线圈221电流方向为逆时针，对磁铁表现为吸力，下线圈222电流方向为顺时针，对磁铁表现为斥力，磁性柱芯23沿转向轴6轴向向上滑动，磁性柱芯23与磁屏蔽螺纹轴套24为螺纹传动，磁屏蔽螺纹轴套24顺时针转动，经卡盘27联动，带动转向轴6一同顺时针转动，故方向盘5右转；转向后，磁性柱芯23随方向盘5的复位回到原点；

3.当L1≥B或L2≥D（包括C<L2<D且L1≥B，或L2≥D且A<L1<B，或L1≥B且L2≥D的情况）时，即护栏清洗车趋向右侧远离护栏4时，图14中的单刀双掷开关K1连在触点a上，单刀双掷开关K2连在触点d上，上线圈221电流方向为顺时针，对磁铁表现为斥力，下线圈222电流方向为逆时针，对磁铁表现为吸力，磁性柱芯23沿转向轴6轴向向下滑动，故方向盘5左转；转向后，磁性柱芯23随方向盘5的复位回到原点。

侧碰预警：图2中，将摇杆41拨至中间位置（蜂鸣警报指示处），此时图8中的通电弹簧28断电回到初始状态，卡盘27脱离磁屏蔽螺纹轴套24，磁屏蔽螺纹轴套24与转向轴6的转动互不影响，则该转向系统由自动变为手动模式，毫米波雷达传感器9依旧工作。如图16传感测距控制转向逻辑图，当A<L1<B时，即护栏清洗车在规定间距内行驶时，图2中指示灯和蜂鸣器31不工作，方向盘5不需转动；当L1≤A或L2≤C（包括L2≤C且A<L1<B，或C<L2<D且L1≤A，或L2≤C且L1≤A的情况）时，即护栏清洗车趋向左侧靠近护栏4时，图2中蜂鸣器31工作，右转向灯33工作，提醒驾驶员右转；当L1≥B或L2≥D（包括C<L2<D且L1≥B，或L2≥D且A<L1<B，或L1≥B且L2≥D的情况）时，即护栏清洗车趋向右侧远离护栏4时，图2中蜂鸣器31工作，左转向灯32工作，提醒驾驶员左转。

护栏4清洗过程中若进行油门的调节时，如图4工作时油门调节流程图，驾驶员轻踩油门，发动机转速传感器检测到转速变化，此时，图13和图14中干路开关K6、K依然保持闭合、双刀双掷开关K5向f2闭合，图5、图7中磁性锁柱18受到吸力收回，定速巡航功能关闭，自动转向系统继续工作。当驾驶员调整油门踏板8至需要位置后，保持油门位置二秒，待发动机转速传感器检测到发动机转速稳定，图13中的双刀双掷开关K5向f1闭合，恢复定速巡航功能。

结束辅助驾驶工作时，可采用踩刹车和结束按钮两种形式结束辅助驾驶。踩刹车时定速巡航、侧碰预警、自动转向同时关闭；结束按钮分别控制其关闭，即解除定速按钮42，关闭定速巡航；将摇杆41拨至最下端（关闭状态指示处），关闭自动转向和侧碰预警。当驾驶员踩刹车时，图13和图14中开关K6和K同时闭合，此时图5、图7中磁性锁柱18受吸力收回，图8中的通电弹簧28断电弹开，油门踏板8在弹性力的作用下回到初始位置，熄火时，图13中的K6闭合，熄火后驾驶员将摇杆41复位。工作过程中，若自动转向装置损坏，无法正常转向，此时图8中扭矩传感器30测得数据小于规定阈值，则进行警报。

最后应当说明的是：上述实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。同时，在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：包括油门踏板控制装置和自动转向装置；

油门踏板控制装置包括用于控制油门踏板倾斜角度的定速机构和用于定位定速机构的锁止机构，定速机构和锁止机构分别安装在外壳内，外壳安装在油门踏板的前侧下方；

定速机构包括发条弹簧、滚轮和拉线，发条弹簧的一端固定在外壳远离油门踏板的一侧，滚轮通过转轴转动连接在外壳内，发条弹簧的另一端与拉线的一端固定连接，拉线的另一端绕过滚轮后连接在油门踏板上；锁止机构包括锁止电磁铁、锁槽、磁性锁柱和锁止块，锁止电磁铁和锁槽分别固定在外壳内，锁止电磁铁连接在油门踏板控制电路中，磁性锁柱滑动连接在锁槽内，锁止块串联连接在拉线的一段上，锁止块上开设有若干个卡槽，磁性锁柱位于锁止块与锁止电磁铁之间，并在锁止电磁铁的磁力作用下卡在卡槽内或脱离卡槽；

自动转向装置包括毫米波雷达传感器、扭矩传感器和用于带动方向盘转动的转向传动机构，毫米波雷达传感器安装在车身靠近护栏一侧，扭矩传感器安装在与方向盘连接的转向轴上，转向传动机构包括固定块以及安装在固定块内的线圈磁盘、磁性柱芯和磁屏蔽螺纹轴套，固定块固定在车身上并位于方向盘的下方，固定块内开设有与转向轴同轴向的柱状孔；柱状孔的上端和下端分别固定安装有所述线圈磁盘，分别记为上线圈磁盘和下线圈磁盘，上线圈磁盘和下线圈磁盘均连接在自动转向控制电路中，磁性柱芯滑动连接在柱状孔内，转向轴上套设所述磁屏蔽螺纹轴套，磁屏蔽螺纹轴套外周与磁性柱芯螺纹连接，磁屏蔽螺纹轴套的下端开设有卡口，转向轴位于磁屏蔽螺纹轴套下方的一段上滑动连接有卡盘，卡盘上固定连接有与卡口相配合的传动键，转向轴上套设有通电弹簧，通电弹簧的上端固定在转向轴上，通电弹簧的下端固定在卡盘上。

2.根据权利要求1所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：还包括侧碰预警装置，侧碰预警装置包括蜂鸣器和指示灯，指示灯包括左转向灯和右转向灯，左转向灯和右转向灯均安装在仪表盘上，所述蜂鸣器置于左转向灯和右转向灯中间。

3.根据权利要求1或2所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：外壳上还设置有导向机构，导向机构包括水平滚轴和导向块，水平滚轴转动连接在外壳上靠近油门踏板的一侧，导向块设置在水平滚轴的一侧并固定连接在外壳上，导向块上开设有用于拉线穿过的导向孔，拉线的另一端穿过导向孔并绕过水平滚轴后与油门踏板连接。

4.根据权利要求3所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：卡槽和磁性锁柱朝向锁止块的一端均为楔形且相互配合。

5.根据权利要求1或2所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：柱状孔的孔壁上开设有导向槽，导向槽至少设有两个且均平行于转向轴设置，导向槽的长度小于两个线圈磁盘的间距。

6.根据权利要求5所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：磁性柱芯的外表面上固定连接有滑动凸台，滑动凸台滑动连接在导向槽内。

7.根据权利要求6所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：卡盘包括可拆卸连接的两个半环，两个半环上分别沿径向固定连接有传动键，传动键远离转向轴的一端为与卡口配合的传动端，转向轴的外侧壁上沿轴向开设有限位滑道，传动键靠近转向轴的一端为与限位滑道配合的限位端，限位端滑动连接在限位滑道内。

8.根据权利要求7所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：线圈磁盘上开设有与磁屏蔽螺纹轴套配合的圆槽，磁屏蔽螺纹轴套的上端和下部分别设有与圆槽配合的限位凸台。

9.根据权利要求1所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：自动转向控制电路包括第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第三单刀双掷开关K3和第四单刀双掷开关K4，上线圈磁盘上缠绕有上线圈，下线圈磁盘上缠绕有下线圈，上线圈的一端与第一单刀双掷开关K1的触点a相连，上线圈的另一端与第二单刀双掷开关K2的触点d相连，第一单刀双掷开关K1的触点a与第二单刀双掷开关K2的触点c相连，第一单刀双掷开关K1的触点b与第二单刀双掷开关K2的触点d相连，第一单刀双掷开关K1的动端经第一电阻R1和第一电源开关K与第一电源E1的正极相连，第二单刀双掷开关K2的动端与第一电源E1的负极相连；

下线圈的一端与第三单刀双掷开关K3的触点e相连，下线圈的另一端与第四单刀双掷开关K4的触点h相连，第三单刀双掷开关K3的触点e与第四单刀双掷开关K4的触点g相连，第三单刀双掷开关K3的触点f与第四单刀双掷开关K4的触点h相连，第四单刀双掷开关K4的动端经第二电阻R2和第一电源开关K与第一电源E1的正极相连，第三单刀双掷开关K3的动端与第一电源E1的负极相连。

10.根据权利要求1所述的具有定速巡航和转向微调功能的护栏清洗车驾驶系统，其特征在于：油门踏板控制电路包括双刀双掷开关K5，锁止电磁铁包括铁芯和缠绕在铁芯上的可变线圈，可变线圈的一端与双刀双掷开关K5的触点f1相连，可变线圈的另一端与双刀双掷开关K5的触点f2相连，双刀双掷开关K5的动端与第二电源开关K6和第二电源E2连接。

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