CN111220396B - 一种室内转毂试验的自动驾驶机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，包括可调式底座、油门踏板机器人和制动踏板机器人，可调式底座上并排布置有油门踏板机器人和制动踏板机器人，油门踏板机器人包括油门踏板夹紧装置、油门踏板执行机构和油门踏板动力机构，油门踏板执行机构包括伸缩杆和中空连接器，中空连接器内活动安装有伸缩杆，中空连接器一端螺纹连接有胀紧套组件，伸缩杆一端穿过胀紧套组件与油门踏板夹紧装置相连，中空连接器另一端套有导向连接器，导向连接器一端连接有铁质的连接头，中空连接器另一端的端部安装有磁铁，导向连接器一端转动连接有油门摇臂，油门摇臂与油门踏板动力机构相连。本发明性价比较高，环境适应能力强，安全可靠，适用范围广泛。

Description

一种室内转毂试验的自动驾驶机器人

技术领域

本发明涉及汽车试验设备技术领域，特别是涉及一种室内转毂试验的自动驾驶机器人。

背景技术

自1980年以来，国外许多科研院校与公司相继开始研发驾驶机器人，德国STAHLE、英国ABD、日本HORIBA等已有成熟产品量产，但是存在价格贵、供货周期长与售后服务差等劣势。

国内驾驶机器人起步较晚，21世纪初才开始相关研究工作，像东南大学、北航、中国汽研等，目前还未有成熟产品，在其功能、性能、可靠稳定性、体积、控制系统等还有较大差距。

同时，驾驶机器人存在执行机构优化、快速适应不同车型或同一车型的能力、车辆控制精度与模拟人类驾驶员之间的平衡和各执行器之间的协调控制等研究难点，以及研制可用于ADAS测试的室外汽车驾驶机器人、在实现控制精度的前提下考虑不同驾驶风格对车辆测试的影响和运用各种先进控制方法提高驾驶机器人的性能等发展趋势。

通过市场调研分析，目前市面上还没有一款面向能耗和环境测试的室内转毂试验的自动驾驶机器人产品，且在自动挡汽车占据主流的今天，换挡机械手已成鸡肋；耗费巨资200万元采购ABD、STAHLE等全功能驾驶机器人进行转毂试验，大材小用，性价比低；新能源汽车和智能网联汽车飞速发展的今天，能耗和环境测试甚至ADAS和自动驾驶测试需求态势旺盛；目前市面上的腿式驾驶机器人，需占据主驾座位，无法适用乘员舱空调舒适性假人等。

所以，突破国外驾驶机器人的垄断和“卡脖子”技术以及产品实现国产化，势在必行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，性价比较高，环境适应能力强，安全可靠，适用范围广泛。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，包括可调式底座、油门踏板机器人和制动踏板机器人，所述的可调式底座上并排布置有油门踏板机器人和制动踏板机器人，所述的油门踏板机器人包括油门踏板夹紧装置、油门踏板执行机构和油门踏板动力机构，所述的油门踏板执行机构包括伸缩杆和中空连接器，所述的中空连接器内活动安装有伸缩杆，该中空连接器一端螺纹连接有胀紧套组件，所述的伸缩杆一端穿过胀紧套组件与油门踏板夹紧装置相连，所述的中空连接器另一端套有导向连接器，该导向连接器一端连接有铁质的连接头，所述的中空连接器另一端的端部安装有磁铁，所述的导向连接器一端转动连接有油门摇臂，所述的油门摇臂与油门踏板动力机构相连。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的中空连接器另一端的端部开有内凹槽，所述的磁铁嵌入到内凹槽并与内凹槽内壁粘接在一起。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的中空连接器中部布置有一圈限位凸起。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的油门踏板夹紧装置包括支架以及两个调节块，所述的支架上并排布置有若干个安装通孔组，选择其中两个安装通孔组通过连接螺钉与两个调节块对应连接，每个调节块的外侧均安装有一个夹爪，两个夹爪呈对称布置。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，每个调节块的外侧中部均开有限位凹槽，所述的夹爪一端卡入到限位凹槽内并通过固定螺钉固定。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，其中一个调节块连接有两个导向螺钉，另一个调节块可沿着导向螺钉滑动。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的支架呈L型板状结构，该支架由竖直板和水平板组成，所述的竖直板一端与水平板组固定，该竖直板另一端的一侧设置有连接通孔，所述的水平板上并排布置有若干个安装通孔组。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的油门摇臂与油门踏板动力机构之间通过电磁离合器装置相连，所述的电磁离合器装置包括离合器壳体和驱动轴，所述的离合器壳体内部安装有电磁线圈主体，该电磁线圈主体内活动安装有驱动轴，所述的驱动轴外套有主动摩擦片和从动摩擦片，该驱动轴上设置有平键，所述的主动摩擦片上设置有与平键适配的键槽，所述的离合器壳体的两侧均设置有一个散热风机，该离合器壳体内部还安装有加热片，所述的电磁线圈主体上设置有温度传感器，所述的从动摩擦片一侧连接有油门摇臂，所述的油门踏板动力机构与驱动轴相连。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的离合器壳体顶部开有穿孔，该离合器壳体顶部位于穿孔一侧设置有固定座，所述的电磁线圈主体上设置有连接架，该连接架一端穿过穿孔通过紧固件与固定座相连。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的离合器壳体与散热风机之间通过通风软管相连。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的离合器壳体一侧与油门踏板动力机构相连，该离合器壳体另一侧安装有限位座，所述的油门摇臂的侧壁位于驱动轴的两侧对称布置有两个导向弧形槽，所述的限位座的侧壁分别设置有短弧形槽和长弧形槽，所述的短弧形槽和长弧形槽均安装有一个导向连接件，两个导向连接件分别插入到对应的导向弧形槽内。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的导向连接件包括依次相连的第一导向端、限位板、第二导向端和螺杆，所述的第一导向端伸入到导向弧形槽内，所述的第二导向端安装在短弧形槽或者长弧形槽内，所述的螺杆上连接有限位螺母，该限位螺母和限位板位于限位座的两侧并夹紧限位座。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的驱动轴通过轴承与限位座相连。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的变形块的两侧均通过轴销与外框架内壁转动连接。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的外框架上端的两侧均安装有与轴销垂直相连的锁紧螺钉。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的外框架呈矩形框架结构。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的变形块中部竖直开有第一穿线孔，该第一穿线孔上端开口的两侧以及下端开口两侧均沿着长度方向开有第一线槽，所述的变形块上端安装有防护盖板。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的垫块中部竖直开有第二穿线孔，所述的基座上端开有第二线槽，该第二线槽从基座端部延伸至基座中部，所述的基座端部位于第二线槽上方安装有固定盖板。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的制动踏板机器人包括制动踏板夹紧机构、力传感器装置、制动踏板执行机构和制动踏板动力装置，所述的制动踏板动力装置一端连接有制动踏板执行机构，该制动踏板执行机构通过力传感器装置与制动踏板夹紧机构相连，所述的力传感器装置包括外框架、基座、变形块和信号线缆，所述的外框架内转动安装有变形块，所述的变形块两端的上下两侧均设置有一个应变片，该变形块中部位于每两个上下布置的应变片之间均沿着长度方向设置有一个一字通孔，所述的基座上端中部与变形块之间安装有垫块，所述的信号线缆安装在基座内并与所有的应变片一一对应连接，所述的制动踏板执行机构与外框架两侧转动连接。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的踏板夹紧机构包括踩踏板以及两个夹紧杆，所述的踩踏板呈长板状，该踩踏板上端的四个角落处均设置有一个调节安装孔组，所述的调节安装孔组包括若干个并排布置的长条通孔，该长条通孔呈纵向布置，每两个前后相对布置的调节安装孔组各选择一个长条通孔插入紧固螺钉并与对应的夹紧杆进行连接。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的踩踏板上端中部的两侧对称布置有两个凹坑。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的调节安装孔组包括三个并排布置的长条通孔。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的夹紧杆的两端均设置有至少两个调节孔。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的制动踏板执行机构包括制动踏板摇臂、调节丝杆和连接杆，所述的连接杆呈圆管状，该连接杆的一端内螺纹连接有调节丝杆，所述的调节丝杆一端与制动踏板摇臂转动连接，该调节丝杆上螺纹连接有防滑紧固螺母，所述的防滑紧固螺母扣在连接杆端部上，所述的连接杆的另一端连接有大臂，该大臂一端的两侧对称布置有两个支臂，两个支臂之间通过轴销与外框架转动连接，所述的制动踏板动力装置与制动踏板摇臂相连。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的可调式底座包括底板、台板和L型连接件，所述的底板前端以及左右两侧均通过短铝型材与台板相连，该底板后端通过长铝型材与台板相连，所述的短铝型材和长铝型材的前后左右四个侧面均竖直设置有一个导槽，所述的短铝型材和长铝型材各自选择至少一个导槽装入滑块，所述的滑块通过紧固件与L型连接件相连，锁紧紧固件可限制L型连接件的位置，所述的L型连接件通过紧固件与台板下端面或者上端面固定。

有益效果：本发明涉及一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，具有以下几个优点：

1、油门踏板夹紧装置可以夹紧不同型号大小的油门踏板，通用性较强；

2、电磁线圈主体上的温度传感器可以实时监控离合器壳体内部的温度，当温度过高时，两个散热风机启动不断向离合器壳体内部吹风，实现快速散热，当温度过低时，加热片工作使得离合器壳体内部的温度升高，设置这样一个稳定的温控机构，能够大大增强电磁离合器的环境适应能力；

3、调节两个导向连接件的位置，可以限定油门踏板的最大开度位置，从而满足车辆油门踏板行程要求；

4、旋松胀紧套组件，伸缩杆可以沿着中空连接器的内壁进行伸缩，调节伸缩杆和中空连接器的整体长度后，锁紧胀紧套组件，便可保证伸缩杆和中空连接器之间的相对位置不变，调节方便，适用范围广泛；

5、杆端球面联结器与油门摇臂之间通过快拆式球头锁紧销相连，拆装方便；

6、当车辆需要减速，松油门，油门踏板机器人会快速退回，为了防止退回过程中拉扯损坏油门踏板，退回时的拉力大于磁铁吸力时，磁铁与连接头断开连接，在导向连接器的约束下，中空连接器不会发生脱离，待均退回到初始位置，磁铁与连接头吸合，重新实现之间的无间隙硬连接，起到很好的油门保护措施；

7、垫块将整个变形块垫高，使得变形块与基座之间有较大的间隙，防止变形块受压力变形过大而损坏下表面的应变片；

8、变形块和基座一起可以多方向转动，适用范围广泛；

9、四片应变片呈上下左右对称布置，提高踏板力测量精度，应变片是贴附在变形块表面，踏板收到拉压力会引起变形块的变形，进而引发应变片的变形激励出响应的电信号变化；

10、变形块中部对称挖掉了两个一字通孔，目的是既能通过变形块受力变形保证力传感器的量程范围，又能保证变形块变形变化率（传感器分辨率）和精度要求；

11、可以夹紧不同型号大小的制动踏板，通用性较强；拆装方便，装置简单，成本较低；

12、制动踏板执行机构用于连接踏板夹紧机构与制动踏板动力装置之间的主要部件；连接杆的一端内螺纹连接有调节丝杆，转动连接杆，调节连接杆和调节丝杆的整体长度，调节完毕后，旋转防滑紧固螺母，使得防滑紧固螺母扣在连接杆端部上，以保证连接杆和调节丝杆之间连接稳定；

13、可调式底座既能横向调节，又能上下调节，适用范围广泛；旋紧或者旋松紧固件，可以控制滑块与L型连接件之间的距离，旋松紧固件，滑块可以带着L型连接件一起沿着导槽上下升降，旋紧紧固件，滑块与L型连接件一起夹紧导槽的槽口实现固定，整个底座调节简单方便，且成本较低；

14、可调式底座固定时，可以前后调节位置，实用性较强；可调式底座固定时，横管抵靠在汽车座椅的前上端沿，并用绷带与座椅紧固在一起，使用时可以防止由于作用力过大导致的俯仰异位；横管两端的L型管可以进行转动，可调式底座固定时，L型管与汽车座椅的两侧用绷带紧固在一起，使得整个可调式底座安装固定更加结实。

附图说明

图1是本发明主视方向的结构示意图；

图2是本发明所述的油门踏板机器人主视方向的结构示意图；

图3是本发明所述的油门踏板执行机构的结构示意图；

图4是本发明所述的油门踏板执行机构的内部结构示意图；

图5是本发明所述的中空连接器的结构示意图；

图6是本发明所述的油门踏板夹紧装置主视方向的结构示意图；

图7是本发明所述的油门踏板夹紧装置后视方向的结构示意图；

图8是本发明所述的调节块的结构示意图；

图9是本发明所述的电磁离合器装置的结构示意图；

图10是本发明所述的电磁离合器装置的内部结构示意图；

图11是本发明所述的油门踏板机器人左视方向的结构示意图；

图12是本发明所述的限位座的结构示意图；

图13是本发明所述的油门摇臂的结构示意图；

图14是本发明所述的导向连接件的结构示意图；

图15是本发明所述的制动踏板机器人的结构示意图；

图16是本发明所述的踏板夹紧机构和力传感器装置的结构示意图；

图17是本发明所述的力传感器装置去掉外框架后的结构示意图；

图18是本发明所述的变形块的结构示意图；

图19是本发明所述的基座的结构示意图；

图20是本发明所述的踏板夹紧机构俯视方向的结构示意图；

图21是本发明所述的踏板夹紧机构仰视方向的结构示意图；

图22是本发明所述的踏板执行机构的结构示意图；

图23是本发明所述的大臂的结构示意图；

图24是本发明所述的连接部件的结构示意图；

图25是本发明所述的杆端球头联结器的结构示意图；

图26是本发明所述的可调式底座的结构示意图；

图27是本发明所述的短铝型材的结构示意图；

图28是本发明所述的长铝型材的结构示意图；

图29是本发明后视方向的结构示意图；

图30是本发明固定可调式底座的结构示意图；

图31是本发明所述的固定连接件的结构示意图；

图32是本发明所述的安装叉子的结构示意图。

图示：1、油门摇臂，2、杆端球面联结器，3、快拆式球头锁紧销，4、导向连接器，5、胀紧套组件，6、伸缩杆，7、球面接头，8、油门踏板夹紧装置，9、中空连接器，10、限位凸起，11、连接头，12、磁铁，13、固定板，14、油门踏板执行机构，15、电磁离合器装置，16、油门踏板动力机构，17、支架，18、调节块，19、夹爪，20、固定螺钉，21、导向螺钉，22、连接通孔，23、安装通孔组，24、连接螺钉，25、限位凹槽，26、离合器壳体，27、通风软管，28、散热风机，29、穿孔，30、固定座，31、紧固件，32、驱动轴，33、平键，34、连接架，35、电磁线圈主体，36、从动摩擦片，37、主动摩擦片，38、限位座，39、短弧形槽，40、导向连接件，41、长弧形槽，42、导向弧形槽，43、轴承，44、第一导向端，45、限位板，46、第二导向端，47、限位螺母，48、螺杆，49、可调式底座，50、油门踏板机器人，51、制动踏板机器人、52、防护盖板，53、外框架，54、定位螺钉，55、轴销，56、基座，57、制动踏板夹紧机构，58、安装孔，59、变形块，60、一字通孔，61、应变片，62、垫块，63、信号线缆，64、第一穿线孔，65、第一线槽，66、第二穿线孔，67、第二线槽，68、固定盖板，69、踩踏板，70、调节安装孔组，71、紧固螺钉，72、夹紧杆，73、凹坑，74、调节孔，75、制动踏板摇臂，76、调节丝杆，77、防滑紧固螺母，78、连接杆，79、连接部件，80、大臂，81、支臂，82、阻挡部，83、螺纹柱，84、弧形通孔，85、限位支座，86、限位螺钉，87、力传感器装置，88、制动踏板执行机构，89、制动踏板动力装置，90、扳手凹槽，91、底板，92、台板，93、第二一字安装通孔，94、长铝型材，95、第一一字安装通孔，96、短铝型材，97、长条状通孔，98、导槽，99、L型连接件，100、端盖，101、横管，102、固定连接件，103、L型管，104、安装叉子，105、圆管，106、一字剖口，107、支脚，108、滑块，109、夹紧板，110、叉板，111、一字型缺口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，如图1-32所示，包括可调式底座49、油门踏板机器人50和制动踏板机器人51，所述的可调式底座49上端并排布置有油门踏板机器人50和制动踏板机器人51。

油门踏板机器人50包括油门踏板夹紧装置8、油门踏板执行机构14和油门踏板动力机构16，油门踏板夹紧装置8用于夹紧油门踏板，油门踏板动力机构16驱动油门摇臂1来回摆动，油门踏板执行机构14作为中间传递的机构。

油门踏板执行机构14包括导向连接器4、伸缩杆6和中空连接器9等部件，中空连接器9和导向连接器4均是呈套筒状，伸缩杆6安装在中空连接器9内并沿着中空连接器9内壁滑动；中空连接器9安装在导向连接器4内可沿着导向连接器4内壁滑动。

旋松胀紧套组件5，伸缩杆6可以沿着中空连接器9的内壁进行伸缩，伸缩杆6的一端伸出中空连接器9与油门踏板夹紧装置8相连，油门踏板夹紧装置8夹紧油门踏板，导向连接器4一端螺纹连接有铁质的连接头11，铁质的连接头11与中空连接器9端部安装的磁铁12吸住，连接头11一端旋接有杆端球面联结器2，该杆端球面联结器2与油门摇臂1之间通过快拆式球头锁紧销3相连，调节伸缩杆6和中空连接器9的整体长度后，锁紧胀紧套组件5，便可保证伸缩杆6和中空连接器9之间的相对位置不变。

在中空连接器9的端部加装圆柱形的磁铁12其目的是：油门踏板机器人50模拟人类驾驶员踩踏油门，之间是相互接触的硬连接；当车辆需要减速，松油门，油门踏板机器人50会快速退回，为了防止退回过程中拉扯损坏油门踏板，退回时的拉力大于磁铁12吸力时，磁铁12与连接头11断开连接，在导向连接器4的约束下，中空连接器9不会发生脱离，待均退回到初始位置，磁铁12与连接头11吸合，重新实现之间的无间隙硬连接。

所述的中空连接器9另一端的端部开有内凹槽，便于磁铁12的安装较为方便，磁铁12嵌入到内凹槽并与内凹槽内壁粘接在一起。

中空连接器9中部布置有一圈限位凸起10，车辆需要加速，踩油门，油门踏板机器人50会快速伸出，连接头11推着带磁铁12的中空连接器9运动，当油门踏板机器人50伸出的力过大时，导向连接器4一端会扣到限位凸起10上，分担磁铁12与连接头11之间的压力，避免磁铁12与连接头11之间严重损坏。

为了适用不同大小的油门踏板，设计了通用性的油门踏板夹紧装置8，油门踏板夹紧装置8包括支架17以及两个调节块18，支架17上并排布置有若干个安装通孔组23，可以选择其中两个安装通孔组23进行与两个调节块18对应连接。如图6所示，安装时，其中一个调节块18作为基准块，另一个调节块18作为活动块，一般先是将基准块通过连接螺钉24与支架17最左侧的安装通孔组23相连，视为基准，然后将两个导向螺钉21穿过活动块与基准块相连，活动块可以沿着导向螺钉21进行来回滑动，基准块的侧壁以及导向螺钉21的螺帽限制了活动块的活动范围，剩下的几个安装通孔组23每一个对应一种规格的油门踏板，选择一个安装通孔组23固定活动块。当然，基准块也不一定与支架17最左侧的安装通孔组23相连，根据油门踏板的位置，可以进行调整。基准块上的孔是螺纹孔，螺纹孔用于连接连接螺钉24；活动块上的孔是通孔，通孔是供连接螺钉24穿过的。

每个调节块18的外侧中部均开有限位凹槽25，所述的夹爪19一端卡入到限位凹槽25内并通过固定螺钉20固定。

其中一个调节块18连接有两个导向螺钉21，另一个调节块18可沿着导向螺钉21滑动。

所述的支架17呈L型板状结构，该支架17由竖直板和水平板组成，所述的竖直板一端与水平板组固定，该竖直板另一端的一侧设置有连接通孔22，所述的水平板上并排布置有若干个安装通孔组23。伸缩杆6的一端伸出中空连接器9并安装有球面接头7，伸缩杆6与球面接头7之间采用螺纹连接，该球面接头7一端穿过连接通孔22配合螺母与支架17连接。

所述的油门摇臂1与油门踏板动力机构16之间通过电磁离合器装置15相连，所述的电磁离合器装置15包括离合器壳体26和驱动轴32，所述的离合器壳体26内部安装有电磁线圈主体35，该电磁线圈主体35内活动安装有驱动轴32，所述的驱动轴32外套有主动摩擦片37和从动摩擦片36，该驱动轴32上设置有平键33，所述的主动摩擦片37上设置有与平键33适配的键槽，所述的离合器壳体26的两侧均设置有一个散热风机28，该离合器壳体26内部还安装有加热片，所述的电磁线圈主体35上设置有温度传感器，所述的从动摩擦片36一侧连接有油门摇臂1，所述的油门踏板动力机构16与驱动轴32相连。

电磁线圈主体35上的温度传感器可以实时监控离合器壳体26内部的温度，当温度过高时，两个散热风机28启动不断向离合器壳体26内部吹风，实现快速散热，当温度过低时，加热片工作使得离合器壳体26内部的温度升高，设置这样一个稳定的温控机构，能够大大增强电磁离合器的环境适应能力。

当电磁线圈主体35通电时，主动摩擦片37产生电磁力，从动摩擦片36与主动摩擦片37吸合，从动摩擦片36和油门摇臂1随着主动摩擦片37转动。从动摩擦片36上设置有弹簧片，平时不通电的情况下，从动摩擦片36与主动摩擦片37之间会有0.2mm的分离间隙。

所述的离合器壳体26顶部开有穿孔29，该离合器壳体26顶部位于穿孔29一侧设置有固定座30，所述的电磁线圈主体35上设置有连接架34，该连接架34一端穿过穿孔29通过紧固件31与固定座30相连。紧固件31其实就是普通的螺钉。

所述的离合器壳体26与散热风机28之间通过通风软管27相连。

所述的离合器壳体26一侧与油门踏板动力机构16相连，该离合器壳体26另一侧安装有限位座38，所述的油门摇臂1的侧壁位于驱动轴32的两侧对称布置有两个导向弧形槽42，所述的限位座38的侧壁分别设置有短弧形槽39和长弧形槽41，所述的短弧形槽39和长弧形槽41均安装有一个导向连接件40，两个导向连接件40分别插入到对应的导向弧形槽42内。

所述的导向连接件40包括依次相连的第一导向端44、限位板45、第二导向端46和螺杆48，所述的第一导向端44伸入到导向弧形槽42内，所述的第二导向端46安装在短弧形槽39或者长弧形槽41内，所述的螺杆48上螺纹连接有限位螺母47，该限位螺母47和限位板45位于限位座38的两侧并夹紧限位座38。导向连接件40可以沿着短弧形槽39或者长弧形槽41进行位置调整，旋松限位螺母47，导向连接件40的第二导向端46可以沿着短弧形槽39或者长弧形槽41进行滑动，当两个导向连接件40位置调整好后，锁紧限位螺母47，限位螺母47和限位板45配合夹紧限位座38，这样两个导向连接件40就固定不动了。导向连接件40的第一导向端44与导向弧形槽42配合限制油门摇臂1来回摆动的行程。

由油门踏板机器人50驱动油门摇臂1使得油门踏板至车辆油门最大开度位置，拧紧限位螺母47，由导向连接件40限制最大油门开度踩踏位置，从而防止油门踏板机器人50驱动力过大而踩坏油门踏板。调节两个导向连接件40的位置，可以限定油门踏板的最大开度位置，从而满足车辆油门踏板行程要求。

所述的驱动轴32通过轴承43与限位座38相连，保证驱动轴32转动的稳定性。

制动踏板机器人51包括制动踏板夹紧机构57、力传感器装置87、制动踏板执行机构88和制动踏板动力装置89，制动踏板夹紧机构57用于夹紧制动踏板，制动踏板动力装置89驱动制动踏板夹紧机构57踩踏制动踏板，而制动踏板执行机构88作为中间传递的机构，力传感器装置87可以反馈踩踏制动踏板的力度。

所述的力传感器装置87包括外框架53、基座56、变形块59和信号线缆63，所述的外框架53内转动安装有变形块59，所述的变形块59两端的上下两侧均设置有一个应变片61，该变形块59中部位于每两个上下布置的应变片61之间均沿着长度方向设置有一个一字通孔60，所述的基座56上端中部与变形块59之间安装有垫块62，所述的信号线缆63安装在基座56内并与所有的应变片61一一对应连接，所述的制动踏板执行机构88与外框架53两侧转动连接。

所述的变形块59的前后两侧均通过轴销55与外框架53内壁转动连接，变形块59与外框架53之间可以相对转动，所述的外框架53的左右两侧均通过轴销55与对应的支臂81转动连接，支臂81与外框架53之间也是可以相对转动，使得变形块59和基座56一起可以多方向转动。所述的外框架53上端的两侧均安装有与轴销55垂直相连的定位螺钉54，所述的支臂81上也安装有与轴销55垂直相连的定位螺钉54，所述的外框架53左右两侧的中部均开有安装孔58，该安装孔58用于安装轴销55。

如图16所示，基座56是安装在制动踏板夹紧机构57上的，基座56、垫块62和制动踏板夹紧机构57采用普通的螺钉固定在一起，垫块62将整个变形块59垫高，使得变形块59与基座56之间有较大的间隙，防止变形块59受压力变形过大而损坏下表面的应变片61。

应变片61共有四片，从图17中，可以清楚的看到应变片61的位置，上下左右对称布置，提高踏板力测量精度，应变片61是贴附在变形块59表面，踏板收到拉压力会引起变形块59的变形，进而引发应变片61的变形激励出响应的电信号变化，电信号变化通过信号线缆63传输出去。

变形块59中部对称挖掉了两个一字通孔60，目的是既能通过变形块59受力变形保证力传感器的量程范围，又能保证变形块59变形变化率（传感器分辨率）和精度要求。

所述的变形块59中部竖直开有第一穿线孔64，该第一穿线孔64上端开口的两侧以及下端开口两侧均沿着长度方向开有第一线槽65，所述的变形块59上端安装有防护盖板52。第一线槽65和第一穿线孔64为了辅助信号线缆63的线路布置而设置的。

信号线缆63安装在第二线槽67内，基座56端部安装有固定盖板68，固定盖板68用于压住信号线缆63一端，基座56与固定盖板68之间采用普通的螺钉相连，信号线缆63另一端伸入到垫块62的下方并穿过第二穿线孔66，信号线缆63分成四路与四个应变片61一一相连。

为了适用不同大小的制动踏板，设计了通用性的制动踏板夹紧机构57，制动踏板夹紧机构57包括踩踏板69以及两个夹紧杆72，踩踏板69上端的四个角落处均设置有一个调节安装孔组70，每个调节安装孔组70由三个并排布置的长条通孔组成。

如图20所示，每两个前后相对布置的调节安装孔组70其长条通孔也是前后一一对应的，安装时，在四个调节安装孔组70中选择不同的长条通孔各自对应的制动踏板的规格也不同。选择合适的长条通孔后，插入紧固螺钉71，紧固螺钉71的螺帽与踩踏板69相扣，紧固螺钉71的螺杆部与夹紧杆72的调节孔74相连，旋紧紧固螺钉71使得两个夹紧杆72配合踩踏板69一起夹紧制动踏板。

在使用过程中，大臂80自适应调节或者踏板试验左右转动，为了防止大臂80的触角与踩踏板69之间产生运动干涉，因此，在踩踏板69上端中部的两侧各挖一个凹坑73。

所述的夹紧杆72的两端均设置有至少两个调节孔74，该调节孔74的数量根据制动踏板的规格数量可以进行适应性的调整。

所述的制动踏板执行机构88包括制动踏板摇臂75、调节丝杆76和连接杆78，所述的连接杆78呈圆管状，该连接杆78的一端内螺纹连接有调节丝杆76，所述的调节丝杆76一端与制动踏板摇臂75转动连接，该调节丝杆76上螺纹连接有防滑紧固螺母77，所述的防滑紧固螺母77扣在连接杆78端部上，所述的连接杆78的另一端连接有大臂80，该大臂80一端的两侧对称布置有两个支臂81，两个支臂81之间通过轴销55与外框架53转动连接，所述的制动踏板动力装置89与制动踏板摇臂75相连。

两个支臂81之间安装制动踏板夹紧机构57和力传感器装置87，该制动踏板夹紧机构57用于夹住制动踏板，连接杆78的一端内螺纹连接有调节丝杆76，转动连接杆78，调节连接杆78和调节丝杆76的整体长度，调节完毕后，旋转防滑紧固螺母77，使得防滑紧固螺母77扣在连接杆78端部上，以保证连接杆78和调节丝杆76之间连接稳定，制动踏板动力装置89驱动制动踏板摇臂75来回摆动，制动踏板摇臂75通过调节丝杆76、连接杆78和大臂80控制制动踏板夹紧机构57按下制动踏板或者松开制动踏板。

所述的连接杆78一端安装有杆端球面联结器2，该杆端球面联结器2通过快拆式球头锁紧销3与制动踏板摇臂75转动连接。杆端球面联结器2和快拆式球头锁紧销3均是市场上可以买到的零部件，杆端球面联结器2一端伸入到连接杆78内并与连接杆78螺纹连接，该杆端球面联结器2另一端呈圆环状，供快拆式球头锁紧销3穿过。

所述的连接杆78的另一端通过连接部件79与大臂80相连，所述的连接部件79中部为阻挡部82，该连接部件79的两端均为螺纹柱83，一个螺纹柱83与大臂80螺纹连接，另一个螺纹柱83与连接杆78螺纹连接。

所述的制动踏板动力装置89的一侧安装有限位支座85，所述的制动踏板摇臂75中部与制动踏板动力装置89的输出轴相连，该制动踏板摇臂75的侧壁位于制动踏板动力装置89输出轴的两侧对称布置有两个弧形通孔84，其中一个弧形通孔84内安装有与限位支座85相连的限位螺钉86。限位螺钉86配合弧形通孔84，限定制动踏板摇臂75来回摆动的范围。

所述的连接杆78每个端部的两侧均对称布置有两个扳手凹槽90，该扳手凹槽90用于扳手紧固连接，便于连接杆78和调节丝杆76之间的调整。调节丝杆76的调节范围为60mm。

所述的可调式底座49包括底板91、台板92和L型连接件99，所述的底板91前端以及左右两侧均通过短铝型材96与台板92相连，该底板91后端通过长铝型材94与台板92相连，所述的短铝型材96和长铝型材94的前后左右四个侧面均竖直设置有一个导槽98，所述的短铝型材96和长铝型材94各自选择至少一个导槽98装入滑块108，所述的滑块108通过紧固件31与L型连接件99相连，锁紧紧固件31可限制L型连接件99的位置，所述的L型连接件99通过紧固件31与台板92下端面或者上端面固定。

旋紧或者旋松紧固件31，可以控制滑块108与L型连接件99之间的距离，旋松紧固件31，滑块108可以带着L型连接件99一起沿着导槽98上下升降，旋紧紧固件31，滑块108与L型连接件99一起夹紧导槽98的槽口实现固定。

图26中清楚的可以看到，底板91前端有两个短铝型材96，底板91的两侧各一个短铝型材96，底板91后端有三个长铝型材94。短铝型材96和长铝型材94的数量可以根据底座的承重要求进行增加或者减少。短铝型材96和长铝型材94为现在市面上直接可以买到的材料。

紧固件31选用普通的螺钉。所述的台板92上端的一侧设置有多组横向布置的第一一字安装通孔95，该第一一字安装通孔95配合螺栓使用固定制动踏板机器人51，所述的台板92上端的另一侧设置有多组横向布置的第二一字安装通孔93，该第二一字安装通孔93配合螺栓使用固定油门踏板机器人50。固定油门踏板机器人50的紧固件31在第二一字安装通孔93内的活动范围为20mm，该活动范围即调节范围；固定制动踏板机器人51的紧固件31在第一一字安装通孔95内的活动范围为70mm，该活动范围即调节范围。

所述的台板92的上端以及底板91的上端位于每个长铝型材94的前方均横向布置有一个长条状通孔97，该长条状通孔97内滑动安装有紧固件31，所述的紧固件31与长铝型材94上的L型连接件99相连。若干个长铝型材94通过相应的固定机构实现固定，台板92、底板91以及短铝型材96形成的整体可以相对进行横向调节，该横线调节主要是靠长条状通孔97和长条状通孔97内的紧固件31实现，松开紧固件31，紧固件31可以沿着长条状通孔97横向调节，调节范围为60mm。

为防护安全和防止划损问题，在短铝型材96和长铝型材94的端部均加装了端盖100，端盖100的材质为塑料材质。

所述的台板92以及底板91的四周设置有与短铝型材96相配的缺口。除了设置缺口，还可以是通孔，供短铝型材96穿过即可。

位于两侧的长铝型材94其下部选择至少一个导槽98连接有安装叉子104，该安装叉子104通过螺钉与导槽98内安装的滑块108相连，锁紧螺钉可限制滑块108上下滑动。每个长铝型材94的前后左右四个侧面均竖直设置有一个导槽98，但长铝型材94前侧的导槽98已用于连接底板91和台板92使用，连接安装叉子104的导槽98一般选用外侧的导槽98和后侧的导槽98，如图29所示。

每个长铝型材94上部均连接有一个固定连接件102，通过三个固定连接件102固定横管101，使得横管101可以沿着长铝型材94上下大范围调节，底座固定时，横管101抵靠在汽车座椅的前上端沿，并用绷带与座椅紧固在一起，使用时可以防止由于作用力过大导致的俯仰异位。

横管101两端的L型管103可以进行转动，底座固定时，L型管103与汽车座椅的两侧用绷带紧固在一起，使得整个底座安装固定更加结实。

图29中可以看到，位于外侧的长铝型材94其外侧以及后端均安装有一个安装叉子104，每个安装叉子104均可沿着长铝型材94的导槽98上下调节。四个安装叉子104选择两个或者多个使用，配合汽车座椅导轨螺钉实现固定。

所述的固定连接件102包括横向布置的圆管105以及夹紧板109，所述的圆管105的外侧壁上沿着轴向开有一字剖口106，该圆管105的外侧壁位于一字剖口106的两侧均设置有夹紧板109，两个夹紧板109之间通过螺钉相连，所述的圆管105套在横管101上，所述的圆管105一侧的上下两端均设置有支脚107，每个支脚107通过螺钉与导槽98内的滑块108相连。两个夹紧板109之间的螺钉可以控制一字剖口106变宽或者变窄，实现圆管105夹紧或者松开横管101。

所述的安装叉子104包括固定板13和叉板110，所述的叉板110一端安装有固定板13，该固定板13通过螺钉与导槽98内安装的滑块108相连，所述的叉板110另一端的中部沿着长度方向开有一字型缺口111。安装叉子104的一字型缺口111内安装螺钉实现固定，该螺钉在一字型缺口111内的调节范围为80mm。

油门踏板动力机构16和制动踏板动力装置89均选用的是带减速器的伺服电机。

Claims (9)

1.一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，包括可调式底座(49)、油门踏板机器人(50)和制动踏板机器人(51)，其特征在于：所述的可调式底座(49)上并排布置有油门踏板机器人(50)和制动踏板机器人(51)，所述的油门踏板机器人(50)包括油门踏板夹紧装置(8)、油门踏板执行机构(14)和油门踏板动力机构(16)，所述的油门踏板执行机构(14)包括伸缩杆(6)和中空连接器(9)，所述的中空连接器(9)内活动安装有伸缩杆(6)，该中空连接器(9)一端螺纹连接有胀紧套组件(5)，所述的伸缩杆(6)一端穿过胀紧套组件(5)与油门踏板夹紧装置(8)相连，所述的中空连接器(9)另一端套有导向连接器(4)，该导向连接器(4)一端连接有铁质的连接头(11)，所述的中空连接器(9)另一端的端部安装有磁铁(12)，所述的导向连接器(4)一端转动连接有油门摇臂(1)，所述的油门摇臂(1)与油门踏板动力机构(16)相连，所述的制动踏板机器人(51)包括制动踏板夹紧机构(57)、力传感器装置(87)、制动踏板执行机构(88)和制动踏板动力装置(89)，所述的制动踏板动力装置(89)一端连接有制动踏板执行机构(88)，该制动踏板执行机构(88)通过力传感器装置(87)与制动踏板夹紧机构(57)相连，所述的力传感器装置(87)包括外框架(53)、基座(56)、变形块(59)和信号线缆(63)，所述的外框架(53)内转动安装有变形块(59)，所述的变形块(59)两端的上下两侧均设置有一个应变片(61)，该变形块(59)中部位于每两个上下布置的应变片(61)之间均沿着长度方向设置有一个一字通孔(60)，所述的基座(56)上端中部与变形块(59)之间安装有垫块(62)，所述的信号线缆(63)安装在基座(56)内并与所有的应变片(61)一一对应连接，所述的制动踏板执行机构(88)与外框架(53)两侧转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的油门踏板夹紧装置(8)包括支架(17)以及两个调节块(18)，所述的支架(17)上并排布置有若干个安装通孔组(23)，选择其中两个安装通孔组(23)通过连接螺钉(24)与两个调节块(18)对应连接，每个调节块(18)的外侧均安装有一个夹爪(19)，两个夹爪(19)呈对称布置。

3.根据权利要求1所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的油门摇臂(1)与油门踏板动力机构(16)之间通过电磁离合器装置(15)相连，所述的电磁离合器装置(15)包括离合器壳体(26)和驱动轴(32)，所述的离合器壳体(26)内部安装有电磁线圈主体(35)，该电磁线圈主体(35)内活动安装有驱动轴(32)，所述的驱动轴(32)外套有主动摩擦片(37)和从动摩擦片(36)，该驱动轴(32)上设置有平键(33)，所述的主动摩擦片(37)上设置有与平键(33)适配的键槽，所述的离合器壳体(26)的两侧均设置有一个散热风机(28)，该离合器壳体(26)内部还安装有加热片，所述的电磁线圈主体(35)上设置有温度传感器，所述的从动摩擦片(36)一侧连接有油门摇臂(1)，所述的油门踏板动力机构(16)与驱动轴(32)相连。

4.根据权利要求3所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的离合器壳体(26)顶部开有穿孔(29)，该离合器壳体(26)顶部位于穿孔(29)一侧设置有固定座(30)，所述的电磁线圈主体(35)上设置有连接架(34)，该连接架(34)一端穿过穿孔(29)通过紧固件(31)与固定座(30)相连。

5.根据权利要求3所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的离合器壳体(26)一侧与油门踏板动力机构(16)相连，该离合器壳体(26)另一侧安装有限位座(38)，所述的油门摇臂(1)的侧壁位于驱动轴(32)的两侧对称布置有两个导向弧形槽(42)，所述的限位座(38)的侧壁分别设置有短弧形槽(39)和长弧形槽(41)，所述的短弧形槽(39)和长弧形槽(41)均安装有一个导向连接件(40)，两个导向连接件(40)分别插入到对应的导向弧形槽(42)内。

6.根据权利要求5所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的导向连接件(40)包括依次相连的第一导向端(44)、限位板(45)、第二导向端(46)和螺杆(48)，所述的第一导向端(44)伸入到导向弧形槽(42)内，所述的第二导向端(46)安装在短弧形槽(39)或者长弧形槽(41)内，所述的螺杆(48)上连接有限位螺母(47)，该限位螺母(47)和限位板(45)位于限位座(38)的两侧并夹紧限位座(38)。

7.根据权利要求1所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的制动踏板夹紧机构(57)包括踩踏板(69)以及两个夹紧杆(72)，所述的踩踏板(69)呈长板状，该踩踏板(69)上端的四个角落处均设置有一个调节安装孔组(70)，所述的调节安装孔组(70)包括若干个并排布置的长条通孔，该长条通孔呈纵向布置，每两个前后相对布置的调节安装孔组(70)各选择一个长条通孔插入紧固螺钉(71)并与对应的夹紧杆(72)进行连接。

8.根据权利要求1所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的制动踏板执行机构(88)包括制动踏板摇臂(75)、调节丝杆(76)和连接杆(78)，所述的连接杆(78)呈圆管状，该连接杆(78)的一端内螺纹连接有调节丝杆(76)，所述的调节丝杆(76)一端与制动踏板摇臂(75)转动连接，该调节丝杆(76)上螺纹连接有防滑紧固螺母(77)，所述的防滑紧固螺母(77)扣在连接杆(78)端部上，所述的连接杆(78)的另一端连接有大臂(80)，该大臂(80)一端的两侧对称布置有两个支臂(81)，两个支臂(81)之间通过轴销(55)与外框架(53)转动连接，所述的制动踏板动力装置(89)与制动踏板摇臂(75)相连。

9.根据权利要求1所述的一种室内转毂试验的自动驾驶机器人，其特征在于：所述的可调式底座(49)包括底板(91)、台板(92)和L型连接件(99)，所述的底板(91)前端以及左右两侧均通过短铝型材(96)与台板(92)相连，该底板(91)后端通过长铝型材(94)与台板(92)相连，所述的短铝型材(96)和长铝型材(94)的前后左右四个侧面均竖直设置有一个导槽(98)，所述的短铝型材(96)和长铝型材(94)各自选择至少一个导槽(98)装入滑块(108)，所述的滑块(108)通过紧固件(31)与L型连接件(99)相连，锁紧紧固件(31)可限制L型连接件(99)的位置，所述的L型连接件(99)通过紧固件(31)与台板(92)下端面或者上端面固定。

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