CN112026906B - 一种无人方程式赛车的转向切换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人方程式赛车的转向切换系统，包括伺服电机和传动总成，所述传动总成靠近伺服电机的输出端一侧，所述传动总成包括下壳体，所述下壳体的一侧转动连接有第一齿轮盘和第二齿轮盘，且第一齿轮盘和第二齿轮盘关于下壳体的竖直中线对称设置，所述第一齿轮盘通过普通平键与伺服电机的输出轴传动连接。本发明中，通过传动总成的设置，系统装置的质量及体积均较小，便于FSAC的空间布置，提升了赛车的轻量化和空间利用率，并且由于伺服电机和直线电机的设置，使得转向状态切换的过程实现了一键切换，提升了方程式赛车的自动化程度。
Description
技术领域
本发明涉及赛车技术领域，尤其涉及一种无人方程式赛车的转向切换系统。
背景技术
方程式赛车，原意是惯例，常规；准则，方案。赛车必须依照国际汽车联合会制定颁发的车辆技术规则规定的程式制造，包括车体结构、长度和宽度、最低重量、发动机工作容积、汽缸数量、油箱容量、电子设备、轮胎的距离和大小等；以共同的方程式(规则限制)所造出来的赛车，就是方程式赛车，所进行的比赛即方程式汽车赛。
然而现有的方程式赛车大多自动化程度低，不具有无人驾驶的功能，而现有的自动化驾驶技术的转向装置大多结构复杂，占用空间大，不适用于方程式赛车这类对空间布置合理性要求较高的车种，并且现有的自动转向系统在进行有人和无人驾驶的模式的切换时，不够顺畅，稳定性较低。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有无人方程式赛车无人转向系统与有人转向系统的顺利切换，及保证二者的稳定性与可靠性的问题，而提出的一种无人方程式赛车的转向切换系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种无人方程式赛车的转向切换系统，包括伺服电机和传动总成，所述传动总成靠近伺服电机的输出端一侧，所述传动总成包括下壳体，所述下壳体的一侧转动连接有第一齿轮盘和第二齿轮盘，且第一齿轮盘和第二齿轮盘关于下壳体的竖直中线对称设置，所述第一齿轮盘通过普通平键与伺服电机的输出轴传动连接，并且第一齿轮盘和第二齿轮盘之间啮合连接有惰轮，所述惰轮的中心处嵌设有惰轮轴，所述伺服电机通过结构胶固定连接有导轨，且导轨的内部螺栓固定连接有直线电机，所述直线电机的输出轴通过联轴器与惰轮轴传动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述伺服电机远离输出轴的一侧套接有电机卡箍。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述下壳体靠近第一齿轮盘的一侧螺栓固定连接有上壳体，并且下壳体的中心位置处螺栓固定连接有端盖。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第二齿轮盘的中心处嵌设有齿轮轴，且齿轮轴与转向柱传动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述惰轮的一侧设置有朝向内侧的凹台，且惰轮齿牙靠近凹台的一侧均呈过渡光滑的锥形面。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述惰轮的内部嵌设有滚珠轴承，且滚珠轴承远离凹台的一侧设置有与惰轮内侧卡接的孔用卡簧，所述惰轮轴上套接有挡圈，且挡圈位于惰轮远离凹台的一侧。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过传动总成的设置，系统装置的质量及体积均较小，便于FSAC的空间布置，提升了赛车的轻量化和空间利用率，并且由于伺服电机和直线电机的设置，使得转向状态切换的过程实现了一键切换，提升了方程式赛车的自动化程度；通过对惰轮的一侧进行过度光滑锥形面处理，使得惰轮在切换的过程中更加的流畅和稳定，并且由于装置的结构较为简单，加工简便。
附图说明
图1为本发明提出的一种无人方程式赛车的转向切换系统的转向切换总成结构示意图；
图2为本发明提出的一种无人方程式赛车的转向切换系统的传动总成结构示意图；
图3为本发明提出的一种无人方程式赛车的转向切换系统的惰轮结构示意图；
图4为本发明提出的一种无人方程式赛车的转向切换系统的惰轮及惰轮轴结构示意图。
图例说明：
1、伺服电机；2、电机卡箍；3、齿轮轴；4、上壳体；5、传动总成；6、端盖；7、直线电机；8、联轴器；9、惰轮轴；10、第一齿轮；11、惰轮；12、第二齿轮；13、下壳体；14、导轨；15、孔用卡簧；16、滚珠轴承；17、挡圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种无人方程式赛车的转向切换系统，包括伺服电机1和传动总成5，传动总成5靠近伺服电机1的输出端一侧，传动总成5包括下壳体13，下壳体13的一侧转动连接有第一齿轮盘10和第二齿轮盘12，且第一齿轮盘10和第二齿轮盘12关于下壳体13的竖直中线对称设置，第一齿轮盘10通过普通平键与伺服电机1的输出轴传动连接，并且第一齿轮盘10和第二齿轮盘12之间啮合连接有惰轮11，惰轮11用于改变输出转角方向以及离合的作用，惰轮11的中心处嵌设有惰轮轴9，伺服电机1通过结构胶固定连接有导轨14，且导轨14的内部螺栓固定连接有直线电机7，导轨14限制直线电机7的周向运动，从而实现惰轮轴9的直线运动，直线电机7的输出轴通过联轴器8与惰轮轴9传动连接，联轴器8通过紧钉螺钉将直线电机7输出轴与惰轮轴9固定连接。
具体的，如图1所示，伺服电机1远离输出轴的一侧套接有电机卡箍2，电机卡箍2通过耳片使伺服电机1与车架螺栓固定连接，防止伺服电机1工作时发生强烈振动。
具体的，如图1所示，下壳体13靠近第一齿轮盘10的一侧螺栓固定连接有上壳体4，防止传动总成5外露，保护车手的腿部，并为壳体内部的传动机构提供良好的工作环境，并且下壳体13的中心位置处螺栓固定连接有端盖6，用于对惰轮轴9的限位。
具体的，如图2所示，第二齿轮盘12的中心处嵌设有齿轮轴3，且齿轮轴3与转向柱传动连接。
具体的，如图3和图4所示，惰轮11的一侧设置有朝向内侧的凹台，且惰轮11齿牙靠近凹台的一侧均呈过渡光滑的锥形面，使得惰轮11从离合状态进入啮合状态时能够顺畅、稳定，可以达到自啮合的效果，惰轮11的内部嵌设有滚珠轴承16，且滚珠轴承16远离凹台的一侧设置有与惰轮11内侧卡接的孔用卡簧15，用于限制滚珠轴承16的轴向滑动，惰轮轴9上套接有挡圈17，且挡圈17位于惰轮11远离凹台的一侧，惰轮轴9远离挡圈17的一侧设置有凸台，通过挡圈17与凸台的相互配合，防止在切换过程中惰轮轴9相对惰轮11发生轴向移动。
工作原理：使用时，在处于无人驾驶状态时，信号接收器家收到信号后，对伺服电机1进行动作，使得伺服电机1的输出轴输出一定的角度，伺服电机1的输出轴传动连接第一齿轮盘10进行转动，并且啮合传动连接惰轮11进行转动，由于惰轮11的内侧嵌设有滚珠轴承16，使得外部的惰轮11在进行转动时，内部的惰轮轴9保持静止，孔用卡簧15限制滚珠轴承16的轴向位移，减小了摩擦力的同时，保持结构的稳定，转动的惰轮11与此同时啮合传动连接另一侧的第二齿轮12进行转动，由于第二齿轮12的中心位置通过齿轮轴3传动连接转向轴，以此来达到转向的效果；在进行无人状态至有人状态的转换时，驱动器发出预先设置的脉冲信号，使得直线电机7进行运转，直线电机7的输出轴通过联轴器8对惰轮轴9进行传动连接，使得惰轮轴9进行轴向的位移，由于惰轮轴9上设置的凸起和挡圈17的限制作用，进而使得惰轮11跟随惰轮轴9向上进行运动，脱离与两侧的齿轮的啮合关系，从而切断两个齿轮之间的传动关系，完成操作后，直线电机7停止运转，由于脱离了伺服电机1的控制，使得车手可以进行自主的操控；在进行有人状态至无人状态的切换时，驱动器发出预先设置的脉冲信号，使得直线电机7进行运转，直线电机7的输出轴通过联轴器8传动惰轮轴9进行轴向的位移，将惰轮11传送至两个齿轮之间，在惰轮11与两个齿轮进行啮合的过程中，由于惰轮11的一侧齿牙呈过度光滑的锥形面，使得惰轮11在进入啮合状态的过程更加的顺畅和稳定，并且降低噪声，达到自啮合的效果，在惰轮11与两个齿轮盘充分啮合后，直线电机7停止工作，完成转换操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无人方程式赛车的转向切换系统，包括伺服电机（1）和传动总成（5），其特征在于，所述传动总成（5）靠近伺服电机（1）的输出端一侧，所述传动总成（5）包括下壳体（13），所述下壳体（13）的一侧转动连接有第一齿轮盘（10）和第二齿轮盘（12），且第一齿轮盘（10）和第二齿轮盘（12）关于下壳体（13）的竖直中线对称设置，所述第一齿轮盘（10）通过普通平键与伺服电机（1）的输出轴传动连接，并且第一齿轮盘（10）和第二齿轮盘（12）之间啮合连接有惰轮（11），所述惰轮（11）的中心处嵌设有惰轮轴（9），所述伺服电机（1）通过结构胶固定连接有导轨（14），且导轨（14）的内部螺栓固定连接有直线电机（7），所述直线电机（7）的输出轴通过联轴器（8）与惰轮轴（9）传动连接，所述惰轮（11）的内部嵌设有滚珠轴承（16），且滚珠轴承（16）远离凹台的一侧设置有与惰轮（11）内侧卡接的孔用卡簧（15），所述惰轮轴（9）上套接有挡圈（17），且挡圈（17）位于惰轮（11）远离凹台的一侧，使用时，在处于无人驾驶状态时，信号接收器家收到信号后，对伺服电机（1）进行动作，使得伺服电机（1）的输出轴输出一定的角度，伺服电机（1）的输出轴传动连接第一齿轮盘（10）进行转动，并且啮合传动连接惰轮（11）进行转动，由于惰轮（11）的内侧嵌设有滚珠轴承（16），使得外部的惰轮（11）在进行转动时，内部的惰轮轴（9）保持静止，孔用卡簧（15）限制滚珠轴承（16）的轴向位移，减小了摩擦力的同时，保持结构的稳定，转动的惰轮（11）与此同时啮合传动连接另一侧的第二齿轮（12）进行转动，由于第二齿轮（12）的中心位置通过齿轮轴（3）传动连接转向轴，以此来达到转向的效果；在进行无人状态至有人状态的转换时，驱动器发出预先设置的脉冲信号，使得直线电机（7）进行运转，直线电机（7）的输出轴通过联轴器（8）对惰轮轴（9）进行传动连接，使得惰轮轴（9）进行轴向的位移，由于惰轮轴（9）上设置的凸起和挡圈（17）的限制作用，进而使得惰轮（11）跟随惰轮轴（9）向上进行运动，脱离与两侧的齿轮的啮合关系，从而切断两个齿轮之间的传动关系，完成操作后，直线电机（7）停止运转，由于脱离了伺服电机（1）的控制，使得车手可以进行自主的操控；在进行有人状态至无人状态的切换时，驱动器发出预先设置的脉冲信号，使得直线电机（7）进行运转，直线电机（7）的输出轴通过联轴器（8）传动惰轮轴（9）进行轴向的位移，将惰轮（11）传送至两个齿轮之间，在惰轮（11）与两个齿轮进行啮合的过程中，由于惰轮（11）的一侧齿牙呈过度光滑的锥形面，使得惰轮（11）在进入啮合状态的过程更加的顺畅和稳定，并且降低噪声，达到自啮合的效果，在惰轮（11）与两个齿轮盘充分啮合后，直线电机（7）停止工作，完成转换操作。
2.根据权利要求1所述的一种无人方程式赛车的转向切换系统，其特征在于，所述伺服电机（1）远离输出轴的一侧套接有电机卡箍（2）。
3.根据权利要求1所述的一种无人方程式赛车的转向切换系统，其特征在于，所述下壳体（13）靠近第一齿轮盘（10）的一侧螺栓固定连接有上壳体（4），并且下壳体（13）的中心位置处螺栓固定连接有端盖（6）。
4.根据权利要求1所述的一种无人方程式赛车的转向切换系统，其特征在于，所述第二齿轮盘（12）的中心处嵌设有齿轮轴（3），且齿轮轴（3）与转向柱传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种无人方程式赛车的转向切换系统，其特征在于，所述惰轮（11）的一侧设置有朝向内侧的凹台，且惰轮（11）齿牙靠近凹台的一侧均呈过渡光滑的锥形面。
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