CN116176690A - 一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统 - Google Patents

一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，涉及无人驾驶技术领域，包括外壳，所述外壳内固定安装有第一支撑台和第二支撑台，第一支撑台和第二支撑台通过四个稳固柱相固定，所述外壳内还设置有执行组件，所述执行组件包括与第一支撑台和第二支撑台转动配合的连接筒轴，连接筒轴上固定安装有齿盘，所述第二支撑台上固定安装有变速箱，变速箱的输出轴上固定安装有六棱轴。本发明可以自动记录方向盘的转动轨迹，解决了因人工重复性工作容易造成的事故；在手动控制方向盘时，可以消除驱动电机和变速箱对方向盘的阻力，降低手动控制的疲劳强度；实现了闭环检测，并且可以根据温度的高低进行补偿，使其适用于多种温度环境。

Description

一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，具体为一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统。
背景技术
方向盘是汽车、轮船、飞机等的操纵行驶方向的装置。其功能是将驾驶员作用到转向盘边缘上的力转变为转矩后传递给转向轴。随着科技的进步无人驾驶越来越普遍，无人驾驶需要使方向盘可以自己转动，因此就需要转动舵机，尤其农业领域，为了解决降低驾驶员的工作强度，提升耕种效率，因此需要在其所用装置的方向盘上加装方向盘控制舵机，但是目前的方向盘控制舵机，在上一次工作完成后，并不能记住所转动的工作轨迹，因此需要配合激光雷达等设备进行调整，提高了无人驾驶的使用成本。
现有技术，公告号为CN109229200A的发明专利申请公开了一种无人驾驶方程式赛车通用转向系统及控制方法，包括动力装置、与赛车前轮连接的用于监测转向角的转向角监测装置和与方向盘连接的用于监测方向盘转角的方向盘转角监测装置，其中，转向角监测装置通过第二转向传动杆与方向盘转角监测装置连接，动力装置与转向角监测装置联通，动力装置为整个转向系统提供动力；该发明可实现赛车自动转向的精准控制，而且无需加装齿轮分离装置以消除转向舵机的巨大转向阻力，便可实现有人驾驶无人驾驶状态切换，结构简单，降低了无人驾驶方程式赛车的设计加工成本，具有一定的通用性。但是该发明在应用与农业领域时，并不能解决上述技术问题。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，包括外壳，所述外壳内固定安装有第一支撑台和第二支撑台，第一支撑台和第二支撑台通过四个稳固柱相固定，所述外壳内还设置有执行组件，所述执行组件包括与第一支撑台和第二支撑台转动配合的连接筒轴，连接筒轴上固定安装有齿盘，所述第二支撑台上固定安装有变速箱，变速箱的输出轴上固定安装有六棱轴，所述第一支撑台和第二支撑台之间固定安装有滑动杆，滑动杆上滑动安装有游动转动盘支架，所述游动转动盘支架上设置有滑动柱，所述第一支撑台上开设有与滑动柱滑动配合的通孔，游动转动盘支架上转动安装有游动转动盘，游动转动盘与六棱轴通过花键轴滑动配合，所述第一支撑台上还转动安装有与游动转动盘啮合的定转动盘，定转动盘上固定安装有与齿盘啮合的主动齿轮。
优选地，所述外壳上还固定安装有上盖板和下盖板，所述上盖板和下盖板均与连接筒轴转动配合。
优选地，所述齿盘与第一支撑台转动连接，所述第一支撑台和第二支撑台均设置有滑轨，所述游动转动盘和第二支撑台之间转动设置有弹性组件，弹性组件环绕在六棱轴的外侧。
优选地，所述变速箱的输入轴上固定安装有拨动齿轮，所述第二支撑台上还固定安装有驱动电机，驱动电机的输入轴上固定安装有与拨动齿轮相啮合的驱动齿轮。
优选地，所述游动转动盘和定转动盘之间均设置有可以相互啮合的齿形。
优选地，所述第一支撑台和第二支撑台之间通过滑轨滑动安装有移动板，移动板上开设有滑动槽，所述游动转动盘支架上还固定安装有与滑动槽内壁滑动配合的移动销，所述移动板上固定安装有推拉杆，推拉杆与外壳滑动配合。
优选地，所述外壳内还设置有测量盘组，所述测量盘组包括固定安装在连接筒轴上的电阻盘，电阻盘的边缘固定安装有磁性环，所述电阻盘的上表面滑动配合有测量针，测量针通过测量针支架固定安装在外壳上，所述测量针支架上还固定安装有霍尔传感器。
优选地，所述电阻盘的一端与直流电源的正极电性连接，所述测量针的一端通过电流测量仪与直流电源的负极相连接，电流测量仪和霍尔传感器均与中央处理器的输入的端电性连接，所述电阻盘的表面设置有温度传感器，该温度传感器与中央处理器电性连接，中央处理器控制驱动电机转动。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明可以自动记录方向盘的转动轨迹，解决了因人工重复性工作容易造成的事故；（2）本发明在手动控制方向盘时，可以消除驱动电机和变速箱对方向盘的阻力，降低手动控制的疲劳强度；（3）本发明实现了闭环检测，并且可以根据温度的高低进行补偿，使其适用于多种温度环境。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明外壳结构剖视图。
图3为本发明驱动电机处结构示意图。
图4为本发明弹性组件处结构示意图。
图5为本发明图4中A处结构示意图。
图6为本发明游动转动盘处结构示意图。
图7为本发明定转动盘处结构示意图。
图8为本发明滑动槽结构示意图。
图9为本发明记忆控制流程图。
图中：101-上盖板；102-外壳；103-下盖板；104-第一支撑台；105-稳固柱；106-第二支撑台；201-驱动电机；202-驱动齿轮；203-拨动齿轮；204-变速箱；205-弹性组件；206-滑动杆；207-游动转动盘支架；2071-滑动柱；208-游动转动盘；209-六棱轴；210-定转动盘；211-移动销；212-移动板；2121-滑动槽；213-推拉杆；214-主动齿轮；215-齿盘；216-连接筒轴；301-测量针支架；302-磁性环；303-电阻盘；304-测量针；4-霍尔传感器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-图9所示，本发明提供一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，包括外壳102，外壳102内固定安装有第一支撑台104和第二支撑台106，第一支撑台104和第二支撑台106通过四个稳固柱105相固定，外壳102内还设置有执行组件，执行组件包括与第一支撑台104和第二支撑台106转动配合的连接筒轴216，连接筒轴216上固定安装有齿盘215，第二支撑台106上固定安装有变速箱204，变速箱204的输出轴上固定安装有六棱轴209，第一支撑台104和第二支撑台106之间固定安装有滑动杆206，滑动杆206上滑动安装有游动转动盘支架207，游动转动盘支架207上设置有滑动柱2071，第一支撑台104上开设有与滑动柱2071滑动配合的通孔，游动转动盘支架207上转动安装有游动转动盘208，游动转动盘208与六棱轴209通过花键轴滑动配合，第一支撑台104上还转动安装有与游动转动盘208啮合的定转动盘210，定转动盘210上固定安装有与齿盘215啮合的主动齿轮214。外壳102上还固定安装有上盖板101和下盖板103，上盖板101和下盖板103均与连接筒轴216转动配合，齿盘215与第一支撑台104转动连接，第一支撑台104和第二支撑台106均设置有滑轨，游动转动盘208和第二支撑台106之间转动设置有弹性组件205，弹性组件205环绕在六棱轴209的外侧，变速箱204的输入轴上固定安装有拨动齿轮203，第二支撑台106上还固定安装有驱动电机201，驱动电机201的输入轴上固定安装有与拨动齿轮203相啮合的驱动齿轮202，游动转动盘208和定转动盘210之间均设置有可以相互啮合的齿形，第一支撑台104和第二支撑台106之间通过滑轨滑动安装有移动板212，移动板212上开设有滑动槽2121，游动转动盘支架207上还固定安装有与滑动槽2121内壁滑动配合的移动销211，移动板212上固定安装有推拉杆213，推拉杆213与外壳102滑动配合，外壳102内还设置有测量盘组，测量盘组包括固定安装在连接筒轴216上的电阻盘303，电阻盘303的边缘固定安装有磁性环302，电阻盘303的上表面滑动配合有测量针304，测量针304通过测量针支架301固定安装在外壳102上，测量针支架301上还固定安装有霍尔传感器4，电阻盘303的一端与直流电源的正极电性连接，测量针304的一端通过电流测量仪与直流电源的负极相连接，电流测量仪和霍尔传感器4均与中央处理器的输入的端电性连接，电阻盘303的表面设置有温度传感器，该温度传感器与中央处理器电性连接，中央处理器控制驱动电机201转动。
本发明公开的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统的工作原理如下：首先将装置串联安装在方向盘和方向盘转轴之间，然后将其外壳102或下盖板103或上盖板101进行固定（使其无法转动），具体的，方向盘和方向盘转轴与连接筒轴216进行固定，当使用者需要手动旋转方向盘时，手动按压推拉杆213，推拉杆213移动会带动移动板212移动，移动板212移动会通过滑动槽2121带动移动销211移动（移动销211移动到滑动槽2121两端时，移动销211无法主动复位，只能通过推动推拉杆213进行，从而实现了自锁的功能），移动销211移动会带动游动转动盘支架207移动，游动转动盘支架207移动会压缩弹性组件205，并且使得游动转动盘208与定转动盘210分离，此时方向盘转动带动连接筒轴216转动，连接筒轴216转动会带动齿盘215转动，齿盘215转动会带动主动齿轮214转动，主动齿轮214转动会带动定转动盘210转动，此时的定转动盘210处于空转，因此可以减少本装置在方向盘旋转时造成的阻力。同时的，在旋转方向盘的时候，连接筒轴216会带动电阻盘303同步转动，电阻盘303转动会使得测量针304在电阻盘303表面滑动，此时则会改变测量针304与电阻盘303之间电子经过路径的长短，从而改变了阻值的大小，通过电流测量仪，将电流信号传递给中央处理器进行保存，通过记录电流变化的曲线即可得出方向盘旋转的角度和方式，从而实现方向盘旋转轨迹的记忆功能。随着环境温度的变化，电阻盘303的阻值也会发生改变，因此通过设置的温度传感器检测电阻盘303的温度，从而对电阻盘303所检测到电流进行补偿，并且电阻盘303的转动还会带动磁性环302转动，此时设置在磁性环302侧面的霍尔传感器4就会检测磁性环302的转动角度，从而来判断磁性环302的旋转角度是否正确。当无人驾驶时，中央处理器控制驱动电机201转动（将记录的数据反馈给驱动电机201，第一遍手动驾驶，将驾驶轨迹进行记录），驱动电机201转动会带动驱动齿轮202转动，驱动齿轮202转动会带动拨动齿轮203转动，拨动齿轮203转动会带动变速箱204的输入轴转动，变速箱204的输出轴则会带动六棱轴209转动，六棱轴209转动则会带动游动转动盘208转动（此时需要控制推拉杆213，将移动销211复位，使其游动转动盘208与定转动盘210处于啮合状态），游动转动盘208转动就会带动定转动盘210转动，定转动盘210转动就会带动主动齿轮214转动，主动齿轮214转动就会带动齿盘215转动，齿盘215转动则会带动连接筒轴216转动，连接筒轴216转动则会带动与之连接的方向盘转轴旋转。

Claims (8)

1.一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：包括外壳（102），所述外壳（102）内固定安装有第一支撑台（104）和第二支撑台（106），第一支撑台（104）和第二支撑台（106）通过四个稳固柱（105）相固定，所述外壳（102）内还设置有执行组件，所述执行组件包括与第一支撑台（104）和第二支撑台（106）转动配合的连接筒轴（216），连接筒轴（216）上固定安装有齿盘（215），所述第二支撑台（106）上固定安装有变速箱（204），变速箱（204）的输出轴上固定安装有六棱轴（209），所述第一支撑台（104）和第二支撑台（106）之间固定安装有滑动杆（206），滑动杆（206）上滑动安装有游动转动盘支架（207），所述游动转动盘支架（207）上设置有滑动柱（2071），所述第一支撑台（104）上开设有与滑动柱（2071）滑动配合的通孔，游动转动盘支架（207）上转动安装有游动转动盘（208），游动转动盘（208）与六棱轴（209）通过花键轴滑动配合，所述第一支撑台（104）上还转动安装有与游动转动盘（208）啮合的定转动盘（210），定转动盘（210）上固定安装有与齿盘（215）啮合的主动齿轮（214）。
2.根据权利要求1所述的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：所述外壳（102）上还固定安装有上盖板（101）和下盖板（103），所述上盖板（101）和下盖板（103）均与连接筒轴（216）转动配合。
3.根据权利要求2所述的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：所述齿盘（215）与第一支撑台（104）转动连接，所述第一支撑台（104）和第二支撑台（106）均设置有滑轨，所述游动转动盘（208）和第二支撑台（106）之间转动设置有弹性组件（205），弹性组件（205）环绕在六棱轴（209）的外侧。
4.根据权利要求3所述的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：所述变速箱（204）的输入轴上固定安装有拨动齿轮（203），所述第二支撑台（106）上还固定安装有驱动电机（201），驱动电机（201）的输入轴上固定安装有与拨动齿轮（203）相啮合的驱动齿轮（202）。
5.根据权利要求4所述的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：所述游动转动盘（208）和定转动盘（210）之间均设置有可以相互啮合的齿形。
6.根据权利要求5所述的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：所述第一支撑台（104）和第二支撑台（106）之间通过滑轨滑动安装有移动板（212），移动板（212）上开设有滑动槽（2121），所述游动转动盘支架（207）上还固定安装有与滑动槽（2121）内壁滑动配合的移动销（211），所述移动板（212）上固定安装有推拉杆（213），推拉杆（213）与外壳（102）滑动配合。
7.根据权利要求6所述的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：所述外壳（102）内还设置有测量盘组，所述测量盘组包括固定安装在连接筒轴（216）上的电阻盘（303），电阻盘（303）的边缘固定安装有磁性环（302），所述电阻盘（303）的上表面滑动配合有测量针（304），测量针（304）通过测量针支架（301）固定安装在外壳（102）上，所述测量针支架（301）上还固定安装有霍尔传感器（4）。
8.根据权利要求7所述的一种位置自动记忆的无人驾驶方向盘舵机控制系统，其特征在于：所述电阻盘（303）的一端与直流电源的正极电性连接，所述测量针（304）的一端通过电流测量仪与直流电源的负极相连接，电流测量仪和霍尔传感器（4）均与中央处理器的输入的端电性连接，所述电阻盘（303）的表面设置有温度传感器，该温度传感器与中央处理器电性连接，中央处理器控制驱动电机（201）转动。
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