CN117782616A - 软目标移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于承载软目标的软目标移动平台(181)。平台包括：第一驱动电机(187)；可由第一驱动电机驱动的第一驱动轮(185)；第二驱动电机(191)；可由第二驱动电机驱动的第二驱动轮(189)；以及转向组件(101)。转向组件包括：转向电机(47)；以及布置为通过转向电机绕转向轴线主动转动的从动轮(43)。所述平台可通过从第一驱动电机和第二驱动电机到相应的第一驱动轮和第二驱动轮的差动扭矩来转向，并且通过由转向电机使从动轮绕转向轴线主动转动来提供转向辅助。

Description

软目标移动平台

技术领域

本发明涉及用于车辆测试的转向组件(steering assemblies)和软目标(softtarget)移动平台，包括但不限于高级驾驶员辅助系统(ADAS)的测试。更具体地但非排他地，本发明涉及软目标移动平台。本发明还涉及用于软目标移动平台的转向组件以及操作软目标移动平台的方法。

背景技术

现在许多现代车辆都配备高级驾驶员辅助系统(ADAS)。为了测试车辆中的ADAS，需要以一致的可重复的方式复制现实场景，并测量ADAS的反应。在ADAS测试中，测试车辆可以遵循预定的路径或机动来处理危险情况，例如与其他道路使用者的潜在碰撞。在ADAS测试中，使用软目标，并且这些软目标通常由软目标移动平台承载。

软目标是现实世界的一个或多个物体的复制品，并且与现实世界的一个或多个物体相比，其形式可以最大限度地减少或避免在车辆测试期间因碰撞而对测试车辆造成的损坏。软目标模仿道路使用者，例如脆弱道路使用者。脆弱道路使用者的示例包括行人、骑自行车的人、骑电动滑板车(electric kick scooter)的人和骑摩托车的人。测试车辆的非穷尽示例包括汽车、摩托车和卡车。

大多数软目标移动平台都是低级设备，其使测试车辆能够安全地撞击位于平台上的软目标，并使测试车辆能够安全地驶过该平台。更脆弱道路使用者，例如上面提到的那些，往往具有很高的机动性，有时甚至是不可预测的。需要设计能够模仿脆弱道路使用者真实行为的平台，以优化ADAS并提高道路安全。平台可以使用自己的系统自行推进和/或制动。先进的平台可以使用自己的转向系统进行机动。这样的系统可能很复杂并且显著增加了平台的重量和空间，这些方面的问题需要解决。

此外，软目标移动平台往往比软目标重得多。当平台模仿高速的脆弱道路使用者(例如骑自行车的人、骑摩托车的人、骑电动滑板车的人)时，平台也可以以超过人类平均步行速度的速度移动。因此，需要确保平台对于使用该平台工作的操作人员来说是安全的，特别是当撞击可能导致轨迹意外改变时。

本发明旨在缓解上述问题。替代地或附加地，本发明寻求提供一种改进的软目标移动平台、用于软平台的转向组件和/或操作软目标移动平台的方法。

发明内容

根据第一方面，本发明提供一种用于承载软目标的软目标移动平台。平台可以包括第一驱动电机。平台可以包括第一驱动轮。第一驱动轮可由第一驱动电机驱动。平台可以包括第二驱动电机。平台可以包括第二驱动轮。第二驱动轮可由第二驱动电机驱动。平台可以包括转向组件。转向组件可包括转向电机。转向组件可包括从动轮。从动轮可布置为通过转向电机绕转向轴线主动转动。平台可以通过从第一驱动电机和第二驱动电机到相应的第一驱动轮和第二驱动轮的差动扭矩来转向。可以通过由转向电机使从动轮绕转向轴线主动转动来提供转向辅助。已经发现这样的布置是有益的，因为其可以使平台具有高度的机动性。

根据本发明的实施方式的软目标移动平台可以使用三个轮来主动转向，其中两个轮通过差动转向来使平台转向，而不是用于推动平台的第三轮通过转动来转向。这样的平台可以具有改进的机动性和响应性。

平台可以包括用于承载软目标的底座。

第一驱动轮可以在平台的第一侧，并且第二驱动轮可以在平台的第二侧，平台的第二侧与平台的第一侧相对。

第一驱动轮可由来自第一驱动电机的第一输入旋转力驱动。第一驱动电机可以是电动机。

第二驱动轮可由来自第二驱动电机的第二输入旋转力驱动。第二驱动电机可以是电动机。

从动轮可以由来自转向电机的转向力主动转动。转向电机可以是电动机。从动轮可以位于第一驱动轮和/或第二驱动轮的前方。已经发现这样的从动轮是有益的，因为它们可以有助于以受控方式使平台转向。

平台可包括用于接触地面的仅三个轮的轮组，三个轮的轮组是第一驱动轮、第二驱动轮和从动轮。平台可以是两轮驱动的。平台可以最多两轮驱动。平台可包括最多两个轮，例如第一驱动轮和第二驱动轮。从动轮可以自由旋转并且不布置为主动旋转。换句话说，平台可由最多两个轮推进，这两个轮是第一驱动轮和第二驱动轮。平台可由最多三个轮转向，这三个轮是第一驱动轮、第二驱动轮和从动轮。

平台可以包括中心轴线，可选地沿着平台的长度和/或在平台的宽度的中间。平台可以配置为使得当支撑平台时中心轴线与平台的底座和/或地面平行。中心轴线可以与第一驱动轮和第二驱动轮等距。从动轮可以位于中心轴线上。从动轮的转向轴线可以与中心轴线相交。平台可以配置为使得转向轴线垂直于平台的底座和/或地面。第一驱动轮和第二驱动轮可以沿着中心轴线位于同一点处。从动轮可沿中心轴线偏离第一驱动轮和/或第二驱动轮。

第一驱动轮可以绕第一旋转轴线旋转。第一旋转轴线可与中心轴线具有固定或至少基本上固定的角度。第一旋转轴线可以垂直于中心轴线固定。当支撑平台时，第一旋转轴线可以与平台的底座和/或地面平行。

第二驱动轮可以绕第二旋转轴线旋转。第二旋转轴线可与中心轴线具有固定或至少基本上固定的角度。第二旋转轴线可以垂直于中心轴线固定。第一旋转轴线可以与平台的底座和/或地面平行。

第一旋转轴线可以平行于第二旋转轴线。第一旋转轴线可以与第二旋转轴线至少基本上同轴或同轴地固定。在使用中，当支撑平台时，第一旋转轴线和/或第二旋转轴线可以与平台的底座和/或地面平行。

从动轮可绕旋转轴线被动旋转并绕转向轴线主动转动。从动轮的旋转轴线可以垂直于转向轴线。转向轴线可与从动轮的旋转轴线和/或与固定的中心轴线成角度。转向轴线可以垂直于从动轮的旋转轴线和/或垂直于中心轴线固定。旋转轴线可被约束为沿着转向轴线和/或围绕转向轴线移动。在使用中，当支撑平台时，从动轮的旋转轴线可以与地面平行。在使用中，当支撑平台时，转向轴线可以垂直于地面。从动轮的旋转轴线与中心轴线可具有可变的角度。从动轮的旋转轴线可以沿直线朝向和远离中心轴线移动。

平台可以包括控制器，控制器配置为使第一驱动电机向第一驱动轮输出第一扭矩以驱动第一驱动轮。控制器可配置为使第二驱动电机向第二驱动轮输出第二扭矩以驱动第二驱动轮。第一和第二扭矩可足以单独地或组合地推进平台。控制器可配置为使第一扭矩和第二扭矩相等或变化。控制器可配置为使转向电机向从动轮输出第三扭矩以使从动轮主动转动。

转向组件可包括联接在转向电机和从动轮之间的多个齿轮。转向组件可包括可安装到平台的底座的壳体。多个齿轮可以布置在壳体中。

转向组件可包括可选地联接到转向电机的第一齿轮。第一齿轮可以直接接合至转向电机的输出轴(即，在第一齿轮和转向电机之间没有其他齿轮的意义上)。转向组件可包括第二齿轮，第二齿轮可选地联接到第一齿轮和从动轮，从而通过转向电机使第二齿轮进行的旋转使从动轮绕转向轴线主动转动。第一齿轮可直接联接到第二齿轮。第一齿轮可与第二齿轮啮合。第二齿轮可以与从动轮间接联接。

第一齿轮可包括旋转轴线。转向电机的输出轴可包括旋转轴线。第一齿轮的旋转轴线可以与转向电机的旋转轴线同轴。第二齿轮可包括旋转轴线。第一齿轮的旋转轴线可以沿与第二齿轮的旋转轴线延伸的方向不同的方向延伸。第一齿轮的旋转轴线可以垂直于第二齿轮的旋转轴线。第一齿轮的旋转轴线可以垂直于从动轮的转向轴线。当支撑平台时，第一齿轮的旋转轴线可以与地面平行。第一齿轮的旋转轴线可以垂直于中心轴线。当支撑平台时，第二齿轮的旋转轴线可以垂直于地面。第二齿轮的旋转轴线可以垂直于中心轴线。第二齿轮的旋转轴线可以与转向轴线同轴。

第一齿轮可以是细长的。第一齿轮可以是蜗杆齿轮(worm gear)。第二齿轮可以是与蜗杆齿轮啮合的蜗轮齿轮(worm wheel gear)。已经发现这样的布置是有益的，因为其可以使转向组件变得紧凑。蜗轮齿轮可以不能转动蜗杆齿轮(即蜗杆齿轮可以是不可反向驱动的)。已经发现这样的布置是有益的，因为其可以提高在转向电机故障时平台行进方向的可预测性。

转向组件可包括交叉滚子轴承以支撑第二齿轮。交叉滚子轴承可布置为承载在多个方向上的力，例如径向力和轴向力。已经发现这样的布置是有益的，因为其可以使转向组件变得紧凑。

转向组件可包括轴并且从动轮可安装在该轴上。从动轮可绕该轴自由旋转。也就是说，从动轮的旋转不会引起轴的旋转，因为从动轮和该轴不是旋转地链接。该轴可以相对于从动轮能绕其旋转的旋转轴线可旋转地固定。从动轮可绕该轴自由旋转并由轴承(例如一对轴承)支撑。这一对轴承可以沿着该轴位于从动轮的相对侧上。

从动轮可以在压缩位置和回弹位置之间移动。平台可以包括偏置装置，偏置装置配置为将从动轮偏置到回弹位置。转向组件可包括该偏置装置。偏置装置可以围绕从动轮，使得从动轮占据由偏置装置形成的中心空隙的至少一部分。中心空隙的体积可以根据从动轮沿压缩轴线的位置而变化。当从动轮移动到压缩位置时，空隙的体积可以减小，并且当从动轮移动到回弹位置时，空隙的体积可以增加。转向组件可包括代表从动轮的最大压缩位置的完全塌缩状态。转向组件可包括表示从动轮的最大回弹位置的完全回弹状态。已经认识到，将偏置装置定位成围绕从动轮，并且使得从动轮占据中心空隙，已经发现特别节省空间。因此，已发现这是软目标移动平台上特别有益的布置。

偏置装置可沿压缩轴线在从动轮的回弹位置和压缩位置之间压缩。偏置装置可沿压缩轴线在从动轮的压缩位置和回弹位置之间展开。平台可配置为使得压缩轴线垂直于平台的底座和/或地面。压缩轴线可以与转向轴线同轴。

偏置装置可包括围绕从动轮的环形偏置构件。环形偏置构件可以与压缩轴线同轴。已经发现包括环形偏置构件的这种布置是有益的，因为环形偏置构件可以使平台更加紧凑和节省空间并且具有较低的轮廓。

偏置装置的中心空隙可包括偏置装置的相对的内边缘之间的空间。中心空隙可以是圆柱形空间。

平台可构造成使得偏置装置与从动轮一起绕转向轴线转动。

环形偏置构件可以包括弹簧，例如螺旋弹簧。在优选的布置中，环形偏置构件可以包括环形波簧。已经发现这种包括环形波簧的布置是有益的，因为环形波簧特别节省空间。因此，其可以使平台更加节省空间，从而使平台的轮廓更低。

偏置构件，例如环形波簧，可以是被偏置以展开的压缩构件。偏置构件可被偏置以在压缩位置和回弹位置两者中延伸(即，其被预加载以甚至在回弹位置中展开)。

转向组件可包括可选地联接到转向电机的轮架。轮架可以围绕从动轮。转向组件可包括支撑从动轮的轴。该轴可包括两个端部，每个端部安装到轮架，使得通过转向电机引起的轮架的旋转使从动轮绕转向轴线主动转动。从动轮可以可旋转地安装到轮架。从动轮可通过位于该轴一端的第一轴定位器和位于该轴另一端的第二轴定位器可旋转地安装到轮架。第一轴定位器和第二轴定位器中的每一个均使用至少一个紧固件、优选多个紧固件紧固至轮架。轮架可以与从动轮一起绕转向轴线转动。偏置装置可以压靠轮架以将从动轮推至回弹位置。环形偏置构件可以沿周向围绕轮架定位。已经发现这种布置是有益的，因为其可以使转向组件径向紧凑。

蜗轮齿轮可包括中心空隙。中心空隙可包括蜗轮齿轮的相对的内边缘之间的空间。该空间可以是圆柱形空间。轮架可以至少部分地或几乎完全地位于蜗轮齿轮的中心空隙中。蜗轮齿轮和轮架可以是同心的。轮架可以被约束到蜗轮齿轮并且一起绕转向轴线转动。转向组件可构造成使得尽管轮架沿转向轴线相对于蜗轮齿轮移动，但仍维持蜗轮齿轮和轮架的同心度。当轮架和从动轮沿压缩轴线移动时，由轮架占据的蜗轮齿轮的中心空隙的体积可以变化。当从动轮移向压缩位置时，该体积可以减小。当从动轮移离压缩位置时，该体积可以增大。

环形通道可形成在轮架和第二齿轮(例如蜗轮齿轮)之间。环形偏置构件可以位于环形通道中。

从动轮的轴可以延伸超出从动轮的每一侧。从动轮的轴可安装到轮架以在从动轮的两侧提供支撑。

平台，例如转向组件，可以包括一个或多个引导销，以引导从动轮沿压缩轴线的移动。一个或多个引导销可以使蜗轮齿轮和轮架相对于彼此约束，由此它们一起围绕转向轴线转动。平台，例如转向组件，可以包括用于引导销或每个引导销的通孔。轮架可包括一个或多个通孔。一个或多个引导销可以紧固至蜗轮齿轮。轮架可包括两个通孔，每个通孔用于一引导销，其中两个通孔可以是沿直径方向相对的通孔。

平台，例如转向组件，可以包括一个或多个回弹销。回弹销或每个回弹销包括延伸穿过轮架的相应通孔的轴。轮架可以包括两个通孔，每个通孔用于一回弹销，其中两个通孔可以是沿直径方向相对的通孔。回弹销或每个回弹销包括位于轴的一个端部的头部，其中头部的直径大于相应回弹销延伸穿过的轮架的通孔的直径。回弹销或每个回弹销的头部被构造作为端部止动件以防止轮架沿压缩轴线移动。减震器可位于回弹销或每个回弹销上以吸收轮架与回弹销或每个回弹销之间的冲击。

平台可以包括一个或多个软目标安装件，用于将一个或多个软目标安装到平台的底座上。

平台可包括位于平台后部的后部部分和位于平台前部的鼻部部分。从动轮可位于鼻部部分。平台的底座可以具有围绕底座外缘的倾斜侧面。倾斜侧面允许测试车辆在平台上逐渐上下行驶。底座可以在底座的外缘内和平台的顶部具有盖。

根据第二方面，本发明提供一种在软目标移动平台中使用的转向组件。转向组件可包括可安装到平台的底座的壳体。转向组件可包括联接到壳体的转向电机。转向组件可包括从动轮，从动轮布置为通过转向电机相对于壳体绕转向轴线主动转动。

根据第一方面的平台可以包括根据第二方面的转向组件，其中第一方面的转向电机对应于第二方面的转向电机。

第二方面的转向组件可包括第一方面的转向组件的任何特征。

根据第三方面，本发明提供一种操作可通过动力移动的软目标移动平台的方法。平台可以包括三个轮的轮组，可选地包括两个驱动轮和一个自由轮。两个驱动轮可以配置为通过根据来自用于驱动两个驱动轮中的一个驱动轮的第一驱动电机和用于驱动两个驱动轮中的另一个驱动轮的第二驱动电机的差动扭矩进行差动转向来使平台转向，其中，差动扭矩形成用于移动平台的动力。自由轮可以配置为辅助转向而不提供用于移动平台的动力。所述方法可包括通过转向电机使自由轮绕转向轴线主动转动以向两个驱动轮提供转向辅助。

主动转动可以包括基于来自控制器的输出使自由轮主动转动。

根据另一方面，提供一种用于承载软目标的软目标移动平台，平台包括多个轮，平台在多个轮上移动。多个轮中的至少一个轮可在压缩位置和回弹位置之间移动，并且平台包括偏置装置，偏置装置构造为将轮偏置到回弹位置。轮可以是从动轮或可由驱动电机驱动的驱动轮。从动轮或驱动轮可以是可转向的并且布置为通过转向电机绕转向轴线主动转动。转向电机可以与驱动电机分开。偏置装置可以包括波簧。偏置装置可以围绕轮，使得轮占据由偏置装置形成的中心空隙的至少一部分。偏置装置优选地包括围绕轮的环形偏置构件，并且环形偏置构件优选地是环形波簧。在一些实施方式中，多个轮中的每一个轮可在压缩位置和回弹位置之间移动，并且可包括上述偏置装置。已经发现包括波簧、特别是但不排他地以上述方式使用的环形波簧的软目标平台是有益的，因为环形波簧特别节省空间(例如与螺旋弹簧相比)。因此，其可以使平台更加节省空间，从而使平台的轮廓更低。

根据又一方面，提供一种用于承载软目标的软目标移动平台，平台包括多个轮，平台在多个轮上移动。平台可以包括转向组件。转向组件可包括转向电机。平台可以包括可转向轮。可转向轮可以是从动轮。可转向轮可布置为通过转向电机围绕转向轴线主动转动。可转向轮可以是可由驱动电机驱动的驱动轮。驱动电机可以与转向电机分离。转向组件可包括联接在转向电机和可转向轮之间的多个齿轮。多个齿轮可包括蜗杆齿轮和与蜗杆齿轮啮合的蜗轮齿轮。已经发现这样的布置是有益的，因为其可以使转向组件变得紧凑。

当然应当理解，关于本发明的一方面描述的特征可以并入本发明的其他方面。例如，本发明的第三方面的方法可以结合参考本发明的第一方面和第二方面描述的任何特征，反之亦然。

附图说明

现参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施方式，其中：

图1是根据第一示意性实施方式的软目标移动平台的立体图；

图2是根据第一示意性实施方式的软目标移动平台的仰视图；

图3是根据第一示意性实施方式的软目标移动平台的前部的立体图；

图4是根据第一示意性实施方式的转向组件的立体图；

图5是根据第一示意性实施方式的转向组件的截面的立体图；

图6是图5的局部放大图；

图7是根据第一示意性实施方式的子组件的截面的立体图；

图8是根据第一示意性实施方式的轮架的立体俯视图；

图9是根据第一示意性实施方式的轮架的截面的立体仰视图；

图10是根据第一示意性实施方式的转向组件在完全回弹状态下的剖视图；

图11是根据第一示意性实施方式的转向组件在完全塌缩状态下的剖视图；

图12是根据第一示意性实施方式的转向组件在处于完全回弹状态且从动轮从图7的完全回弹状态转动90度时的剖视图；

图13是根据第一示意性实施方式的图12的转向组件的第二截面的立体图；

图14是示出根据第二示意性实施方式的操作软目标移动平台的方法的图；

图15是根据第三示意性实施方式的软目标移动平台的一部分的立体图；和

图16是根据第四示意性实施方式的软目标移动平台的一部分的立体图。

具体实施方式

图1至图3示出根据第一实施方式的软目标移动平台181。平台181具有中心轴线197，中心轴线197沿着平台181的长度从平台181后方的后部180延伸至平台181前方的鼻部186。平台181包括具有围绕底座183的外缘的倾斜侧面188的底座183、位于底座183的外缘内且位于平台181的顶部的盖190以及用于将软目标(未显示)安装到底座183的软目标安装件184。倾斜侧面允许测试车辆逐渐驶上平台181上、驶过平台181和和驶下平台181。

平台181优选地与模拟具有小足迹和回转圆的物体的软目标一起使用，例如测试假人行人、骑自行车的人或骑电动滑板车的人。平台181是低轮廓的(low profile)，使得平台181是不显眼的(从而尽可能地避免车辆传感器将其识别为软目标的一部分)，可以安全地通过测试车辆下方，并且软目标是可尽可能靠近地面地安装到软目标安装件184的。

在另一实施方式中，平台181可以包括从后部180延伸并且可选地紧固至后部180的下侧的悬臂板。悬臂板包括软目标安装件，该软目标安装件替代图1中所示的软目标安装件184或附加至图1中所示的软目标安装件184，且低于图1所示的软目标安装件184，其使得软目标的最低点能够保持距离地面大约25mm。因此，悬臂板使得平台181能够近似地模仿与地面直接接触的行人。

平台181包括一组轮，这些轮布置为与平台181在其上行进的地面接触。这一组轮包括三个轮，即位于平台181的后部180的两个后轮和位于平台181的鼻部186的一个前轮。

两个后轮驱动。单个的前轮从动。术语“驱动(driven)”描述的是由于输入旋转力的存在而直接引起的轮的旋转以使轮绕其旋转轴线旋转，从而使轮沿着地面移动。术语“旋转”是指轮围绕与地面平行的轴线(由此可以称为水平轴线)的滚动运动。轮的滚动运动足以推动平台，例如第一实施方式的平台181。驱动轮可以主动旋转。这使得驱动轮的速度和加速度是可直接控制的。相反，术语“从动(undriven)”描述的是缺少由于这样的输入旋转力而导致的轮的旋转。例如，从动轮可以被动地旋转，使得其响应于驱动轮的主动旋转或从地面施加到从动轮的摩擦而沿着地面滚动。从动轮可以一直自由旋转(除非被制动)并且由于不存在输入旋转力，其不是被配置用于充分推进平台，例如第一实施方式的平台181。

两个后轮包括位于中心轴线197的第一侧的第一驱动轮185和位于中心轴线197的相对的第二侧的第二驱动轮189。第一驱动轮185和第二驱动轮189中的每一个从中心轴线197偏移相同的角度。当在地面上行驶时和/或当被经过平台181的测试车辆压在上面时，两个后轮的相对布置有助于稳定平台181并平衡左右运动。第一驱动轮185和第二驱动轮189中的每一个均包括彼此平行且沿着与中心轴线197的方向垂直的方向延伸的旋转轴线。

第一驱动轮185和第二驱动轮189中的每一个都可以旋转，但是是受约束的使得第一驱动轮185和第二驱动轮189不能转动。因此，当从上方观察平台181时，并且例如当平台181未被测试车辆压缩时，每个旋转轴线与中心轴线197之间的角度是固定的。第一驱动轮185和第二驱动轮189在滚动方向上沿地面滚动。滚动方向是固定的，即滚动方向不能相对于中心轴线197改变。第一驱动轮185和第二驱动轮189的固定的滚动方向平行于中心轴线197并且沿平台181的纵向方向延伸。

平台181包括布置在平台181的鼻部186处的转向组件101。转向组件101包括作为从动轮43的前轮。从动轮43包括旋转轴线93，从动轮43可以围绕旋转轴线93旋转(例如，如图6所示)。从动轮43的旋转轴线可相对于中心轴线197转动。

在关于从动轮的描述中，术语“转向(steer)”指的是使从动轮围绕转向轴线转动，以在直行/后退、向左或向右方向上对平台(例如第一实施方式的平台181)进行转向操控。转向轴线与地面垂直并且可以被称为竖直轴线。

与两个后轮相反，前轮可以围绕转向轴线95转向，以对转向平台181进行转向。也就是说，从动轮43可以围绕垂直于中心轴线197定向的竖直轴线转动。转向轴线95由此垂直于水平的中心轴线197。从动轮43的旋转轴线93与水平的中心轴线197之间的角度由此是可变的。从动轮43在可变的滚动方向上滚动。

平台181包括连接到第一驱动轮185的第一驱动电机187。第一驱动电机187是配置为向第一驱动轮185提供扭矩以使其旋转(绕旋转轴线滚动)的电动机。

平台181包括连接到第二驱动轮189的第二驱动电机191。第二驱动电机191是配置为向第二驱动轮189提供扭矩以使其旋转(绕旋转轴线滚动)的电动机。

平台181包括连接至从动轮43的转向电机47。转向电机47配置为向从动轮43提供扭矩以使从动轮43主动转动。

平台181包括控制器182，用于控制第一驱动电机187和第二驱动电机191中的每一个的扭矩输出，以驱动相应的第一驱动轮185和第二驱动轮189。控制器182还控制转向组件101的转向电机47，以使得从动轮43主动转动。

控制器182配置为向第一驱动电机187和第二驱动电机191中的每一个输出信号，以使相应的第一驱动轮185和第二驱动轮189旋转。控制器182可以使相应的第一驱动电机187和第二驱动电机191输出扭矩，例如相等的扭矩，以驱动第一驱动轮185和第二驱动轮189，并使平台181(当从动轮43类似地对准时)沿直行方向移动。

平台181是可通过差动转向来转向的。也就是说，控制器182配置为使相应的第一驱动电机187和第二驱动电机191提供扭矩输出，例如不相等的扭矩，以驱动第一驱动轮185和第二驱动轮189，从而使平台181左转或右转。在转向过程中，与第一驱动轮185和第二驱动轮189中的外轮相比，第一驱动轮185和第二驱动轮189中的内轮将具有相对低的旋转速度，外轮将具有相对高的旋转速度。

在本发明的第一实施方式中，可以通过转向电机47使从动轮43绕转向轴线95主动转动，来向平台181提供转向辅助。可以在转动之前和/或在转动过程中提供转向辅助。第一实施方式的转向组件101使得平台181能够响应并快速地转动和/或用较少的力，至少在开始时。例如，如果从动轮43配置为被动转向，例如当被作为脚轮(castor wheel)提供时，从动轮43的可变滚动方向可能至少在最初没有与平台181的所需行进方向对准。主动转动从动轮43提高了平台181的机动性。还发现，与脚轮相反，使用从动但被转向的从动轮43可提高平台181的稳定性，尤其是当软目标遇到侧风时。

控制器182根据第一驱动轮185和第二驱动轮189的差动转向来控制从动轮43的转动量。

图3更详细地示出软目标移动平台181的前部。底座183包括转向组件舱145，转向组件101位于其中并联接到底座183。在所示视图中，盖190的一部分被移去以使转向组件舱145和转向组件101在图3中可见。在使用中，盖190覆盖转向组件舱145和转向组件101。

现在下面的描述集中于转向组件101。

图4至图13更详细地示出首先在图3中示出的转向组件101(图7示出子组件，图8和图9示出单个的部件)。图5、6、10和11示出沿图4中的虚线的截面。尽管与图3相比，在图4至图13中的一部分附图中可以觉察到转向组件101的一些细微差别，但可以确认的是图4至图13的转向组件101是第一实施方式的组成部分。

转向组件101包括从动轮43和转向电机47，从动轮43是平台181的从动的单个轮。转向组件101包括蜗杆齿轮5形式的第一齿轮和蜗轮齿轮3形式的第二齿轮。具有这种布置的转向组件由于改进的紧凑性而被证明是有利的。蜗杆齿轮5联接至转向电机47的输出轴(未示出)并与蜗轮齿轮3啮合。因此，来自转向电机47的扭矩通过转向电机47的输出轴(未示出)传递至蜗杆齿轮5，然后传递至蜗轮齿轮3。从动轮43与蜗轮齿轮3联接并与蜗轮齿轮3一起移动，使得从动轮43绕转向轴线95转动，从而为平台181提供转向辅助。

转向组件101包括电连接器51，用于在平台181的控制器182和转向电机47之间建立电连接。

转向组件101包括具有齿轮壳体腔59的齿轮壳体53。蜗杆齿轮5和蜗轮齿轮3位于齿轮壳体腔59内。

转向组件101包括直径上相对的第一引导销46和第二引导销48，以引导从动轮43的竖直运动，如下面结合图10更详细地讨论的。

图7示出转向组件101的子组件的截面的立体图。该子组件示出在由蜗轮齿轮3的周壁4限定的空间内的转向组件101的各个部件，为了说明的目的，省略了转向组件101的其他部件。如图7所示，从动轮43可旋转地联接至轴13并绕旋转轴线93旋转。

另外如图10和图11所示，从动轮43包括轮毂19和安装到轮毂19的轮胎21。从动轮43经由轮毂19，由第一轮轴承25和第二轮轴承27支撑在轴13上。第一轮轴承25和第二轮轴承27通过轮轴承间隔件23沿着轴13间隔开，轮轴承间隔件23位于从动轮43的宽度内并且位于轴13的中心。

转向组件包括轮架11，如图8和图9中单独示出并在下面讨论的。如图7、图10和图11所示，轴13通过第一轴定位器17和第二轴定位器20(两者通过螺栓固定到轮架11)联接到轮架11。例如，图7所示的第一轴定位器17通过第一端部螺栓16和第二端部螺栓18固定至轮架11。

如图10和图11所示，紧固至轴13的相应螺纹端部的第一轮螺母29和第二轮螺母31，以此顺序在第一轮螺母29和第二轮螺母31之间固定第一轴定位器17、第一轮轴承25、轮轴承间隔件23、第二轮轴承27和第二轴定位器20。从动轮43、轴13、第一轮轴承25和第二轮轴承27以及轴定位器17、20位于轮架11的腔内，使得轮架11围绕这些部件周向延伸。

如图10和图11进一步所示，第一紧固件39和第二紧固件40插入相应的第一回弹销35和第二回弹销36的内部并与其螺纹接合。每个紧固件39、40与相应的第一回弹销35和第二回弹销36的螺纹接合将紧固件39、40和销35、36固定到蜗轮齿轮3的顶部，并且每个紧固件39、40的头部填充蜗轮齿轮3的上表面中的凹进部。轮架11包括第一通孔10和第二通孔12(如下文联系图8和图9所论述的)，相应的第一回弹销35和第二回弹销36延伸穿过第一通孔10和第二通孔12。第一回弹销35和第二回弹销36包括相应的第一头部34和第二头部38，第一头部34和第二头部38的直径大于相应的第一通孔10和第二通孔12的直径。这使得轮架11能够沿着第一回弹销35和第二回弹销36的颈部在第一头部34和第二头部38与蜗轮齿轮3的下侧之间被竖直地约束。轮架11通过紧固件39、40和销35、36与蜗轮齿轮3的联接确保轮架11与蜗轮齿轮3一起转动。

第一减震器32位于第一回弹销35的颈部周围并搁置在第一回弹销35的头部上。第二减震器33位于第二回弹销36的颈部周围并搁置在第二回弹销36的头部上。第一减震器32和第二减震器33是可压缩的，以在使用中当从动轮43回弹时吸收轮架11的冲击载荷。

图8和图9单独地示出轮架11。图8从上方示出轮架11，图9从下方示出沿着图8中的虚线的截面。轮架11包括位于轮架11直径中心的中心通孔8(如图8所示)、沿直径方向相对的第一通孔10和第二通孔12以及同样沿直径方向彼向相对的第三通孔2和第四通孔6。第三和第四通孔2、6中的每一个的一端均被凹进部14包围，该凹进部14凹入轮架11的顶部并包围相应的第三和第四通孔2、6。

如图9所示，轮架11包括四个加厚部26，其中每个加厚部26均包括端面24和从端面24延伸的盲孔22。一对端面24与每个轴定位器17、20接合(见图7，示出第一轴定位器17的情况)并且每个盲孔22与每个螺栓接合(图7中仅示出第一端部螺栓16和第二端部螺栓18)。轮架11还包括上侧壁28，其从轮架11的顶部向下延伸至下侧壁30，边沿42从下侧壁30向外突出。

如图7所示，转向组件101包括下引导件9和环形波簧7，环形波簧7围绕轮架11的外侧并在蜗轮齿轮3的周壁4之内延伸。下引导件9是搁置在轮架11的边沿42上的环形圈。环形波簧7位于在蜗轮齿轮3、轮架11和下引导件9之间形成的环形通道内。环形波簧7可沿压缩轴线压缩，并被偏置以沿平行于轮架11的上侧壁28和下侧壁30的方向延伸。压缩轴线与转向轴线95同轴。下引导件9与蜗轮齿轮3的内侧壁接合并在边沿42和下侧壁30处与轮架11接合。

如图6所示，转向组件101包括交叉滚子轴承37。交叉滚子轴承37是环形的并且包括外圈和内圈。内圈与外圈是同心的并可相对于外圈旋转。交叉滚子轴承37的内圈被夹至蜗轮齿轮3。这将蜗轮齿轮3固定到交叉滚子轴承37的内圈，使得蜗轮齿轮3能够与内圈一起围绕交叉滚子轴承37的外圈旋转。交叉滚子轴承37的外圈被夹至齿轮壳体53。这将齿轮壳体53固定到交叉滚子轴承37的外圈。

如图10和图11所示，转向组件101包括耐磨垫41和挡泥板52。耐磨垫41联接至齿轮壳体53，挡泥板52联接至轮架11。在本实施方式中，使用高强度双面胶带来附接耐磨垫41。耐磨垫41保护转向组件101的下侧免受地面冲击，并且挡泥板52保护轮架11的下侧免受从从动轮43弹起并进入转向组件101的污垢进入。

当结合图10至图12研究图6和图7时，可以理解从动轮43的转动动作。

转向电机47(图4所示)的输出轴(未示出)驱动蜗杆齿轮5并使蜗杆齿轮5绕与蜗杆齿轮5的纵向轴线相对应的第一旋转轴线94旋转。当蜗杆齿轮5旋转时，蜗杆齿轮5和蜗轮齿轮3的啮合使得蜗轮齿轮3绕对应于转向轴线95的第二旋转轴线旋转(第二旋转轴线垂直于第一旋转轴线)。蜗轮齿轮3在齿轮壳体53内的旋转运动由交叉滚子轴承37支撑。交叉滚子轴承37在多个方向上承载力，例如沿转向轴线95在轴向承载力并且相对于转向轴线95在径向承载力，从而使得转向组件101能够紧凑。

通过第一和第二紧固件39、40(图6中仅可见第一紧固件39，图10和图11中均可见)将蜗轮齿轮3与轮架11联接，使得从动轮43与蜗轮齿轮3一起旋转。固定到第一和第二回弹销35、36的第一和第二紧固件39、40将第一和第二回弹销35、36推靠在限定轮架11的第一和第二通孔10、12的相应的相邻壁上(如图10和11所示)。推靠轮架11使得从动轮43绕转向轴线95转动。

当装配到平台181时，蜗杆齿轮5的第一旋转轴线94的延伸方向垂直于平台181的中心轴线197的方向。蜗杆齿轮5的第一旋转轴线94也相对于平台181的中心轴线197固定。蜗轮齿轮3的运动控制从动轮。

通过环形波簧7在环形通道内(在蜗轮齿轮3与轮架11之间)沿压缩轴线的压缩和展开，从动轮43和轮架11可朝向和远离蜗轮齿轮3移动。这使得从动轮43能够具有压缩位置和回弹位置。

图10示出处于完全回弹状态的转向组件101，图11示出处于完全塌缩状态的转向组件101。由于环形波簧7通过下引导件9作用在轮架11上，转向组件101被朝向完全回弹状态偏置。当环形波簧7被压缩并且轮架11的上侧与蜗轮齿轮3的下侧接合时，转向组件101朝向完全塌缩状态移动，如图11所示。

平台181将包括非簧载质量和簧载质量。平台181的非簧载质量包括从动轮43和轮架11。平台181的簧载质量包括底座183的质量、可选软目标的质量以及相对于底座183竖直固定的转向组件101的部件的质量，例如转向电机47、齿轮壳体53、蜗杆齿轮5、蜗轮齿轮3。簧载质量由环形波簧7支撑并且因此在环形波簧7上施加力，这可以使得环形波簧7压缩到一定程度。然而，环形波簧7被构造成使得与环形波簧7在转向组件101的完全回弹状态和塌缩状态之间的总可能位移相比，单独由非簧载质量引起的位移是可忽略的。这使得转向组件101能够在地面上的隆起物上行进时以及在被测试车辆作用时压缩。

在完全回弹状态下，如图10所示，从动轮43处于最大回弹位置。在完全回弹状态下，由于环形波簧7的展开力经由下引导件9施加在蜗轮齿轮3和轮架11上，使得轮架11压靠在第一和第二减震器32、33上。第一和第二减震器32、33是水平的，使得轮架11也相对于蜗轮齿轮3水平。轮胎21的一部分和从动轮43的轮毂19远离耐磨垫41的中心孔突出。

图10示出与图11的压缩状态相比处于展开状态的环形波簧7。在展开状态下，环形波簧7仍然处于压缩状态。这使得当转向组件101处于完全回弹状态时，从动轮43能够被锁定为回弹。

在完全塌缩状态下，如图11所示，从动轮43处于最大压缩位置。在完全塌缩状态下，环形波簧7本身并未完全压缩，但由于转向组件101的部件之间邻接，从动轮43不能移动靠近蜗轮齿轮3。因此，从动轮43的最低点位于耐磨垫41的最低点的上方。

耐磨垫41为转向组件101提供一层保护。因此，只有当耐磨垫41完全磨损时，从动轮43才会与地面接触并处于完全塌陷状态。然而，从动轮43的轮胎21的磨损是可预期的。

仅当轮胎21没有磨损并且不存在耐磨垫41时才预期达到完全塌缩状态。在使用中，当平台181被驶过时，平台181的底座183承受测试车辆的负载，而不是转向组件101吸收来自测试车辆的负载。从动轮43因此可以完全凹入蜗轮齿轮3和耐磨垫41之内。

在完全塌缩状态下，第一轴定位器17和第二轴定位器20与相应的第一回弹销35和第二回弹销36接合，并且轮架11的上表面与蜗轮齿轮3的下表面接合。在撞击时，能量从从动轮43经由轮架11和蜗轮齿轮3传递到齿轮壳体53。加厚部26有助于分配来自轴定位器17、20的能量。

在完全塌缩状态下，第一轮螺母29和第二轮螺母31与相应的第一回弹销35和第二回弹销36之间在完全塌缩状态下存在间隙。这有助于最小化转向组件101的封装空间，为了提供可安装转向组件101的低轮廓平台，该封装空间在竖直方向上是非常宝贵的。

当处于完全塌缩状态时，轮架11的中心通孔8容纳蜗轮齿轮3的中心突出部44，其中，中心突出部44位于蜗轮齿轮3的直径中心并从蜗轮齿轮3的周围面向下的表面朝从动轮43延伸。

当环形波簧7被压缩时，弹簧将转向组件101向完全回弹状态偏置，如图10所示。环形波簧7推靠蜗轮齿轮3和下引导件9以推动蜗轮齿轮3与轮架11分开。由此，环形波簧7迫使图7中的部件(例如，从动轮43、轴13、轴定位器17、20、轮架11、下引导件9和环形波簧7)远离蜗轮齿轮3。

当沿着压缩轴线移动时，轮架11沿着分别延伸穿过第三通孔2和第四通孔6的第一引导销46和第二引导销48(图10中不可见)移动。第一通孔10和第二通孔12沿着相应的第一回弹销35和第二回弹销36同时移动。环形波簧7继续展开，直到轮架11的下侧抵靠第一减震器32和第二减震器33的上侧。

图12和图13示出处于旋转且完全回弹状态的转向组件101，其中示出的截面是分开90度截取的，并且图13是示出各个部件的相对深度的立体图。图7中的子组件的部件(例如，从动轮43、轴13、轴定位器17、20、轮架11、下引导件9、环形波簧7)通过蜗轮齿轮3从图10所示的方向旋转90度角。

图14示出操作软目标移动平台(例如第一实施方式的平台181)的方法400。平台包括三个轮的轮组。三个轮的轮组包括两个驱动轮和一个自由轮。自由轮是从动轮，例如第一实施方式的从动轮43。自由轮一直自由旋转，无需从平台提供驱动力来使得自由轮旋转。因此，平台是两轮驱动的。

两个驱动轮配置为通过差动转向来使平台转向。差动转向包括来自两个驱动单元(这两个驱动单元组合起来提供用于移动平台的动力)的差动扭矩。每个驱动单元配置为驱动各驱动轮。自由轮配置为辅助转向而不贡献用于移动平台的动力。

方法400包括通过转向电机使得自由轮绕转向轴线主动转动401，以向两个驱动轮提供转向辅助。

自由轮的主动转动401可以通过本文公开的任何一个转向组件来实现，例如第一实施方式的转向组件101。

方法400可选地包括通过使用来自两个驱动轮的动力并向两个驱动轮施加差动扭矩来提供差动转向403。

方法400可选地包括将自由轮塌缩至塌缩状态405，例如完全塌缩状态。方法400可选地包括将自由轮从塌缩状态向回弹状态(例如，完全回弹状态)回弹407。完全塌缩状态和完全回弹状态的示例在第一实施方式中示出。有利的是，平台的底座可以承载在平台上行驶的测试车辆的负载。

自由轮的回弹407可以由本文公开的任何一个转向组件实现，例如第一实施方式的转向组件101。

图15示出根据第二实施方式的平台281。第二实施方式的平台281的与第一实施方式的平台181相同的特征的参考数字分别加100。对这些特征的相似之处不再详细讨论，以讨论第一和第二实施方式之间的差异。

平台281包括中心轴线297和位于转向组件舱245中的转向组件201。转向组件281包括偏离中心轴线297的转向电机247。转向电机247包括垂直于中心轴线297并与之隔开的旋转轴线(未示出)。转向电机247的输出轴(未示出)联接到主滑轮(master pulley)292并驱动主滑轮292。主滑轮292通过环形带298联接到从滑轮296。单个的从动轮(未示出)通过驱动滑轮292、296和环形带298的转向电机247的作用绕转向轴线295转动。皮带张紧器294在扭矩从转向电机247传递到单个从动轮(未示出)的过程中保持环形带298的张力。第二实施方式的转向组件201不如第一实施方式的转向组件101节省空间。

图16示出根据第三实施方式的平台381。第三实施方式的平台381的与第一实施方式的平台181相同的特征的参考数字加200。对这些特征的相似之处不再详细讨论，以讨论第一、第二和第三实施方式之间的差异。

平台381包括中心轴线397和位于转向组件舱345中的转向组件301。转向组件301包括布置在中心轴线397上的转向电机347。转向电机347是直接驱动无刷电机，其包括与中心轴线397垂直交叉的旋转轴线(未示出)。单个的从动轮(未示出)通过转向电机347的作用绕转向轴线395转动，以向平台381提供转向辅助。第三实施方式的转向组件301比第二实施方式的转向组件201更节省空间，不如第一实施方式的转向组件101节省空间。

虽然已经参考具体实施方式描述和说明了本发明，但本领域普通技术人员将理解，本发明适合于本文未具体说明的许多不同变型。现在仅以示例的方式描述某些可能的变化。

尽管第一至第三实施方式的软目标平台181、281、381对前部进行了描述(并且第一实施方式的平台181对后部进行了描述)，但是本领域技术人员将理解，此取向是可根据行进方向切换的。例如，每个驱动电机可以是可反向驱动的以有效地使平台后退。

所描述的任何一种软目标平台可包括多个用于软目标的可能的安装位置，例如多个软目标安装件，每个软目标安装件用于将软目标(未示出)的一部分安装到底座上。例如，平台可具有至少一个位于平台的中心轴线的中央软目标安装件和/或至少一个位于中心轴线的一侧的软目标安装件。

当在上文的描述中提到具有已知的、明显的或可预见的等同方式的整数或元件时，则这些等同方式被并入本文，如同单独说明一样。应参考权利要求来确定本发明的真实范围，其应被解释为涵盖任何此类等同方式。读者还应理解，被描述为优选的、有利的、方便的等的本发明的整数或特征是可选的并且不限制独立权利要求的范围。此外，应理解，这样的可选整数或特征虽然在本发明的一些实施方式中可能有益，但在其他实施方式中可能不是期望的，并且因此可能不存在。

Claims (19)

1.一种用于承载软目标的软目标移动平台，所述平台包括：

第一驱动电机；

可由所述第一驱动电机驱动的第一驱动轮；

第二驱动电机；

可由所述第二驱动电机驱动的第二驱动轮；以及

转向组件，所述转向组件包括：

转向电机；和

从动轮，其被布置为通过所述转向电机绕转向轴线主动转动；其中，所述平台能够通过从所述第一驱动电机和所述第二驱动电机到相应的第一驱动轮和第二驱动轮的差动扭矩来转向，并且通过由所述转向电机使所述从动轮绕所述转向轴线主动转动来提供转向辅助。

2.根据权利要求1所述的软目标移动平台，其中，所述转向组件包括：

联接到所述转向电机的第一齿轮；和

联接到所述第一齿轮和所述从动轮的第二齿轮，从而通过所述转向电机使所述第二齿轮进行的旋转使所述从动轮绕所述转向轴线主动转动。

3.根据权利要求2所述的软目标移动平台，其中，所述第一齿轮的旋转轴线垂直于所述第二齿轮的旋转轴线。

4.根据权利要求3所述的软目标移动平台，其中，所述第二齿轮的旋转轴线与所述转向轴线同轴。

5.根据权利要求3或4所述的软目标移动平台，其中，所述第一齿轮为蜗杆齿轮，并且所述第二齿轮为与所述蜗杆齿轮啮合的蜗轮齿轮。

6.根据前述权利要求中任一项所述的软目标移动平台，其中，所述从动轮在压缩位置和回弹位置之间可移动，并且所述平台包括构造为将所述从动轮偏置到所述回弹位置的偏置装置，其中，所述偏置装置围绕所述从动轮，使得所述从动轮占据由所述偏置装置形成的中心空隙的至少一部分。

7.根据权利要求6所述的软目标移动平台，其中，所述偏置装置能够在所述从动轮的所述回弹位置和所述压缩位置之间沿着压缩轴线压缩。

8.根据权利要求7所述的软目标移动平台，其中，所述压缩轴线与所述转向轴线同轴。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的软目标移动平台，其中，所述偏置装置包括围绕所述从动轮的环形偏置构件。

10.根据权利要求9所述的软目标移动平台，其中，所述环形偏置构件是环形波簧。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的软目标移动平台，包括用于引导所述从动轮沿着所述压缩轴线移动的引导销。

12.根据前述权利要求中任一项所述的软目标移动平台，其中，所述转向组件包括：

联接到所述转向电机的轮架；和

支撑所述从动轮的轴，其中，所述轴的两端均安装到所述轮架，从而通过所述转向电机使所述轮架进行的旋转使所述从动轮绕所述转向轴线主动转动。

13.一种在软目标移动平台中使用的转向组件，所述转向组件包括：

可安装到所述平台的底座的壳体；

联接到所述壳体的转向电机；和

从动轮，其被布置为通过所述转向电机相对于所述壳体绕转向轴线主动转动。

14.根据权利要求13所述的转向组件，包括根据权利要求2至12中任一项所述的转向组件的任何特征或特征的组合。

15.一种操作可通过动力移动的软目标移动平台的方法，所述平台包括三个轮的轮组，所述三个轮的轮组包括：

两个驱动轮，所述两个驱动轮通过根据来自用于驱动所述两个驱动轮中的一个驱动轮的第一驱动电机和用于驱动所述两个驱动轮中的另一个驱动轮的第二驱动电机的差动扭矩进行的差动转向，来使所述平台转向，其中，所述差动扭矩形成用于移动所述平台的动力；和

自由轮，所述自由轮用于辅助转向，而不提供用于移动所述平台的动力；

所述方法包括通过转向电机使所述自由轮绕转向轴线主动转动以向所述两个驱动轮提供转向辅助。

16.一种用于承载软目标的软目标移动平台，所述平台包括：

多个轮，所述平台在所述多个轮上移动，其中至少一个轮是在压缩位置和回弹位置之间可移动的轮；

偏置装置，所述偏置装置构造为将所述轮偏置到所述回弹位置，其中，所述偏置装置包括围绕所述轮的环形偏置构件，使得所述轮占据由所述偏置装置形成的中心空隙的至少一部分。

17.根据权利要求16所述的软目标移动平台，其中，所述偏置装置能够在所述回弹位置和所述压缩位置之间沿压缩轴线压缩。

18.根据权利要求16或17所述的软目标移动平台，其中，所述环形偏置构件包括环形波簧。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的软目标移动平台，其中，所述轮是脚轮。