CN211844622U

CN211844622U - 一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置

Info

Publication number: CN211844622U
Application number: CN202020535070.8U
Authority: CN
Inventors: 刘兵; 陈琦; 袁飞虎
Original assignee: Zhuzhou CRRC Special Equipment Technology Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou CRRC Special Equipment Technology Co Ltd
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2030-04-13

Abstract

本实用新型提供了一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置。包括机座、驱动单元、转向单元、缓冲单元和寻踪模块和限位单元；驱动单元设置两组，分别安装在机座两侧；寻踪模块安装在机座底部的安装板上；转向单元包括转向架主轴、方向器安装板、直线轴承和推力轴承；转向架主轴一端固定在机座上，另一端通过法兰与方向器安装板连接；直线轴承安装在法兰上，直线轴承与转向架主轴相匹配；推力轴承的内圈与直线轴承连接，推力轴承的外圈与法兰连接；缓冲单元包括弹性件和弹性件底座；弹性件在小车行驶过程中用于防震。本实用新型设置了寻踪模块，寻踪模块能够自动寻找小车行驶路径，指示小车完成前行、转弯、停车等动作，从而实现对小车的智能化控制。

Description

一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置

技术领域

本实用新型涉及交通运输车辆自动驾驶技术领域，具体涉及一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置。

背景技术

随着无人驾驶技术不断发展，对比现有转向技术，智能无人驾驶转运装备是智能交通发展的重要手段，智能无人驾驶是现代化交通网络趋势，是现代化交通工具的代表性产品之一。随着工业化4.0的扩张进程中，遇到了十分突出的人机对接的技术与装备问题。现有技术中，对小车的牵引和转向等操作一般通过人工控制来实现。

综上所述，急需一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置，以解决车辆在无人驾驶情况下，根据路况和周边环境状况，在调度系统智能控制下，实现车辆自动转向。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置，包括机座、驱动单元、转向单元、缓冲单元和寻踪模块和限位单元；驱动单元设置两组，分别安装在机座两侧；寻踪模块安装在机座底部的安装板上；

所述驱动单元包括电机减速机、驱动轮轴和驱动轮；电机减速机通过螺栓和弹垫固定在机座上；驱动轮通过驱动轮轴与电机减速机连接；

转向单元包括转向架主轴、方向器安装板、直线轴承和推力轴承；转向架主轴一端通过销轴固定在机座上，另一端通过法兰与方向器安装板连接；直线轴承安装在法兰上，直线轴承与转向架主轴相匹配；推力轴承的内圈与直线轴承连接，推力轴承的外圈与法兰连接；

缓冲单元包括弹性件和弹性件底座；弹性件底座安装在机座上端，弹性件套在直线轴承上，弹性件一端与弹性件底座相抵触，另一端与法兰相抵触。

优选地，所述寻踪模块包括位置传感器、信号处理系统和伺服系统；位置传感器用于采集车辆的位置信号；信号处理系统用于接收位置传感器发出的信号并向伺服系统发出工作指令；伺服系统用于驱动车轮行走和转向。

优选地，所述推力轴承为滚针平面推力轴承。

优选地，限位单元包括限位杆和限位板；限位杆安装在方向器安装板上，限位板安装在机座上端表面，转向时，限位杆和限位板相抵触，用以限制方向器安装板的转向角度。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型中，设置了两组驱动单元，每组驱动单元中的电机减速机可以单独控制对应的驱动轮转动，通过控制两个驱动轮的速度不一致，实现了转向功能。

(2)本实用新型中，弹性件底座安装在机座上端，弹性件套在直线轴承上，弹性件一端与弹性件底座相抵触，另一端与法兰相抵触。弹性件在小车行驶过程中起到防震作用，提高了小车运行的舒适性。

(3)本实用新型中，设置了寻踪模块，寻踪模块能够自动寻找小车行驶路径，指示小车完成前行、转弯、停车等动作，从而实现对小车的智能化控制。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是无人驾驶驱动轮电控差速转向系统装置的三维结构示意图；

图2是无人驾驶驱动轮电控差速转向系统装置的俯视图；

图3是图2的A-A剖面视图；

图4是图2的B-B剖面视图；

图5是寻踪模块逻辑控制图；

图6是无人驾驶驱动轮电控差速转向系统装置在AGV小车上的应用；

其中，1、机座，11、安装板，2、驱动单元，21、电机减速机，22、驱动轮轴，23、驱动轮，3、转向单元，31、转向架主轴，32、方向器安装板，33、直线轴承，34、推力轴承，35、销轴，36、法兰，4、缓冲单元，41、弹性件，42、弹性件底座，5、寻踪模块，6、限位单元，61、限位杆，62、限位板，100、差速转向系统装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1～图6，一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置，本实施例应用于AGV小车上。

一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置包括机座1、驱动单元2、转向单元3、缓冲单元4、寻踪模块5和限位单元6；驱动单元2设置两组，分别安装在机座1两侧；寻踪模块5安装在机座1底部的安装板11上；安装板11通过螺钉与机座1固定。

所述驱动单元2包括电机减速机21、驱动轮轴22和驱动轮23；电机减速机21通过螺栓和弹垫固定在机座1上；驱动轮23通过驱动轮轴22与电机减速机21连接；

驱动轮23通过螺栓、弹垫和平垫固定在驱动轮轴22上，驱动轮轴22通过平键带动驱动轮23旋转。驱动轮轴22通过螺栓、弹垫和平垫固定在电机减速机21上，电机减速机21通过平键带动驱动轮轴22旋转。

转向单元3包括转向架主轴3131、方向器安装板32、直线轴承33和推力轴承34；转向架主轴31一端通过销轴35、螺栓、弹垫和平垫固定在机座1上，另一端通过法兰36与方向器安装板32连接；直线轴承33通过螺钉安装在法兰36上，直线轴承33与转向架主轴31相匹配；推力轴承34的内圈与直线轴承33连接，推力轴承34的外圈与法兰36连接；本实施例中，所述推力轴承34为滚针平面推力轴承。

缓冲单元4包括弹性件41和弹性件底座42；弹性件底座42安装在机座1上端，弹性件41套在直线轴承33上，弹性件41一端与弹性件底座42相抵触，另一端与法兰36相抵触。所述弹性件优选为弹簧。

所述限位单元6包括限位杆61和限位板62；限位杆61安装在方向器安装板32上，限位板62通过螺栓、弹垫和平垫安装在机座1上端表面，转向时，限位杆61和限位板62相抵触，用以限制方向器安装板32的转向角度。本实施例中，限位杆选用长螺栓，限位单元对称设置两组。

所述寻踪模块5包括位置传感器、信号处理系统、伺服系统和跟踪结构件；位置传感器用于采集车辆的位置信号；信号处理系统用于接收位置传感器发出的信号并向伺服系统发出工作指令；所述信号处理系统为CPU处理器，所述伺服系统包括用于驱动车轮行走的车轮驱动伺服电机和用于转向的转向驱动伺服电机。跟踪结构件主要包括车轮编码器等。寻踪模块功能是寻找小车行驶路径，指示小车完成前行、转弯、停车等动作。寻踪模块逻辑控制关系如图5所示。

自动跟踪分两个阶段实施跟踪，宏跟踪和微跟踪。宏跟踪是AGV按照调度中心规划好的电子地图实施的全面跟踪，信息量大，但时间响应慢，AGV再走多少就进入指定停止位置，这时车辆状态是快速运行状态。微跟踪是直接参与精确停位控制，时间响应要快，这时车辆速度要降下来，实际车辆是在制动状态下运行，直到停到指定位置，误差10mm内。宏跟踪采用单传感器最近邻法算法可以初步求的位置控制点。接近目标位置时换算成微跟踪，车载和站点等多点传感器，采用联合概率数据互联法计算出目标跟踪获得精确定位。

本实用新型解决无人驾驶车的牵引和转向问题，对比传统车辆行驶模式优点是调度系统规划路径，车载系统寻踪模块根据规划好的路径，准确地将小车送到目的地。寻踪模块最基本的RFID系统由三部分组成：

标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。

自动识别系统(ATIS)由四大部分构成。一是车体RFID标签。安装在车下部，由微带天线、虚拟电源、反射调制器、编码器、微处理器和存储器组成。每个电子标签相当于每辆车的“身份证”。二是地面识别系统(AEI)。由安装在轨道间的地面天线、车轮传感器及安装在探测机房的RF微波射频装置、读出计算机(工控机)等组成。对运行的车辆进行准确的识别。三是后台的集中管理系统(CPS)。站点把工控机传送来的信息通过集中管理系统进行处理、存储和转发。四是调度中心中央数据库管理系统，这是全路标签编程站的总指挥部。把标签编程站申请的每批车号与中央车号数据库进行核对，对重车号重新分配新车号，再向标签编程站返回批复的车号信息，即集中统一地处理、分配和批复车号信息，就像人脑的中枢神经系统。这些组成部分中，将标签顺利识别并将数据传到后台是关键。

图6为差速转向系统装置100在AGV小车上的应用。引导方式：磁条引导，驱动方式：四轮全向驱动，行走功能：前进、后退、加速、减速、转弯、侧移、暂停、永久停、岔路选择，控制方式：单片机控制、软件编程、自动循迹控制，地标方式：射频地标(RFID物联网控制技术)，通讯方式：工业级无线模块/WiFi网络/射频网络。

按调度中心路游器规划好的路径，智能无人驾驶车从调度中心取路径地图，在需要停靠位置设置站点，智能无人驾驶车根据站点停靠，误差可以达到10mm以内；单边转向驱动轮在带制动电机减速机驱动下，通过寻踪模块寻找路径，沿路径地图弯道转向；转弯半径大小通过车轮编码器随时获取两侧车轮速度，通过转弯半径大小的信息来调整两车轮的差速，从而实现差速转向。

通过路径地图、站点、轮编码器三者相结合，智能无人驾驶车可以在任一时刻获取小车的准确位置。站点也用于关键位置的标识，如表示停车位置，道岔入口等，轨道弯道和坡度等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置，其特征在于，包括机座(1)、驱动单元(2)、转向单元(3)、缓冲单元(4)和寻踪模块(5)；驱动单元(2)设置两组，分别安装在机座(1)两侧；寻踪模块(5)安装在机座(1)底部的安装板(11)上；

所述驱动单元(2)包括电机减速机(21)、驱动轮轴(22)和驱动轮(23)；电机减速机(21)固定在机座(1)上；驱动轮(23)通过驱动轮轴(22)与电机减速机(21)连接；

转向单元(3)包括转向架主轴(31)、方向器安装板(32)、直线轴承(33)和推力轴承(34)；转向架主轴(31)一端固定在机座(1)上，另一端通过法兰(36)与方向器安装板(32)连接；直线轴承(33)安装在法兰(36)上，直线轴承(33)与转向架主轴(31)相匹配；推力轴承(34)的内圈与直线轴承(33)连接，推力轴承(34)的外圈与法兰(36)连接；

缓冲单元(4)包括弹性件(41)和弹性件底座(42)；弹性件底座(42)安装在机座(1)上端，弹性件(41)套在直线轴承(33)上，弹性件(41)一端与弹性件底座(42)相抵触，另一端与法兰(36)相抵触。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置，其特征在于，所述寻踪模块(5)包括位置传感器、信号处理系统和伺服系统；位置传感器用于采集车辆的位置信号；信号处理系统用于接收位置传感器发出的信号并向伺服系统发出工作指令；伺服系统用于驱动车轮行走和转向。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置，其特征在于，所述推力轴承(34)为滚针平面推力轴承。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种无人驾驶驱动轮电控差速转向装置，其特征在于，还包括限位单元(6)，限位单元(6)包括限位杆(61)和限位板(62)；限位杆(61)安装在方向器安装板(32)上，限位板(62)安装在机座(1)上端表面，转向时，限位杆(61)和限位板(62)相抵触，用以限制方向器安装板(32)的转向角度。