CN211918808U - 一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，包括：第一密封体，其固定设置在方向盘骨架上；第二密封体，其固定设置在方向盘骨架上，并且与第一密封体间隔设置；其中，第一密封体和第二密封体内部分别充满液体；第一驾驶模式切换装置，其内部具有第一空腔，第一空腔与第一密封体连通；驾驶模式信号发生器；第一信号启动端，其可移动的设置在第一空腔中，并且与驾驶模式信号发生器连接；第二驾驶模式切换装置，其内部具有第二空腔，第二空腔与第二密封体连通；驾驶模式控制器；第二信号启动端，其可移动的设置在第二空腔中，并且与驾驶模式控制器连接。

Description

一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘

技术领域

本实用新型属于无人驾驶汽车技术领域，特别涉及一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，智能汽车日益成为汽车行业的研究热点，尤其是伴随人工智能、大数据和5G等技术的快速发展，无人驾驶汽车更是成为智能汽车领域的研究热门。无人驾驶汽车又被称为轮式移动机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目的。从20世纪70年代开始，美国、德国和英国等西方发达国家便开始对无人驾驶汽车进行研究，1984年DARPA与美国陆军合作发起ALV计划，1986年NavLabl发布了全球第一辆由计算机驾驶的汽车，2009年谷歌公司组建其无人驾驶技术研发团队，2013年奥迪、福特、沃尔沃、宝马等传统汽车制造商纷纷布局无人驾驶汽车，2015年特斯拉推出半自动驾驶系统Autopilot，2016年Uber无人驾驶汽车正式上路测试。

目前，无人驾驶汽车一般都配有方向盘，主要有以下原因：首先，对于已经习惯有人驾驶的乘客而言，方向盘的转动可以给乘客以安全感；其次，在无人驾驶汽车转向时，方向盘的转动可以方便乘客预判车辆的转向，提高乘坐的舒适性；此外，方向盘的存在可以满足一些驾驶员的驾驶乐趣；最重要的是，在现有技术条件下，L4级别的无人驾驶技术还不成熟，为安全起见，现阶段推出的无人驾驶汽车一般都有两套操作系统：一是机器操作系统，即自动驾驶模式，二是手动操作系统，即驾驶员驾驶模式。人为规定无人驾驶汽车处于自动驾驶模式时，禁止驾驶员手动打方向盘、踩油门、踩刹车踏板等异常动作，但有时候驾驶员的一些无意识动作会与上述要求相悖，所以会出现在驾驶员无意识的情况下，无人驾驶汽车由自动驾驶模式切换到手动驾驶模式的危险情况，极易导致交通事故的发生。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，本实用新型的目的是避免由于驾驶员无意识动作而导致的无人驾驶汽车切换至手动模式的危险情况的发生，提高无人驾驶汽车行驶的安全性和驾驶模式切换的可靠性。

本实用新型提供的技术方案为：

一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，包括：

方向盘支撑架，其与汽车转向柱固定连接；

方向盘骨架，其环绕式设置在所述方向盘支撑架的外侧，并且与所述方向盘支撑架固定连接；

第一密封体，其固定设置在所述方向盘骨架上；

第二密封体，其固定设置在所述方向盘骨架上，并且与所述第一密封体间隔设置；

其中，所述第一密封体和所述第二密封体内部分别充满液体；

第一驾驶模式切换装置，其内部具有第一空腔，所述第一空腔与所述第一密封体连通；

驾驶模式信号发生器；

第一信号启动端，其可移动的设置在所述第一空腔中，并且与所述驾驶模式信号发生器连接；

第二驾驶模式切换装置，其内部具有第二空腔，所述第二空腔与所述第二密封体连通；

驾驶模式控制器；

第二信号启动端，其可移动的设置在所述第二空腔中，并且与所述驾驶模式控制器连接；

其中，当所述第一密封体和所述第二密封体同时受到挤压时；所述第一密封体内的液体和所述第二密封体内的液体分别进入所述第一空腔和所述第二空腔内，推动所述第一信号启动端和所述第二信号启动端移动，使所述第一信号启动端和所述第二信号启动端连通，实现驾驶模式切换。

优选的是，所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，还包括：

第一活塞，其可移动的设置在所述第一空腔内，并将所述第一空腔分隔为第一腔室和第二腔室；

其中，所述第一腔室与所述第一密封体连通；所述第一信号启动端位于所述第二腔室中，并且固定连接在所述第一活塞上；

第二活塞，其可移动的设置在所述第二空腔内，并将所述第二空腔分隔为第三腔室和第四腔室；

其中，所述第三腔室与所述第二密封体连通；所述第二信号启动端位于所述第四腔室中，并且固定连接在所述第二活塞上。

优选的是，所述第一驾驶模式切换装置和所述第二驾驶模式切换装置之间设置有信号传输线；

所述信号传输线具有第一连接端和第一连接端；

所述第一连接端设置在第二腔室内；

所述第二连接端设置在第四腔室内；

其中，当所述第一信号启动端与所述第一连接端接触，并且所述第二信号启动端与所述第二连接端接触时，所述第一信号启动端和所述第二信号启动端连通。

优选的是，所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，还包括：

第一复位弹簧，其设置在所述第二腔室内，所述第一复位弹簧的一端连接所述第一活塞，另一端连接所述第一驾驶模式切换装置的一端；

第二复位弹簧，其设置在所述第四腔室内，所述第二复位弹簧的一端连接所述第二活塞，另一端连接所述第二驾驶模式切换装置的一端。

优选的是，所述信号传输线的两端分别设置有第一调节件和第二调节件；

所述第一调节件的一端可移动的穿过所述第一驾驶模式切换装置的一端伸入所述第二腔室中，并且与所述第一连接端固定连接；

其中，所述第一调节件移动时能够带动所述第一连接端靠近或远离所述第一信号启动端；

所述第二调节件的一端可移动的穿过所述第二驾驶模式切换装置的一端伸入所述第四腔室中，并且与所述第二连接端固定连接；

其中，所述第二调节件移动时能够带动所述第二连接端靠近或远离所述第二信号启动端。

优选的是，所述第一调节件和所述第二调节件均采用螺杆；

其中，所述第一驾驶模式切换装置的一端和所述第二驾驶模式切换装置的一端分别开设有与所述螺杆匹配的螺纹孔。

优选的是，所述第一密封体和所述第二密封体分别为套状密封体；

其中，所述第一密封体和所述第二密封体对称固定套设在所述方向盘骨架的左右两侧。

优选的是，所述第一驾驶模式切换装置和所述第二驾驶模式切换装置分别固定设置在所述方向盘骨架上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，只有当驾驶员双手握紧方向盘时，左右两个驾驶模式切换装置才会串联，实现无人驾驶汽车从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换；能够避免由于驾驶员无意识的触碰方向盘、踩油门、踩刹车踏板等异常动作而导致的自动驾驶模式退出的危险状况，提高无人驾驶汽车行驶的安全性和驾驶模式切换的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘的示意图。

图2为本实用新型所述的驾驶模式切换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，主要包括：方向盘支撑架110、方向盘骨架120、方向盘密封套130、方向盘密封套140、驾驶模式切换装置150、驾驶模式切换装置160、驾驶模式信号发生器170和驾驶模式控制器180。

如图1所示，方向盘支撑架110通过焊接等方式与转向系统转向柱100固定连接。方向盘骨架120为环形，并且布置在方向盘支撑架110外围；方向盘骨架120通过焊接等方式与方向盘支撑架110固定连接。方向盘密封套130和方向盘密封套140左右对称的布置在方向盘骨架120两侧，并且方向盘密封套130和方向盘密封套140内部均充满油液200。方向盘密封套130和方向盘密封套140的内侧均紧密贴合在方向盘骨架120上，并与方向盘骨架120间无相对滑动。此外，方向盘密封套130和方向盘密封套140间隔设置，二者无接触。驾驶模式切换装置150和驾驶模式切换装置160左右对称固定布置在方向盘骨架120上。驾驶模式切换装置150内部具有空腔，并且通过左油路131与方向盘密封套130连通；驾驶模式切换装置160内部具有空腔，并且通过右油路141与方向盘密封套140连通。

如图2所示，驾驶模式切换装置150和驾驶模式切换装置160之间连接有信号传输线190。驾驶模式切换装置150包括：活塞151、信号线152、信号启动端153和复位弹簧154。活塞151可移动的设置在驾驶模式切换装置150的空腔内，并将空腔分隔为第一腔室150a和第二腔室150b；第一腔室150a与油路131连通；信号启动端153设置在第二腔室150b中，并且信号启动端153与活塞151固定连接。信号线152在活塞151内部走线，信号线152的一端连接信号启动端153，另一端连接位于驾驶模式切换装置150外部的驾驶模式信号发生器170。复位弹簧154设置在第二腔室150b中，复位弹簧154一端连接活塞151，另一端连接驾驶模式切换装置150的右端内壁，复位弹簧154起到将活塞151复位的作用。驾驶模式切换装置160包括：活塞161、信号线162、信号启动端163和复位弹簧164。活塞161可移动的设置在驾驶模式切换装置160的空腔内，并将空腔分隔为第三腔室160a和第四腔室160b；第三腔室160a与油路141连通；信号启动端163设置在第四腔室160b中，并且信号启动端163与活塞161固定连接。信号线162在活塞161内部走线，信号线162的一端连接信号启动端163，另一端连接位于驾驶模式切换装置150外部的驾驶模式控制器180。复位弹簧164设置在第四腔室160b中，复位弹簧164一端连接活塞161，另一端连接驾驶模式切换装置160的一端内壁，复位弹簧164起到将活塞161复位的作用。信号线152和信号线162具有足够的长度，以不限制活塞151和活塞161的活动为准。其中，信号传输线190具有第一连接端191和第二连接端192；第一连接端191设置在第二腔室150b内；第二连接端192设置在第四腔室160b内；当信号启动端153与第一连接端191接触，并且所述信号启动端163与第二连接端192接触时，信号启动端153和信号启动端163(通过信号传输线190)连通，使驾驶模式切换装置150和驾驶模式切换装置160串联。

作为优选，复位弹簧154为两个，并且分别对称设置在第二腔室150b的上下两侧；复位弹簧164为两个，并且分别对称设置在第四腔室160b的上下两侧；采用两个复位弹簧，能够使产生的回复力更加均匀。

作为进一步的优选，信号传输线的两端分别设置有第一调节件191a和第二调节件192a；第一调节件191a的一端可移动的穿过驾驶模式切换装置150的右端伸入第二腔室150b中，并且与第一连接端191固定连接；第二调节件192a的一端可移动的穿过驾驶模式切换装置160的左端伸入第四腔室160b中，并且与第二连接端192固定连接；其中，第一调节件191a移动(伸入第二腔室150b的长度变化)时能够带动第一连接端191靠近或远离信号启动端153；第二调节件192a移动(伸入第四腔室160b的长度变化)时能够带动第二连接端192靠近或远离信号启动端163。

在本实施例中，第一调节件191a和第二调节件192a均采用螺杆；驾驶模式切换装置150的左端和驾驶模式切换装置160的右端分别开设有与所述螺杆匹配的螺纹孔155和螺纹孔165。信号启动端153、信号启动端163、第一连接端191和第二连接端192分别为铜块。

本实用新型提供的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘的工作原理为：当无人驾驶汽车处于自动驾驶模式时，车轮的转动会带动转向柱进而带动方向盘转动，如果驾驶员想要将自动驾驶模式切换到手动驾驶模式，驾驶员可以通过双手握紧方向盘来实现。当驾驶员双手同时握紧方向盘时，方向盘密封套130和方向盘密封套140受到挤压，其内部的压力增大，导致油液200通过左油路131和右油路141分别进入到驾驶模式切换装置150和驾驶模式切换装置160内。对左侧的驾驶模式切换装置150而言，通过左油路131进入的油液200推动活塞151向右侧运动，同时复位弹簧154被压缩，当信号启动端153和第一连接端191接触后，活塞151停止运动，信号线152和信号传输线190连接；对右侧的驾驶模式切换装置160而言，通过右油路141进入的油液200推动活塞161向左侧运动，同时复位弹簧164被压缩，当信号启动端163和第二连接端192接触后，活塞161停止运动，信号线162和信号传输线190连接；此时，信号线152通过信号传输线190与信号线162连通，模式信号发生器170发出的自动驾驶模式解除信号便成功发送至驾驶模式控制器180，实现无人驾驶汽车从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换。

在本实用新型中，只有当驾驶员双手握紧方向盘时，才能实现信号线152、信号传输线190和信号线162的连接，所以当驾驶员无意识的触碰方向盘时，无人驾驶汽车并不会解除自动驾驶模式，避免了驾驶员在无意识情况下由于触碰方向盘、踩油门、踩刹车踏板等异常动作而导致的无人驾驶汽车切换至手动模式的危险情况的发生，提高了无人驾驶汽车行驶的安全性和其驾驶模式切换的可靠性。此外，考虑到不同驾驶员的手力大小存在差异以及同一位驾驶员左右手力的大小也会不同，左侧驾驶模式切换装置150和右侧驾驶模式切换装置160分别匹配设置了第一调节件191a和第二调节件192a；通过调节第一调节件191a的位置(伸入第二腔室150b的长度)，控制第一连接端191与信号启动端153的相对位置；以及通过调节第二调节件192a的位置(伸入第四腔室160b的长度)控制第二连接端192与信号启动端163的相对位置，以适应不同驾驶员手力大小的差异以及同一名驾驶员左右手力大小的不同等情况。

当驾驶员的双手没有同时握紧方向盘时，在复位弹簧154和/或复位弹簧164的回复力作用下，信号线152、信号传输线190和信号线162之间的连接断开，驾驶模式切换装置中的油液回流至方向盘密封套中，左侧驾驶模式切换装置150和右侧驾驶模式切换装置160无法串联，即切断了手动驾驶模式，车辆驾驶模式由手动模式切换至自动驾驶模式。

伴随无人驾驶技术的快速发展，手动驾驶模式越发处于辅助地位，而本实用新型特别适用于无人驾驶汽车遇到紧急情况需要驾驶员接管的情形，可以更好的发挥其作用。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，包括：

方向盘支撑架，其与汽车转向柱固定连接；

方向盘骨架，其环绕式设置在所述方向盘支撑架的外侧，并且与所述方向盘支撑架固定连接；

第一密封体，其固定设置在所述方向盘骨架上；

第二密封体，其固定设置在所述方向盘骨架上，并且与所述第一密封体间隔设置；

其中，所述第一密封体和所述第二密封体内部分别充满液体；

第一驾驶模式切换装置，其内部具有第一空腔，所述第一空腔与所述第一密封体连通；

驾驶模式信号发生器；

第一信号启动端，其可移动的设置在所述第一空腔中，并且与所述驾驶模式信号发生器连接；

第二驾驶模式切换装置，其内部具有第二空腔，所述第二空腔与所述第二密封体连通；

驾驶模式控制器；

第二信号启动端，其可移动的设置在所述第二空腔中，并且与所述驾驶模式控制器连接；

其中，当所述第一密封体和所述第二密封体同时受到挤压时；所述第一密封体内的液体和所述第二密封体内的液体分别进入所述第一空腔和所述第二空腔内，推动所述第一信号启动端和所述第二信号启动端移动，使所述第一信号启动端和所述第二信号启动端连通，实现驾驶模式切换。

2.根据权利要求1所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，还包括：

第一活塞，其可移动的设置在所述第一空腔内，并将所述第一空腔分隔为第一腔室和第二腔室；

其中，所述第一腔室与所述第一密封体连通；所述第一信号启动端位于所述第二腔室中，并且固定连接在所述第一活塞上；

第二活塞，其可移动的设置在所述第二空腔内，并将所述第二空腔分隔为第三腔室和第四腔室；

其中，所述第三腔室与所述第二密封体连通；所述第二信号启动端位于所述第四腔室中，并且固定连接在所述第二活塞上。

3.根据权利要求2所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，所述第一驾驶模式切换装置和所述第二驾驶模式切换装置之间设置有信号传输线；

所述信号传输线具有第一连接端和第二连接端；

所述第一连接端设置在第二腔室内；

所述第二连接端设置在第四腔室内；

其中，当所述第一信号启动端与所述第一连接端接触，并且所述第二信号启动端与所述第二连接端接触时，所述第一信号启动端和所述第二信号启动端连通。

4.根据权利要求3所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，还包括：

第一复位弹簧，其设置在所述第二腔室内，所述第一复位弹簧的一端连接所述第一活塞，另一端连接所述第一驾驶模式切换装置的一端；

第二复位弹簧，其设置在所述第四腔室内，所述第二复位弹簧的一端连接所述第二活塞，另一端连接所述第二驾驶模式切换装置的一端。

5.根据权利要求3或4所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，所述信号传输线的两端分别设置有第一调节件和第二调节件；

所述第一调节件的一端可移动的穿过所述第一驾驶模式切换装置的一端伸入所述第二腔室中，并且与所述第一连接端固定连接；

其中，所述第一调节件移动时能够带动所述第一连接端靠近或远离所述第一信号启动端；

所述第二调节件的一端可移动的穿过所述第二驾驶模式切换装置的一端伸入所述第四腔室中，并且与所述第二连接端固定连接；

其中，所述第二调节件移动时能够带动所述第二连接端靠近或远离所述第二信号启动端。

6.根据权利要求5所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，所述第一调节件和所述第二调节件均采用螺杆；

其中，所述第一驾驶模式切换装置的一端和所述第二驾驶模式切换装置的一端分别开设有与所述螺杆匹配的螺纹孔。

7.根据权利要求6所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，

所述第一密封体和所述第二密封体分别为套状密封体；

其中，所述第一密封体和所述第二密封体对称固定套设在所述方向盘骨架的左右两侧。

8.根据权利要求7所述的实现无人驾驶汽车驾驶模式可靠转换的方向盘，其特征在于，所述第一驾驶模式切换装置和所述第二驾驶模式切换装置分别固定设置在所述方向盘骨架上。

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