CN214471766U

CN214471766U - 一种汽车测试用转向机器人

Info

Publication number: CN214471766U
Application number: CN202120742426.XU
Authority: CN
Inventors: 王文博; 李子璋
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2031-04-12

Abstract

本实用新型公开了一种汽车测试用转向机器人，包括直驱电机和转动连接在直驱电机的中心位置的空心电机转子，所述直驱电机内集成固连有编码器，所述空心电机转子的内孔中插接有连接法兰，所述直驱电机的底端面上固连有电机托盘，所述电机托盘的底端面上开设有开口一，所述连接法兰的横截面为T型；本实用新型中通过在汽车内进入一个驾驶员进行油门、刹车等辅助操作，以及拉压力传感器能够对直驱电机的输出转矩进行测量，进而直驱电机能够精确控制汽车转向柱的转动角度，实现了汽车转向柱转动方向及转动角度测试的重复性、精确性，以及整体设备成本较低，解决了驾驶员人工操作驾驶其测试准确性不佳和目前驾驶机器人成本较高的问题。

Description

一种汽车测试用转向机器人

技术领域

本实用新型属于汽车驾驶测试技术领域，尤其涉及一种汽车测试用转向机器人。

背景技术

汽车测试试验是一款汽车在开发阶段的必经阶段，包括汽车操纵稳定性试验、麋鹿试验、鱼钩试验、ADAS测试等，汽车开发人员需要通过这些试验来判定汽车的安全性、操控性、以及耐久性等性能，汽车行业监管部门需要通过这些试验，来保证流入市场的车型符合安全标准。目前，进行这些试验主要有两种途径：1.人类驾驶员驾驶被测汽车完成试验，事实上，选择以这种方式完成试验内容的机构占据大部分；2.驾驶机器人驾驶车辆完成试验。针对采用人类驾驶员进行试验的方法，其存在如下缺点：(1)对驾驶员驾驶素质要求太高，若要以符合国家标准的要求完成试验内容，需要驾驶员能够熟练驾驶汽车，这对驾驶员的自身驾驶素质提出了不低的要求，即使是很有经验的驾驶员，也不能保证每次操作的准确性；(2)驾驶员难以承受长时间、高强度的汽车测试；(3)驾驶员操作的不可重复性，在某些汽车试验中，对于同一项试验内容，需要多次进行，这就需要保证操作的可重复性；这些不足在一定程度上限制了试验内容完成进度，不利于新型汽车的快速开发。

而对于采用驾驶机器人完成试验的方法，通常是驾驶机器人控制被测试汽车的汽车转向柱，进而来驾驶汽车进行各种测试，该方法虽能够有效克服使用人类驾驶员进行试验所从出现的缺点，但是目前成熟的驾驶机器人的成品价格高昂，国内此项技术尚在研究阶段、未曾商用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种汽车测试用转向机器人，旨在解决相关技术中人工驾驶测试准确性不佳以及使用现有驾驶机器人成本较高的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种汽车测试用转向机器人，包括直驱电机和转动连接在直驱电机的中心位置的空心电机转子，所述直驱电机内集成固连有编码器，所述空心电机转子的内孔中插接有连接法兰，所述直驱电机的底端面上固连有电机托盘，所述电机托盘的底端面上开设有开口一，所述连接法兰的横截面为T型，连接法兰的底端依次贯穿空心电机转子的内孔和开口一并延伸至开口一的底部；所述连接法兰的底端与汽车转向柱连接相固连，所述连接法兰的顶端面上固连有方向盘；所述电机托盘上设置有用于对电机托盘进行位置定位的定位机构，所述定位机构上设置有拉压力传感器。

优选的，所述定位机构包括固连在电机托盘的顶端的凸台、矩形连杆和两个吸盘；所述凸台与矩形连杆之间设置有长度可调节的调节杆；所述矩形连杆背向调节杆的一端面间隔固连有两个球头，每个所述吸盘均对应一个球头相固连。

优选的，所述凸台的数量为两个，两个凸台的底端面分别固连在电机托盘的顶端两侧，且每个凸台与矩形连杆之间均设置有调节杆。

优选的，所述调节杆包括连接杆一、连接杆二和关节轴承，所述关节轴承的转轴端转动连接在凸台的一侧面上，所述连接杆二朝向关节轴承的一端面上开设有开口二，所述关节轴承的另一端转动连接在开口二的内腔中；所述连接杆一朝向连接杆二的一端开设有螺纹槽，所述连接杆二朝向螺纹槽的一端面上固连有与螺纹槽螺纹适配的螺纹杆，所述螺纹杆螺纹连接在螺纹槽的内腔中；所述连接杆一远离连接杆二的一端与矩形连杆相固连，且所述拉压力传感器固定安装在连接杆一与矩形连杆之间。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，对汽车驾驶测试进行试验时，定位机构能够对电机托盘及电机托盘上部件进行位置的定位，然后将连接法兰与待测试汽车的汽车转向柱相固连，通过直驱电机、转动连接在直驱电机的中心位置的空心电机转子和插接在空心电机转子内腔中的连接法兰的相互配合，直驱电机能够驱动空心电机转子以及空心电机转子内腔中的连接法兰进行转动，从而内部集成编码器的直驱电机能够驱动汽车转向柱进行转动驾驶测试；再通过在汽车内进入一个驾驶员进行油门、刹车等辅助操作，以及拉压力传感器能够对直驱电机的输出转矩进行测量，进而直驱电机能够精确控制汽车转向柱的转动角度，实现了汽车转向柱转动方向及转动角度测试的重复性、精确性，以及整体设备成本较低，解决了驾驶员人工操作驾驶其测试准确性不佳和目前驾驶机器人成本较高的问题；且通过在连接法兰顶端面上固连方向盘，测试的过程中出现紧急状况时，汽车内部的驾驶员在也能够通过方向盘进行人工操作汽车的驾驶方向，确保了驾驶员的安全。

2、本实用新型中，通过凸台、矩形连杆、吸盘和调节杆的相互配合，吸盘能够与汽车前挡风玻璃相固连在一起，从而能够将矩形连杆、调节杆、凸台以及电机托盘上的整体部件进行位置的固定。

3、本实用新型中，两个凸台与两个调节杆的相互配合，确保了对电机托盘以及电机托盘上的整体部件位置固定的稳定性。

4、本实用新型中，通过带有螺纹槽的连接杆一、带有螺纹杆的连接杆二、关节轴承和凸台的相互配合，转动调节连接杆二与连接杆一的连接程度，可以调节吸盘与汽车前挡风玻璃的距离，从而以适应不同驾驶室空间的车辆；且通过拉压力传感器、连接杆一、连接杆二和凸台的相互配合，拉压力传感器与连接杆一、连接杆二整体组成的扭矩反作用机制可以有效的测量直驱电机输出的转矩，便于直驱电机的精确控制。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的分解图。

图中标记：

1、直驱电机；2、空心电机转子；3、接法兰；301、电机托盘；4、开口一；5、拉压力传感器；6、凸台；601、关节轴承；7、调节杆；8、矩形连杆；9、吸盘；901、球头；10、连接杆一；101、螺纹槽；11、连接杆二；110、开口二；111、螺纹杆；12、方向盘。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

参照图1-2，一种汽车测试用转向机器人，包括直驱电机1和转动连接在直驱电机1的中心位置的空心电机转子2，直驱电机1内集成固连有编码器；

空心电机转子2的内孔中插接有连接法兰3，直驱电机1的底端面上固连有电机托盘301，电机托盘301的底端面上开设有开口一4，连接法兰3的横截面为T型，连接法兰3的底端依次贯穿空心电机转子2的内孔和开口一4并延伸至开口一4的底部；连接法兰3的底端与汽车转向柱连接相固连，采用直驱电机1驱动，省去了减速器等传动装置，且直驱电机1内部集成的光学数字式差分信号编码器，这大大节省了设备安装所需的空间；

连接法兰3的顶端面上固连有方向盘12，测试过程中通过方向盘12也能人工对汽车转向柱进行控制；

电机托盘301上设置有用于对电机托盘301进行位置定位的定位机构，定位机构上设置有拉压力传感器5。

本实用新型中，对汽车驾驶测试进行试验时，定位机构能够对电机托盘301及电机托盘301上部件进行位置的定位，然后将连接法兰3与待测试汽车的汽车转向柱相固连，通过直驱电机1、转动连接在直驱电机1的中心位置的空心电机转子2和插接在空心电机转子2内腔中的连接法兰3的相互配合，直驱电机1能够驱动空心电机转子2以及空心电机转子2内腔中的连接法兰3进行转动，从而内部集成编码器的直驱电机1能够驱动汽车转向柱进行转动驾驶测试；再通过在汽车内进入一个驾驶员进行油门、刹车等辅助操作，以及拉压力传感器5能够对直驱电机1的输出转矩进行测量，进而直驱电机1能够精确控制汽车转向柱的转动角度，实现了汽车转向柱转动方向及转动角度测试的重复性、精确性，以及整体设备成本较低，解决了驾驶员人工操作驾驶其测试准确性不佳和目前驾驶机器人成本较高的问题；且通过在连接法兰3顶端面上固连方向盘12，测试的过程中出现紧急状况时，汽车内部的驾驶员在也能够通过方向盘12进行人工操作汽车的驾驶方向，确保了驾驶员的安全。

实施例2

参照图1，在实施例1的基础上进一步限定，定位机构包括固连在电机托盘301的顶端的凸台6、矩形连杆8和两个吸盘9；凸台6与矩形连杆8之间设置有长度可调节的调节杆7；矩形连杆8背向调节杆7的一端面间隔固连有两个球头901，每个吸盘9均对应一个球头901相固连。

本实用新型中，通过凸台6、矩形连杆8、吸盘9和调节杆7的相互配合，吸盘9能够与汽车前挡风玻璃相固连在一起，从而能够将矩形连杆8、调节杆7、凸台6以及电机托盘301上的整体部件进行位置的固定。

实施例3

参照图1，在实施例2的基础上进一步限定，凸台6的数量为两个，两个凸台6的底端面分别固连在电机托盘301的顶端两侧，且每个凸台6与矩形连杆8之间均设置有调节杆7。

本实用新型中，两个凸台6与两个调节杆7的相互配合，确保了对电机托盘301以及电机托盘301上的整体部件位置固定的稳定性。

实施例4

参照图1-2，在实施例2的基础上进一步限定，调节杆7包括连接杆一10、连接杆二11和关节轴承601，关节轴承601的转轴端转动连接在凸台6的一侧面上，连接杆二11朝向关节轴承601的一端面上开设有开口二110，关节轴承601的另一端转动连接在开口二110的内腔中；连接杆一10朝向连接杆二11的一端开设有螺纹槽101，连接杆二11朝向螺纹槽101的一端面上固连有与螺纹槽101螺纹适配的螺纹杆111，螺纹杆111螺纹连接在螺纹槽101的内腔中；连接杆一10远离连接杆二11的一端与矩形连杆8相固连，且拉压力传感器5固定安装在连接杆一10与矩形连杆8之间。

本实用新型中，通过带有螺纹槽101的连接杆一10、带有螺纹杆111的连接杆二11、关节轴承601和凸台6的相互配合，转动调节连接杆二11与连接杆一10的连接程度，可以调节吸盘9与汽车前挡风玻璃的距离，从而以适应不同驾驶室空间的车辆；且通过拉压力传感器5、连接杆一10、连接杆二11和凸台6的相互配合，直驱电机1旋转产生扭矩，与此同时反作用扭矩反映在凸台6上，并传递到连接杆一10和连接杆二11上，连接杆一10和连接杆二11的整体上受到拉压力，此时再通过拉压力传感器5测量出受力情况，力乘以半径得出反作用转矩，而反作用转矩等于直驱电机1传达出的转矩，因此拉压力传感器5与连接杆一10、连接杆二11整体组成的扭矩反作用机制可以有效的测量直驱电机1输出的转矩，便于直驱电机1的精确控制。

Claims

1.一种汽车测试用转向机器人，包括直驱电机(1)和转动连接在直驱电机(1)的中心位置的空心电机转子(2)，所述直驱电机(1)内集成固连有编码器，其特征在于，所述空心电机转子(2)的内孔中插接有连接法兰(3)，所述直驱电机(1)的底端面上固连有电机托盘(301)，所述电机托盘(301)的底端面上开设有开口一(4)，所述连接法兰(3)的横截面为T型，连接法兰(3)的底端依次贯穿空心电机转子(2)的内孔和开口一(4)并延伸至开口一(4)的底部；所述连接法兰(3)的底端与汽车转向柱连接相固连，所述连接法兰(3)的顶端面上固连有方向盘(12)；所述电机托盘(301)上设置有用于对电机托盘(301)进行位置定位的定位机构，所述定位机构上设置有拉压力传感器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种汽车测试用转向机器人，其特征在于，所述定位机构包括固连在电机托盘(301)的顶端的凸台(6)、矩形连杆(8)和两个吸盘(9)；所述凸台(6)与矩形连杆(8)之间设置有长度可调节的调节杆(7)；所述矩形连杆(8)背向调节杆(7)的一端面间隔固连有两个球头(901)，每个所述吸盘(9)均对应一个球头(901)相固连。

3.根据权利要求2所述的一种汽车测试用转向机器人，其特征在于，所述凸台(6)的数量为两个，两个凸台(6)的底端面分别固连在电机托盘(301)的顶端两侧，且每个凸台(6)与矩形连杆(8)之间均设置有调节杆(7)。

4.根据权利要求2所述的一种汽车测试用转向机器人，其特征在于，所述调节杆(7)包括连接杆一(10)、连接杆二(11)和关节轴承(601)，所述关节轴承(601)的转轴端转动连接在凸台(6)的一侧面上，所述连接杆二(11)朝向关节轴承(601)的一端面上开设有开口二(110)，所述关节轴承(601)的另一端转动连接在开口二(110)的内腔中；所述连接杆一(10)朝向连接杆二(11)的一端开设有螺纹槽(101)，所述连接杆二(11)朝向螺纹槽(101)的一端面上固连有与螺纹槽(101)螺纹适配的螺纹杆(111)，所述螺纹杆(111)螺纹连接在螺纹槽(101)的内腔中；所述连接杆一(10)远离连接杆二(11)的一端与矩形连杆(8)相固连，且所述拉压力传感器(5)固定安装在连接杆一(10)与矩形连杆(8)之间。