CN215904470U

CN215904470U - 一种无人驾驶方程式赛车制动装置

Info

Publication number: CN215904470U
Application number: CN202121446603.6U
Authority: CN
Inventors: 廖兴华; 骆艳丽; 苏宇锋
Original assignee: Liuzhou Railway Vocational Technical College
Current assignee: Liuzhou Railway Vocational Technical College
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2031-06-28

Abstract

本实用新型公开一种无人驾驶方程式赛车制动装置，包括底板、以及设在底板上的踏板铰接座、制动踏板臂、制动踏板、制动电机、减速器、制动主缸和制动主缸支架，所述踏板铰接座安装在底板上，所述制动踏板臂的一端与踏板铰接座铰接，并可绕连接点转动，另一端与制动踏板连接；所述制动主缸支架位于踏板铰接座的后方，与底板固定连接；所述制动主缸成对且对称设置在制动踏板臂的两侧，制动主缸安装在制动主缸支架上，所述制动主缸的活塞杆通过活节螺栓与制动踏板臂连接，使制动踏板臂驱动活塞杆对制动主缸做功实现制动。本实用新型具有制动响应及时、节省空间、踏板制动和电机制动互不干涉、紧急制动也互相无影响、不会出现刹车失灵的优点。

Description

一种无人驾驶方程式赛车制动装置

技术领域

本实用新型属于车辆制动领域，具体涉及一种无人驾驶方程式赛车制动装置。

背景技术

无人驾驶在智能技术和互联技术的发展下应运而生，为了推进我国汽车产业人才培养，高校学生通过改装原有电动赛车，研究无人驾驶赛车技术，赛事要求在驾驶员能开的基础上实现无人驾驶，参加大学生方程式大赛。制动系统线控化改装是其中重要的一部分，现有的无人驾驶赛车制动有：

1、专利号：CN201720682283，实用新型名称：一种可自由切换的无人驾驶汽车制动机构，该方案提出在制动踏板前添加一根钢丝绳，该钢丝绳绕在电机的输入轴上，电机转动带动拉绳拉动制动踏板旋转进行制动。但在实际应用过程中发现，该方案尚存在以下不足：(1)其拉绳所作用的制动板下端，其制动板下端不仅连接有制动杆，同时还铰接了制动踏板，那么拉绳提供的制动力会有一部分力用于带动人工制动踏板运动，做无用功，导致实际输出的制动力减少，从而影响了制动的效果；（2）该方案自动制动和人工制动分别采用了制动板和踏板连杆，整体布置占用空间面积大，需要较大空间的车辆才能布置；（3）该方案制动电机的布置处车架可能会影响人工制动时腿部产生干涉导致操作不便；（4）该制动方案布置采用了连杆机构，根据连杆机构特点，连杆机构只适用于速度较低场合，不能承受较大载荷，而制动时通常制动力很大，特别是紧急制动时，为了快速停车，速度较高，压力较大，采用连杆机构会产生机构损坏风险，任一机构损坏会使制动失效。其次，方案运动副较多，既有转动副又有移动副，设计复杂，制动力的传递需要经过中间构件，传递路线较长，容易产生较大的误差积累，使传递效率低，会导致制动不灵。

2、申请号：201810297031.6，发明名称：一种用于无人驾驶赛车的线控制动装置，该装置在踏板上端采用连杆连接，即硬连接，即制动踏板和电机之间通过连接杆连接。但电机制动和驾驶员踩踏板制动都受制于连杆连接的限制，踏板行程受限，当液压的制动系统长时间使用后由于零部件老化会出现渗油现象或者进空气后液压油减少时出现制动不灵威胁行车安全；同时在驾驶员制动时，由于踏板连接有电机，前方连接有气动装置会增加踩踏板阻力，导致制动费力和制动行程不到底产生制动不灵，威胁赛车和人身安全。

3、申请号：201910345792.9，发明名称：一种可自由切换的无人驾驶方程式赛车制动机构，该方案在踏板底部采用连杆连接，不足在于：易导致电机制动时制动不灵，理由是根据杠杆原理连杆越长越省力，越短越费力。此方案是电机带动踏板上的连接杆运动带动踏板运动产生制动力。而踏板上的连接杆设计在最费力的踏板最低处，同样在最低处的电机带动踏板运动导致阻力最大、最费力；还会导致连杆或者电机损坏风险；在驾驶员踩踏板制动时，由于有连杆和电机硬连接会产生阻力。导致制动费力电机磨损。

4、专利号：201821500527.0，实用新型名称：一种新型的无人驾驶方程式赛车制动装置该方案采用齿轮齿条连接，不足在于此方案只适合缓慢制动不适合紧急制动。当驾驶员遇到危急情况需要紧急制动时，一脚踩到底，踏板力瞬间到最大，由于连接有齿轮齿条会出现齿轮和齿条脱齿无法啮合危险，还会出现磨损齿轮和齿条以及齿轮上的电机零部件；且当采用电机紧急制动也会磨损齿甚至脱齿。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述技术问题，提供一种制动响应及时、节省空间、踏板制动和电机制动互不干涉、紧急制动也互相无影响、不会出现刹车失灵的无人驾驶方程式赛车制动装置。

为实现上述的目的，本实用新型的技术方案为：

一种无人驾驶方程式赛车制动装置，包括底板、以及设在底板上的踏板铰接座、制动踏板臂、制动踏板、制动电机、减速器、制动主缸和制动主缸支架，所述踏板铰接座安装在底板上，所述制动踏板臂的一端与踏板铰接座铰接，并可绕连接点转动，另一端与制动踏板连接，所述制动踏板设在踏板铰接座的上方；所述制动主缸支架位于踏板铰接座的后方，与底板固定连接；所述制动主缸成对且对称设置在制动踏板臂的两侧，制动主缸安装在制动主缸支架上，所述制动主缸的活塞杆通过活节螺栓与制动踏板臂连接，使制动踏板臂驱动活塞杆对制动主缸做功实现制动；所述制动电机设在制动踏板的侧后方，减速器与制动电机的输出轴连接，所述减速器的轴上通过平键连接有制动拉线盘，所述制动拉线盘上圈设有拉线，拉线的一端安装在制动拉线盘的第一拉线安装孔上，拉线拉紧后的另一端安装在制动踏板的后端。

作为进一步的技术方案，以上所述制动踏板的后端设有螺纹孔，所述螺纹孔上设有带第二拉线安装孔的安装螺栓，所述拉线拉紧后的另一端安装在所述第二拉线安装孔中。

作为进一步的技术方案，以上所述制动踏板臂后方设有位移传感器，所述位移传感器的拉杆与制动踏板臂的上端铰接，位移传感器的外壳固定连接在制动主缸上方，所述位移传感器与赛车的控制器电性连接，形成闭环系统，控制器能实时知道制动踏板当前的位置，判断当前制动压力是否达到规定值，如果达到就保持当前位置，如果没达到会命令电机带动踏板运动到规定值。控制器为单片机，单片机可采用但不限于STM32单片机。控制器为原赛车的控制器。

作为进一步的技术方案，以上所述制动电机表面设有电机支架，所述电机支架与车身架固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型制动响应及时。本实用新型拉线提供的制动力直接作用于踏板后端，踏板的位移直接作用于制动主缸，制动距离短，制动力损耗小，制动响应及时，解决了原有的拉索响应不及时的问题。

2、本实用新型节省空间。本实用新型减少了多个连杆的硬连接结构，从而更为节约赛车的空间。

3、本实用新型踏板制动和电机制动互不干涉、紧急制动也互相无影响。本实用新型在有人驾驶模式下，赛车手只需踩制动踏板，制动踏板直接作用于制动气缸，不存在电机硬连接导致的制动阻力问题，实现踏板制动和电机制动互不干涉。

4、本实用新型不会出现刹车失灵。本实用新型采用拉线连接，即使制动液减少时导致制动行程增加也能制动良好，不会出现刹车失灵。

附图说明

图1为本实用新型一种无人驾驶方程式赛车制动装置的结构示意图。

附图标记：1-底板，2-踏板铰接座，3-制动踏板臂，4-制动踏板，5-制动电机，6-减速器，7-制动主缸，8-制动主缸支架，9-活节螺栓，10-制动拉线盘，11-拉线，12-安装螺栓，13-位移传感器，14-电机支架。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不局限于实施例表示的范围。

实施例1：

如图1所示，一种无人驾驶方程式赛车制动装置，包括底板1、以及设在底板1上的踏板铰接座2、制动踏板臂3、制动踏板4、制动电机5、减速器6、制动主缸7和制动主缸支架8，踏板铰接座2安装在底板1上，制动踏板臂3的一端与踏板铰接座2铰接，并可绕连接点转动，另一端与制动踏板4连接，制动踏板4设在踏板铰接座2的上方；制动主缸支架8位于踏板铰接座2的后方，与底板1固定连接；制动主缸7成对且对称设置在制动踏板臂3的两侧，制动主缸7安装在制动主缸支架8上，制动主缸7的活塞杆通过活节螺栓9与制动踏板臂3连接，使制动踏板臂3驱动活塞杆对制动主缸7做功实现制动；制动电机5设在制动踏板4的侧后方，减速器6与制动电机5的输出轴连接，减速器6的轴上通过平键连接有制动拉线盘10，制动拉线盘10上圈设有拉线11，拉线11的一端安装在制动拉线盘10的第一拉线11安装孔上，拉线11拉紧后的另一端安装在制动踏板4的后端。制动踏板4的后端设有螺纹孔，螺纹孔上设有带第二拉线11安装孔的安装螺栓12，拉线11拉紧后的另一端安装在第二拉线11安装孔中。制动踏板臂3后方设有位移传感器13，位移传感器13的拉杆与制动踏板臂3的上端铰接，位移传感器13的外壳固定连接在制动主缸7上方，位移传感器13与赛车的控制器电性连接。制动电机5表面设有电机支架14，电机支架14与车身架固定连接。踏板和主缸之间还装有位移传感器13。用于把测量踏板运动的距离数据反馈给整车控制器，形成闭环系统，控制器能实时知道制动踏板4当前的位置，判断当前制动压力是否达到规定值，如果达到就保持当前位置，如果没达到会命令踏板运动到规定值。控制器为单片机，单片机可采用但不限于STM32单片机。

本实用新型的工作原理是包括2种模式：有人驾驶模式下，赛车手需要制动时，只需踩制动踏板4，制动踏板4带动两个制动主缸7运动，从而实现制动。无人模式下，当需要紧急制动时，制动电机5会顺时针方向运动，带动安装在制动电机5上的减速器6运动，减速器6带动制动拉线盘10运动，制动拉线盘10带动拉线11运动，拉线11带动制动踏板4运动，制动踏板4下压带动制动主缸7运动，从而实现制动。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“ 中心”、“ 纵向”、“ 横向”、“ 前”、“ 后”、 “ 左”、“ 右”、“首”、“尾”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 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保护范围的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接；可以是拆卸连接；也可以是点连接；可以是直接连接；可以是通过中间媒介间接连接，可以使两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本实用新型中未详尽说明的设备连接方式，均按本领域的常规连接方式理解。

上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种无人驾驶方程式赛车制动装置，包括底板、以及设在底板上的踏板铰接座、制动踏板臂、制动踏板、制动电机、减速器、制动主缸和制动主缸支架，其特征在于：所述踏板铰接座安装在底板上，所述制动踏板臂的一端与踏板铰接座铰接，并可绕连接点转动，另一端与制动踏板连接；所述制动主缸支架位于踏板铰接座的后方，与底板固定连接；所述制动主缸成对且对称设置在制动踏板臂的两侧，制动主缸安装在制动主缸支架上，所述制动主缸的活塞杆通过活节螺栓与制动踏板臂连接，使制动踏板臂驱动活塞杆对制动主缸做功实现制动；所述制动电机设在制动踏板的侧后方，减速器与制动电机的输出轴连接，所述减速器的轴上通过平键连接有制动拉线盘，所述制动拉线盘上圈设有拉线，拉线的一端安装在制动拉线盘的第一拉线安装孔上，拉线拉紧后的另一端安装在制动踏板的后端。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶方程式赛车制动装置，其特征在于：所述制动踏板的后端设有螺纹孔，所述螺纹孔上设有带第二拉线安装孔的安装螺栓，所述拉线拉紧后的另一端安装在所述第二拉线安装孔中。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶方程式赛车制动装置，其特征在于：所述制动踏板臂后方设有位移传感器，所述位移传感器的拉杆与制动踏板臂的上端铰接，位移传感器的外壳固定连接在制动主缸上方，所述位移传感器与赛车的控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶方程式赛车制动装置，其特征在于：所述制动电机表面设有电机支架，所述电机支架与车身架固定连接。