CN216301213U - 自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了车辆转向领域的自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，包括方向盘、转轴、转向电机、万向节以及转向器，所述转轴的上端与方向盘固连，下端与所述转向电机的输入轴通过花键连接；所述转向电机的输出轴与所述万向节连接，所述万向节底部端头与转向器连接，转向器的油孔通过液压管路连接到车辆转向桥，所述转向电机的信号端连接车辆控制器。本实用新型在不改变原有的人工转向系统作用的基础上，集成了自动驾驶功能，同时自动驾驶线控转向与人工转向相对独立，结构简单实用，改造成本低。

Description

自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置

技术领域

本实用新型涉及车辆转向领域，具体是自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置。

背景技术

自动驾驶车辆通过几种传感器组合来感知检测环境信息即车辆状态信息，通过车辆智能驾驶控制系统进行决策处理，再经过底层控制系统来控制车辆转向、加速、转向等功能来完成车辆自主驾驶。

目前，自动驾驶技术尚未成熟，自动驾驶车辆需要车辆具备自主转向的功能，但是一般没有转向助力的车辆无法实现自动驾驶技术，其结构一般包括顶部的方向盘、中间的转向管柱以及底部的转向器，转向管柱顶部与方向盘连接，底部与转向器连接；转向是通过人工转动方向盘，方向盘带动转向管柱旋转，转向管柱带动转向器从而实现车辆转向，因此并没有相应别的智能转向机构。如果对原有的转向机构整体更换，则成本过高，针对此，本发明提出一种通过改装能够实现车辆的线控转向的转向装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，通过更改转向管柱结构，将转向电机顶部与方向盘连接，底部通过万向节与转向器连接，人工驾驶时转动方向盘即可；自动驾驶时，车辆控制器发送转向信号给转向电机控制器，转向电机控制器控制转向电机转动从而带动转向器工作，实现自动转向，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，包括方向盘、转轴、转向电机、万向节以及转向器，所述转轴的上端与方向盘固连，下端与所述转向电机的输入轴通过花键连接；所述转向电机的输出轴与所述万向节连接，所述万向节底部端头与转向器连接，转向器的油孔通过液压管路连接到车辆转向桥，所述转向电机的信号端连接车辆控制器。

作为本实用新型的改进方案，还包括旋转架与固定架，所述旋转架转动连接在所述固定架上；所述转向电机固定在旋转架上，所述转向器通过安装支架安装在所述固定架上，所述固定架与车体相连。

作为本实用新型的改进方案，所述固定架与旋转架一侧通过螺栓连接，另一侧通过可调节转动角度的固定把手连接。

作为本实用新型的改进方案，所述转轴外侧同轴设有转向管柱，所述转向管柱的底端与所述转向电机固定，上端嵌套轴承，所述转轴固定在轴承的内圈中。

作为本实用新型的改进方案，所述转轴的底端具有内花键，转向电机的输入轴端部为外花键，所述转轴与转向电机通过花键啮合连接。

有益效果：本实用新型在不改变原有的人工转向系统作用的基础上，集成了自动驾驶功能，同时自动驾驶线控转向与人工转向相对独立，结构简单实用。自动驾驶线控转向时，通过智能驾驶控制系统向转向电机发转向命令，控制车辆转向；人工驾驶转向时，直接使用方向盘控制转向，此时智能驾驶控制系统能够判断车辆为人工驾驶；在车辆自动驾驶模式下，人工可以直接进行干预，提升了自动驾驶车辆的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型另一角度的结构示意图；

图3是本实用新型的轴测图；

图中：1-转向管柱；11-转轴；2-转向电机；3-连接支架；31-固定架；32-旋转架；33-固定把手；4-方向盘；5-转向器；6-万向节；7-安装支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-3，自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置包括方向盘4、转轴11、转向电机2、万向节6以及转向器5。其中转轴11的上端与方向盘4固连，下端与转向电机2的输入轴通过花键连接。转向电机2的输出轴与万向节6连接。这里万向节6优选采用十字轴式刚性万向节，在其他实施例中，也可以采用如双联式、三销轴式准等速万向节，或者球笼式、球叉式等速万向节。万向节6底部端头具有外花键，转向器3的阀芯具有内花键，两者实现啮合连接。转向器5为液压式动力转向器，其油孔通过四路液压管路连接到车辆转向桥，转向电机2内部安装有扭矩传感器等，其信号端连接车辆控制器，可以从车辆控制器处接收信号，也可以反馈转矩信号灯到车辆控制器。

在人工驾驶转向模式下，驾驶员转动方向盘4，带动转轴11转动，转轴11带动转向电机2的输入轴转动，转向电机2的输出轴带动万向节6转动，万向节6带动转向器5的阀芯转动，阀芯通过转动调节进油口和出油口的开度，从而驱动车辆转向桥转向。

自动驾驶转向模式下，车辆控制器发出转向信号，转向电机2接收信号后执行工作，其输出轴自动带动万向节6转动，万向节6带动转向器5的阀芯转动，阀芯通过转动调节进油口和出油口的开度，从而驱动转向桥转向。

在一些实施例中，当在车辆自动驾驶模式下，也可以进行人工干预，驾驶员直接转动方向盘4，转向电机2此时只起到助力作用，切换为人工转向。

在一些实施例中，转轴11外侧同轴设有转向管柱1，转向管柱1的底端与转向电机2的上连接法兰固定，上端嵌套轴承，转轴11固定在轴承的内圈中。这种方式可以保护转轴11不易受到破损折断。

在一些实施例中，转轴11的底端具有内花键，转向电机2的输入轴端部为外花键，两者通过啮合形成有效连接。

在一些实施例中，转向电机2通过下连接法兰固定在连接支架3上，具体地，连接支架包括旋转架32与固定架31，旋转架32转动连接在固定架31上，可以绕着与固定架31的连接支点旋转。转向电机2的下连接法兰固定在旋转架32上，转向器5通过安装支架7安装在固定架31上，安装支架7可以制造呈U型结构，固定架31与车体相连。

作为优选的实施例，固定架31与旋转架32一侧通过螺栓连接，另一侧通过可调节转动角度的固定把手33连接，通过旋松固定把手，可以调节转向装置的角度，确保人工驾驶的舒适度。

本实用新型在不改变原有的人工转向系统作用的基础上，集成了自动驾驶功能，同时自动驾驶线控转向与人工转向相对独立，结构简单实用。自动驾驶线控转向时，通过智能驾驶控制系统向转向电机发转向命令，控制车辆转向；人工驾驶转向时，直接使用方向盘控制转向，此时智能驾驶控制系统能够判断车辆为人工驾驶；在车辆自动驾驶模式下，人工可以直接进行干预，提升了自动驾驶车辆的安全性。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，其特征在于，包括方向盘(4)、转轴(11)、转向电机(2)、万向节(6)以及转向器(5)，所述转轴(11)的上端与方向盘(4)固连，下端与所述转向电机(2)的输入轴通过花键连接；所述转向电机(2)的输出轴与所述万向节(6)连接，所述万向节(6)底部端头与转向器(5)连接，转向器(5)的油孔通过液压管路连接到车辆转向桥，所述转向电机(2)的信号端连接车辆控制器。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，其特征在于，还包括旋转架(32)与固定架(31)，所述旋转架(32)转动连接在所述固定架(31)上；所述转向电机(2)固定在旋转架(32)上，所述转向器(5)通过安装支架(7)安装在所述固定架(31)上，所述固定架(31)与车体相连。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，其特征在于，所述固定架(31)与旋转架(32)一侧通过螺栓连接，另一侧通过可调节转动角度的固定把手(33)连接。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，其特征在于，所述转轴(11)外侧同轴设有转向管柱(1)，所述转向管柱(1)的底端与所述转向电机(2)固定，上端嵌套轴承，所述转轴(11)固定在轴承的内圈中。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆人机共驾线控转向装置，其特征在于，所述转轴(11)的底端具有内花键，转向电机(2)的输入轴端部为外花键，所述转轴(11)与转向电机(2)通过花键啮合连接。

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