CN219056369U - 自动驾驶车辆的转向装置及自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种自动驾驶车辆的转向装置及自动驾驶车辆，涉及人工智能技术领域，尤其涉及计算机设备技术领域、自动驾驶技术领域和智能交通技术领域。具体实现方案为：转向电机；传动盘机构，与转向电机连接，传动盘机构的旋转中心设置在自动驾驶车辆的车身中心线上，传动盘机构在车身中心线的两侧开设对称的左侧安装孔和右侧安装孔；左侧安装孔与旋转中心之间的连线与右侧安装孔与旋转中心之间的连线所形成的夹角小于或等于180°与传动盘机构的最大可旋转角度之间的差值；左侧转向横拉杆，与左侧安装孔连接；右侧转向横拉杆，与右侧安装孔连接。整个装置的动力转递的结构简单，能够有效避免能量传递的损失和转向响应的延迟。

Description

自动驾驶车辆的转向装置及自动驾驶车辆

技术领域

本公开涉及人工智能技术领域，尤其涉及计算机设备技术领域、自动驾驶技术领域和智能交通技术领域。

背景技术

车辆是现代生活中不可缺少的交通工具，车辆可以通过转向系统实现车辆的转向。车辆的现有转向系统包括转向盘、转向轴、转向万向节、转向器、转向节臂、转向横拉杆、转向摇臂等结构。

然而，现有转向系统的结构复杂，布置空间较大，能量传递层级较多，从而导致了能量传递的损失和转向响应的延迟。

实用新型内容

本公开提供了一种自动驾驶车辆的转向装置及自动驾驶车辆。

根据本公开的一方面，提供了一种自动驾驶车辆的转向装置，包括：

转向电机；

传动盘机构，与所述转向电机连接，所述传动盘机构的旋转中心设置在所述自动驾驶车辆的车身中心线上，所述传动盘机构在所述车身中心线的两侧开设对称的左侧安装孔和右侧安装孔；所述左侧安装孔与所述旋转中心之间的连线与所述右侧安装孔与所述旋转中心之间的连线所形成的夹角小于或等于180°与所述传动盘机构的最大可旋转角度之间的差值；

左侧转向横拉杆，与所述左侧安装孔连接；

右侧转向横拉杆，与所述右侧安装孔连接。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述传动盘机构的旋转半径取决于转向精度。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述左侧安装孔和所述右侧安装孔在所述传动盘机构的位置取决于转向精度。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述传动盘机构为圆盘结构、半圆盘结构或者扇形盘结构。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述传动盘机构的旋转中心设置在所述圆盘结构、所述半圆盘结构或者所述扇形盘结构所对应的圆心处。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述自动驾驶车辆的转向装置还包括所述传动盘机构旋转的限位机构。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述限位机构设置在所述传动盘机构上。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述限位机构设置在所述转向电机上。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述限位机构设置在所述传动盘机构和所述转向电机上。

根据本公开的另一方面，提供了一种自动驾驶车辆，包括车辆主体、车轮以及如上的方面和任一可能的实现方式所提供的自动驾驶车辆的转向装置，用以控制所述车轮转向。

由上述技术方案可知，本公开实施例利用传动盘机构取代传统车辆的转向装置中传动组件(即转向盘、转向轴、转向万向节、转向器等结构)，由传动盘机构将转向电机所提供的转向动力直接转化为左右两侧的转向横拉杆的圆周运动，动力转递的结构简单，能够有效避免能量传递的损失和转向响应的延迟，从而提高了自动驾驶车辆转向的可靠性和效率。

另外，采用本公开所提供的技术方案，动力转递的结构简单，能够有效减少占用空间。

另外，采用本公开所提供的技术方案，通过调整传动盘机构的旋转半径，以及左右两个安装孔在传动盘机构的位置，能够实现转向精度的调整，从而提高了自动驾驶车辆转向的灵敏度。

另外，采用本公开所提供的技术方案，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，能够快速响应转向电机所提供的转向角度，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的效率。

另外，采用本公开所提供的技术方案，由于整个结构是硬连接，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，减少了中间逐级的动力转递过程，使得转向响应和转向执行更加及时，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的效率。

另外，采用本公开所提供的技术方案，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，使得能够通过精准控制转向电机的旋转角度，得到理想的车轮的转向角度，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的可靠性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开第一实施例的自动驾驶车辆的转向装置的结构示意图；

图2是根据本公开第二实施例的自动驾驶车辆的转向装置的一结构示意图；

图3是根据本公开第二实施例的自动驾驶车辆的转向装置的另一结构示意图；

图4是根据本公开第二实施例的自动驾驶车辆的转向装置的另一结构示意图；

图5是根据本公开第二实施例的自动驾驶车辆的转向装置的一工作状态示意图；

图6是根据本公开第二实施例的自动驾驶车辆的转向装置的另一工作示意图；

图7是根据本公开第三实施例的自动驾驶车辆的转向装置中限位机构对传动盘机构10的旋转角度范围进行限制的参考示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开实施例中所涉及的电子设备可以包括但不限于手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(TabletComputer)、PAD等智能设备。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1所示，本公开第一实施例的自动驾驶车辆的转向装置，可以包括转向电机(图中未示出)、传动盘机构10、左侧转向横拉杆20和右侧转向横拉杆30。其中，

转向电机，用于提供转向动力；

传动盘机构10，与所述转向电机连接，所述传动盘机构10的旋转中心13设置在所述自动驾驶车辆的车身中心线14上，所述传动盘机构10在所述车身中心线14的两侧开设对称的左侧安装孔11和右侧安装孔12；所述左侧安装孔11与所述旋转中心13之间的连线与所述右侧安装孔12与所述旋转中心13之间的连线所形成的夹角小于或等于180°与所述传动盘机构10的最大可旋转角度之间的差值；

左侧转向横拉杆20，与所述左侧安装孔11连接；

右侧转向横拉杆30，与所述右侧安装孔12连接。

在转向电机通过传动盘机构提供车辆的转向转角所需要的转向动力之后，传动盘机构在转向电机的驱动下进行旋转，带动与其连接的左侧转向横拉杆和右侧转向横拉杆，分别绕着所述传动盘机构的旋转中心进行圆周运动，以带动各自相应的转向节臂，从而实现车辆的转向。这样，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，能够快速响应转向电机所提供的转向角度，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的效率。

进一步，还可以进一步通过调节传动盘机构10与车轮的轴线之间的距离，以及左右两个安装孔在传动盘机构的位置，来确定左右两个车轮的转向角度的范围。

同时，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，使得能够通过精准控制转向电机的旋转角度，得到理想的车轮的转向角度，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的可靠性。

所谓的传动盘机构10的最大可旋转角度，是指传动盘机构10从左右两侧安装孔的初始位置(此时车轮的转向角度为0°)到车轮的最大转向角度对应的位置所旋转过的角度。具体地，所述传动盘机构10的最大可旋转角度可以由所述旋转中心13的位置和车轮的最大转向角度确定。

本实施例中，利用传动盘机构取代传统车辆的转向装置中传动组件(即转向盘、转向轴、转向万向节、转向器等结构)，由传动盘机构将转向电机所提供的转向动力直接转化为左右两侧的转向横拉杆的圆周运动，动力转递的结构简单，能够有效避免能量传递的损失和转向响应的延迟，从而提高了自动驾驶车辆转向的可靠性和效率。

同时，整个装置的动力转递的结构简单，能够有效减少占用空间。

另外，由于整个结构是硬连接，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，减少了中间逐级的动力转递过程，使得转向响应和转向执行更加及时，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的效率。

左侧转向横拉杆和右侧转向横拉杆，分别绕着所述传动盘机构10的旋转中心进行圆周运动，由圆周运动的旋转半径大小来控制转向精度。例如，传动盘机构10的旋转半径越大，传动盘机构10的旋转角度的范围越大，那么，说明可以控制的转动范围更大，从而实现较高的转向精度。

因此，所述传动盘机构10的旋转半径可以取决于希望控制的转向精度。

具体地，所述左侧安装孔11和所述右侧安装孔12在所述传动盘机构10的位置取决于转向精度。

在传动盘机构的尺寸一定的情况之下，所述传动盘机构10的旋转半径则与所述左侧安装孔11和所述右侧安装孔12在所述传动盘机构10的位置相关，所述左侧安装孔11和所述右侧安装孔12距离所述传动盘机构10的旋转中心越远，所述传动盘机构10的旋转半径则越大，传动盘机构10的旋转角度的范围越大，那么，说明可以控制的转动范围更大，从而实现较高的转向精度。

这样，通过调整传动盘机构的旋转半径，以及左右两个安装孔在传动盘机构的位置，能够实现转向精度的调整，从而提高了自动驾驶车辆转向的灵敏度。

如图2-4所示，本公开第二实施例的自动驾驶车辆的转向装置，基于图1所提供的自动驾驶车辆的转向装置的基础之上，本实施例中的所述传动盘机构10可以为圆盘结构，或者还可以为半圆盘结构，或者还可以为扇形盘结构，或者还可以为其他具有圆结构的盘，本实施例对此不进行特别限定。

由于传动盘机构在转向电机的驱动下，以旋转中心来旋转，因此，选择具有圆结构的传动盘机构可以最大限度的利用车辆内部的空间，还能够节省材料。

具体地，所述传动盘机构10的旋转中心13设置在所述圆盘结构、所述半圆盘结构或者所述扇形盘结构所对应的圆心处。

如图5和图6所示，在转向电机通过传动盘机构10提供车辆的转向转角所需要的转向动力之后，传动盘机构10在转向电机的驱动下进行旋转，带动与其连接的左侧转向横拉杆20和右侧转向横拉杆30，分别绕着所述传动盘机构10的旋转中心13进行圆周运动，以带动各自相应的转向节臂40、50，从而实现车辆的转向。

如图7所示，基于图1-6所提供的自动驾驶车辆的转向装置的基础之上，本公开第三实施例的自动驾驶车辆的转向装置还可以进一步包括所述传动盘机构10旋转的限位机构，对传动盘机构10的旋转角度范围进行限制，使得传动盘机构10的旋转不超过图7中所标识的限位线。

可选地，在本实施例的一个可能的实现方式中，所述限位机构可以设置在所述传动盘机构10上。

在一个具体的实现方式中，具体可以在所述传动盘机构10上，设置平键和与该平键相配合的扇形区间。该扇形区间的弧度范围与传动盘机构使车轮达到最大转向角度时的弧度一致。

可选地，在本实施例的另一个可能的实现方式中，所述限位机构可以设置在所述转向电机上。

在一个具体的实现方式中，具体可以在转向电机的转动轴上，设置平键和与该平键相配合的扇形区间。该扇形区间的弧度范围与转向电机使车轮达到最大转向角度时的弧度一致，在车轮达到最大转向角度时，平键与扇形区间相互约束。

在另一个具体的实现过程中，具体可以在安装转向电机的底座上，设置凸台结构或者凹槽结构，在车轮达到最大转向角度时对传动盘机构的运动轨迹进行约束。

可选地，在本实施例的另一个可能的实现方式中，所述限位机构可以设置在所述传动盘机构10和所述转向电机上。

在一个具体的实现方式中，具体可以在转向电机的转动轴上，设置轴承结构，在所述传动盘机构10上设置支耳或者限位齿轮，在车轮达到最大转向角度时，支耳或者限位齿轮与轴承的外圈结构相互约束。

本实施例中，通过设置传动盘机构10旋转的限位机构，能够有效避免由于转向电机的旋转角度过大而导致的左右两侧的转向横拉杆被拉断的情况，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的可靠性。

本公开所提供的自动驾驶车辆的转向装置中，传动盘机构取代传统车辆的转向装置中传动组件(即转向盘、转向轴、转向万向节、转向器等结构)，由传动盘机构将转向电机所提供的转向动力直接转化为左右两侧的转向横拉杆的圆周运动，动力转递的结构简单，能够有效避免能量传递的损失和转向响应的延迟，从而提高了自动驾驶车辆转向的可靠性和效率。

另外，采用本公开所提供的技术方案，动力转递的结构简单，能够有效减少占用空间。

另外，采用本公开所提供的技术方案，通过调整传动盘机构的旋转半径，以及左右两个安装孔在传动盘机构的位置，能够实现转向精度的调整，从而提高了自动驾驶车辆转向的灵敏度。

另外，采用本公开所提供的技术方案，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，能够快速响应转向电机所提供的转向角度，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的效率。

另外，采用本公开所提供的技术方案，由于整个结构是硬连接，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，减少了中间逐级的动力转递过程，使得转向响应和转向执行更加及时，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的效率。

另外，采用本公开所提供的技术方案，通过传动盘机构与左右两侧的转向横拉杆直接相连，使得能够通过精准控制转向电机的旋转角度，得到理想的车轮的转向角度，从而进一步提高了自动驾驶车辆转向的可靠性。

本公开还提供了一种自动驾驶车辆，包括车辆主体、车轮以及如图1-图7中任一附图所提供的自动驾驶车辆的转向装置，用以控制所述车轮转向。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，包括：

转向电机；

传动盘机构，与所述转向电机连接，所述传动盘机构的旋转中心设置在所述自动驾驶车辆的车身中心线上，所述传动盘机构在所述车身中心线的两侧开设对称的左侧安装孔和右侧安装孔；所述左侧安装孔与所述旋转中心之间的连线与所述右侧安装孔与所述旋转中心之间的连线所形成的夹角小于或等于180°与所述传动盘机构的最大可旋转角度之间的差值；

左侧转向横拉杆，与所述左侧安装孔连接；

右侧转向横拉杆，与所述右侧安装孔连接。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述传动盘机构的旋转半径取决于转向精度。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述左侧安装孔和所述右侧安装孔在所述传动盘机构的位置取决于转向精度。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述传动盘机构为圆盘结构、半圆盘结构或者扇形盘结构。

5.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述传动盘机构的旋转中心设置在所述圆盘结构、所述半圆盘结构或者所述扇形盘结构所对应的圆心处。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述自动驾驶车辆的转向装置还包括所述传动盘机构旋转的限位机构。

7.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述限位机构设置在所述传动盘机构上。

8.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述限位机构设置在所述转向电机上。

9.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的转向装置，其特征在于，所述限位机构设置在所述传动盘机构和所述转向电机上。

10.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括车辆主体、车轮以及如权利要求1-9中任一项所述的自动驾驶车辆的转向装置，用以控制所述车轮转向。

Images