CN2522830Y

CN2522830Y - 一种导向机构

Info

Publication number: CN2522830Y
Application number: CN 01276280
Authority: CN
Inventors: 吴旭榕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2002-11-27
Anticipated expiration: 2011-12-07

Abstract

本实用新型公开了一种导向机构，其特征在于：所述导向机构包括一个主动电机和一个或多个从动电机，上述主动电机的转动轴上还固定连接有从动电机，上述从动电机的转动轴上固定连接着传感装置，上述主动电机与从动电机的结合为上述传感装置提供了良好的导向定位机构。

Description

一种导向机构

本实用新型涉及一种导向定位机构。

《世界汽车》1999年第8期第15页“欧洲中重型汽车电子技术发展”一文介绍，智能功率件，智能传感器及存储电路等在汽车发动机、变速器、制动系和转向系等各个总成都得到了广泛的使用，ABS制动调节系统也自1978年以来得到广泛应用。《汽车技术》2000年第3期第28页“奔驰轿车的行驶稳定性电子控制系统”一文介绍，电子稳定程序(ESP)控制系统及6种工作模式，即普遍模式，ABS控制模式，ASR控制模式、MSR控制模式，ESP控制模式及ESP切断模式。《世界汽车》2000年第6期第16页《汽车防撞雷达概述》及第19页“奔驰轿车的Distronic(DTR)雷达控制系统”一文介绍了雷达技术在汽车中的运用及奔驰220型系列S级轿车运用的雷达控制系统。目前与汽车防撞有关的技术主要有：美国专利NO，3,952,303(1976年4月20日)公开了一种利用多普勒效应的模拟雷达信号处理系统、美国专利(1978年2月7日)NO、4,072,945、美国专利NO，4、626、850(1986年12月2日)、美国专利NO，5、302、965(1994年4月12日)、美国专利NO，5、314、037(1995年5月24日)公开一种使用激光雷达的机动车防撞系统、韩国卞成光的发明一机动车的防撞方法以及实现该方法的装置(申请号为96104006、8)、专利(专利号99230230、7)、专利(专利号99215758、7)、专利(专利号99257295、9)，上述雷达控制系统是角度传感器，速度传感器、雷达传感器，微机、单片机控制模块等电子技术及步进电机的控制技术在汽车中的充分发挥，起了防撞、提示作用。但汽车防撞雷达存在虚警问题，这是雷达扫瞄方位角不易取值、雷达扫瞄方向、各种感知外界环境的传感器工作时与汽车的运行轨迹相脱离所造成的。

本实用新型的目的是生产一种导向机构，上述导向机构在微处理机或单片机等控制模块作用下能够使安装于上述导向机构上的传感装置如：激光、雷达、激光雷达、超声波等装置安装于机动车上工作时具有指向上述机动车即将行驶轨迹的方向性，为上述传感装置安装于机动车上工作时，能够指向上述机动车即将行驶的轨迹提供必要的末端执行机构。

为达到上述目的，本实用新型所述导向机构包括一个主动电机和一个或多个从动电机，所述的主动电机的转动轴上连接有从动电机，上述导向机构末端处的从动电机的转动轴上固定连接着传感装置。

为达到上述目的，本实用新型所述主动电机和从动电机都是电机，所述的主动电机或从动电机可以是步进电机或者是直流伺服电机或者是交流伺服电机。

为达到上述目的，本实用新型所述主动电机的转动轴与一个从动电机的外壳固定连接，所述主动电机的转动轴中心线的延长线与所述从动电机的转动轴中心线有一个垂直交点，所述从动电机可在上述主动电机的转动轴的转动带动下以上述垂直交点为圆心绕上述主动电机的转动轴旋转，且旋转时从动电机的转动轴始终垂直于主动电机的转动轴，上述垂直交点处可安装有传感装置，所述传感装置可以是激光器或雷达传感器或激光雷达，所述激光器射出的激光的光线或雷达传感器扫瞄方位角的边缘线或激光雷达的扫瞄线垂直于上述从动电机的转动轴的中心线。

为达到上述目的，本实用新型所述主动电机的转动轴与第一个从动电机的外壳固定连接，上述第一个从动电机的转动轴与第二个从动电机的外壳固定连接，上述第一个从动电机的转动轴中心线的延长线与所述第二个从动电机的转动轴中心线有一个垂直交点，所述主动电机的转动轴中心线的延长线通过上述垂直交点，所述第一个从动电机可在上述主动电机的转动轴的转动带动下以上述垂直交点为圆心绕上述主动电机的转动轴旋转，且旋转时第一个从动电机的转动轴始终垂直于主动电机的转动轴，所述第二个从动电机可在上述第一个从动电机的转动轴的转动带动下以上述垂直交点为圆心绕上述第一个从动电机的转动轴旋转，且旋转时第二个从动电机的转动轴始终垂直于第一个从动电机的转动轴，在上述垂直交点处还安装有传感装置，所述传感装置可以是激光器或雷达传感器或激光雷达，所述激光器射出的激光的光线或雷达传感器扫瞄方位角的边缘线或激光雷达扫瞄线垂直于上述第二个从动电机的转动轴的中心线。

为达到上述目的，本实用新型所述主动电机及从动电机通过电缆与微型计算机或单片机等控制模块及角度传感器、速度传感器联系。

大家知道，机动车前轮转角及前、后轮的侧偏角决定了机动车的运动状态及转弯半径，当上述机动车转向运动进入稳定状态时，上述机动车车身任何一点的运动轨迹都是圆形，由于一旦前轮转角及前、后轮的侧偏角确定，则上述机动车的转弯半径及轨迹中心也确定，机动车车身上任何一点的运行轨迹也就确定。由上述技术方案可知，上述本实用新型的导向机构安装于机动车上后，在主动电机的转动轴及从动电机的转动轴不同转角的配合下，安装于从动电机转动轴上的激光器发射出的激光光线可指向地面任何一点，要让安装于上述从动电机转动轴上的激光器射出的光线在地面的射映点代表机动车车身某处即将行驶的轨迹，只要根据上述主动电机及从动电机安装在上述机动车的位置找出相应的激光器射出的激光在地面上的射映点与所述机动车在各种状态下车身某处即将行驶的轨迹相吻合时，上述主动电机转动轴的转角位置及从动电机转角位置即可，机动车运动的各种轨迹线是由机动车的本身机械特性、路面状况、风向、风力、机动车稳定行驶或加减速运动等因素决定的，因此，我们把反映各种因素影响下机动车运动的各种轨迹线相应的机动车本身机械特性、路面状况、风向、风力、机动车运动状态等指标的固有数值或用传感器采集的数值如反映机动车前轮转角大小的角度传感器、速度传感器、加速度传感器等各种传感器采集的数值与可反映上述机动车即将运动的轨迹线的主动电机的转动轴的转角位置及从动电机转动轴的转角位置的数学函数关系找出，我们根据上述数学函数关系，编程输入微型计算机控制系统，这是本领域技术人员所熟悉的，这里不做详述。这样就可实现根据所述机动车各种传感器捕捉信息后传给微型计算机控制系统并通过上述主动电机及从动电机的转动使从动电机转动轴上的激光器射出的光线在地面的射映点代表机动车车身某处的即将行驶的轨迹。所述微型计算机控制系统还可与速度传感器联系，根据所行驶的机动车的行驶速度按内部已输入的相对安全提示距离确定上述主动电机或从动电机的转动轴转角位置。这样微型计算机控制系统就可按内部的程序发出脉冲信号控制所述主动电机及所述从动电机各自转动一定角度。所以安装于所述从动电机上的激光器射出的激光映射在路面上的光点或雷达传感器扫瞄方位角的边缘线或激光雷达的扫描线与地面的交点就与前面所述机动车车身某处即将行驶的轨迹吻合。

我们让上述实用新型的导向机构所述主动电机的转动轴方向垂直地面指向地面或天空或平行地面指向所述机动车的前方或后方或侧方。所述的主动电机和从动电机可根据机动车前轮的转角及速度传感器、加速度传感器等其它类型传感器在微机或单片机控制模块作用下转动，并使所述从动电机的转动轴上的激光器指向机动车即将行驶的轨迹，这样上述激光器即可发射出激光映射在机动车前方路面上形成光点，并代表机动车即将行驶的轨迹，这就可起很好的提示导向作用。上述从动电机转动轴安装雷达传感器或激光雷达后，让雷达传感器扫瞄水平角边缘线或激光雷达的扫描线与地面的交点与上述机动车即将行驶轨迹吻合，这样就使雷达传感器扫瞄范围与机动车即将行驶的轨迹相联系，因此，这样就可减少虚警问题。因此本实用新型机动车的主动电机与从动电机的结合是一种很有效的导向定位机构，该导向定位机构可以使激光器、雷达、超声波、红外等附属装置的工作具有很好的方向性，所以本实用新型所述的末端执行机构具有很好导向功能。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

附图1为本实用新型第一实施例的侧视图

附图2为本实用新型第二实施例的透视示意图

附图3为本实用新型第一实施例与机动车连结的示意图。

如图1所示，主动电机1的转动轴4与一个从动电机2的外壳3固定连接，可采用焊接，所述主动电机1的转动轴4的中心线的延长线与所述从动电机2的转动轴5的中心线有一个垂直交点6，所述从动电机可在上述主动电机1的转动轴4的转动带动下以上述垂直交点6为圆心绕上述主动电机1的转动轴4旋转，旋转时从动电机2的转动轴5始终垂直于主动电机1的转动轴4，且上述垂直交点6处安装有激光器7，所述传感装置可以是激光器或雷达传感器或激光雷达，所述激光器射出的激光的光线垂直于上述从动电机2的转动轴5的中心线。当然，上述垂直交点6处还可安装雷达传感器、激光雷达等传感装置。

如图2所示，所述主动电机9的转动轴10与第一个从动电机11的外壳12固定连接，上述第一个从动电机11的转动轴13与第二个从动电机14的外壳15固定连接，上述第一个从动电机11的转动轴13中心线的延长线与所述第二个从动电机14的转动轴16中心线有一个垂直交点17，所述主动电机9的转动轴10中心线的延长线通过上述垂直交点17，所述第一个从动电机11可在上述主动电机9的转动轴10的转动带动下以上述垂直交点17为圆心绕上述主动电机9的转动轴10旋转，且旋转时第一个从动电机11的转动轴13始终垂直于主动电机9的转动轴10，所述第二个从动电机14可在上述第一个从动电机11的转动轴13的转动带动下以上述垂直交点17为圆心绕上述第一个从动电机11的转动轴13旋转，且旋转时第二个从动电机14的转动轴16始终垂直于第一个从动电机11的转动轴13，在上述垂直交点17处安装有激光器18，所述激光器射出的激光的光线垂直于上述第二个从动电机14的转动轴16的中心线。当然，上述垂直交点6处还可安装雷达传感器、激光雷达等传感装置。

如图3所示，主动电机为步进电机23，从动电机为步进电机26。所述步进电机23安装于机动车31前部的边缘处，实际上，上述主动电机23最好活动连接于机动车31的外壳上，与上述机动车31的前桥固定连结，并让转动轴25平行地面向右，步进电机26通过侧边41固定焊接于上述转动轴25上，上述转动轴25中心线的延长线垂直相交上述步进电机26的转动轴30上，并且有一个相交点33，在上述相交点33处垂直焊接激光器24，上述激光器24射出的激光光线垂直于上述转动轴30，并与上述转动轴25的中心线在同一平面。如图3所示，所述机动车31上还安装有微型计算机控制系统28，角度传感器27安装于前轮转轴上或方向盘转动轴上。上述步进电机23受微型计算机控制系统28控制，所述角度传感器27发出的信号提供给微型计算机控制系统28。点29为距离机动车31后轮车身处一定距离的点，如图3所示点29是机动车31后轮转轴中心线与上述进步电机26的转动轴30的中心线绕上述转动轴25旋转的平面的垂直相交点，本实施例的目的是要让激光器24射出的光线在地面上的射映点32代表机动车31后轮车身处旁一定距离点29即将行驶的轨迹，由于点29是与机动车31后轮距离一定距离，这样激光器24射出的激光在地面上形成所述机动车31前方的射映光点32，这样就可起提示导向作用，因此点32也可叫控制光点32。

实际上，当机动车稳定低速行驶时，一旦机动车31前轮转角确定，则点29即将行驶的轨迹也就确定，要使激光器24射出的激光在地面上机动车31前方某处的射映点32也就确定，上述转动轴25的转角和转动轴30的转角也就确定，在机动车31前轮转角一定时，点29即将行驶的轨迹线上的每个点，对应转动轴25及转动轴30都有一相应的转角位置。上述步进电机23是安装距离地面一定的高度处，上述转动轴25中心线与转动轴30中心线的垂直相交点33垂直地面距离为h，上述垂直相交点33与点29在机动车31前轮转角不同时在地面的不同轨迹线组成不同的椭圆锥体，上述不同的轨迹线在地面上的形状都是圆形，并且是以所述机动车31后轮转轴中心线延长线为直径方向不同半径的圆，每个圆都是以点29为顶点。所以，根据机动车31前轮转角的大小，我们可以确定距离机动车31后轮车身处一定距离点29的即将行驶的轨迹线，要使上述轨迹线每个点都可由激光器24射出激光在地面上的射映点形成，我们可以找出如下数学关系，即上述机动车31前轮转角为α，则点29的即将运动的轨迹线上每一个点都有相应唯一的转动轴25的转角大小及相应的转动轴30的转角大小，也就是说，当上述转角α确定后，只要转动轴25转角一确定，转动轴30的转角也就确定。或者只要转动轴30的转角确定，转动轴25转角也就相应确定。我们找出机动车31前轮转角α为某一值情况下，转动轴30的转角大小与转动轴25的转角大小一一对应的控制曲线，不同的α值有不同的控制曲线，我们可以把上述不同的控制曲线输入微型计算机控制系统28。还有，在上述机动车31处还可安装速度传感器42，根据机动车31不同的车速，会有不同的安全距离，我们把安全距离与上述机动车31车速的对应曲线及转动轴25、转动轴30的对应关系也输入微型计算机控制系统28，这样，我们可以实现根据车速微型计算机控制系统28确定安全距离以及上述步进电机23的转动轴25应该转动的角度，并发出相应的脉冲信号控制步进电机23的转动轴25转动一定角度，同时微型计算机控制系统28根据内部的转动轴25与转轴30转角控制曲线，实时发出脉冲信号控制步进电机26的转动轴30的转角。因此，根据机动车31的车速及前轮转角，上述激光器24就可发射出激光并在距离上述机动车31前方的相对安全距离处的地面上形成控制光点，这样就起了提示导向作用。同理，我们当然也可用雷达传感器代替激光器，使雷达传感器扫瞄边缘线与地面的交点与上述机动车旁的点29即将运动的轨迹相吻合，我们还可用激光雷达等传感装置代替上述激光器24，这样，根据上述原理，就可让雷达传感器扫瞄方向或激光雷达的扫描线与机动车即将行驶的轨迹联系起来，使雷达传感器或激光雷达报警更为准确，减少虚警。当然，根据微型计算机控制系统其它不同的程序，还可控制上述转动轴25及转动轴30作其它不同的联动控制，使上述激光器24射出的激光在地面上形成其它特定的曲线。如图3所示，在机动车31的另一侧安装有步进电机35，转动轴36与步进电机37的外壳43固定连结，转动轴36与转动轴38有垂直交点40，在垂直交点40处垂直固定有激光器39。同理，我们可以在上述机动车31其它部位安装不同数量的类似于上述步进电机23与步进电机26组合成的导向定位机构，以满足不同的需求，还可用上述本实用新型第二实施例的导向机构安装于上述机动车上，以满足机动车轨迹中心前移变化时微机对电机的控制。另上述主动电机还可是交流伺服电机或直流伺服电机。

毫无疑问，本实用新型的机动车还有多种变换及改型，总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术公员来说显而易见的变换式替代以及改型。

Claims

1、一种导向机构，其特征在于：所述导向机构包括一个主动电机和一个或多个从动电机，所述的主动电机的转动轴上连接有从动电机，上述导向机构末端处的从动电机的转动轴上固定连接着传感装置。

2、如权利要求1所述的导向机构，其特征在于：所述主动电机和从动电机都是电机，所述的主动电机或从动电机可以是步进电机或者是直流伺服电机或者是交流伺服电机。

3、如权利要求1所述的导向机构，其特征在于：所述主动电机的转动轴与一个从动电机的外壳固定连接，所述主动电机的转动轴中心线的延长线与所述从动电机的转动轴中心线有一个垂直交点，所述从动电机可在上述主动电机的转动轴的转动带动下以上述垂直交点为圆心绕上述主动电机的转动轴旋转，旋转时从动电机的转动轴始终垂直于主动电机的转动轴，且上述垂直交点处安装有传感装置，所述传感装置可以是激光器或雷达传感器或激光雷达，所述激光器射出的激光的光线或雷达传感器扫瞄方位角的边缘线或激光雷达的扫瞄线垂直于上述从动电机的转动轴的中心线。

4、如权利要求1所述的导向机构，其特征在于：所述主动电机的转动轴与第一个从动电机的外壳固定连接，上述第一个从动电机的转动轴与第二个从动电机的外壳固定连接，上述第一个从动电机的转动轴中心线的延长线与所述第二个从动电机的转动轴中心线有一个垂直交点，所述主动电机的转动轴中心线的延长线通过上述垂直交点，所述第一个从动电机可在上述主动电机的转动轴的转动带动下以上述垂直交点为圆心绕上述主动电机的转动轴旋转，且旋转时第一个从动电机的转动轴始终垂直于主动电机的转动轴，所述第二个从动电机可在上述第一个从动电机的转动轴的转动带动下以上述垂直交点为圆心绕上述第一个从动电机的转动轴旋转，且旋转时第二个从动电机的转动轴始终垂直于第一个从动电机的转动轴，在上述垂直交点处安装有传感装置，所述传感装置可以是激光器或雷达传感器或激光雷达，所述激光器射出的激光的光线或雷达传感器扫瞄方位角的边缘线或激光雷达扫瞄线垂直于上述第二个从动电机的转动轴的中心线。

5、如权利要求1所述的导向机构，其特征在于：所述主动电机及从动电机通过电缆与微处理机或单片机等控制模块及角度传感器、速度传感器联系。