一种用于车辆自动驾驶的转向控制机构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于车辆自动驾驶的转向控制机构，涉及汽车试验用自动驾驶装置。所述的转向控制机构包括固定机构、电机支撑臂机构、电机调节机构和方向盘夹持机构，所述的固定机构与驾驶座椅连接，所述电机调节机构通过电机支撑臂机构连接在固定机构上，所述的电机调节机构上连接方向盘夹持机构，所述的方向盘夹持机构用于夹持连接方向盘。本发明专利技术提供的转向控制机构尺寸小巧，重量较轻，拆装方便，单人即可完成拆装，只需将其固定于主驾驶座椅，同时不需要对车辆进行任何改装；尺寸调节范围大，可进行前后、左右、上下等各个方向的调节，同时可以进行方向盘夹持机构与电动机的俯仰调节，因此可适用的车型广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车试验用自动驾驶装置，具体地说是一种用于车辆自动驾驶的转向控制机构。
技术介绍
近年来，中国汽车工业的迅猛发展使得国内汽车数量有着大幅的增长，而汽车在使用过程中的安全可靠性能日益受到重视，安全可靠的车辆可降低交通事故的伤亡，减少事故所造成的经济损失。各大汽车厂家在新车上市之前往往要在汽车综合试验场做大量实车试验，汽车综合试验场可以模拟多种复杂路况，可以对车辆进行动力性能、安全性能以及耐久性能等各方面的试验。车辆试验最直接的方式是人工驾驶，但人工驾驶受到人为因素和环境因素的影响，在进行试验时存在很多不足:人工驾驶控制精度低并且可重复性差，例如汽车排放性能的测定通常是由熟练的实验人员在底盘测功机上按规定的精度驾驶被试车辆，跟踪设定的车速一一时间曲线，即循环行驶工况。而不同的驾驶员在进行试验时其操作习惯也有很大的差异，这会影响试验结果的精度。在进行危险性试验时，如ABS、防翻滚试验，人工驾驶存在极大的安全隐患。然而自动驾驶系统能够实现对车辆的准确操纵和控制，具有长时间高强度持续工作、试验效率高、重复性好和测试精度高等优点，能够安全有效地完成各种测试。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于车辆自动驾驶的转向控制机构，该装置由伺服电机执行转向指令，运行平稳，精度及执行效率高。本专利技术提供的转向控制机构，既可以单独实现精确的转向控制，也可以与油门制动踏板控制机构和换挡机械手等机构相互结合进行更加复杂的实验。本专利技术提供的用于车辆自动驾驶的转向控制机构，包括固定机构、电机支撑臂机构、电机调节机构和方向盘夹持机构，所述的固定机构与驾驶座椅连接，所述电机调节机构通过电机支撑臂机构连接在固定机构上，所述的电机调节机构上连接方向盘夹持机构，所述的方向盘夹持机构用于夹持连接方向盘。所述的固定机构由转向装置固定架、支撑臂安装板和下支撑臂固定板组成，所述转向装置固定架是由矩形方钢焊接而成的长方体框架结构，转向装置固定架由棘轮捆扎带固定在驾驶座椅上，支撑臂安装板在转向装置固定架上左右滑动安装，以调节支撑臂安装板的横向位置;下支撑臂固定板在支撑臂安装板上前后滑动安装，以调节下支撑臂固定板的纵向位置，同时，下支撑臂固定板加工有两对通孔，用以紧固下支撑臂。电机支撑臂机构由下支撑臂、支撑臂连接套，上支撑臂组成，整体上呈弧线形状；下支撑臂通过两个紧固螺栓与下支撑臂固定板上的前后两对通孔配合连接，将下支撑臂固定在下支撑臂固定板上，支撑臂连接套连接上支撑臂和下支撑臂，同时支撑臂连接套上加工了等距的9对通孔，使上、下支撑臂在连接套内自由移动位置，以调节伺服电机的高度;支撑臂连接套与上支撑臂、下支撑臂均通过螺栓紧固，支撑臂连接套上的通孔用于调节上支撑臂和下支撑臂的相对位置，以及固定连接电机夹板;上支撑臂两端均加工有通孔，分别与连接套、电机夹板连接。电机调节机构由两个定位螺栓、下调节螺纹杆、调节螺栓、上调节螺纹杆、伺服电机、电机夹板、减速器、上端万向节和下端万向节组成，伺服电机由两块电机夹板通过螺栓紧固支撑，所述电机夹板上连接一个定位螺栓，该定位螺栓两端分别通过球轴承连接一个上调节螺纹杆，所述支撑臂连接套和电机夹板之间通过一个定位螺栓连接，该定位螺栓的两端分别通过球轴承连接一个下调节螺纹杆，在同侧的上调节螺纹杆和下调节螺纹杆之间通过调节螺栓连接;伺服电机前端安装有减速器，减速器输出轴与上端万向节固定，下端万向节固定在方向盘夹持机构的固定圆盘上，伺服电机的扭矩通过上端万向节和下端万向节传动，上端万向节与下端万向节通过花键连接。方向盘夹持机构由固定圆盘、夹板套固定板、夹板套、方向盘夹板和圆环紧固螺栓组成，固定圆盘中心设置立柱结构，立柱表面加工有螺纹孔，与下端万向节通过螺栓固定，并通过螺栓传递扭矩；同时，固定圆盘表面圆周每隔120°加工有螺纹孔，用于固定三个夹板套固定板，同时方向盘夹板与夹板套呈90°位置固定，使固定圆盘的旋转平面与方向盘平面平行;所述方向盘夹板一端与夹板套铰接，另一端加工螺纹孔，由圆环紧固螺栓旋紧。本专利技术的优点在于:(I)本专利技术提供的转向控制机构尺寸小巧，重量较轻，拆装方便，单人即可完成拆装，只需将其固定于主驾驶座椅，同时不需要对车辆进行任何改装。(2)本专利技术提供的转向控制机构尺寸调节范围大，可进行前后、左右、上下等各个方向的调节，同时可以进行方向盘夹持机构与电动机的俯仰调节，因此可适用的车型广，包含各类乘用车、商用车等。【附图说明】图1是转向控制机构整体结构示意图；图2是固定机构部分示意图；图3是电机支撑臂机构部分示意图；图4是电机调节机构部分示意图；图5是方向盘夹持机构部分示意图。图中:1-转向装置固定架2-支撑臂安装板3-下支撑臂固定板4-下支撑臂5-支撑臂连接套 6-上支撑臂7-定位螺栓8-下调节螺纹杆9-调节螺栓 10-上调节螺纹杆11-伺服电机12-电机夹板13-减速器 14-上端万向节15-下端万向节16-固定圆盘17-夹板套固定板 18-夹板套19-方向盘夹板20-圆环紧固螺栓【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种用于车辆自动驾驶的转向控制机构，包括固定机构、电机支撑臂机构、电机调节机构和方向盘夹持机构。图2是固定机构部分示意图。该部分由转向装置固定架1、支撑臂安装板2和下支撑臂固定板3组成。所述转向装置固定架I是由矩形方钢焊接而成的长方体框架结构，既保证整体结构的刚度，又兼顾轻量化的原则。在实际安装过程中，转向装置固定架I由棘轮捆扎带固定在驾驶座椅上，棘轮捆扎带固定牢靠，拆装方便，同时可调节范围大，可适用于不同尺寸的驾驶座椅。支撑臂安装板2可在转向装置固定架I上左右滑动，以调节支撑臂安装板2的横向位置。下支撑臂固定板3可在支撑臂安装板2上前后滑动，以调节下支撑臂固定板3的纵向位置，同时，下支撑臂固定板3加工有两对通孔，用以紧固下支撑臂4。图3是电机支撑臂机构部分示意图。该部分主要由下支撑臂4、支撑臂连接套5，上支撑臂6组成，整体上呈竖直弧线形状。在实际安装过程中，下支撑臂4通过两个紧固螺栓与下支撑臂固定板3上的前后两对通孔配合连接，将下支撑臂4固定在下支撑臂固定板3上，所述通孔轴线平行于下支撑臂固定板3的滑动方向，可有效避免下支撑臂4受力时发生轴向旋转的情况。同时下支撑臂4上与下支撑臂固定板3连接配合的两个通孔的间距大于下支撑臂4的宽度，由此增大了下支撑臂4紧固端的表面积，这样增强了下支撑臂4的刚度以及稳定性，在伺服电机11运转或者车辆行驶在颠簸路段时，提高整套机构的稳定性。支撑臂连接套5加工为圆弧形，以连接上支撑臂6和下支撑臂4，同时支撑臂连接套5上加工了等距的9对通孔，可使上、下支撑臂在连接套5内自由移动位置，以调节伺服电机11的高度，配和不同高度的方向盘。连接套5与上支撑臂6、下支撑臂4均通过螺栓紧固，连接套5上的通孔用于调节上支撑臂6和下支撑臂4的相对位置，以及固定连接电机夹板当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆自动驾驶的转向控制机构，其特征在于：包括固定机构、电机支撑臂机构、电机调节机构和方向盘夹持机构，所述的固定机构与驾驶座椅连接，所述电机调节机构通过电机支撑臂机构连接在固定机构上，所述的电机调节机构上连接方向盘夹持机构，所述的方向盘夹持机构用于夹持连接方向盘；所述的固定机构由转向装置固定架、支撑臂安装板和下支撑臂固定板组成，所述转向装置固定架是由矩形方钢焊接而成的长方体框架结构，转向装置固定架由棘轮捆扎带固定在驾驶座椅上，支撑臂安装板在转向装置固定架上左右滑动安装，以调节支撑臂安装板的横向位置；下支撑臂固定板在支撑臂安装板上前后滑动安装，以调节下支撑臂固定板的纵向位置，同时，下支撑臂固定板加工有两对通孔，用以紧固下支撑臂；电机支撑臂机构由下支撑臂、支撑臂连接套，上支撑臂组成，整体上呈弧线形状；下支撑臂通过两个紧固螺栓与下支撑臂固定板上的前后两对通孔配合连接，将下支撑臂固定在下支撑臂固定板上，支撑臂连接套连接上支撑臂和下支撑臂，同时支撑臂连接套上加工了等距的9对通孔，使上、下支撑臂在连接套内自由移动位置，以调节伺服电机的高度；支撑臂连接套与上支撑臂、下支撑臂均通过螺栓紧固，支撑臂连接套上的通孔用于调节上支撑臂和下支撑臂的相对位置，以及固定连接电机夹板；上支撑臂两端均加工有通孔，分别与连接套、电机夹板连接；电机调节机构由两个定位螺栓、下调节螺纹杆、调节螺栓、上调节螺纹杆、伺服电机、电机夹板、减速器、上端万向节和下端万向节组成，伺服电机由两块电机夹板通过螺栓紧固支撑，所述电机夹板上连接一个定位螺栓，该定位螺栓两端分别通过球轴承连接一个上调节螺纹杆，所述支撑臂连接套和电机夹板之间通过一个定位螺栓连接，该定位螺栓的两端分别通过球轴承连接一个下调节螺纹杆，在同侧的上调节螺纹杆和下调节螺纹杆之间通过调节螺栓连接；伺服电机前端安装有减速器，减速器输出轴与上端万向节固定，下端万向节固定在方向盘夹持机构的固定圆盘上，伺服电机的扭矩通过上端万向节和下端万向节传动，上端万向节与下端万向节通过花键连接；方向盘夹持机构由固定圆盘、夹板套固定板、夹板套、方向盘夹板和圆环紧固螺栓组成，固定圆盘中心设置立柱结构，立柱表面加工有螺纹孔，与下端万向节通过螺栓固定，并通过螺栓传递扭矩；同时，固定圆盘表面圆周每隔120°加工有螺纹孔，用于固定三个夹板套固定板，同时方向盘夹板与夹板套呈90°位置固定，使固定圆盘的旋转平面与方向盘平面平行；所述方向盘夹板一端与夹板套铰接，另一端加工螺纹孔，由圆环紧固螺栓旋紧。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余贵珍，吴家轩，王云鹏，周彬，吴新开，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11