一种无人驾驶车辆自动转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无人驾驶车辆自动转向装置，包括人工转向部分和自动转向部分；人工转向部分包括操纵机构、转向器(101)和传动机构；自动转向部分安装于操纵机构与转向器(101)输入轴之间，转向器(101)输出端与传动机构相连接；自动转向部分包括电机单元、电磁离合器单元、安装支架(102)、转向器输入轴组件(114)、控制器单元、转向减振器。本装置可完成人工驾驶与自动驾驶的切换，设置较为灵活，不需要额外安装限位机构，在保证转向安全的同时，减少了自动转向装置的机构复杂度，提高了平台的可移植性，装卸方便，只需要装卸与转向器连接的螺钉和转向器输入轴组件即可将自动转向装置整体装卸，较为便捷。

Automatic steering device for unmanned vehicle

The invention provides an automatic steering device for unmanned vehicles, including manual steering part and automatic steering part; manual steering part comprises a control mechanism, steering gear (101) and a drive mechanism; automatic steering part installed on the operating mechanism of the steering device (101) between the input shaft and the steering gear (101) is connected with the output end with the transmission mechanism; automatic steering part comprises a motor unit, electromagnetic clutch unit, mounting bracket (102), the steering gear input shaft assembly (114), controller unit, steering damper. The device can complete the manual driving and automatic driving switch, set more flexible, do not need to install additional limiting mechanism, in turn to ensure safety at the same time, reduce the complexity of the mechanism of the automatic steering device, improve the platform portability, easy handling, loading and unloading only need to screw connected with the steering device and steering an input shaft assembly can be automatic steering device overall handling, more convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶车辆自动转向装置
本专利技术涉及无人驾驶车辆转向领域，尤其是一种无人驾驶车辆用自动转向的装置。
技术介绍
无人驾驶车辆是汽车行业未来的重要发展方向之一，近年来在车辆
备受关注。无人驾驶车辆集视觉感知、人工智能、规划控制等多学科技术于一体，它不仅在搜救、救援、侦察等危险任务中具有重要的应用价值，而且对于缓解交通拥挤、提高交通安全等方面都有很大的现实意义和发展潜力。目前，世界上许多国家都在大力研究无人驾驶技术，极大地推动了无人驾驶技术的发展。自动转向装置是无人驾驶车辆非常重要的部分，它能够自主地控制车辆转向角，使得车辆按照期望轨迹行驶。尽管目前自动转向装置已经存在多种方案，但是难免都存在一些缺陷。现有自动转向装置存在如下缺点：一、转向机构安装于驾驶室，会对驾驶员的活动空间造成不利的影响；二、机构限位方面，采用机构限位的方法对转向极限位置进行限制和保护，增加了机构的复杂度，安装调试不够方便。三、额外加装方向机，对车辆发动机舱的安装空间要求非常高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无人驾驶车辆自动转向装置，解决自动转向系统占用空间大、结构复杂的问题。具体的，本专利技术提供了一种无人驾驶车辆自动转向装置，包括人工转向部分和自动转向部分；所述人工转向部分包括操纵机构、转向器(101)和传动机构；所述自动转向部分安装于操纵机构与转向器(101)输入轴之间，转向器(101)输出端与传动机构相连接；所述自动转向部分包括电机单元、电磁离合器单元、安装支架(102)、转向器输入轴组件(114)、控制器单元和转向减振器；安装支架(102)安装于转向器(101)输入端，电机单元固定于安装支架(102)上，电磁离合器单元位于安装支架(102)内部，通过转向器输入轴组件(114)分别与操纵机构和转向器(101)相连；控制器单元分别与电机单元和电磁离合器单元相连，转向减振器一端铰接至转向器(101)壳体上，另一端连接至传动机构上。进一步地，所述转向器输入轴组件(114)由从动齿轮(301)、沉头螺钉(302)和转向器输入轴连接体(303)组成，从动齿轮(301)和转向器输入轴连接体(303)由沉头螺钉(302)连接，转向器输入轴连接体(303)一端连接转向器(101)输入轴，另一端与操纵机构相连接。进一步地，所述操纵机构包括方向盘、转向轴；转向轴一端与转向盘固定连接，另一端与转向器输入轴连接体(303)相连接。进一步地，所述电磁离合器单元包括轴承I(104)、离合器轴(105)、主动齿轮(106)、电磁离合器(108)、轴承II(109)、传动套筒(112)；电磁离合器(108)主动端通过键与离合器轴(105)连接；离合器轴(105)一端与电机(111)通过传动套筒(112)、两个键(113)相连接，并通过轴承II(109)安装于安装支架(102)上，电磁离合器(108)从动端通过螺钉与主动齿轮(106)连接；离合器轴(105)另一端通过轴承I(104)安装于安装支架(102)上；主动齿轮(106)与从动齿轮(301)啮合。进一步地，所述离合器轴(105)一端伸入传动套筒(112)内，通过键(113)与传动套筒(112)相连接，同时，电机(111)的输出轴伸入传动套筒(112)内，通过键(113)与传动套筒(112)相连接。进一步地，所述电机单元包括编码器(115)、电机(111)、电机卡箍组件(110)；电机(111)前端面通过螺钉固定于安装支架(102)上，电机卡箍组件(110)安装于安装支架(102)上，用以支撑电机(111)后端；编码器(115)安装于电机(111)上。进一步地，所述控制器单元包括转向控制器和继电器；转向控制器与电磁离合器(108)通过继电器相连；转向控制器与电机(111)通过电缆相连；转向控制器与编码器(115)通过电缆相连。进一步地，所述安装支架(102)上由螺钉固定有上盖板(107)、左防尘板(201)、右防尘板(202)、端盖(103)，由安装支架(102)、上盖板(107)、左防尘板(201)、右防尘板(202)、端盖(103)构成一个腔体；所述电磁离合器单元安装于所述腔体内。进一步地，所述传动机构包括转向摇臂(1)、转向直拉杆(2)、转向节臂(3)、梯形臂(4)、转向横拉杆(5)；转向摇臂(1)一端与转向器(101)相连，另一端连接转向直拉杆(2)，转向直拉杆(2)与转向节臂(3)相连，其后依次连接梯形臂(4)、转向横拉杆(5)，所述转向减振器一端铰接至转向器(101)壳体上，另一端连接至转向直拉杆(2)上。特别地，一种基于所述无人驾驶车辆自动转向装置的自动转向控制方法。本专利技术提供了一种无人驾驶车辆自动转向装置，可完成人工驾驶与自动驾驶的切换，采用软件限位，设置较为灵活，不需要额外安装限位机构，在保证转向安全的同时，减少了自动转向装置的机构复杂度，且占用空间少，不会对驾驶室造成任何影响，提高了平台的可移植性，装卸方便，只需要装卸与转向器连接的螺钉和转向器输入轴组件即可将自动转向装置整体装卸，较为便捷。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1是本专利技术的转向装置传动机构示意图；图2是本专利技术的自动转向装置主视图；图3是本专利技术的自动转向装置俯视图；图4是本专利技术的自动转向装置右视图；图5是本专利技术的自动转向装置转向器输入轴组件整体结构图；图6是本专利技术的自动转向装置电气连接示意图；图7是本专利技术的自动转向装置控制过程流程图；图8是本专利技术的自动转向装置控制过程绝对零位标定流程图；图9是本专利技术的自动转向装置控制过程软件限位标定流程图。图中：1-转向摇臂、2-转向直拉杆、3-转向节臂、4-梯形臂、5-转向横拉杆；101-转向器、102-安装支架、103-端盖、104-轴承I、105-离合器轴、106-主动齿轮、107-上盖板、108-电磁离合器、109-轴承II、110-电机卡箍组件、111-电机、112-传动套筒、113-键、114-转向器输入轴组件、115-编码器；201-左防尘板、202-右防尘板；301-从动齿轮、302-沉头螺钉、303-转向器输入轴连接体。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供了一种无人驾驶车辆自动转向装置，该装置包括人工转向部分和自动转向部分。人工转向部分包括操纵机构、转向器(101)、传动机构。操纵机构包括方向盘、转向轴；转向轴将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向器，转向轴一端与转向盘固定连接，另一端与自动转向部分相连接；转向器(101)为循环球式转向器，其输入轴与自动转向部分相连接，输出端与传动机构相连接。如图1所示，传动机构包括转向摇臂(1)、转向直拉杆(2)、转向节臂(3)、梯形臂(4)、转向横拉杆(5)。转向摇臂(1)一端与转向器(101)输出端相连，另一端连接转向直拉杆(2)，转向直拉杆(2)与转向节臂(3)相连，其后依次连接梯形臂(4)、转向横拉杆(5)，转向横拉杆(5)是联系梯形臂(4)并使其协调工作的连接杆，在汽车行驶过程中反复承受拉力和压力，用于驱动转向轮转向。自动转向部分安装于操纵机构与转向器(101)之间。如图2-4所示，自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人驾驶车辆自动转向装置，其特征在于，包括人工转向部分和自动转向部分；所述人工转向部分包括操纵机构、转向器(101)和传动机构；所述自动转向部分安装于操纵机构与转向器(101)输入轴之间，转向器(101)输出端与传动机构相连接；所述自动转向部分包括电机单元、电磁离合器单元、安装支架(102)、转向器输入轴组件(114)、控制器单元、转向减振器；安装支架(102)安装于转向器(101)输入端，电机单元固定于安装支架(102)上，电磁离合器单元位于安装支架(102)内部，通过转向器输入轴组件(114)分别与操纵机构和转向器(101)相连；控制器单元分别与电机单元和电磁离合器单元相连，转向减振器一端铰接至转向器(101)壳体上，另一端连接至传动机构上。

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶车辆自动转向装置，其特征在于，包括人工转向部分和自动转向部分；所述人工转向部分包括操纵机构、转向器(101)和传动机构；所述自动转向部分安装于操纵机构与转向器(101)输入轴之间，转向器(101)输出端与传动机构相连接；所述自动转向部分包括电机单元、电磁离合器单元、安装支架(102)、转向器输入轴组件(114)、控制器单元、转向减振器；安装支架(102)安装于转向器(101)输入端，电机单元固定于安装支架(102)上，电磁离合器单元位于安装支架(102)内部，通过转向器输入轴组件(114)分别与操纵机构和转向器(101)相连；控制器单元分别与电机单元和电磁离合器单元相连，转向减振器一端铰接至转向器(101)壳体上，另一端连接至传动机构上。2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆自动转向装置，其特征在于，所述转向器输入轴组件(114)由从动齿轮(301)、沉头螺钉(302)和转向器输入轴连接体(303)组成，从动齿轮(301)和转向器输入轴连接体(303)由沉头螺钉(302)连接，转向器输入轴连接体(303)一端连接转向器(101)输入轴，另一端与操纵机构相连接。3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶车辆自动转向装置，其特征在于，所述操纵机构包括方向盘、转向轴；转向轴一端与转向盘固定连接，另一端与转向器输入轴连接体(303)相连接。4.根据权利要求2或3所述的一种无人驾驶车辆自动转向装置，其特征在于，所述电磁离合器单元包括轴承I(104)、离合器轴(105)、主动齿轮(106)、电磁离合器(108)、轴承II(109)、传动套筒(112)；电磁离合器(108)主动端通过键与离合器轴(105)连接；离合器轴(105)一端与电机(111)通过传动套筒(112)、两个键(113)相连接，并通过轴承II(109)安装于安装支架(102)上，电磁离合器(108)从动端通过螺钉与主动齿轮(106)连接；离合器轴(105)另一端通过轴承I(104)安...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧岩，王威，熊光明，龚建伟，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11