一种无人驾驶纯电动卡车及其车辆转向系统技术方案

本申请公开了一种车辆转向系统，包括驱动电机、齿轮箱、用于控制车辆方向的方向机、方向盘、扭力传感器、角度传感器和自动转向控制器；齿轮箱内设有驱动轴和从动轴；从动轴与驱动轴啮合，从动轴的一端与方向机连接，另一端与扭力传感器的端部连接，扭力传感器远离从动轴的一端与方向盘连接；自动转向控制器用于实时切换自动驾驶模式与人工驾驶模式，还用于控制驱动电机转动。本申请所提供的车辆转向系统，可以实现自动驾驶模式与人工驾驶模式自动切换，无需增加额外操作，结构简单，可直接在现有非无人驾驶的车辆上加装，改装成本低。本申请还公开了一种包括上述车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车。

An Unmanned Electric Truck and Its Vehicle Steering System

The application discloses a vehicle steering system, which includes a driving motor, a gearbox, a steering wheel, a torsion sensor, an angle sensor and an automatic steering controller for controlling the direction of the vehicle; a driving shaft and a driven shaft are arranged in the gearbox; a driven shaft is meshed with the driving shaft, one end of the driven shaft is connected with the steering machine, and the other end is connected with the end of the torsion sensor. The force sensor is connected with the steering wheel far away from the driven shaft; the automatic steering controller is used to switch the automatic and manual driving modes in real time, and also to control the rotation of the driving motor. The vehicle steering system provided in this application can realize automatic switching between automatic driving mode and manual driving mode without additional operation. It has simple structure and can be installed directly on existing non-driverless vehicles with low refitting cost. The application also discloses an unmanned pure electric truck including the steering system of the vehicle mentioned above.

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶纯电动卡车及其车辆转向系统
本申请涉及无人驾驶车辆领域，特别是涉及一种车辆转向系统。此外，本申请还涉及一种包括上述车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车。
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。现有技术中的自动转向装置结构复杂，在自动驾驶模式与人工驾驶模式切换时，需要额外给系统输入指令才能实现切换，并且，大部分采用带传动或链条传统，传动效率低，转角误差大，采用齿轮传动的装置中，一般齿轮箱结构复杂，控制繁琐。另外，现有技术需要在转向轮上增加角度传感器，对需要改制的工作量大。因此，如何提高车辆转向系统的自动化程度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。申请内容本申请的目的是提供一种车辆转向系统，该车辆转向系统高度集成化，结构简单，机械体积小。本申请的另一目的是提供一种包括上述车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种车辆转向系统，包括驱动电机、齿轮箱、用于控制车辆方向的方向机、方向盘、用于获取所述方向盘与所述齿轮箱之间扭力的扭力传感器、用于获取车辆转向角度的角度传感器和自动转向控制器；所述齿轮箱内设有驱动轴和从动轴，所述驱动轴的一端与所述驱动电机连接，另一端与所述角度传感器连接；所述从动轴与所述驱动轴啮合，所述从动轴的一端与所述方向机连接，另一端与所述扭力传感器的端部连接，所述扭力传感器远离所述从动轴的一端与所述方向盘连接；所述自动转向控制器用于根据所述扭力传感器获取的扭力变化实时切换自动驾驶模式与人工驾驶模式，还用于根据车辆外部环境信息以及所述角度传感器的获取信息控制所述驱动电机转动。优选的，还包括扭力过渡轴、转向管柱和转向管柱套筒；所述扭力过渡轴的一端与所述从动轴连接，另一端与所述扭力传感器的端部连接；所述扭力传感器远离所述扭力过渡轴的一端与所述转向管柱套筒连接，所述转向管柱位于所述转向管柱套筒内部，所述转向管柱远离所述扭力传感器的一端与所述方向盘连接。优选的，所述扭力过渡轴与所述从动轴之间还设有电滑环。优选的，还包括安装板、用于安装所述驱动电机的电机安装支架、用于安装所述角度传感器的角度传感器安装支架，以及用于安装所述电滑环的电滑环安装支架，所述齿轮箱、所述电机安装支架、所述角度传感器安装支架和所述电滑环安装支架均通过螺栓安装在所述安装板上。优选的，所述扭力过渡轴的上下两端分别设有扭力传感器上部安装法兰和扭力传感器下部安装法兰，所述扭力传感器上部安装法兰与所述转向管柱套筒的法兰盘螺栓连接，所述扭力传感器下部安装法兰与所述扭力过渡轴的法兰盘螺栓连接。优选的，所述转向管柱与所述方向盘之间设有第一万向节，所述从动轴与所述方向机之间设有第二万向节。优选的，所述齿轮箱还包括齿轮箱上壳体、齿轮箱下壳体、与所述驱动轴套接的驱动齿轮以及与所述从动轴套接的从动齿轮，所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合；所述齿轮箱上壳体与所述齿轮箱下壳体之间可拆卸连接。优选的，所述齿轮箱内还设有位于所述驱动轴与所述从动轴之间的箱体过渡轴，所述箱体过渡轴上还套设有过渡齿轮，所述过渡齿轮的周向一侧与所述驱动齿轮啮合，另一侧与所述从动齿轮啮合。优选的，所述齿轮箱上壳体内与所述驱动轴、所述箱体过渡轴、所述从动轴对应的位置安装有驱动齿轮上部轴承、过渡齿轮上部轴承和从动齿轮上部轴承，所述齿轮箱下壳体内与所述驱动轴、所述箱体过渡轴、所述从动轴对应的位置安装有驱动齿轮下部轴承、过渡齿轮下部轴承和从动齿轮下部轴承。本申请还提供一种无人驾驶纯电动卡车，包括上述任意一项所述的车辆转向系统。本申请所提供的车辆转向系统，包括驱动电机、齿轮箱、用于控制车辆方向的方向机、方向盘、用于获取所述方向盘与所述齿轮箱之间扭力的扭力传感器、用于获取车辆转向角度的角度传感器和自动转向控制器；所述齿轮箱内设有驱动轴和从动轴，所述驱动轴的一端与所述驱动电机连接，另一端与所述角度传感器连接；所述从动轴与所述驱动轴啮合，所述从动轴的一端与所述方向机连接，另一端与所述扭力传感器的端部连接，所述扭力传感器远离所述从动轴的一端与所述方向盘连接；所述自动转向控制器用于根据所述扭力传感器获取的扭力变化实时切换自动驾驶模式与人工驾驶模式，还用于根据车辆外部环境信息以及所述角度传感器的获取信息控制所述驱动电机转动。该车辆转向系统，利用所述扭力传感器和所述自动转向控制器的设置，可以实现自动驾驶模式与人工驾驶模式自动切换，无需增加额外操作，并且，该系统结构简单，可直接在现有非无人驾驶的车辆上加装，改装成本低。本申请所提供的无人驾驶纯电动卡车设有上述车辆转向系统，由于所述车辆转向系统具有上述技术效果，因此，设有该车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车也应当具有相应的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请所提供的车辆转向系统一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示车辆转向系统的爆炸结构示意图；图3为图1所示车辆转向系统中齿轮箱的结构示意图；图4为图3所示齿轮箱的爆炸结构示意图；其中：1、驱动电机；2、电机安装支架；3、齿轮箱；4、角度过渡轴键；5、角度过渡轴；6、角度传感器；7、角度传感器安装支架；8、第一万向节；9、转向管柱；10、转向管柱套筒；11、扭力传感器上安装法兰；12、扭力传感器；13、扭力传感器下安装法兰；14、扭力过渡轴；15、电滑环安装支架；16、扭力过渡轴键；17、安装板；18、电滑环；19、第二万向节；20、第二万向节键；301、齿轮箱上壳体；302、驱动齿轮上部轴承；303、过渡齿轮上部轴承；304、从动齿轮上部轴承；305、从动轴；306、从动齿轮键；307、过渡齿轮键；308、箱体过渡轴；309、从动齿轮；310、齿轮箱下壳体；311、从动齿轮下部轴承；312、过渡齿轮下部轴承；313、过渡齿轮；314、驱动齿轮下部轴承；315、驱动齿轮；316、驱动齿轮键；317、驱动轴。具体实施方式本申请的核心是提供一种车辆转向系统，该车辆转向系统自动化程度高，自动驾驶模式与人工驾驶模式可自动切换。本申请的另一核心是提供一种包括上述车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。请参考图1至图4，图1为本申请所提供的车辆转向系统一种具体实施方式的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆转向系统，其特征在于，包括驱动电机(1)、齿轮箱(3)、用于控制车辆方向的方向机、方向盘、用于获取所述方向盘与所述齿轮箱(3)之间扭力的扭力传感器(12)、用于获取车辆转向角度的角度传感器(6)和自动转向控制器；所述齿轮箱(3)内设有驱动轴(317)和从动轴(305)，所述驱动轴(317)的一端与所述驱动电机(1)连接，另一端与所述角度传感器(6)连接；所述从动轴(305)与所述驱动轴(317)啮合，所述从动轴(305)的一端与所述方向机连接，另一端与所述扭力传感器(12)的端部连接，所述扭力传感器(12)远离所述从动轴(305)的一端与所述方向盘连接；所述自动转向控制器用于根据所述扭力传感器(12)获取的扭力变化实时切换自动驾驶模式与人工驾驶模式，还用于根据车辆外部环境信息以及所述角度传感器(6)的获取信息控制所述驱动电机(1)转动。

【技术特征摘要】
1.一种车辆转向系统，其特征在于，包括驱动电机(1)、齿轮箱(3)、用于控制车辆方向的方向机、方向盘、用于获取所述方向盘与所述齿轮箱(3)之间扭力的扭力传感器(12)、用于获取车辆转向角度的角度传感器(6)和自动转向控制器；所述齿轮箱(3)内设有驱动轴(317)和从动轴(305)，所述驱动轴(317)的一端与所述驱动电机(1)连接，另一端与所述角度传感器(6)连接；所述从动轴(305)与所述驱动轴(317)啮合，所述从动轴(305)的一端与所述方向机连接，另一端与所述扭力传感器(12)的端部连接，所述扭力传感器(12)远离所述从动轴(305)的一端与所述方向盘连接；所述自动转向控制器用于根据所述扭力传感器(12)获取的扭力变化实时切换自动驾驶模式与人工驾驶模式，还用于根据车辆外部环境信息以及所述角度传感器(6)的获取信息控制所述驱动电机(1)转动。2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，还包括扭力过渡轴(14)、转向管柱(9)和转向管柱套筒(10)；所述扭力过渡轴(14)的一端与所述从动轴(305)连接，另一端与所述扭力传感器(12)的端部连接；所述扭力传感器(12)远离所述扭力过渡轴(14)的一端与所述转向管柱套筒(10)连接，所述转向管柱(9)位于所述转向管柱套筒(10)内部，所述转向管柱(9)远离所述扭力传感器(12)的一端与所述方向盘连接。3.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述扭力过渡轴(14)与所述从动轴(305)之间还设有电滑环(18)。4.根据权利要求3所述的车辆转向系统，其特征在于，还包括安装板(17)、用于安装所述驱动电机(1)的电机安装支架(2)、用于安装所述角度传感器(6)的角度传感器安装支架(7)，以及用于安装所述电滑环(18)的电滑环安装支架(15)，所述齿轮箱(3)、所述电机安装支架(2)、所述角度传感器安装支架(7)和所述电滑环安装支架(15)均通过螺栓安装在所述安装板(17)上。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐国平，程劲劲，彭金平，刘奇峰，王强，
申请(专利权)人：安徽华菱汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34