一种汽车试验用驾驶执行机构制造技术

本实用新型专利技术属于汽车试验自动驾驶装置技术领域，涉及一种汽车试验用驾驶执行机构，包括油门机械腿，制动机械腿，离合器机械腿和换挡机械手，其换档机械手包括选挡电机、换挡电机、选挡轴、换挡轴、大臂I、大臂II、大臂III、小臂I、小臂II、两个L形调节臂、腕部连接杆、肘关节和换挡杆套筒；肘关节包括肘关节轴I、肘关节轴II、肘关节轴支架I，肘关节轴支架II和销轴。本实用新型专利技术的机器人，能够适应不同类型，不同换挡形式的车辆，可以协调控制实现汽车的多种工况。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种汽车试验用驾驶执行机构
本技术涉及一种能够在汽车试验中，代替人类驾驶员的电动式驾驶装置。属于汽车试验自动驾驶装置

技术介绍
近年来，汽车保有量快速增长，导致汽车排放尾气中的有害物质所造成的污染问题逐渐凸显。为此，国家颁布并实施了严格的汽车排放标准以限制尾气中有害物质的含量。 耐久性循环试验时间长，在试验过程中车速跟踪的准确性和重复性精度依赖于试验人员的驾驶技巧和反应速度，而且循环车速不断地改变，试验要求车辆速度误差必须控制在2km/h 内，因而会降低排放试验数据的可靠性。测功机设备发出的噪声，车辆排放的尾气对空气环境的污染，长时间枯燥的驾驶均会对驾驶员造成一定的伤害。因此，需要用汽车试验驾驶机器人来替代人类驾驶员进行试验，使用汽车试验驾驶机器人可以保证试验数据的客观性和准确性，减轻驾驶人员的疲劳，降低恶劣环境对试验人员的伤害。此外，将汽车驾驶机器人应用于排放耐久性试验，还可以缩短试验时间，大幅度减少试验费用，提高试验效率。国外的汽车试验发展起步较早，国外公司的机器人技术资料保密，不对外公开。研制这类机器人的公司主要有，日本小野株式会社(0N0S0KKI)、AUTOPILOT、HORIBA等公司等公司，美国的 LBECO 公司，英国的 MIRA、Froude Consine, Anthony Best Dynamics 等公司。国内的200410065844. 0号专利是描述驾驶机器人的。其利用步进电机控制油门， 实现油门位置的精确定位。制动器、离合器以及换挡机械手使用汽缸作为动力源，通过相应的气阀调节来实现快速的动作。由于气体的压缩性大，对速度和位置进行精确控制比较困难，并且阻尼效果不理想。现场机器人控制计算机根据驾驶动作要求，控制电机和汽缸完成驾驶动作和时序之间的配合。该机器人的油门机械腿只靠电力驱动，在试验进行的过程中车辆正以某一时速行驶，如果由于某些因素造成电力突然中断，那么该驾驶机器人的油门机械腿将停留在当前位置，无法自动回收抬起油门踏板，对于车辆及试验人员存在一定的安全隐患。汽车试验驾驶机器人的执行机构通常包括油门机械腿，制动机械腿，离合器机械腿，换挡机械手。汽车试验驾驶机器人按照其驱动方式分为三类，包括液压驱动，气压驱动和电机驱动三种基本类型。液压驱动的缺点是对于含有液压油元件的密封要求高，如果泄露将造成环境污染，管路结构复杂，维护要求高；气压驱动的气体压缩性大，对速度和位置的精确控制困难，阻尼效果差。电机驱动又可以分为普通交直流电机和伺服电机，普通交直流电机控制性能差，惯性大，不易精确定位；伺服电机的体积小，控制性能好，控制灵活性强，可以实现对速度和位置的精确控制。汽车试验驾驶机器人的机械传动形式，可采用齿轮齿条式，这种形式的优点是定位精确，缺点是结构复杂，齿条行程大，整机尺寸大；角度控制二力杆式，优点是结构简单， 免维护，但是控制复杂；滑轮钢丝式结构紧凑，缩小整机体积，易于安装和维护，控制精确。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的是提供一种可以代替人类驾驶员，进行汽车试验，尤其是汽车耐久性试验的电动驾驶机器人装置。其能够适应不同类型，不同换挡形式的车辆，在不对车辆进行改造的基础上，安装在驾驶室内，并且可以协调控制油门机械腿，制动机械腿，离合机械腿以及换挡机械手，遵循试验工况要求，实现汽车的启动，换挡， 加速，稳速，减速，怠速等工况，顺利完成试验。本技术的技术方案如下一种汽车试验用驾驶执行机构，包括油门机械腿，制动机械腿，离合器机械腿和换挡机械手，所述的换档机械手包括选挡电机、换挡电机、由选档电机驱动的选挡轴、由换档电机驱动的换挡轴、大臂I、大臂II、大臂III、小臂I、小臂II、两个L形调节臂、腕部连接杆、肘关节和换挡杆套筒，所述的肘关节包括肘关节轴I、肘关节轴II、肘关节轴支架I，肘关节轴支架II和销轴，肘关节轴I与肘关节轴支架I及肘关节轴支架II活动连接，肘关节轴支架I通过销轴分别与大臂I及大臂II的上部连接，肘关节轴支架II通过销轴与大臂 III的上部连接，肘关节轴II与肘关节轴支架I活动连接；选挡轴通过销轴与大臂III的下部连接，大臂I和大臂II下部通过销轴连接到换挡轴；小臂I和小臂II的一端分别与肘关节轴II和肘关节轴I锁紧连接，另一端分别与两个L型调节臂相连，换挡杆套筒通过腕部连接杆分别与两个L形调节臂连接。作为优选实施方式，所述的汽车试验用换挡机械手还包括用于获得套筒的运动位置的角位移传感器，其输出用于控制换档动作；选挡电机与其减速机相连，减速机输出轴通过联轴器与选挡轴连接；换挡电机与其减速机相连，减速机输出轴通过联轴器与换挡轴连接；在机械手的两个L型调节臂上设置有用于改变小臂的整体长度的位置调节孔；在腕部连接杆上设置有用于调节换挡杆套筒位置的调节孔。本技术的机器人，还可以包括固定底板和设置在其上的转动底板，每个机械腿设置在转动底板上，由结构相同的相应的驱动单元驱动，均可沿着踏板踩踏方向做往复直线运动，所述的机械腿包括伸缩杆外管、内管，球形万向关节和使机械腿固定在踏板上的夹板，所述的驱动单元包括伺服电机和减速机、驱动杆、压缩弹簧、钢丝绳、大滑轮和小滑轮，大滑轮与输出轴的轴套固定连接，大滑轮下端面与小滑轮的水平面相切，钢丝绳一端缠绕在大滑轮上，小滑轮固定在转动底板上，通过小滑轮使钢丝绳运动方向与大滑轮旋转方向垂直，钢丝绳的另一端与驱动杆后端固接；压缩弹簧的前端固定，后端与驱动杆后端连接；驱动杆穿过减速机输出轴的轴承座，前端与球形万向关节的非转动部分固定连接；机械腿的伸缩杆内管与球形万向关节非转动端连接，球形万向关节的转动部分与踏板夹固定连接；所述的伺服电机和减速机固定在转动底板上，位于驱动杆和压缩弹簧的一侧；驱动杆由四根细杆构成，小滑轮边缘与驱动杆的中心在一条水平线上；每个机械腿的驱动单元还包括用于检测驱动杆的位移的直线位移传感器，其输出用于控制伺服电机；所述的转动底板，用于调节机械腿驱动单元与对应踏板的位置。本技术采用伺服电机驱动，起动转矩大，运行范围广，低振动；具有较高的响应速度、精度和频率；具有优良的控制特性。本技术的换挡机械手，采用伺服电机垂直放置的方式，一个驱动机械臂向左或向右运动，完成选挡动作；一个驱动机械臂向前或向后运动，完成换挡动作。选挡和换挡两个运动过程，互不干涉，实现了挂档动作的解耦，控制方便。本技术的机械腿采用滑轮钢丝机构，结构紧凑，在传动功率相同的条件下，空间占用最小，重量轻，寿命长，造价低，安装快捷方便。压缩弹簧，驱动单元具有人一样的肌肉弹性；另一方面，在电力突然中断时，可以依靠压缩弹簧自身的弹力，迅速收回执行踏板， 保证试验的安全性。附图说明图1是本技术整机的侧视图。图2是本技术整机的主视图。图3是本技术整机的俯视图。图4是离合器机械腿驱动单元的侧视图。图5是制动器机械腿驱动单元的俯视图。图6是油门机械腿驱动单元的俯视图。图7是换挡机械手的正视图。图8是换挡机械手的左视图。图9是换挡机械手的俯视图。图10是换挡机械手的右视图。图11是离合器机械腿的俯视图。图12是制动器机械腿的俯视图。图13是油门机械腿的俯视图。其中包括整机固定底板1，转动底板2，转轴3，调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车试验用驾驶执行机构，包括油门机械腿，制动机械腿，离合器机械腿和换挡机械手，其特征在于，所述的换档机械手包括选挡电机、换挡电机、由选档电机驱动的选挡轴、由换档电机驱动的换挡轴、大臂I、大臂II、大臂III、小臂I、小臂II、两个L形调节臂、 腕部连接杆、肘关节和换挡杆套筒，所述的肘关节包括肘关节轴I、肘关节轴II、肘关节轴支架I，肘关节轴支架II和销轴，肘关节轴I与肘关节轴支架I及肘关节轴支架II活动连接，肘关节轴支架I通过销轴分别与大臂I及大臂II的上部连接，肘关节轴支架II通过销轴与大臂III的上部连接，肘关节轴II与肘关节轴支架I活动连接；选挡轴通过销轴与大臂III的下部连接，大臂I和大臂II下部通过销轴连接到换挡轴；小臂I和小臂II的一端分别与肘关节轴II和肘关节轴I锁紧连接，另一端分别与两个L型调节臂相连，换挡杆套筒通过腕部连接杆分别与两个L形调节臂连接。2.根据权利要求1所述的汽车试验用驾驶执行机构，其特征在于，所述的汽车试验用换挡机械手还包括用于获得套筒的运动位置的角位移传感器，其输出用于控制换档动作。3.根据权利要求1所述的汽车试验用驾驶执行机构，其特征在于，选挡电机与其减速机相连，减速机输出轴通过联轴器与选挡轴连接。4.根据权利要求1所述的汽车试验用驾驶执行机构，其特征在于，换挡电机与其减速机相连，减速机输出轴通过联轴器与换挡轴连接。5.根据权利要求1所述的汽车试验用驾驶执行机构，其特征在于，在机械手的两个L型调节臂上设置有用于改变小臂的整体长度的位置调节孔；在腕部连接杆上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈弘，李伟，乔胜华，戴春蓓，胡远志，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心，陈弘，
类型：实用新型
国别省市：