[發(fā)明專利]一種汽車試驗(yàn)用換擋機(jī)械手

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110264354.3
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102384850A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳弘;李偉;喬勝華;陸紅雨;史廣寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國汽車技術(shù)研究中心;陳弘
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠在汽車試驗(yàn)中，代替人類駕駛員的電動式駕駛裝置。屬于汽車試驗(yàn)自動駕駛裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，汽車保有量快速增長，導(dǎo)致汽車排放尾氣中的有害物質(zhì)所造成的污染問題逐漸凸顯。為此，國家頒布并實(shí)施了嚴(yán)格的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)以限制尾氣中有害物質(zhì)的含量。耐久性循環(huán)試驗(yàn)時(shí)間長，在試驗(yàn)過程中車速跟蹤的準(zhǔn)確性和重復(fù)性精度依賴于試驗(yàn)人員的駕駛技巧和反應(yīng)速度，而且循環(huán)車速不斷地改變，試驗(yàn)要求車輛速度誤差必須控制在2km/h內(nèi)，因而會降低排放試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。測功機(jī)設(shè)備發(fā)出的噪聲，車輛排放的尾氣對空氣環(huán)境的污染，長時(shí)間枯燥的駕駛均會對駕駛員造成一定的傷害。因此，需要用汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人來替代人類駕駛員進(jìn)行試驗(yàn)，使用汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人可以保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確性，減輕駕駛?cè)藛T的疲勞，降低惡劣環(huán)境對試驗(yàn)人員的傷害。此外，將汽車駕駛機(jī)器人應(yīng)用于排放耐久性試驗(yàn)，還可以縮短試驗(yàn)時(shí)間，大幅度減少試驗(yàn)費(fèi)用，提高試驗(yàn)效率。

國外的汽車試驗(yàn)發(fā)展起步較早，國外公司的機(jī)器人技術(shù)資料保密，不對外公開。研制這類機(jī)器人的公司主要有，日本小野株式會社(ONOSOKKI)、AUTOPILOT、HORIBA等公司等公司，美國的LBECO公司，英國的MIRA、Froude?Consine、Anthony?Best?Dynamics等公司。

國內(nèi)的200410065844.0號專利是描述駕駛機(jī)器人的。其利用步進(jìn)電機(jī)控制油門，實(shí)現(xiàn)油門位置的精確定位。制動器、離合器以及換擋機(jī)械手使用汽缸作為動力源，通過相應(yīng)的氣閥調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)快速的動作。由于氣體的壓縮性大，對速度和位置進(jìn)行精確控制比較困難，并且阻尼效果不理想?，F(xiàn)場機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)根據(jù)駕駛動作要求，控制電機(jī)和汽缸完成駕駛動作和時(shí)序之間的配合。該機(jī)器人的油門機(jī)械腿只靠電力驅(qū)動，在試驗(yàn)進(jìn)行的過程中車輛正以某一時(shí)速行駛，如果由于某些因素造成電力突然中斷，那么該駕駛機(jī)器人的油門機(jī)械腿將停留在當(dāng)前位置，無法自動回收抬起油門踏板，對于車輛及試驗(yàn)人員存在一定的安全隱患。

汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常包括油門機(jī)械腿，制動機(jī)械腿，離合器機(jī)械腿，換擋機(jī)械手。汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人按照其驅(qū)動方式分為三類，包括液壓驅(qū)動，氣壓驅(qū)動和電機(jī)驅(qū)動三種基本類型。液壓驅(qū)動的缺點(diǎn)是對于含有液壓油元件的密封要求高，如果泄露將造成環(huán)境污染，管路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)要求高；氣壓驅(qū)動的氣體壓縮性大，對速度和位置的精確控制困難，阻尼效果差。電機(jī)驅(qū)動又可以分為普通交直流電機(jī)和伺服電機(jī)，普通交直流電機(jī)控制性能差，慣性大，不易精確定位；伺服電機(jī)的體積小，控制性能好，控制靈活性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)對速度和位置的精確控制。

傳統(tǒng)的汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人換擋機(jī)械手的機(jī)械傳動形式，可采用齒輪齒條式，這種形式的優(yōu)點(diǎn)是定位精確，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒條行程大，整機(jī)尺寸大；角度控制二力桿式，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，免維護(hù)，但是控制復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可以應(yīng)用在代替人類駕駛員，進(jìn)行汽車試驗(yàn)，尤其是耐久性試驗(yàn)的電動駕駛機(jī)器人裝置上的換擋機(jī)械手。其能夠適應(yīng)不同類型，不同換擋形式的車輛，在不對車輛進(jìn)行改造的基礎(chǔ)上，安裝在駕駛室內(nèi)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種汽車試驗(yàn)用換擋機(jī)械手，包括選擋電機(jī)、換擋電機(jī)、由選擋電機(jī)驅(qū)動的選擋軸、由換擋電機(jī)驅(qū)動的換擋軸、大臂I、大臂II、大臂III、小臂I、小臂II、兩個(gè)L形調(diào)節(jié)臂、腕部連接桿、肘關(guān)節(jié)和換擋桿套筒，所述的肘關(guān)節(jié)包括肘關(guān)節(jié)軸I、肘關(guān)節(jié)軸II、肘關(guān)節(jié)軸支架I，肘關(guān)節(jié)軸支架II和銷軸，肘關(guān)節(jié)軸I與肘關(guān)節(jié)軸支架I及肘關(guān)節(jié)軸支架II活動連接，肘關(guān)節(jié)軸支架I通過銷軸分別與大臂I及大臂II的上部連接，肘關(guān)節(jié)軸支架II通過銷軸與大臂III的上部連接，肘關(guān)節(jié)軸II與肘關(guān)節(jié)軸支架I活動連接；選擋軸通過銷軸與大臂III的下部連接，大臂I和大臂II下部通過銷軸連接到換擋軸；小臂I和小臂II的一端分別與肘關(guān)節(jié)軸II和肘關(guān)節(jié)軸I鎖緊連接，另一端分別與兩個(gè)L型調(diào)節(jié)臂相連，換擋桿套筒通過腕部連接桿分別與兩個(gè)L形調(diào)節(jié)臂連接。

作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的汽車試驗(yàn)用換擋機(jī)械手包括用于獲得套筒的運(yùn)動位置的角位移傳感器，其輸出用于控制換擋動作；選擋電機(jī)與其減速機(jī)相連，減速機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與選擋軸連接；換擋電機(jī)與其減速機(jī)相連，減速機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與換擋軸連接；在兩個(gè)L型調(diào)節(jié)臂上設(shè)置有用于改變小臂的整體長度的位置調(diào)節(jié)孔；在腕部連接桿上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)換擋桿套筒位置的調(diào)節(jié)孔。