[發明專利]一種自動駕駛車輛的轉向裝置

有效

• 申請號: 201610848549.5
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106627742B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 呂恩利;陸華忠;王飛仁;王昱;趙俊宏;韋鑒峰;林小娟;鄒熾導;李斌
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 杜鵬飛;楊曉松

技術領域

本發明涉及自動駕駛技術領域，具體涉及一種自動駕駛車輛的轉向裝置。

背景技術

隨著自動控制技術的發展，無人駕駛和自動導航技術取得了很大進步，其中作為關鍵技術之一的自動轉向技術水平也在不斷提高，過內外學者對車輛自動轉向執行部分和控制方式進行了許多研究。在一些危險行業和高危領域內，無人車輛能夠代替人來完成工作，這對降低勞動者的工作強度和提高工作效率有著重要的意義。在對車輛原有的轉向機構進行自動化改裝時，其改裝方案往往受限于車輛原來轉向機構，傳統的電機經過齒輪傳動或皮帶傳動，將動力傳遞到轉向軸上這種解決方案具有一定的局限性，需要占用較大的空間，在一些布置空間比較局促的車型中，這種傳統的轉向機構安裝十分不便。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種結構緊湊，方便安裝布置，通用性較強，方便人工駕駛與自動駕駛切換的自動駕駛車輛的轉向裝置。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種自動駕駛車輛的轉向裝置，包括雙輸出軸伺服電機、第一行星齒輪減速器、第二行星齒輪減速器、轉向編碼器、第一聯軸器、第二聯軸器、方向盤、轉向軸和電機固定支架，其中，所述第一行星齒輪減速器設置于所述雙輸出軸伺服電機的上方，所述第二行星齒輪減速器設置于所述雙輸出軸伺服電機的下方；所述轉向編碼器設置于所述第二行星齒輪減速器的下方；所述方向盤通過所述第一聯軸器與所述第一行星齒輪減速器相連接；所述轉向軸通過所述第二聯軸器與所述第二行星齒輪減速器相連接；所述電機固定支架設置于所述雙輸出軸伺服電機的外表面；

所述雙輸出軸伺服電機包括定子、轉子、第一轉子輸出軸和第二轉子輸出軸，其中，所述第一轉子輸出軸設置于所述轉子的上方，所述第二轉子輸出軸設置于所述轉子的下方，且所述第一轉子輸出軸和第二轉子輸出軸上都設有齒輪；

所述第一行星齒輪減速器包括第一行星輪、第一行星架和第一減速器輸出軸，其中，所述第一行星輪與所述第一行星架相連接，所述第一行星架與所述第一減速器輸出軸相連接，且所述第一行星輪與所述第一轉子輸出軸上的齒輪相嚙合；所述第二行星齒輪減速器包括第二行星輪、第二行星架和第二減速器輸出軸，其中，所述第二行星輪與所述第二行星架相連接，所述第二行星架與所述第二減速器輸出軸相連接，且所述第二行星輪與所述第二轉子輸出軸上的齒輪相嚙合；

所述轉向編碼器中間設有內圈，所述內圈與所述轉向編碼器活動連接，所述內圈中間設有通孔，所述第二減速器輸出軸從所述通孔處伸出，所述通孔處設有鍵槽，所述內圈通過所述鍵槽與所述第二減速器輸出軸緊密配合。

優選地，所述雙輸出軸伺服電機與第一行星齒輪減速器和第二行星齒輪減速器的連接方式都為螺栓固定連接；這樣設置能夠保證伺服電機與行星減速器之間連接可靠，減少由于配合連接問題引起的轉向動力傳遞失效等問題。

優選地，所述轉向編碼器與第二行星齒輪減速器通過鎖緊螺栓固定連接；這樣設置能夠防止在長期運行中因為配合連接問題引起的轉向編碼器松動導致的轉向角度測量失準，可以使轉向角度的測量保持長期穩定可靠。

優選地，所述電機固定支架包括兩個支座，所述兩個支座分別設置于所述雙輸出軸伺服電機外表面的兩側；這樣設置方便根據改裝的實際情況將自動轉向系統與車輛的車身或車架進行連接。

優選地，所述雙輸出軸伺服電機為直流電機；這樣設置方便在現有車輛的電器基礎上進行安裝，同時采用直流伺服電機可以實現對轉向角度的穩定、準確、快速的控制。

本發明與現有技術相比具有以下的有益效果：

(1)本發明采用雙輸出軸伺服電機，兩端配合行星齒輪減速器，使自動轉向的執行機構結構緊湊，占用體積很小，在進行改裝時，只需將原有轉向軸的其中一段取下，替換為雙輸出軸伺服電機、行星齒輪減速器和轉向編碼器即可，有很強的實用性，方便安裝布置，其通用性較強；

(2)本發明的結構相對于電機在轉向軸一側通過皮帶輪、摩擦輪或者齒輪驅動的方式能夠減少空間的占用，同時系統在運行時不會出現較大的震動，以及避免由于皮帶松動等問題而引起的打滑失效等情況的發生；

(3)本發明采用電機、減速器、編碼器一體化的結構設計，方便對轉向機構的改裝與維護，減少安裝難度；

(4)本發明的動力源采用直流伺服電機，方便控制系統進行精準控制；

(5)本發明實現人工駕駛與自動駕駛的切換，能夠適用于多種不同的工作方式及工作環境。

附圖說明

圖1為本發明的立體圖；