[發明專利]一種基于直線電機驅動的汽車駕駛機器人駕駛機械腿

在審

• 申請號: 201710044777.1
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106932205A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 陳剛;汪俊;虞沈林;吳俊;王紀偉
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱寶慶

技術領域

本發明涉及一種汽車試驗自動駕駛技術，特別是一種基于直線電機驅動的汽車駕駛機器人駕駛機械腿。

背景技術

近年來，隨著汽車越來越多的走入尋常人家，汽車安全問題成為社會的普遍共識，同時隨著汽車保有量的不斷增加，汽車尾氣中的有害物質造成了環境污染問題，嚴重影響人們的生活品質。因此，在一款汽車進入市場前，必須對其進行嚴格的安全測試及重復循環的排放測試。顯而易見，在這樣的試驗環境及條件下，并不適合駕駛員進行試驗，首先會對駕駛員的身體造成一定傷害，其次，重復試驗條件下，駕駛員的操作會產生較大的誤差。因此，應用駕駛機器人于汽車試驗中，可以提高試驗效率，提高試驗精度。

國外對汽車駕駛機器人的研究已經進行了很多年，其技術已然成熟，應用十分廣泛，但是國外公司對自己產品的技術資料嚴格保密，不對外公布。比較著名的有美國Froude Consine、Kairos，日本Horiba、Autopilot、Nissan Motor、Onosokki、Automax，德國Schenck、Stable、Witt，英國Mira、ABD等。

國內于二十世紀九十年代中期開始進行駕駛機器人的研究工作，起步相對較晚，主要是一些汽車研究機構和高等院校，最具代表性的是東南大學與南京汽車研究所研制的DNC系列駕駛機器人，這是我國首個具有自主產權的駕駛機器人。近年來，南京理工大學、清華大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、太原理工大學、中國汽車技術研究中心等高校和研究機構也相繼開始研究車輛自動駕駛機器人。

目前汽車駕駛機器人駕駛機械腿的驅動方式主要有以下幾種：

中國專利201310361723.X公開了一種電磁直驅汽車駕駛機器人，其駕駛機械腿采用電磁直線執行器作為驅動裝置，該發明將執行器直接與機械腿連接，斜置在機械腿方向上，無需機械腿箱體，整體結構簡單，質量輕，缺點是容易將電機的振動直接傳遞到機械腿上，影響工作精度，并且電機斜置的布置方式造成結構可靠性較差。

中國專利201110264908.X公開了一種汽車試驗用駕駛機器人，其駕駛機械 腿采用“伺服電機+滑輪+鋼絲”式作為驅動裝置，伺服電機的旋轉輸出通過與滑輪相連的鋼絲轉化為直線輸出，驅動機械腿，該結構質量輕，但可靠性較差。

中國專利201110261026.8公開了一種用于道路試驗用汽車駕駛機器人，其駕駛機械腿采用“伺服電機+滾珠絲杠”式作為驅動裝置，結構通過滾珠絲杠將電機旋轉輸出轉化為直線輸出，驅動機械腿，該結構工作可靠，缺點是系統不緊湊，質量大。

中國專利201110247651.7公開了一種自動駕駛機器人，其駕駛機械腿采用“伺服電機+齒輪”機構作為驅動裝置，伺服電機旋轉輸出通過齒輪傳遞到機械腿上，該機構結構緊湊，工作可靠，缺點是傳遞到機械腿上的動力仍然是旋轉的，與踏板運動存在一定程度的耦合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于直線電機驅動的汽車駕駛機器人駕駛機械腿，在重復性高、持續時間長、安全性未能得到充分保障的汽車試驗中，本發明可以完全代替人類駕駛員進行汽車試驗，并且能夠使得實驗結果更加精確、客觀。

一種基于直線電機驅動的汽車駕駛機器人駕駛機械腿，所述機械若干，每一機械腿由直線電機和驅動系統組成的單元控制，其中驅動系統包括推桿、搖桿、底板搖桿固定裝置；推桿的第一端與直線電機輸出端轉動連接，搖桿的中間部位與推桿的第二端轉動連接，搖桿的下端通過底板搖桿固定裝置與外部箱體固定連接，搖桿的上端與機械退轉動連接。

采用上述機械腿，每一機械腿包括雙頭螺桿、套管、球頭調節管、踏板緊鎖螺塞、踏板；其中雙頭螺桿上端通過套管螺頭接口與搖桿的上端轉動連接，套管上端與雙頭螺桿下端螺紋連接，球頭調節管上端與套管下端螺紋連接，踏板與球頭調節管下端螺紋連接，踏板緊鎖螺塞與球頭調節管下端螺紋連接且位于踏板上方用于鎖緊踏板。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：(1)取代現有汽車試驗用駕駛機器人駕駛機械腿普遍使用“伺服電機+動力轉化機構”作為驅動裝置，使用一個直線電機作為驅動元件即可完成油門、制動、離合踩踏工作，能夠使系統質量更輕；(2)使用直線電機驅動裝置，無需中間傳動裝置，精簡了系統結構，提高了從驅動裝置到執行機構的響應速度與執行機構的運動精度；(3)機械腿執行機構中 推桿的解決了驅動電機直線輸出與執行機構的搖桿旋轉運動的耦合問題。

下面結合說明書附圖對本發明作進一步描述。

附圖說明

圖1為本發明基于直線電機驅動的駕駛機器人駕駛機械腿的俯視圖。