一种无人驾驶汽车通用制动装置及操作方法与流程

文档序号:14765538发布日期:2018-06-23 00:25阅读:558来源:国知局
一种无人驾驶汽车通用制动装置及操作方法与流程

本发明涉及一种无人驾驶汽车通用制动装置及操作方法,属于汽车无人驾驶领域,尤其是一种可以人为干预的通用的无人驾驶汽车制动装置。



背景技术:

目前,无人驾驶技术尚未完全成熟,无人驾驶大多处于试验开发阶段,通过感知系统实时检测车辆周边环境信息以及车辆自身状态信息,通过车载电脑运算处理,经过下位机控制执行器完成车辆行驶的基本操作。

无人驾驶汽车的制动系统性能是衡量整个自动驾驶系统的重要指标,制动系统关系到无人驾驶汽车的安全性问题,在测试过程中,迫切需要一款能够随时人为干预刹车的自动驾驶制动系统。



技术实现要素:

本发明提供一种无人驾驶汽车通用制动装置及操作方法,需要改变原车的ABS系统,在制动踏板的位置安装无人驾驶制动系统模拟有人驾驶制动的动作,降低了无人驾驶汽车制动改装的成本,适用于不同车型的汽车,具有一定的通用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种无人驾驶汽车通用制动装置,包括为制动装置提供动力的舵机,前述的制动装置包括棘轮机构和四杆机构,棘轮机构包括棘轮、棘爪和棘轮圆盘,四杆机构包括导杆和制动踏板,舵机驱动棘轮做顺时针旋转,与棘轮相接触的棘爪锁止带动棘轮圆盘顺时针转动,棘轮圆盘的顺时针转动驱动导杆的左右运动,实现与导杆相连的制动踏板的往复摆动,完成刹车;

作为本发明的进一步优选,前述的棘轮机构包括棘轮、棘爪和棘轮圆盘,棘轮的中心套设在舵机的输出轴上,棘爪与棘轮的轮齿相接触,用于制动时实现对棘轮的锁止,棘轮圆盘的开口部分将整个棘轮包覆,前述的棘爪安装在棘轮圆盘开口部分的内侧壁上;

前述的四杆机构包括导杆、制动踏板,棘轮上与舵机的输出轴相反的一侧安装棘轮圆盘,棘轮圆盘的封闭部分与导杆的一端铰接,导杆的另一端与制动踏板铰接;

作为本发明的进一步优选,前述的棘爪共设有两个,均安装在棘轮圆盘开口部分的内侧壁上,且两个棘爪的中心与棘轮的中心在同一条轴线上;

作为本发明的进一步优选,前述的导杆的一端铰接在棘轮圆盘的边缘部位,其另一端铰接在制动踏板远离旋转中心的部位;

一种无人驾驶汽车通用制动装置的操作方法,未执行刹车操作时,舵机不动作,即其不提供动力,此时棘轮、棘爪、棘轮圆盘以及导杆均处于静止状态,制动踏板处于默认的未刹车状态;

执行刹车操作时,舵机顺时针转动,此时棘爪插入棘轮轮齿的齿槽内,使棘爪处于锁止状态,从而带动棘轮圆盘顺时针旋转,棘轮圆盘的顺时针旋转驱动与其连接的制动踏板向舵机方向转动,实现刹车制动操作;

人工干预刹车操作时,人工踩动制动踏板,舵机逆时针缓慢转动,在舵机逆时针缓慢转动过程中,棘爪滑过棘轮的轮齿,此时棘爪锁止状态解除,制动踏板在制动踏板复位弹簧力的作用下恢复至制动踏板的初始未刹车状态,完成人工干预制动操作。

通过以上技术方案,相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:

不改变原车的制动系统,安装方便,改装成本低;

棘轮机构单向驱动,防止制动踏板逆转,安全性高;

可以人工干预,保证了无人驾驶的测试开发安全;

四杆机构稳定可靠,具有急回特性,适用于制动系统的工作机制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明优选实施例的制动装置的总体结构图;

图2为本发明优选实施例的棘轮机构的结构图;

图3为本发明优选实施例的四杆机构的工作原理图。

图中:1为舵机,2为棘轮圆盘,3为棘爪,4为棘轮,5为导杆,6为制动踏板,A为曲柄,B为连杆,C为摆杆。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示,本发明包括以下技术特征:1为舵机,2为棘轮圆盘,3为棘爪,4为棘轮,5为导杆,6为制动踏板,A为曲柄,B为连杆,C为摆杆。

本发明提供一种无人驾驶汽车通用制动装置,包括为制动装置提供动力的舵机,前述的制动装置包括棘轮机构和四杆机构,棘轮机构包括棘轮、棘爪和棘轮圆盘,四杆机构包括导杆和制动踏板,舵机驱动棘轮做顺时针旋转,与棘轮相接触的棘爪锁止带动棘轮圆盘顺时针转动,棘轮圆盘的顺时针转动驱动导杆的左右运动,实现与导杆相连的制动踏板的往复摆动,完成刹车。

作为本发明的进一步优选,前述的棘轮机构包括棘轮、棘爪和棘轮圆盘,棘轮的中心套设在舵机的输出轴上,棘爪与棘轮的轮齿相接触,用于制动时实现对棘轮的锁止,棘轮圆盘的开口部分将整个棘轮包覆,前述的棘爪安装在棘轮圆盘开口部分的内侧壁上;

前述的四杆机构包括导杆、制动踏板,棘轮上与舵机的输出轴相反的一侧安装棘轮圆盘,棘轮圆盘的封闭部分与导杆的一端铰接,导杆的另一端与制动踏板铰接;

作为本发明的进一步优选,前述的棘爪共设有两个,均安装在棘轮圆盘开口部分的内侧壁上,且两个棘爪的中心与棘轮的中心在同一条轴线上;

作为本发明的进一步优选,前述的导杆的一端铰接在棘轮圆盘的边缘部位,其另一端铰接在制动踏板远离旋转中心的部位;

一种无人驾驶汽车通用制动装置的操作方法,未执行刹车操作时,舵机不动作,即其不提供动力,此时棘轮、棘爪、棘轮圆盘以及导杆均处于静止状态,制动踏板处于默认的未刹车状态;

执行刹车操作时,舵机顺时针转动,此时棘爪插入棘轮轮齿的齿槽内,使棘爪处于锁止状态,从而带动棘轮圆盘顺时针旋转,棘轮圆盘的顺时针旋转驱动与其连接的制动踏板向舵机方向转动,实现刹车制动操作;

人工干预刹车操作时,人工踩动制动踏板,舵机逆时针缓慢转动,在舵机逆时针缓慢转动过程中,棘爪滑过棘轮的轮齿,此时棘爪锁止状态解除,制动踏板在制动踏板复位弹簧力的作用下恢复至制动踏板的初始未刹车状态,完成人工干预制动操作。。

本发明的优选实施例以舵机作为驱动电机,以棘轮、棘爪和棘轮圆盘组成的棘轮机构实现棘轮圆盘的单向运动,保证棘轮圆盘不反转;以棘轮圆盘、导杆以及制动踏板组成的四杆机构实现电机的转动转换为制动踏板的摆动。

如图2所示的棘轮机构的结构图,棘轮的轮齿为单向齿,棘爪铰接在棘轮圆盘上,当棘轮顺时针方向转动时,棘爪锁死在轮齿上,带动棘轮圆盘顺时针转动;当处于刹车状态时,制动踏板存在复位力矩会带动导杆向右运动,由于棘爪插入棘轮的齿槽中会阻止制动踏板复位;当人工干预制动踏板,踩下制动踏板,带动导杆向左运动,此时棘轮圆盘顺时针转动,棘爪在棘轮上滑过,达到了可以随时人工干预刹车的目的。

如图3所示的四杆机构原理图,图中:用图中的曲柄A表示棘轮圆盘,连杆B表示制动装置的导杆,摆杆C表示制动踏板;当摆杆C位于C1位置时,曲柄A位于A1位置,此时曲柄A和连杆B共线,表示制动踏板处于复位状态,当摆杆C处于C2位置时,曲柄A位于A2位置,此时曲柄A和连杆B重合共线,表示制动踏板处于最大制动行程位置;曲柄A为主动件,而摆杆C为从动件,当曲柄A作等速转动时,摆杆C作变速的往返摆动,连杆B作平面复合运动。

当无人驾驶汽车出现紧急状况需要人工干预自动装置时,人工踩动制动踏板,通过导杆带动棘轮圆盘顺时针转动,因为舵机处于未动作状态,棘轮静止不转动,此时棘爪在棘轮圆盘的带动下滑过棘轮的轮齿;因此,本发明的制动装置不存在舵机上电后存在静力矩而导致人工无法干预刹车的现象,保证了无人驾驶汽车的安全性。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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