一种具有角度传感器的自动驾驶方向盘的制作方法

本实用新型涉及自动驾驶领域，特别是涉及一种具有角度传感器的自动驾驶方向盘。

背景技术：

随着时代的发展和需求，在各行各业，自动驾驶已经成为主流发展方向，通过传感器与计算机系统之间信息的传递和反馈实现自动驾驶的目的。

目前，通常在车辆前桥端部的羊角销上安装角度传感器或者陀螺仪，通过车辆前轮转动时带动传感器或者陀螺仪倾角发生变化，获取车辆航向信息，通过计算得出车轮转角，以此确定车辆前进方向，但是安装角度传感器要求精度高，普遍性较低，不方便广泛使用；而使用陀螺仪采集的数据准确度低，数据处理麻烦，影响到自动驾驶的精度。

技术实现要素：

基于此，本实用新型提供一种具有角度传感器的自动驾驶方向盘，旨在解决自动驾驶中数据采集准确度低，导致自动驾驶精度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

一种具有角度传感器的自动驾驶方向盘，包括方向盘组件、电机组件和固定架组件；所述方向盘组件穿过所述电机组件与所述固定架组件连接；所述电机组件一端与所述方向盘组件连接，所述电机组件另一端与所述固定架组件连接；所述电机组件包括直驱电机、电机盖板、电机底板和角度传感器组件；所述直驱电机一端与所述方向盘组件连接，所述直驱电机另一端与所述电机底板连接；所述直驱电机和所述电机底板连接形成电机组件内腔；所述角度传感器组件和所述电机盖板设置在所述电机组件内腔中；所述直驱电机、所述电机盖板、所述角度传感器组件和所述电机底板依次设置；所述角度传感器组件包括电路板、传动轮、永磁体和磁场感应器；所述电路板设置在所述电机底板上的凸台上；所述传动轮设置在所述电机底板上的异形槽内；所述永磁体设置在所述传动轮几何中心上；所述磁场感应器设置在所述电路板靠近所述传动轮一侧；当车辆的方向盘发生转动时，角度传感器组件能够感应磁场的变化，从而能够准确稳定地获取车辆转动数据，提高车辆自动驾驶的精度。

进一步地，所述传动轮包括主动轮、第一从动轮和第二从动轮；所述第一从动轮和所述第二从动轮分别与所述主动轮啮合。

进一步地，所述主动轮上圆周设置有第一凸起、第二凸起和第三凸起；所述第一凸起、第二凸起和第三凸起卡合在所述方向盘组件上，进而实现所述主动轮与所述方向盘组件同步转动。

进一步地，所述永磁体包括第一永磁体和第二永磁体；所述第一永磁体设置在所述第一从动轮几何中心上；所述第二永磁体设置在所述第二从动轮几何中心上；当所述第一从动轮、所述第二从动轮跟随所述主动轮转动时，转动的角度和速度等信息可以通过所述永磁体磁场变化反映出来。

进一步地，所述磁感应器包括第一磁感应器和第二磁感应器；所述第一磁感应器与所述第一永磁体对应；所述第二磁感应器与所述第二永磁体对应；这样，当所述永磁体磁场发生变化时，所述磁感应器可以快速准确地感应到，并将磁场变化的信息传递到所述电路板上。

进一步地，所述方向盘组件包括方向盘、方向盘盖板、转向柱和套筒；所述转向柱套接在所述套筒内；所述方向盘靠近所述电机组件一端设置有套筒，所述方向盘另一端设置有方向盘盖板。

进一步地，所述套筒靠近所述转向柱端面圆周设置有第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽；所述第一卡槽与所述第一凸起卡合；所述第二卡槽与所述第二凸起卡合；所述第三卡槽与所述第三凸起卡合；该结构设置可以很好地保证所述套筒与所述主动轮之间传动的稳定性。

进一步地，所述套筒内设置有第一齿轮盘结构；所述转向柱上设置有与所述第一齿轮盘啮合的第二齿轮盘结构；通过所述第一齿轮盘结构与所述第二齿轮盘结构啮合，实现所述套筒与所述转向柱联动。

进一步地，所述固定架组件包括固定支架和固定臂；所述固定臂一端设置有第一通孔，所述固定臂另一端设置有第二通孔；所述固定支架远离所述电机组件一端穿过所述第一通孔连接在车体上，所述固定支架另一端与所述电机底板相连；所述第二通孔与所述转向柱间隙配合，所述转向柱可以在所述第二通孔内顺时针或者逆时针转动；通过所述固定支架一端与车体连接，另一端与所述电机底板相连，可以保证在所述转向柱带动所述传动轮转动时，所述电路板和所述磁感应器相对固定，因此，所述磁感应器才可以感应到由于所述传动轮转动导致的磁场的变化。

本实用新型提出的一种具有角度传感器的自动驾驶方向盘，当车辆的方向盘发生转动时，角度传感器组件能够感应磁场的变化，从而能够准确稳定地获取车辆转动数据，提高车辆自动驾驶的精度；通过在方向盘上安装角度传感器组件可以取消掉前桥端部的角度传感器，避免角度传感器安装难的问题，及部分车辆不能安装角度传感器的问题；同时角度传感器组件比陀螺仪更好的控制车辆转向，数据处理方面也更加容易。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述具有角度传感器的自动驾驶方向盘总体示意图；

图2为本实用新型实施例所述具有角度传感器的自动驾驶方向盘爆炸图；

图3为图1中角度传感器组件的爆炸图；

图4为图2中电机底板的结构立体图；

图5为图3中电路板的结构立体图；

图6为图2中套筒的结构立体图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，通常在车辆前桥端部的羊角销上安装角度传感器或者陀螺仪，通过车辆前轮转动时带动传感器或者陀螺仪倾角发生变化，获取车辆航向信息，通过计算得出车轮转角，以此确定车辆前进方向，但是安装角度传感器要求精度高，普遍性较低，不方便广泛使用；而使用陀螺仪采集的数据准确度低，数据处理麻烦，影响到自动驾驶的使用精度。

如图1所示，本实用新型提出的一种具有角度传感器的自动驾驶方向盘，包括方向盘组件10、电机组件20和固定架组件30；所述方向盘组件10穿过所述电机组件20与所述固定架组件30连接；所述电机组件20一端与所述方向盘组件10连接，所述电机组件20另一端与所述固定架组件30连接；所述电机组件20包括直驱电机21、电机盖板22、电机底板23和角度传感器组件24；所述直驱电机21一端与所述方向盘组件10连接，所述直驱电机21另一端与所述电机底板23连接；所述直驱电机21和所述电机底板23连接形成电机组件内腔；所述角度传感器组件24和所述电机盖板22设置在所述电机组件内腔中；所述直驱电机21、所述电机盖板22、所述角度传感器组件24和所述电机底板23依次设置；当车辆的方向盘发生转动时，带动方向盘内部的所述角度传感器组件24信号发生变化，从而能够准确稳定地获取车辆转动数据，提高车辆自动驾驶的精度。

如图3至图5所示，在本实施例中，所述角度传感器组件24包括电路板241、传动轮242、永磁体243和磁场感应器244；所述电路板241设置在所述电机底板23的凸台231上；所述传动轮242设置在所述电机底板23的异形槽232内；所述永磁体243设置在所述传动轮242几何中心上；所述磁场感应器244设置在所述电路板241靠近所述传动轮242一侧。

进一步地，所述传动轮242包括主动轮2421、第一从动轮2422和第二从动轮2423；所述第一从动轮2422和所述第二从动轮2423分别与所述主动轮2421啮合。

进一步地，所述主动轮2421上圆周设置有第一凸起2424、第二凸起2425和第三凸起2426；所述第一凸起2424、第二凸起2425和第三凸起2426卡合在所述方向盘组件10上，进而实现所述主动轮2421与所述方向盘组件10同步转动。

进一步地，所述永磁体243包括第一永磁体2431和第二永磁体2432；所述第一永磁体2431设置在所述第一从动轮2422几何中心上；所述第二永磁体2432设置在所述第二从动轮2423几何中心上；当所述第一从动轮2422、所述第二从动轮2423跟随所述主动轮2411转动时，转动的角度和速度等信息就可以通过所述永磁体243磁场变化反映出来。

如图3、图5所示，在本实施例中，所述磁感应器244包括第一磁感应器2441和第二磁感应器2442；所述第一磁感应器2441与所述第一永磁体2431对应；所述第二磁感应器2442与所述第二永磁体2432对应；这样，当所述永磁体243磁场发生变化时，所述磁感应器244可以快速准确地感应到，并将磁场变化的信息传递到所述电路板241上。

如图2所示，在本实施例中，所述方向盘组件10包括方向盘11、方向盘盖板12、转向柱13和套筒14；所述转向柱13套接在所述套筒14内；所述方向盘11靠近所述电机组件20一端设置有套筒14，所述方向盘11另一端设置有方向盘盖板12。

如图6所示，在本实施例中，所述套筒14靠近所述转向柱13端面圆周设置有第一卡槽141、第二卡槽142和第三卡槽143；所述第一卡槽141与所述第一凸起2424卡合；所述第二卡槽142与所述第二凸起2425卡合；所述第三卡槽143与所述第三凸起2426卡合；该结构设置可以很好地保证所述套筒14与所述主动轮2421之间传动的稳定性。

再次参照图2、图6，在本实施例中，所述套筒14内设置有第一齿轮盘结构144；所述转向柱13上设置有与所述第一齿轮盘144啮合的第二齿轮盘结构131；通过所述第一齿轮盘结构144与所述第二齿轮盘结构131啮合，实现所述套筒14与所述转向柱13联动。

如图2至图3所示，在本实施例中，所述固定架组件30包括固定支架31和固定臂32；所述固定臂32一端设置有第一通孔321，所述固定臂32另一端设置有第二通孔322；所述固定支架31远离所述电机组件20一端穿过所述第一通孔321连接在车体上，所述固定支架31另一端与所述电机底板23相连；所述第二通孔322与所述转向柱13间隙配合，所述转向柱13可以在所述第二通孔322内顺时针或者逆时针转动；通过所述固定支架31一端与车体连接，另一端与所述电机底板23相连，可以保证在所述转向柱13带动所述传动轮242转动时，所述电路板241和所述磁感应器244相对固定，因此，所述磁感应器244才可以感应到由于所述传动轮242转动导致的磁场的变化。

本实用新型提出的一种具有角度传感器的自动驾驶方向盘，当车辆的方向盘发生转动时，角度传感器组件24能够感应磁场的变化，从而能够准确稳定地获取车辆转动数据，提高车辆自动驾驶的精度；通过在方向盘上安装角度传感器组件可以取消掉前桥端部的角度传感器，避免角度传感器安装难的问题，及部分车辆不能安装角度传感器的问题；同时角度传感器组件比陀螺仪更好的控制车辆转向，数据处理方面也更加容易。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。