一种道路模拟单元及其智能驾驶汽车试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及智能驾驶汽车研发测试技术领域，特别是涉及一种道路模拟单元及其智能驾驶汽车试验装置。


背景技术：

2.随着汽车四化的不断深入，智能化已经成为汽车行业的重要发展方向。无论是智能驾驶算法的迭代还是相关功能的验证都需要车辆与周围环境的实时互动，但在实际道路上验证存在道路资源紧缺导致验证效率低、行人和车辆存在安全隐患、试验的工况的一致性差等问题，而如何在试验室内真实模拟道路测试成为了技术研发的重要手段。目前的整车在环测试一般采用算法仿真平台结合耦合式底盘测功机来模拟验证，但由于耦合式底盘测功机的结构限制导致与真实情况不符，如存在模拟的向角度不足、试验安装不便等情况，影响了智能驾驶验证的效果，制约了行业研发的速度。
3.申请公布号为cn 109115514a的中国专利公开了一种测试电动汽车的角度可调式道路模拟试验装置及方法，电动轮置放在前后水平的皮带上表面上，皮带后端的底部设置上下垂直的举升机构，电动轮的输出轴右端固定连接上下垂直的垂向加载装置，皮带的前后端各绕有一个左右水平的滚筒，后侧的滚筒内部键连接一个同轴的滚筒轴，前侧的滚筒内部键连接一个同轴的阶梯型输出轴，阶梯型输出轴的右端连接实验数据采集机构；该方案通过垂向加载装置给电动轮垂直向下的载荷，电动轮通电转动，通过与皮带之间的摩檫力带动皮带转动，从而带动阶梯型输出轴转动，举升机构带动皮带后端上升或下降，使皮带倾斜，模拟不同坡度的上下坡工况，但是，该方案只是对电动轮的模拟情况，对于电动汽车整体的工况存在误差，并不能真实模拟真实路况下电动车运行的工况。
4.申请公布号为cn 108318210a的中国专利公开了一种车轮驱动单元及移动道路模拟系统，钢带同时套设在两个驱动轮的外侧，车轮放在钢带上，通过垫板支撑钢带和位于钢带上的车轮；该方案在两个驱动轮之间设置有张紧装置，用以调节钢带的张紧程度，但是，张紧装置会造成两个驱动轮高度的不一致，可能影响试验的安全性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种道路模拟单元及其智能驾驶汽车试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过在支架上设置横向导轨和竖向导轨，来限定第一轴承座和第二轴承座的位置，能够调整两个转鼓之间的间距和两个转鼓之间的水平位置，从而能够调整套设在两个转鼓上的平轨带的张紧程度，能够快速实现平轨带的更换和安装，还能调整两个转鼓位于同一水平面上，保证试验的安全性。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.本实用新型提供一种道路模拟单元，包括支架，所述支架上设置有横向导轨和竖向导轨；所述横向导轨上和所述竖向导轨上分别滑动连接有第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座和所述第二轴承座能够分别固定在所述横向导轨和所述竖向导轨的不同位
置；所述第一轴承座和所述第二轴承座转动连接有不同转鼓，所述转鼓平行设置，且所述转鼓均套设在用于支撑车轮的平轨带内。
8.优选地，所述支架为l型支架，所述l型支架的横向支臂上设置有所述横向导轨，所述l型支架的竖向支臂上设置有所述竖向导轨。
9.优选地，所述第一轴承座连接有水平液压缸，所述水平液压缸的固定端连接在所述竖向支臂上；所述第二轴承座连接有调节螺栓，所述调节螺栓的固定端连接在所述横向支臂上或所述横向支臂的反向延长段。
10.优选地，所述转鼓之间设置有支撑座，所述支撑座固定在所述支架上，所述支撑座顶部设置有与所述平轨带接触的滑动承载结构。
11.优选地，所述转鼓包括主动转鼓和从动转鼓，所述第一轴承座用于支撑所述从动转鼓，所述第二轴承座用于支撑所述主动转鼓。
12.优选地，所述主动转鼓连接有内置电机或外置电机。
13.优选地，所述主动转鼓连接有转速传感器和转矩传感器。
14.本实用新型还提供一种智能驾驶汽车试验装置，包括与智能驾驶汽车车轮一一对应的道路模拟单元，同侧的所述道路模拟单元布置方式相同，不同侧的所述道路模拟单元布置方式相同或相反。
15.优选地，包括侧倾支撑架，所述侧倾支撑架设置并支撑在智能驾驶汽车的两侧。
16.优选地，所述侧倾支撑架连接有侧倾油缸，所述侧倾油缸的固定端连接在固定架上。
17.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
18.(1)本实用新型通过在支架上设置横向导轨和竖向导轨，来限定第一轴承座和第二轴承座的位置，从而能够调整两个转鼓之间的间距和两个转鼓之间的水平位置，进而能够调整套设在两个转鼓上的平轨带的张紧程度，能够快速实现平轨带的更换和安装，还能调整两个转鼓位于同一水平面上，保证试验的安全性；
19.(2)本实用新型支架为l型支架，通过l型支架的横向支臂支撑横向导轨，通过l型支架的竖向支臂支撑竖向导轨，采用在同一l型支架上同时设置横向导轨和竖向导轨的方式，能够保证横向导轨和竖向导轨相对位置的稳定性，进而保证调整转鼓的过程中和调整转鼓后的稳定性和精确度；
20.(3)本实用新型在支撑座顶部设置有与平轨带接触的滑动承载结构，在平轨带运行时，能够降低支撑座对于平轨带的磨损，避免影响试验装置的使用寿命，保证试验数据的准确性；
21.(4)本实用新型包括侧倾支撑架，侧倾支撑架设置并支撑在智能驾驶汽车的两侧，通过侧倾支撑架能够调整智能驾驶汽车的侧倾偏摆，实现更多工况的试验数据的获得。
附图说明
22.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获得其他的附图。
23.图1为本实用新型道路模拟单元结构示意图；
24.图2为本实用新型智能驾驶汽车试验装置结构示意图；
25.图3为本实用新型道路模拟单元设置外置电机的结构示意图；
26.其中，1、底座；2、主动转鼓；3、从动转鼓；4、第二轴承座；5、第一轴承座；6、转矩传感器；7、平轨带；8、支撑座；9、滑动承载结构；10、转速传感器；11、侧倾支撑架；12、侧倾油缸；13、水平液压缸；14、横向导轨；15、调节螺栓；16、支架；17、竖向导轨；18、外置电机。
具体实施方式
27.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做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。
28.本实用新型的目的是提供一种道路模拟单元及其智能驾驶汽车试验装置，以解决现有技术存在的问题，通过在支架上设置横向导轨和竖向导轨，来限定第一轴承座和第二轴承座的位置，从而能够调整两个转鼓之间的间距和两个转鼓之间的水平位置，进而能够调整套设在两个转鼓上的平轨带的张紧程度，还能调整两个转鼓位于同一水平面上，保证试验的安全性。
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
30.如图1所示，本实用新型提供一种道路模拟单元，包括支架16，支架16可以采用框架式结构，也可以采用板状结构，支架16还可以包括位于其底部的底座1，通过底座1保持固定的位置和状态，作为支撑转鼓等装置的载体，并且，支架16需要具有一定的承载能力，能够保证在支架16上所安装的装置稳定运行。具体的，支架16上设置有横向导轨14和竖向导轨17，横向导轨14和竖向导轨17可以为支架16上所加工出的能够作为导轨的结构，也可以通过可拆卸安装或固定焊接的方式将独立的导轨连接在支架16上的相应位置上，导轨的形式可以为凸块也可以为导槽；另外，横向导轨14和竖向导轨17的相对位置关系根据所设置的转鼓的运动需求进行设置，即横向导轨14和竖向导轨17能够将转鼓横向移动调整转鼓之间的间距，也能够将转鼓竖向移动调整转鼓之间的水平高度。横向导轨14上和竖向导轨17上分别滑动连接有第一轴承座5和第二轴承座4，第一轴承座5和第二轴承座4上安装或设置有分别与横向导轨14和竖向导轨17配合的导向槽或导向块。并且，第一轴承座5和第二轴承座4能够分别固定在横向导轨14和竖向导轨17的不同位置，以便于能够调整转鼓的位置并能够固定转鼓的位置；需要说明的是，调整第一轴承座5和第二轴承座4位置的方式，可以采用直线驱动电机、液压伸缩缸、气压伸缩缸或丝杠螺母等驱动结构，能够驱动第一轴承座5和第二轴承座4分别在横向导轨14和竖向导轨17上滑动；至于固定第一轴承座5和第二轴承座4的方式，可以采用上述的驱动结构直接进行固定，也可以采用另外的限位结构或锁紧结构进行固定，具体的固定方式为本领域技术人员的常规选择，此处不再赘述。第一轴承座5和第二轴承座4转动连接有不同转鼓，转鼓可以包括中心轴，将中心轴安装在轴承座内所安装的轴承内，需要说明的是，一般在转鼓轴向的两端均安装有第一轴承座5和第二轴承座4，即支架16对称设置在转鼓的两端，当然，如果支架16和轴承座具有足够的承载能力，也可以
只在一端进行设置，此时转鼓成一端悬空的状态。转鼓之间保持平行设置，可以设置有两个转鼓，将转鼓均套设在平轨带7内，平轨带7能够贴合转鼓，并在转鼓的带动下运行，或者平轨带7带动转鼓运行，平轨带7上用于支撑进行试验的车轮，车轮可以安装在智能驾驶汽车上，也可以安装在另外的支撑车轮旋转的支撑架上。对于转鼓的驱动方式，可以采用两个转鼓均是主动转鼓2，也可以为一个主动转鼓2、一个为从动转鼓3，主动转鼓2可以安装在第一轴承座5上也可以安装在第二轴承座4上，相应的从动转鼓3可以安装在第二轴承座4上也可以安装在第一轴承座5上，实现主动转鼓2和从动转鼓3横向移动或竖向移动的转换。本实用新型通过在支架16上设置横向导轨14和竖向导轨17，来限定第一轴承座5和第二轴承座4的位置，从而能够调整两个转鼓之间的间距和两个转鼓之间的水平位置，进而能够调整套设在两个转鼓上的平轨带7的张紧程度，能够快速实现平轨带7的更换和安装，还能调整两个转鼓位于同一水平面上，保证试验的安全性。
31.支架16可以为l型支架，l型支架包括竖向支臂和横向支臂，可以通过板状结构切割而成，也可以为框架结构拼接而成。l型支架的横向支臂上设置有横向导轨14，l型支架的竖向支臂上设置有竖向导轨17，具体的安装或设置方式不做要求。驱动第一轴承座5和第二轴承座4移动的驱动结构的固定端可以安装在l型支架上。采用在同一l型支架上同时设置横向导轨14和竖向导轨17的方式，能够保证横向导轨14和竖向导轨17相对位置的稳定性，进而保证调整转鼓的过程中和调整转鼓后的稳定性和精确度。
32.第一轴承座5可以连接有水平液压缸13，利用水平液压缸13作为横向驱动的装置，水平液压缸13的固定端连接在竖向支臂上。第二轴承座4可以连接有调节螺栓15，利用调节螺栓15作为竖向驱动的装置，调节螺栓15的固定端连接在横向支臂上或横向支臂的反向延长段上。
33.在两转鼓之间还可以设置有支撑座8，支撑座8固定连接在支架16上(包括支架16的竖向部和底座1)，支撑座8主要用来承载车轮以及智能驾驶汽车的重量，支撑座8顶部设置有与平轨带7接触的滑动承载结构9。通过设置滑动承载结构9，在平轨带7运行时，能够降低支撑座8对于平轨带7的磨损，避免影响试验装置的使用寿命，保证试验数据的准确性。
34.转鼓可以包括主动转鼓2和从动转鼓3，第一轴承座5用于支撑从动转鼓3，第二轴承座4用于支撑主动转鼓2，也就是说，主动转鼓2能够竖向移动，从动转鼓3能够水平移动，实现主动转鼓2和从动转鼓3之间的位置关系调整。从动转鼓3由于不需要连接驱动电机等结构，在横向移动时能够便于实现，而由于竖向移动的幅度相对较小，可以通过调节螺栓15实现对主动转鼓2的控制，也能够便于实现。
35.结合图1和图3所示，主动转鼓2可以连接有内置电机或外置电机18，当采用外置电机18时，外置电机18可以安装在底座1上，并且，外置电机18的驱动轴可以通过万向铰等方式连接在主动转鼓2的中心轴上，以在调整主动转鼓2的竖向位置时不会造成驱动轴和中心轴连接的影响。
36.如图2所示，主动转鼓2上还可以连接有转速传感器10和转矩传感器6。转矩传感器6可以安装在驱动转鼓转动的电机相对侧的轴承座内，转速传感器10可以安装在同一轴承座上。还设置有转鼓控制器，转鼓控制器通过转速传感器10、转矩传感器6实时采集转鼓运行状态，并通过变频器控制驱动内置电机或外置电机18运行的转矩或转速。
37.如图2所示，本实用新型还提供一种智能驾驶汽车试验装置，包括与智能驾驶汽车
车轮一一对应的道路模拟单元，同侧(相对于车身的左右方向)的道路模拟单元布置方式相同，此处所说的布置方式，指的是主动转鼓2和从动转鼓3的相对位置关系，即主动转鼓2位于从动转鼓3的前侧(依照车身的前后方向)为一种布置方式，主动转鼓2位于从动转鼓3的后侧(依照车身的前后方向)为一种布置方式；不同侧(相对于车身的左右方向)的道路模拟单元布置方式相同或相反。当采用内置电机时，两侧相同的布置方式对于试验装置的安装没有较大影响，当采用外置电机18时，由于外置电机18会占用一部分空间，此时，可以将外置电机18安装在车身的外侧，从而，采用两侧相反的布置更有利于试验装置的安装。
38.还可以包括侧倾支撑架11，侧倾支撑架11设置并支撑在智能驾驶汽车的两侧，可以安装在底盘的两侧，从而通过侧倾支撑架11的动作，可以使得智能驾驶汽车的车身发生左右倾斜，从而，通过侧倾支撑架11能够调整智能驾驶汽车的侧倾偏摆，实现更多工况的试验数据的获得。本实用新型的智能驾驶汽车试验装置可以由4套道路模拟单元、2套侧倾装置以及信号模拟及控制系统组成一台完整的智能驾驶测试平台。
39.侧倾支撑架11动力装置可以采用侧倾油缸12，侧倾油缸12的活动端连接在侧倾支撑架11的端部，侧倾油缸12的固定端连接在另一固定架上，从而通过固定架的支撑，能够在侧倾油缸12伸缩动作时，改变侧倾支撑架11的支撑角度，进而改变车身的侧倾角度。
40.本实用新型能够使得车辆运行在与道路一致的状态下，保证了测试工况的一致性，同时试验准备工作简单轻松，大大提高了验证的有效性和试验周期，满足了智能驾驶产品研发的使用需求。
41.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。