专利名称：一种无人驾驶车辆的制动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆制动装置的技术领域，具体涉及无人驾驶车辆的制动装置。
背景技术：
无人驾驶车辆是验证机器感知与认知理论、方法与技术的最佳平台之一，尤其是 在非结构化动态变化环境中。无人驾驶车辆不仅在军事、探险和救援等危险、恶劣环境下具 有广阔的应用前景，同时无人驾驶车辆所涉及到的各种汽车传感器、环境感知系统、行驶安 全预警与辅助驾驶智能决策等关键技术对于提高有人驾驶汽车的智能化程度和行驶安全 性具有重要意义。因此，世界主要发达国家将无人驾驶车辆作为展示人工智能技术水平、引 领车辆工业未来的重要平台，纷纷开展无人驾驶车辆的研究。无人驾驶车辆的自动制动性能既是衡量整车性能的最重要指标之一，又是车辆在 无人驾驶时其安全性能否得到保证的关键，而无人驾驶车辆的制动控制装置则是保证无人 驾驶车辆自动制动性能的关键。然而，目前对于无人驾驶车辆的自动制动控制装置尚无完
善的方案。现有的自动制动装置(中国专利申请号=200620137414. X，汽车自动刹车系统，中 国专利申请号:200620109570.5，汽车自动刹车装置，中国专利申请号=200620060674. 1， 汽车自动刹车执行装)，主要是作为辅助驾驶员安全驾驶的配套装置，在车辆遇到紧急情况 下可实现自动刹车，但是，这些装置结构复杂，不能实现无人驾驶车辆制动的精确控制，不 适用于无人驾驶车辆。应用于无人驾驶车辆的中国专利ZL00221994. 8无人驾驶车执行装 置，其结构复杂，占用驾驶空间，影响人工驾驶，不便于人工驾驶和无人驾驶两种模式之间 的切换。
实用新型内容为了解决现有无人驾驶车辆的制动问题，本实用新型提供一种结构简单、工作可 靠的无人驾驶车辆的制动装置。实现上述目的的技术解决如下—种无人驾驶车辆的制动装置包括电机、减速器、编码器和传感机构；所述电机2 为直流伺服电机，所述减速器3为蜗轮蜗杆减速器，减速器3的输入端连接着电机2，电机2 的后端输出轴上连接着编码器1 ；减速器输出轴8的一端连接着传感器触头6，其另一端连 接着扭矩传感器9，扭矩传感器9的另一端连接着线轮10，线轮10上绕设有钢线11 ；传感 器触头6 —侧的减速器壳体上设有传感器固定架5，传感器固定架5上部两侧分别设有零位 传感器4和极位传感器7，零位传感器4和极位传感器7的触头分别位于传感器触头6的圆 形运动轨迹内侧。所述传感器固定架5为L型，其一端连接着减速器壳体，零位传感器4和极位传感 器7分别连接在其另一端两侧，且与传感器触头6相对应。所述零位传感器4和极位传感器7均为机械式行程开关。[0010]本无人驾驶车辆制动装置的控制方法，包括实现制动的过程和松开制动的过程。实现制动的过程是给出制动指令后，电机开始运行(正转)并带动蜗轮蜗杆的输 出轴转动，随之，扭矩传感器和线轮转动开始转动，通过固定在线轮凹槽里的钢线开始拉下 制动踏板，制动踏板达到所需要的制动力或触发到极位传感器，电机停止，完成无人驾驶车 辆的自动制动，在制动过程中，若负载超过扭矩传感器所设定值，则电机停止运行，不再继 续制动，从而有效的保护车辆及制动装置。松开制动的过程是给出松开制动的指令后，电机开始运行(反转)，制动踏板本 身可自动回位，若零位传感器触发，电机停止，实现制动的自动松开并为下次制动做好准备。当车辆需要人工驾驶时，可直接踩下制动踏板，由于所采用的钢线为钢丝软绳，因 此本装置对人工驾驶没有任何影响。本实用新型的有益技术效果体现在下以方面1、本实用新型采用蜗轮蜗杆机构能有效的使车辆保持处于制动状态；限位传感器 和扭矩限制器实现有效制动以及保证车辆和本装置的安全；钢线则保证了无人驾驶模式和 人工驾驶模式的互不影响。2、该制动装置具有结构简单紧凑、成本低、通用性强、制动精度较高、不破坏原车 的结构、易于装拆并不影响人工驾驶等特点。3、该装置降低了对原车的制动系统的结构要求，减少了设备的复杂性，并能应用 于有自动制动要求的其它场合。
图1为制动装置立体图，图2为制动装置平面图，图3为制动装置剖视图，图4为限位传感器工作示意立体图，图5为限位传感器工作示意平面图，图6为实现制动流程图，图7为松开制动流程图。图中标号1编码器，2电机，3减速器，4零位传感器，5传感器固定架，6传感器触 头，7极位传感器，8减速器输出轴，9扭矩传感器，10线轮，11钢线，12制动踏板。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步地描述。实施例参见图1、图2、图3、图4和图5，一种无人驾驶车辆的制动装置包括电机2、减速器 3和编码器1 ；电机为直流伺服电机，减速器3为蜗轮蜗杆减速器，减速器3的输入端连接着 电机2，电机2的后端输出轴上连接着编码器1，利用编码器1对转向装置进行闭环控制，提 高无人驾驶车辆的制动控制精度。减速器输出轴8的一端连接着传感器触头6，其另一端连 接着扭矩传感器9，扭矩传感器9的另一端连接着线轮10，线轮10的圆周凹槽内绕设有钢线11，另一端固联于制动踏板12上，其不仅能实现有效的制动，而且不影响人工驾驶。传感 器触头6 —侧的减速器壳体上安装有传感器固定架5，传感器固定架5为L型，其一端连接 着减速器壳体，零位传感器4和极位传感器7分别连接在其另一端两侧，且与传感器触头6 相对应，零位传感器4和极位传感器7为机械式行程开关，零位传感器4和极位传感器7的 触头分别位于传感器触头6的圆形运动轨迹内侧。传感器触头6在转动过程中可以触发限 位传感器4和极位传感器7，该传感器不仅为车辆的自动制动提供了参考零位点，而且保证 了车辆的自动制动力不能过大，传感器的布局方式，也保证即使意外情况下其传感器本身 不会被损坏。参见图6和图7，无人驾驶车辆制动装置的制动工作方法，包括实现制动的过程和 松开制动的过程。实现制动的过程是给出制动指令后(步骤100)，电机2开始运行(正转)(步骤 110)并带动蜗轮蜗杆的输出轴转动，随之，扭矩传感器9和线轮10转动，通过固定在线轮 10里的钢线11开始拉下制动踏板12 (步骤120)，制动踏板12达到所需要的制动位置或触 发到极位传感器4(步骤140)，电机2停止(步骤150)，完成无人驾驶车辆的自动制动(步 骤160)，在制动过程中，若负载超过扭矩传感器9所设定值(步骤130)，则电机2停止运行 (步骤150)，不再继续制动，从而有效的保护车辆及制动装置。松开制动的过程是给出松开制动的指令后(步骤100)，电机2开始运行(反转) (步骤110)，制动踏板12本身可自动回位(步骤120)，若零位传感器4触发(步骤130)， 电机2停止(步骤140)，实现制动的自动松开(步骤150)并为下次制动做好准备。当车辆需要人工驾驶时，可直接踩下制动踏板，由于所采用的钢线为钢丝软绳，因 此本装置对人工驾驶没有任何影响。
权利要求一种无人驾驶车辆的制动装置，包括电机、减速器、编码器和传感机构，其特征在于所述电机为直流伺服电机，所述减速器(3)为蜗轮蜗杆减速器，减速器(3)的输入端连接着电机(2)，电机(2)的后端输出轴上连接着编码器(1)；减速器输出轴(8)的一端连接着传感器触头(6)，其另一端连接着扭矩传感器(9)，扭矩传感器(9)的另一端连接着线轮(10)，线轮(10)上绕设有钢线(11)；传感器触头(6)一侧的减速器壳体上设有传感器固定架(5)，传感器固定架(5)上部两侧分别设有零位传感器(4)和极位传感器(7)，零位传感器(4)和极位传感器(7)的触头分别位于传感器触头(6)的圆形运动轨迹内侧。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的制动装置，其特征在于所述传感器固 定架(5)为L型，其一端连接着减速器壳体，零位传感器(4)和极位传感器(7)分别连接在 其另一端两侧，且与传感器触头(6)相对应。
3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的制动装置，其特征在于所述零位传感 器(4)和极位传感器(7)均为机械式行程开关。
专利摘要本实用新型涉及一种无人驾驶车辆的制动装置。该装置包括电机、减速器、编码器和传感机构；减速器为蜗轮蜗杆减速器，其输入端连接着电机，电机的后端输出轴上连接着编码器；减速器输出轴的一端连接着传感器触头，其另一端连接着扭矩传感器，扭矩传感器的另一端连接着绕设有钢线的线轮；连接减速器壳体的传感器固定架上部两侧分别设有零位传感器和极位传感器，两传感器的触头分别位于传感器触头的圆形运动轨迹内侧。本实用新型采用蜗轮蜗杆机构能有效的使车辆保持处于制动状态；限位传感器和扭矩限制器实现有效制动以及保证车辆的安全；钢线保证了无人驾驶模式和人工驾驶模式的互不影响。其结构简单紧凑、成本低、通用性强、不破坏原车的结构。
文档编号B60T7/12GK201633712SQ20102014524
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者张卫忠, 王涛, 胡立明, 陈刚, 魏泽峰 申请人:中国人民解放军炮兵学院