一种车载智能终端以及使用其的车辆的制作方法

本实用新型属于汽车技术领域，尤其涉及一种车载智能终端以及使用该车载智能终端的车辆。

背景技术：

随着人工智能技术的发展，人工智能技术在汽车中应用越来越广泛，其中，涌现了各种各样的车载智能终端。多数车载智能终端能够与用户或乘客进行语音交互、显示信息交互等，甚至还能够驱动头部进行动作交互。

在驱动车载智能终端的头部动作时，一般通过例如步进电机提供动力、然后经过相应的传动链输出至头部上，从而实现相应的动作。现有的传动链一般是刚性传动，并且采用开环（Open-loop）机制控制传动。

然而，现有的车载智能终端并没有考虑其工作环境下容易受用户等的外力作用，例如，车载智能终端的头部在转动状态或停止状态容易被用户的外力手动操作，这些均会导致头部在左右方向和/或在上下方向失位并导致传动链失效或发生卡滞。

技术实现要素：

为解决以上问题的至少一方面，本实用新型提供以下技术方案。

按照本实用新型的一方面，提供一种车载智能终端，其包括用于与用户进行交互的头部，其中，所述头部被电机通过其对应的传动链所输出的动力驱动以进行交互动作；所述车载智能终端还包括：

设置在所述传动链中的阻尼器；和/或

用于获得所述头部的位置信息的位置传感器。

根据本实用新型一实施例的车载智能终端，其中，所述位置传感器对应所述传动链的输出端设置。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述电机包括：

第一电机，其通过第一传动链输出动力以驱动所述头部作沿左右方向的第一转动动作；和

第二电机，其通过第二传动链输出动力以驱动所述头部作沿上下方向的第二转动动作；

其中，所述阻尼器包括分别设置在所述第一传动链和所述第二传动链中的第一阻尼器和第二阻尼器；和/或

所述位置传感器包括分别对应所述第一传动链和第二传动链的输出端设置的第一位置传感器和第二位置传感器。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述第一传动链包括按其动力传输方向布置的：

所述第一阻尼器，

对应所述第一电机的动力输出端设置的第一输出齿轮，和

与所述第一输出齿轮进行第一齿轮啮合传动的齿状部件；

其中，所述第二传动链包括按其动力传输方向布置的：

所述第二阻尼器，

对应所述第二电机的动力输出端设置的第二输出齿轮，

与所述第二输出齿轮进行第二齿轮啮合传动的中间传动齿轮，

传动皮带，和

转动轴；

所述中间传动齿轮与所述转动轴之间通过所述传动皮带进行皮带传动。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述第二传动链包括按其动力传输方向布置的：

所述第二阻尼器，和

与所述第二阻尼器直接连接的转动轴；

其中，所述第二位置传感器对应所述转动轴布置。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述阻尼器设置在所述传动链的输入端。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述位置传感器所包括的编码器为绝对式编码器。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述阻尼器为粘滞阻尼器，其包括：

具有内腔的定子部；

安装在所述定子部的内腔中的转子部；和

所述内腔中的阻尼油脂；

在所述定子部和转子部之间传动的力矩大于或等于预定力矩值时，所述转子部能够克服所述阻尼油脂的阻力作相对所述定子部的转动。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述预定力矩值大于至少满足所述传动链正常进行动力传输所对应的第一力矩且小于导致所述传动链损坏或失效的第二力矩。

根据本实用新型另一实施例或以上任一实施例的车载智能终端，其中，所述车载智能终端还包括：至少用于控制所述电机转动的主控制板；其中，所述位置传感器与所述主控制板耦接并向其反馈所述位置信息。

按照本实用新型的又一方面，提供一种车辆，在该车辆的驾驶舱内部安装有以上任一所述的车载智能终端。

本实用新型的车载智能终端能够提高其传动链的可靠性，减少卡滞现象发生。

根据以下描述和附图本实用新型的以上特征和操作将变得更加显而易见。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本实用新型一实施例的车载智能终端的基本结构示意图。

图2是按照本实用新型一实施例的车载智能终端所使用的阻尼器的截面结构示意图。

图3是在本实用新型一实施例的车载智能终端的传动链上布置阻尼器和位置传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解，并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在被使用的情况下，术语“第一”、“第二”等不一定表示任何顺序或优先级关系，而是可以用于更清晰地将元件彼此区分。

图1所示为按照本实用新型一实施例的车载智能终端的基本结构示意图。

如图1所示，本实用新型一实施例的车载智能终端10被安装在车辆（例如电动汽车）的驾驶舱内部，例如，安装在具有人工智能交互系统的车辆上，具体可以安装在车辆的仪表板的大致中间位置。车载智能终端10可以用来与驾驶舱内的用户（例如乘客、驾驶员）等进行交互，例如，进行显示信息交互，还能够进行动作交互，具体的动作交互方式将以下进行说明。

为驱动车载智能终端10的头部400进行相应的动作，载智能终端10设置有电机来驱动头部400，例如，第一电机101和第二电机102。为将电机输出的动力输出至头部400，对应电机设置相应的传动链，传动链的具体结构不是限制性的，传动链例如也可以部分地设置在头部400中。

其中，对应第一电机101设置第一传动链100，对应第二电机102设置第二传动链200；第一电机101可以通过第一传动链100输出动力以驱动头部400作沿左右方向的第一转动动作；第二电机102通过第二传动链200输出动力以驱动头部400作沿左右方向的第二转动动作。这样，车载智能终端10通过头部400可以与用户进行丰富的交互动作。

以上实施例的车载智能终端10使用双电机驱动，例如相比于单电机驱动的方案，双电机分别独立驱动可以实现头部400的多维度转动，例如独立地实现或同时实现左右方向的第一转动动作和上下方向的第二转动动作，车载智能终端10的交互动作更自由灵活，例如，可以实现在左右方向上的较大转动角度，可以与驾驶舱内各个位置的用户进行“面对面”地交互。

在一实施例中，车载智能终端10包括设置在传动链中的阻尼器（Damper），还可以包括用于获得头部400的位置信息的位置传感器。具体如图1所示，第一阻尼器110设置在第一传动链100中，其可以作为第一传动链100的一部分；第二阻尼器210设置在第二传动链200中，其可以作为第一传动链100的一部分。第一位置传感器310和第二位置传感器320均分别对应第一传动链100和第二传动链200的输出端设置，这样，容易准备地感测到头部400的位置信息。

需要说明的是，传动链的“输入端”和“输出端”是相对其动力传输方向来定义的，例如，接近电机的一端为输入端，将动力最后输出至头部400或头部400的一体构件上的一端为“输出端”；在传动链的结构不同的情况下，输入端所指代的部件可能不相同，输出端所指代的部件可能也不相同。

具体以如图1示例的传动链结构来描述阻尼器和位置传感器的布置原理以及工作原理。

如图1所示，第一传动链100包括按其动力传输方向布置的第一阻尼器110、对应第一电机101的动力输出端设置的第一输出齿轮120、和齿状部件130；齿状部件130与第一输出齿轮120进行第一齿轮啮合传动。齿状部件130具体可以为齿轮，也可以是从头部400向下延伸的插入部的下端部上设置的齿槽。齿状部件130作为第一传动链100的输出端，第一位置传感器310对应齿状部件130设置，其例如可以感测齿状部件130的转动动作，从而可以获取关于头部400在左右方向上的位置信息。在正常进行动力传输的情况下，第一电机101的动力输出带动第一阻尼器110转动，例如第一阻尼器110随第一电机101的输出轴一起转动，然后，第一阻尼器110带动输出齿轮120转动，输出齿轮120通过第一齿轮啮合传动带动齿状部件130动作，从而头部400可以作在左右方向的转动动作。

继续如图1所示，第二传动链200采用齿轮传动和皮带传动两种方式混合传动，其包括按其动力传输方向布置的：第二阻尼器210、对应第二电机102的动力输出端设置的第二输出齿轮220、与第二输出齿轮220进行第二齿轮啮合传动的中间传动齿轮230、传动皮带240和转动轴250；其中，中间传动齿轮230与转动轴250之间是通过传动皮带240进行皮带传动。转动轴250可以作为第二传动链200的输出端，其可以是带动头部400上下转动的输出轴。第二位置传感器320对应转动轴250设置，其例如可以转动轴250的转动动作，从而可以获取关于头部400在上方向上的位置信息。在正常进行动力传输的情况下，第二电机102的动力输出带动第二阻尼器210转动，例如第二阻尼器210随第二电机102的输出轴一起转动，然后，第二阻尼器210带动输出齿轮220转动，输出齿轮220通过第二齿轮啮合传动带动中间传动齿轮230转动，中间传动齿轮230通过皮带传动带动转动轴250转动，从而头部400可以作在上下方向的转动动作。

需要说明的是，在每一传动链的正常动力传输过程中，阻尼器并不耗减或吸收电机输出的能量，这样，在例如没有向头部400施加外力的情况下，车载智能终端10可以通过其中设置的主控制板（图中未示出）控制电机的扭矩输出等，从而可以精确控制头部400的动作。

图2示出了按照本实用新型一实施例的车载智能终端所使用的阻尼器的截面结构示意图。在一实施例中，阻尼器110或210选择为粘滞阻尼器，如图2所示，粘滞阻尼器主要包括定子部510和转子部520，定子部510具有内腔，其外端还一体地设置有转轴511，转轴511可以随例如电机的输出轴一起转动；转子部520安装在定子部510的内腔中，其外端还一体地设置有转轴521，转轴521可以随例如输出齿轮120或220的轴一起转动。定子部510的内腔中充满阻尼油脂530，其用于吸收例如导致传动链失效或发生卡滞的能量。在定子部510和转子部520之间传动的力矩大于或等于预定力矩值时，转子部520能够克服阻尼油脂530的阻力作相对定子部510的转动，这样，从传动链下游（按动力传输方向）传导过大的力矩可以被阻尼器110或210吸收。

预定力矩值可以在以下范围设置：大于至少满足传动链100或200正常进行动力传输所对应的第一力矩且小于导致传动链100或200损坏或失效的第二力矩。将理解，对于不同的传动链，预定力矩值可以是不同的；第一力矩和/或第二力矩可以通过预先测试或试验获得。

车载智能终端10还包括至少控制电机101和102转动的主控制板（图中未示出），其中，位置传感器310和/或320与主控制板耦接并可以向主控制板反馈其获得的位置信息，从而，主控制板可以随时地获知头部400在上下方向上和/或在左右方向上的位置信息。具体地，主控制板中设置有用于驱动第一电机101的第一驱动器和用于驱动所述第二电机102的第二驱动器，主控制板被构造为向第一驱动器输入第一电机控制信号以实现控制头部400的第一转动动作、向第二驱动器输入第二电机控制信号以实现控制头部400的第二转动动作。

图1所示实施例的车载智能终端10中，一方面，可以通过一个或多个位置传感器获取可转动的头部400的位置信息（不管是在头部400正常转动过程还是在头部400受用户等的外力作用下发生转动的过程中），这些位置信息被反馈至车辆上的人工智能交互系统获知后，不但可以便利地获知头部400的位置信息（例如所朝向的方向、是否被用户的外力手动操作而偏离其正常位置等），并且可基于该位置信息形成闭环（Close-loop）机制控制传动，从而，即使头部400发生失位，也可以根据反馈的信息控制头部400复位，随后的头部400转动动作过程中也不容易发生卡滞等现象。另一方面，可以通过阻尼器110或210各自吸收其所在传动链上的过大的不合理的扭矩（例如，在头部400被外力阻止不动但电机仍旧输出力矩、或者在头部400保持不动的情况下被过大的外力导致传动链承受过大的扭矩），从而，能够防止传动链中的某一传动部件因承受过大扭矩而失效或损坏，进而也不容易发生卡滞等现象。因此，本实用新型实施例的车载智能终端10可以大大提高车载智能终端10的传动可靠性，并且，基于获得的头部400的位置信息，甚至还可以扩展人工智能交互系统的功能，例如，在用户的手作用在头部400上阻止头部400转动时，人工智能交互系统可以根据位置信息获知头部400失位，可以发出“请不要摸我的头”、“我好难受啊”的语音交互信息。

需要说明的是，对于每一传动链来说，为使位置传感器准确感测到头部400在某一方向上的位置信息，按传动链的动力传输方向阻尼器可以布置在位置传感器的上游，例如，位置传感器对应传动链的输出端设置，阻尼器设置在传动链上游输入端。在又一实施例中，阻尼器并不限于设置在传动链的输入端，例如，阻尼器210也可以设置在输出齿轮220和中间传动齿轮230之间。

在一实施例中，第一位置传感器310或第二位置传感器310可以包括相应的编码器（Encoder），编码器可以方便地获取传动链的输出端的角度信息等，从而可以方便地计算获得头部400的位置信息。可以选地，位置传感器编码器为绝对式编码器（Absolute Encoder），这样，在车载智能终端10启动时（即使头部400已经发生失位），不需要进行自我校准，也不会产生在自我校准不成功的情况下发生卡滞的问题。

图3所示为在本实用新型一实施例的车载智能终端的传动链上布置阻尼器和位置传感器的结构示意图。图3中仅示出了车载智能终端20的其中一个传动链的示意图，该传动链与图1的第二传动链200的功能相同，也即实现驱动头部400作沿左右方向的第二转动动作，但是相比第二传动链200非常短，第二电机102通过头部400内部的支架402固定，完全不采用如图1所示的输出齿轮220、中间传动齿轮230和传动皮带，传动链上仅设置与第二电机102的输出轴1021连接的阻尼器210，阻尼器210直接连接用作输出轴的转动轴250，转动轴250可以带动连接头部400的外壳的部件401在上下方向上，从而可以带动头部400作上下方向上的转动动作，例如，完成“点头”动作。

如图3所示，阻尼器210布置在第二电机102的输出轴1021与转动轴250之间，在正常传动的情况下，输出轴1021输出的扭矩通过阻尼器210传递至转动轴250；在非正常情况下，例如，在转动状态下头部400被用户阻止，第二电机102输出的过大的力矩将被阻尼器210吸收，或者例如在停止状态下头部400被用户手动地作上下方向的转动，头部400传递过来的外部的过大的力矩将被阻尼器210吸收。因此，整个传动链不易损坏，可靠性好。

继续如图3所示，第二传感器320包括固定在转动轴250上的磁性元件3201和固定设置在支架402上磁性旋转编码器3202，磁性旋转编码器3202接近磁性元件3201设置，在磁性元件3201随转动轴250转动的情况下，磁性旋转编码器3202可以感测到相应的信息，从而可以获取转动轴250的转动情况并计算出头部400的相应位置信息。

需要理解的是，图3中示例的车载智能终端20可以获得与图1示例的车载智能终端10基本相同的效果，并且由于其传动链更短，在传动可靠性方面表现更好。

需要说明的是，在车载智能终端的传动链的结构和/或数量并不是限制性的，可以选择在其中某一传动链或所有传动链来对应布置相应的阻尼器和/或位置传感器。并且，也可以仅布置阻尼器和位置传感器中的其中一个，以获得其对应的相应的优点。

此外，虽然本实用新型的特征是结合若干实施/实施例的仅其中之一来公开的，但是如果针对任何给定或可识别的功能可能是期望和/或有利的，可以将此特征与其他实施/实施例的一个或多个其他特征进行组合。

以上例子主要说明了本实用新型的各种车载智能终端以及使用该车载智能终端的车辆。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。