一种适用于重型运载车辆的自主防碰撞装置的制作方法

本实用新型属于汽车技术领域，尤其涉及一种适用于重型运载车辆的自主防碰撞装置。

背景技术：

随着车辆智能化的快速发展，很多车辆辅助系统获得快速的应用，尤其是自主防碰撞系统在生产作业中的需求也快速扩大。目前，现有的重型运载车辆多数依靠人员驾驶，尚不具备自主防碰撞系统。重型运载设备因其自重较大，一旦发生碰撞事故，后果不堪设想。随着技术的发展，重型运载车辆将来也可能会实现无人驾驶。那么，对于有人驾驶或无人驾驶的重型运载车辆而言，能够根据道路的实际情况，对前后进行监控，以便在发生碰撞前进行报警甚至自主进行制动处理的车辆辅助系统，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本实用新型提供一种能够检测前方的障碍物以避免碰撞、放置后方追尾的，具有自主制动功能的一种适用于重型运载车辆的自主防碰撞装置。

本实用新型的技术方案是提供一种适用于重型运载车辆的自主防碰撞装置，其包括设置在所述重型运载车辆前部的用以检测其前部障碍物的前激光雷达，所述前激光雷达电连接所述重型运载车辆的车载单片机以传递检测信息，其还包括对所述重型运载车辆进行自主制动的自主制动装置，所述车载单片机电连接所述自主制动装置以通过所述自主制动装置对所述重型运载车辆进行制动。

优选的，所述重型运载车辆后部设置有用以检测其后方有无物体接近的后激光雷达，所述后激光雷达电连接所述车载单片机以传递检测信息，所述前激光雷达和后激光雷达均设置在所述重型运载车辆的中轴线上，所述前激光雷达和后激光雷达具有相同的水平高度。

优选的，还包括电连接所述车载单片机的产生报警提示的声光报警装置。

优选的，所述自主制动装置包括壳体，所述壳体的一侧设置有采用液压结构的制动主缸，所述制动主缸具有用于制动的活塞，所述壳体上通过第一轴承可转动地设置一螺母，一螺杆与所述螺母螺纹连接；所述壳体上设置一电机，所述电机驱动所述螺母旋转，从而通过所述螺母的螺纹驱动所述螺杆直线移动；在所述螺杆的行程中，所述螺杆的第一端可抵靠在所述制动主缸的活塞上以推动所述活塞向所述制动主缸一侧移动，从而实现主动制动。

优选的，所述电机通过齿轮减速机构给所述螺母提供旋转动力，所述齿轮减速机构包括大齿轮、惰轮轴、惰性齿轮和小齿轮，所述大齿轮通过其中心孔套设在所述螺母上，所述惰轮轴通过第二轴承可转动地设置在所述壳体内，所述惰性齿轮通过其中心孔套设在所述惰轮轴上，所述小齿轮通过其中心孔套设在所述电机的输出轴上，所述惰性齿轮与大齿轮啮合，所述惰性齿轮与小齿轮啮合，从而实现从所述电机到小齿轮、惰性齿轮、大齿轮和螺母的减速传动。

优选的，所述大齿轮与所述螺母过盈配合，所述惰性齿轮与所述惰轮轴过盈配合，所述小齿轮与所述电机的输出轴过盈配合。

优选的，所述活塞具有一凹陷的球窝，所述螺杆的第一端具有伸入所述球窝的球头，在制动主缸未制动的状态下，所述球头位于所述球窝中，且不与所述球窝内壁接触。

优选的，所述螺杆的第二端固定设置一圆形的导向盘，所述导向盘上设置一贯穿的导向孔，所述壳体上固定设置一穿过所述导向孔的导向销，所述导向销平行于所述螺杆地设置在所述壳体上。

优选的，所述导向盘通过沉头螺钉固定设置在所述螺杆的第二端。

优选的，所述制动主缸和电机均设置在所述壳体的同一侧，所述壳体的另一侧向外凸出以形成一收容所述螺杆的凹孔；所述壳体通过连接法兰连接所述制动主缸，所述电机通过螺栓连接在所述壳体上。

本实用新型的一种适用于重型运载车辆的自主防碰撞装置可对前后的危险目标进行实时监控，从而进行报警或主动制动，其适用于有人驾驶或无人驾驶的重型运载车辆；本实用新型的自主制动装置采用螺杆传动方式，不仅可以实现主动制动，当电机断电时，螺杆传动副自锁，实现驻车制动。

附图说明

图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图

图2是自主制动装置的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，本实用新型的适用于重型运载车辆的自主防碰撞装置包括设置在重型运载车辆100前部的用以检测其前部障碍物的前激光雷达101，和设置在重型运载车辆100后部用以检测其后方有无物体接近的后激光雷达104。前激光雷达101和后激光雷达104均电连接重型运载车辆的车载单片机102以传递检测信息，且均设置在重型运载车辆100的中轴线上并具有相同的水平高度。

其还包括对重型运载车辆100进行自主制动的自主制动装置103，车载单片机102电连接自主制动装置103以通过自主制动装置103对重型运载车辆100进行制动。车载单片机102还电连接声光报警装置105以产生报警提示。

车载单片机102用于根据前激光雷达101和后激光雷达104获取的前后方危险目标障碍物信息，包括与本车的横纵向相对速度、横纵向相对距离等；结合车辆本身的信息，包括车速、方向盘转角、挡位信息等。从而通过车辆防碰撞策略运算，控制自主制动装置103自主制动或声光报警装置105进行声光报警，进而达到减轻碰撞伤害程度的目的。

具体而言，本实用新型不仅具备前向碰撞自主制动功能，而且具备后向防追尾预警提示功能。下面将针对上述两个功能进行详细说明。

（1）前向碰撞自主制动功能

激光雷达有两个，分别是前激光雷达101和后激光雷达104，其中前激光雷达101用于采集车辆前方障碍物信息，并将前方障碍物信息通过数据线或无线传递给车载单片机102。车载单片机102计算处车辆前方障碍物与本车的相对距离、相对速度信息。通过计算获得前方障碍物与本车辆的碰撞危险系数。根据碰撞危险系数，本自主防碰撞系统首先利用声光报警装置105，以视觉和听觉的方式警告驾驶员，前方存在碰撞危险；如果驾驶员没有采取制动措施，本自主防碰撞系统会采用小制动方式继续警告驾驶员；如果驾驶员仍然没有采取制动措施，则本自主防碰撞系统会采取紧急制动的措施，减轻碰撞伤害。

（2）后向防追尾预警提示功能

后激光雷达104用于采集车辆后方可能发生追尾障碍物的信息，并将后方障碍物信息通过数据线或无线传递给车载单片机102。车载单片机102计算处车辆后方障碍物与本车的相对距离、相对速度信息。车载单片机102收集车辆后方即将发生追尾事故的障碍物信息，包括该障碍物与本车的纵向相对位置、纵向相对速度、本车车速、挡位、转向等信息。通过计算获得后方障碍物与本车辆的碰撞危险系数。若该危险系数超过系统阈值，则车载单片机102启动声光报警装置105，声光报警装置105点亮车辆后方刹车灯信号，警告后方追尾车辆减速，避免或减轻追尾事故的伤害。

本实用新型所涉及的控制部分的原理和实现方式，均未业界所熟知的技术，其可以在设定功能要求的前提下，普通技术人员即可通过设置或编码实现。且上述原理和实现方式均非本实用新型所保护的重点，也非创新点所在，因而采用目前现有的技术即可。

自主制动装置103可采用电子液压制动装置或电子气控制动装置，用于输出所需制动力，进而使车辆产生所需制动力。

如图2所示，本实用新型的自主制动装置采用如下结构：其包括壳体1，壳体1的一侧通过连接法兰2设置有采用液压结构的制动主缸3，制动主缸3具有用于制动的活塞31。连接法兰2可以根据需要，进行调整，以适应不同的制动主缸3。壳体1上通过第一轴承9可转动地设置一螺母8，一螺杆7与螺母8螺纹连接。与制动主缸3同侧的壳体1上通过螺栓设置一电机15。电机15通过齿轮减速机构驱动螺母8旋转，从而通过螺母8的螺纹驱动螺杆7沿自身轴线直线移动。螺杆7与活塞31同轴设置，在螺杆7的行程中，螺杆7的第一端可抵靠在制动主缸3的活塞31上以推动活塞31向制动主缸3一侧移动，从而实现主动制动；在主动制动的状态下，电机15断电后，螺杆7受到螺母8的螺纹的限位而静止，从而实现驻车制动。

电机15通过齿轮减速机构给螺母8提供旋转动力，而非结构较为复杂的减速箱。齿轮减速机构包括大齿轮10、惰轮轴11、惰性齿轮13和小齿轮14，大齿轮10通过其中心孔套设在螺母8上，惰轮轴11通过第二轴承12可转动地设置在壳体1内，惰性齿轮13通过其中心孔套设在惰轮轴11上，小齿轮14通过其中心孔套设在电机15的输出轴上，惰性齿轮13与大齿轮10啮合，惰性齿轮13与小齿轮14啮合，从而实现从电机15到小齿轮14、惰性齿轮、大齿轮10和螺母8的减速传动。大齿轮10与螺母8过盈配合，惰性齿轮13与惰轮轴11过盈配合，小齿轮14与电机15的输出轴过盈配合。此结构即可满足电机15的减速比，相对于减速箱，其结构简单，体积小，且易于维护。

活塞31具有一凹陷的球窝32，螺杆7的第一端具有伸入球窝32的球头71，在制动主缸3未制动的状态下，球头71位于球窝32中，且不与球窝32内壁接触。通过球头来驱动活塞31移动，实现制动。

螺杆7的第二端通过沉头螺钉6固定设置一圆形的导向盘5。导向盘5上设置一贯穿的导向孔（未图示），壳体1上固定设置一穿过导向孔的导向销4，导向销4平行于螺杆7地设置在壳体1上。通过此结构，使得螺母8旋转的过程中，螺杆7被限位，而不随螺母8旋转，从而仅能做直线移动。

进一步地，制动主缸3和电机15均设置在壳体1的同一侧，壳体1的另一侧向外凸出以形成一收容螺杆7的凹孔18。此结构使得本实用新型结构更紧凑，体积小。

本实用新型的工作原理：本制动装置在接收到主动制动指令时，电机15的输出轴旋转经过所述小齿轮14、惰性齿轮13、大齿轮10带动螺母8旋转；导向销4限制螺杆7绕轴向的旋转，在螺母8的作用下，螺杆7向靠近制动主缸3一侧移动，推动制动主缸3活塞31，产生制动压力实现主动制动。电机15反向旋转，从而解除制动。

制动装置在接收到驻车制动指令时，电机15输出轴旋转经过小齿轮14、惰性齿轮13、大齿轮10带动螺母8旋转；导向销4限制螺杆7绕轴向的旋转，在螺母8的作用下，螺杆7向靠近制动主缸3一侧移动，推动制动主缸3活塞31，产生预设的制动压力，电机15断电后，由于螺杆7传动的自锁作用，螺杆7连同制动主缸3活塞31停留在预设的位置，制动系统中保持有预设的制动压力，实现驻车制动。

以上实施例仅为本实用新型其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。