专利名称：汽车全自动变向方法及所用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车全自动变向方法及所用装置，属于机械及自动控制领域。
背景技术：
目前国内外现有的倒车技术大多为辅助倒车系统，如倒车雷达、倒车影像 等。辅助倒车系统只是对倒车起到了一定的帮助，没有从根本上解决问题，倒车 过程对驾驶者的要求还是比较高，在某些狭窄的路段甚至根本不能倒车。而且因 为视觉盲区，也可能发生碰撞等安全问题。
发明内容
本发明目的就在于克服现有技术之不足而提供一种汽车全自动变向方法及 所用装置，通过原地改变汽车车身的方向，使得汽车无需大范围的空间来实现变 向，只需在原地即可自动实现变向。
实现本发明目的采用的技术方案是 一种汽车全自动变向方法，通过从设置 在汽车底盘下的安置腔内伸出支架将汽车顶起，在伸出过程中支架会自动移动到 汽车倒车时刻的重心位置，然后控制悬空的汽车车身向期待的方向旋转直至到达
所需方位，然后支架收縮，在收縮过程中支架会自动归位到安置腔的正下方以便 支架能收缩到安置腔内，致使汽车变向为所需方向。
一种汽车全自动变向装置，该装置包括控制按钮、控制器、压力传感器、 步进电机、滑轨、滚珠丝杠副、模块和支架，汽车底盘上设置有滑轨，步进电机 固定在滑轨上，与滚珠丝杠副的螺杆通过齿轮连接，滚珠丝杠副的螺杆通过轴承 固定在滑轨上，滚珠丝杠副的螺母固定在模块上，模块与滑轨为滑动连接，滚珠 丝杠副可以驱动模块在滑轨上滑动，支架与模块之间为可伸缩连接，控制按钮与 控制器连接、控制器与压力传感器、步进电机和模块连接，压力传感器安装在四 个车轮处。
所述的模块内包括花键轴、花键轴轴套、内花键锥齿轮、液压缸、电机、减 速机、止推轴承等，内花键锥齿轮套在花键轴上与减速机上的锥齿轮配合，电机 通过电机座固定在花键轴轴套左侧，减速机固定在模块底部，电机通过联轴器与
3减速机连接，液压缸上端吊耳铰接在花键轴轴套右侧，液压缸下端与横架右端铰 接，横架左端套在花键轴底端，花键轴底端通过螺纹与支架固定。
模块放置在滑轨上，滑轨固定在底盘上，位于汽车内部，滑轨底部的汽车底 盘上开有滑动口用于花键轴的移动和伸出，花键轴轴端固定的支架位于汽车底盘 下面设置的支架安置腔内，没有变向时，支架紧贴在安置腔内不会影响汽车底盘 的最小离地间隙。
控制器上接有压力传感器，压力传感器安装在四个车轮处。需要变向时，压 力传感器将汽车的压力数据传输给控制器，控制器分析出汽车的重心位置，并控 制步进电机驱动滚珠丝杠副将模块移动到汽车的重心处。
本系统展示在驾驶者面前的只是一个控制按钮，汽车变向时，将按钮按下， 此时按钮上的指示灯为红色，等待几秒钟，待指示灯变为绿色后(这几秒钟内车 辆自动经过了支架半伸出、重心调整、支架完全伸出将车辆顶起这三个步骤)， 按需要的方向扭动按钮，车辆开始旋转，转到满意的角度后将按钮旋回中位，车 辆停止旋转，将按钮弹起，指示灯再次变为红色，等待几秒钟指示灯变回绿色后
(这几秒钟内车辆自动经过了支架半收缩、横向回位、完全收縮这三个步骤)， 整个变向过程完成。本过程也可以进行车外遥控控制。
本发明方法简单实用，改变了现有必须通过汽车车轮实现变向(尤其是倒车) 过程中需要较大空间的问题，本方法只需在原地即可实现汽车的任意角度自动变 向。此外，本发明装置结构简单，使用方便，可以精确、高效地自动控制汽车实 现变向。且该装置对汽车的其它功能均无影响。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 图l是本发明方法流程示意图。 图2是本发明控制部分结构框图。 图3是模块的结构示意图。 图4是本发明结构示意图。 图5是本发明底盘视图。
图中，l.滚珠丝杠座，2.滚珠丝杠，3.吊耳，4.液压缸，5.止推轴承，6.横 架，7.支架，8.油孔，9.花键轴，10.丝杠传动齿轮，ll.花键轴轴套，12.电机底座，13.电机，14.减速机，15.减速机底座，16.锥齿轮，17.内花键锥齿轮， 18.模块，19.滑轨，20.汽车底盘，21.滑动口， 22.支架安置腔。
具体实施例方式
本发明汽车全自动变向方法是通过从设置在汽车底盘下的安置腔内伸出支 架将汽车顶起，在伸出过程中支架会自动移动到汽车倒车时刻的重心位置，然后 控制悬空的汽车车身向期待的方向旋转直至到达所需方位，然后支架收縮，在收 縮过程中支架会自动归位到安置腔的正下方以便支架能收缩到安置腔内，致使汽
车变向为所需方向。具体操作步骤如图l所示A开始变向准备，B支架半伸出
并自动调整至重心位置，C支架完全伸出将汽车顶起并完成旋转变向，D支架半 收回并移回安置腔正下方，E支架完全收回安置腔内，整个变向过程完成。
本发明提供的汽车全自动变向装置，该装置包括控制按钮、控制器、压力传 感器、步进电机、滑轨、滚珠丝杠副、模块和支架，汽车底盘上安装有滑轨19， 步进电机固定在滑轨上，步进电机与滚珠丝杠副的螺杆通过齿轮连接，滚珠丝杠 副的螺杆通过轴承固定在滑轨上，滚珠丝杠副的螺母固定在模块上，模块与滑轨 为滑动连接，滚珠丝杠副可以驱动模块在滑轨上滑动，支架与模块之间为可伸缩 连接，控制按钮与控制器连接、控制器与压力传感器、步进电机和模块连接，压 力传感器安装在四个车轮处。
所述的模块结构如图3所示，包括花键轴9、液压缸4和滚珠丝杠2，转动 模块的顶端设有滚珠丝杠螺母固定座1，滚珠丝杠2左端设有丝杠传动齿轮10， 控制器通过步进电机与丝杠传动齿轮连接;花键轴底端通过横架6与支架7连接， 液压缸4通过吊耳3铰接在花键轴轴套11上，液压缸4与横架6铰接。
花键轴9外装有花键轴轴套11，花键轴轴套11外通过电机座12装有电机 13，且花键轴轴套11外通过减速机座15装有减速机14。减速机14通过锥齿轮 16、内花键锥齿轮17与花键轴连接。。
本发明汽车全自动变向装置的结构示意图如图4所示。模块安装在滑轨19 上，滑轨底部的汽车底盘20上开有滑动口 21，支架7位于安置腔22内，安置 腔设置在汽车底盘下部。
模块放置在滑轨上，滑轨固定在底盘上，位于汽车内部，滑轨底部的汽车底 盘上开有滑动口用于花键轴的移动和伸出，花键轴轴端固定的支架位于汽车底盘下面设置的支架安置腔内，液压缸的作用力直接作用在横架上，支架的伸出和收 回是通过横架的传动实现的，需要倒车时，液压缸首先将支架半伸出，之后压力 传感器将汽车的压力数据传输给控制器，控制器分析出汽车的重心位置，并通过 步进电机驱动滚珠丝杠将模块移动到汽车倒车时刻的重心位置，然后控制液压缸 将支架继续伸出直至将汽车顶起，然后控制按钮通过控制器控制电机13的正、 反转实现汽车的左、右旋转，转到满意方位后，控制器将控制液压缸半收缩，然 后控制步进电机驱动滚珠丝杠将模块移回模块安置腔的正下方，最后控制液压缸 将支架完全收回至支架安置腔内，整个变向过程完成。
本发明的控制部分结构框图如图2所示，控制按钮、步进电机、模块和压力 传感器均与控制器连接，本实施例选择单片机作为控制器。以倒车为例，将控制 按钮按下，此时按钮上的指示灯为红色，等待几秒钟，待指示灯变为绿色后(这 几秒钟内控制器控制支架半伸出、重心调整、支架完全伸出将车辆顶起这三个步 骤)，然后按需要的方向扭动按钮，汽车开始旋转，转到满意的角度后将按钮旋 回中位，车辆停止旋转，将按钮弹起，指示灯再次变为红色，等待几秒钟指示灯 变回绿色后(这几秒钟内控制器控制支架半收縮、横向回位、完全收縮这三个步 骤)，整个倒车过程完成。本过程也可以进行车外遥控控制。
权利要求
1.一种汽车全自动变向方法，其特征在于通过从设置在汽车底盘下的安置腔内伸出支架将汽车顶起，然后控制悬空的汽车车身向期待的方向旋转直至到达所需方位，然后支架收缩，致使汽车变向为所需方向。
2. 根据权利要求1所述的汽车全自动变向方法，其特征在于支架在伸出过程中，控制支架 移动到汽车倒车时刻的重心位置。
3. —种汽车全自动变向装置，其特征在于该装置包括控制按钮、控制器、压力传感器、步 进电机、滑轨、滚珠丝杠副、模块和支架，汽车底盘上设置滑轨，步进电机固定在滑轨上， 步进电机与滚珠丝杠副的螺杆通过齿轮连接，滚珠丝杠副的螺杆通过轴承固定在滑轨上，滚 珠丝杠副的螺母固定在模块上，模块与滑轨为滑动连接，滚珠丝杠副可以驱动模块在滑轨上 滑动，支架与模块之间为可伸缩连接，控制按钮与控制器连接，控制器与压力传感器、步进 电机和模块连接，压力传感器安装在四个车轮处。
4. 根据权利要求3所述的汽车全自动变向装置，其特征在于模块内包括花键轴、花键轴轴 套、内花键锥齿轮、液压缸、电机、减速机、止推轴承等，内花键锥齿轮套在花键轴上与减 速机上的锥齿轮配合，电机通过电机座固定在花键轴轴套左侧，减速机固定在模块底部，电 机通过联轴器与减速机连接，液压缸上端吊耳铰接在花键轴轴套右侧，液压缸下端与横架右 端铰接，横架左端套在花键轴底端，花键轴底端通过螺纹与支架固定。
5. 根据权利要求3述的汽车自动变向装置，其特征在于模块放置在滑轨上，滑轨同定在底 盘上，位于汽车内部，滑轨底部的汽车底盘上开有滑动口用于花键轴的移动和伸出，花键轴 底端固定的支架位于汽车底盘卜面设置的支架安置腔内。
全文摘要
本发明涉及一种车辆变向方法及所用装置，是通过从汽车底盘伸出支架将汽车顶起，控制悬空的汽车车身旋转直至到达所需方位，然后支架收缩，致使汽车变向为所需方向。本发明所用装置具体可概括为通过控制器控制重心调节、升降、旋转三个工作部分完成汽车全自动变向，重心调节部分主要由步进电机、滑轨、模块和滚珠丝杠副组成，升降和旋转部分均位于模块内部，升降部分主要由液压缸、横架、花键轴、花键轴轴套、支架等组成，旋转部分主要由电机、减速机、锥齿轮、内花键齿轮、花键轴、花键轴轴套组成。本发明方法简单实用，改变了现有必须通过汽车车轮实现变向，尤其是倒车过程中需要较大空间、操作复杂的问题。
文档编号B62D15/00GK101565056SQ20091006143
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者禹 杜 申请人:禹 杜