一种汽车全方位泊车辅助装置的制作方法

本发明属于自动泊车设备技术领域，尤其是涉及一种汽车全方位泊车辅助装置。

背景技术：

随着汽车保有量的持续增长，不仅增加了路面的交通负担，造成交通事故频发、城市交通拥堵加剧等问题，而且汽车数量的剧增刺激停车位、停车场的需求大为增加。事实上，城市空间有限且扩容艰难，拥挤的城市环境无法提供足够的停车泊位，其数量远跟不上汽车增长的步伐。密集的泊车环境和窄小的停车泊位，造成了“停车难”问题。以窄小的停车泊位来说，距离的控制和转向时机的拿捏对许多驾驶员来说是一个不小的挑战；再者由于视野有限，泊车时车后的盲区会影响对泊车控制的判断，引发泊车事故和纠纷频发，其结果不仅仅是难以估量经济的损失，还会造成人员的伤亡。

人们花费在泊车上的时间甚至超过了花费在路上行驶的时间，为了解决共同面临的交通问题，泊车辅助装备被广泛应用，一方面，泊车辅助装备可以提高泊车的效率和泊车安全性，不仅节省了时间，还减轻了驾驶员的压力，降低了泊车的难度。另一方面，泊车辅助装备大幅度降低了泊车过程中发生交通事故的概率，对保证交通畅通、安全具有重要的意义。但现有的泊车辅助装置仅仅为驾驶员提供障碍物信息或清晰的后方视野，难以解决在狭小空间进行泊车的情况，因此，寻找一种既有较高效率，又能适应狭小复杂环境及不规则车库的泊车装置就成为当务之急。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种汽车全方位泊车辅助装置，通过设置转动机构和行进机构，使汽车在原地实现不同方位的行驶和360°全方位移动，同时也可在有限的空间内能完成轮胎的转向和行进，还可以适应复杂的地势环境，更好的辅助自动泊车系统，使泊车过程变得更加高效，安全和简单。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：包括机架以及安装在所述机架上的转动机构、行进机构和减振机构；

所述机架包括与汽车底盘连接的横向固定架和设置在横向固定架下方且为中空结构的纵向支架，所述纵向支架位于轮胎内侧，所述轮胎中心位置安装有主轴，所述主轴横向伸入至纵向支架内且与纵向支架传动连接；

所述行进机构包括安装在横向固定架上的驱动电机、安装在横向固定架内的第一行进带轮和安装在纵向支架内且位于主轴上方的传动轴，传动轴与主轴相平行，竖轴与第一行进带轮同轴连接且伸入至纵向支架内，竖轴远离第一行进带轮的一端安装有第一锥齿轮，传动轴的一端安装有与第一锥齿轮配合的第二锥齿轮，传动轴的另一端安装有与传动轴同轴连接的第二行进带轮，主轴上同轴套装有与第二行进带轮配合的第三行进带轮，驱动电机的输出轴伸入至横向固定架内且与第一行进带轮传动连接；

所述转动机构包括固定安装在纵向支架顶板上的转动带轮和带动所述转动带轮转动的转动电机，转动带轮套装在竖轴上，转动带轮通过下凸块固定安装在纵向支架顶端，下凸块与竖轴之间存在间隙，转动电机安装在横向固定架上，转动电机的输出轴穿过横向固定架与转动带轮传动连接。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述转动带轮通过多个第一紧固件固定在所述纵向支架上，所述第一紧固件从上到下依次穿过转动带轮和下凸块后固定在所述纵向支架上，所述转动带轮和同轴套装在所述转动电机输出轴上的转动电机带轮通过转动皮带传动连接。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述驱动电机输出轴上安装有驱动电机带轮，所述驱动电机带轮和第一行进带轮通过第一行进皮带传动连接；所述第一行进带轮的底部设置有上凸块，所述上凸块通过多个第二紧固件固定在所述下凸块的顶端；所述第二行进带轮和第三行进带轮通过第二行进皮带传动连接。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述横向固定架包括下机架和设置在所述下机架正上方的上机架，所述上机架和下机架通过多个方柱连接为一体，上机架上安装有上轴承，所述第一行进带轮和下机架之间设置有上侧平面轴承，所述转动带轮和下机架之间设置有下侧平面轴承，纵向支架顶板上安装有下轴承，所述竖轴依次穿过所述上轴承、上侧平面轴承、下侧平面轴承和所述下轴承上伸入至纵向支架内；所述驱动电机带轮设置在所述上机架和下机架之间，所述竖轴的轴线、所述驱动电机的轴线和的轴线位于同一竖直平面内；所述转动电机的输出轴穿过下机架延伸至纵向支架上方，所述转动电机带轮设置在所述下机架和纵向支架之间。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述减振机构安装在所述横向固定架上且设置在所述轮胎的内侧，所述减振机构包括安装在下机架上的减振下臂、安装在上机架上的减振上臂和安装在所述减振下臂上的减振器组件，所述减振器组件通过连杆安装在所述减振下臂上，所述减振器组件由连接板和多个安装所述连接板上的减振器组成。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述主轴上同轴套装有光电码盘，纵向支架上安装有与光电码盘配合的光电发送器和光电接收器，所述光电码盘设置在所述纵向支架内。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述主轴上同轴套装有刹车片，所述刹车片安装在所述轮胎外侧。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述上侧平面轴承和下侧平面轴承的外侧均套设有碟片。

上述的一种汽车全方位泊车辅助装置，其特征在于：所述上机架和下机架均为镂空结构。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置转动机构和行进机构，使汽车在原地实现不同方位的行驶和360°全方位移动，同时也可在有限的空间内能完成轮胎的转向和行进，还可以适应复杂的地势环境，更好的辅助自动泊车系统，使泊车过程变得更加高效，安全和简单。

2、本发明通过在传动轴的一端安装与第一锥齿轮配合的第二锥齿轮，在传动轴的另一端安装与传动轴同轴连接的第二行进带轮，主轴上同轴套装有与第二行进带轮配合的第三行进带轮，通过可过载保护的带轮、可承载大扭矩的六方轴和锥齿轮三者相结合的传动方式，不仅改变了驱动电机输出轴的旋转方向，而且增大了输出转速，实用性强，便于推广使用。

3、本发明在转动机构中通过结合竖轴和套装在竖轴上且固定在纵向支架上的的转动带轮，不仅满足了大扭矩的输出，使转动机构变得紧凑，而且便于实现汽车的转向，结构简单，可靠稳定，使用效果好。

4、本发明通过设置减振机构，能够让轮胎在上下运动时自动改变外倾角，减小了行驶时轮胎的磨损，避免轮胎因自重急速下降，将向下的动能传给弹性势能，大大提高了可靠性，增强了安全性。

综上所述，本发明通过设置转动机构和行进机构，使汽车在原地实现不同方位的行驶和360°全方位移动，同时也可在有限的空间内能完成轮胎的转向和行进，还可以适应复杂的地势环境，更好的辅助自动泊车系统，使泊车过程变得更加高效，安全和简单。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的主视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图3的a-a剖视图。

图5为本发明行进机构、光电码盘与纵向支架的连接关系示意图。

图6为本发明转动机构、光电码盘、横向固定架与纵向支架的连接关系示意图。

图7为图6的俯视图。

图8为图7的b-b剖视图。

附图标记说明:

1—驱动电机；2—转动电机；3—减振器；

4—横向固定架；4-1—下机架；4-2—上机架；

5—传动轴；6—第二行进皮带；7—方柱；

8—第一行进皮带；9—第二锥齿轮；10—下凸块；

11—上凸块；12—轮胎；13—减振上臂；

14—减振下臂；15—连接件；16—第一行进带轮；

17—转动带轮；18—第三行进带轮；19—第二行进带轮；

20—转动电机带轮；21—碟片；22-1—上侧平面轴承；

22-2—下侧平面轴承；23—驱动电机带轮；24—光电码盘；

25—转动皮带；26—第一锥齿轮；27—竖轴；

28—主轴；29—纵向支架；30—锁紧环；

31—连杆；32—刹车片；33—光电发送器；

34—光电接收器；35—第一紧固件；36—第二紧固件。

具体实施方式

如图1至图8所示，本发明包括机架以及安装在所述机架上的转动机构、行进机构和减振机构；

所述机架包括与汽车底盘连接的横向固定架4和设置在横向固定架4下方且为中空结构的纵向支架29，所述纵向支架29位于轮胎12内侧，所述轮胎12中心位置安装有主轴28，所述主轴28横向伸入至纵向支架29内且与纵向支架29传动连接；

所述行进机构包括安装在横向固定架4上的驱动电机1、安装在横向固定架4内的第一行进带轮16和安装在纵向支架29内且位于主轴28上方的传动轴5，传动轴5与主轴28相平行，竖轴27与第一行进带轮16同轴连接且伸入至纵向支架29内，竖轴27远离第一行进带轮16的一端安装有第一锥齿轮26，传动轴5的一端安装有与第一锥齿轮26配合的第二锥齿轮9，传动轴5的另一端安装有与传动轴5同轴连接的第二行进带轮19，主轴28上同轴套装有与第二行进带轮19配合的第三行进带轮18，驱动电机1的输出轴伸入至横向固定架4内且与第一行进带轮16传动连接；

所述转动机构包括固定安装在纵向支架29顶板上的转动带轮17和带动所述转动带轮17转动的转动电机2，转动带轮17套装在竖轴27上，转动带轮17通过下凸块10固定安装在纵向支架29顶端，下凸块10与竖轴27之间存在间隙，转动电机2安装在横向固定架4上，转动电机2的输出轴穿过横向固定架4与转动带轮17传动连接。

实际使用时，所述转动机构带动所述轮胎12转动，通过所述转动机构可实现汽车的转向，所述行进机构带动轮胎12行进，实现汽车的行进，可完成汽车的泊车，在泊车过程中，为减小行驶时轮胎的磨损，吸收轮胎转向时的横向力，在横向固定架4上安装所述减振机构。所述转动机构调整方向时，如图6所示，在转动电机2的带动下，所述转动带轮17随之转动，因为转动带轮17固定在纵向支架29上，所述纵向支架29也随之转动，且所述纵向支架29安装在所述主轴28上，与主轴28相连的轮胎12也就在转动电机2的带动下进行转向。如图5所示，所述行进机构带动轮胎12行进时，由驱动电机1提供动力，通过三级传动将动力传到主轴28上，使轮胎12在主轴28的带动下实现转动，完成汽车的行进，通过三级传动的方式，改变了驱动电机1输出轴的旋转方向，增大了转速。

如图1所示，所述纵向支架29通过主轴28安装在所述轮胎12的内侧，为了使纵向支架29不影响主轴28的转动，在所述纵向支架29和主轴28的连接处安装有轴承，通过轴承实现纵向支架29和主轴28的传动连接。如图2、图4和图5所示，所述竖轴27与所述传动轴5相垂直，所述传动轴5的两端均通过轴承固定在纵向支架29上，所述竖轴27和传动轴5通过第一锥齿轮26和第二锥齿轮9相啮合将动力传到传动轴5上。同时为了防止所述第三行进带轮18和第二行进带轮19发生轴向窜动，需要在所述第三行进带轮18的左右两侧均安装锁紧环30，在所述第二行进带轮19的右侧也安装锁紧环30。当驱动电机1的动力传到传动轴5的第二行进带轮19上时，通过带动与第二行进皮带6相连的第三行进带轮18转动，同时带动主轴28的转动，将动力传到主轴28上，从而带动轮胎12的转动，实现轮胎12的行进。其中，利用所述行进机构不仅改变了驱动电机1输出轴的旋转方向，同时通过将主轴28、传动轴5和竖轴27均选取为六方轴，在使用时增大了转速，方便在泊车过程中为汽车提供足够的动力。

实际使用时，需要在汽车的四个轮胎12上都安装本发明，左右相邻的两个轮胎12之间的本发明之间通过车架将所述减振机构连接起来，泊车时利用本发明同时对四个轮胎12进行控制。当需要停车时，先根据停车位和汽车之间的夹角，利用所述转动机构对轮胎12的角度进行旋转，对轮胎12的角度进行旋转，是为了方便后续利用所述行进机构对汽车的位置进行调整；当轮胎12旋转一定的角度后，再利用所述行进机构对汽车车身进行旋转，使所述行进机构以汽车底盘中心为圆心，底盘圆心到轮胎12中心的距离为半径进行行进，实现对汽车车身的调整，使汽车与停车位之间平行，当汽车与与停车位之间平行后，再通过所述转动机构对轮胎12的角度进行旋转，使轮胎12与停车位垂直，再利用所述行进机构将汽车停进停车位中。具体使用时，当需要侧方停车时，通过控制转动电机2进行转向，转动角度为90°，转动带轮17在转动皮带25的带动下转动，使与转动带轮17固定连接的纵向支架29也随之转动，最后使轮胎12横向旋转90°；转向完成后，在驱动电机1驱动电机带轮23的带动下，所述第一行进皮带8带动第一行进带轮16转动，利用竖轴27将动力传到第一锥齿轮26上，通过与所述第一锥齿轮26相啮合的第二锥齿轮9将动力传到传动轴5上，最后通过与第二行进带轮19配合的第三行进带轮18，将动力传到主轴28上从而带动轮胎12行进，完成侧方停车。当需要斜向泊车时，通过控制转动电机2进行转向，使转向后的轮胎12与车位平行后，在通过驱动电机1进行行进，实现自动泊车。其中竖轴27伸入至纵向支架29内的一端即为竖轴27远离第一行进带轮16的一端。

本实施例中，所述转动带轮17通过多个第一紧固件35固定在所述纵向支架29上，所述第一紧固件35从上到下依次穿过转动带轮17和下凸块10后固定在所述纵向支架29上，所述转动带轮17和同轴套装在所述转动电机2输出轴上的转动电机带轮20通过转动皮带25传动连接。

如图7和图8所示，所述第一紧固件35为螺栓，所述螺栓从上到下依次穿过转动带轮17和下凸块10后固定在所述纵向支架29上，所述螺栓的数量优选为六个，六个所述螺栓沿竖轴27的圆周方向均匀布设，所述纵向支架29和下凸块10上均开设有供所述第一紧固件35安装的螺栓孔。所述下凸块10的底部与纵向支架29的上表面相平齐，便于所述螺栓将转动带轮17和下凸块10同时固定在纵向支架29上。实际使用时，启动转动电机2，转动电机带轮20转动带动与转动皮带25相连的转动带轮17转动，因转动带轮17是固定在纵向支架29上的，所述纵向支架29随着转动带轮17转动而一起转动，所述纵向支架29通过所述主轴28安装在所述轮胎12的内侧，最后带动所述轮胎12转动，完成泊车过程中汽车的转向工作。

本实施例中，所述驱动电机1输出轴上安装有驱动电机带轮23，所述驱动电机带轮23和第一行进带轮16通过第一行进皮带8传动连接；所述第一行进带轮16的底部设置有上凸块11，所述上凸块11通过多个第二紧固件36固定在所述下凸块10的顶端；所述第二行进带轮19和第三行进带轮18通过第二行进皮带6传动连接。

如图2所示，所述第一行进带轮16设置在所述转动带轮17的上方，实际使用时，启动驱动电机1，驱动电机带轮23转动带动与第一行进皮带8相连的第一行进带轮16转动，因第一行进带轮16安装在所述竖轴27上，所以当第一行进带轮16转动时，也会带动竖轴27转动，将驱动电机1的动力传动到设置在竖轴27端部的第一锥齿轮26上，设置在所述传动轴5上且与第一锥齿轮26相啮合的第二锥齿轮9，在第一锥齿轮26的带动下将动力传到传动轴5上，使设置在传动轴5另一端的第二行进带轮19也在传动轴5的带动下旋转，最后通过与第二行进皮带6相连且位于主轴28上的第三行进带轮18，带动主轴28旋转，使与主轴28连接的轮胎12转动，从而将驱动电机1的动力传到轮胎12上，实现轮胎12的行进。

如图4所示，所述第二紧固件36也为螺栓且从上到下穿过上凸块11后固定在所述下凸块10上，所述螺栓的数量优选为四个，四个所述螺栓沿竖轴27的圆周方向均匀布设。

本实施例中，所述横向固定架4包括下机架4-1和设置在所述下机架4-1正上方的上机架4-2，所述上机架4-2和下机架4-1通过多个方柱7连接为一体，上机架4-2上安装有上轴承，所述第一行进带轮16和下机架4-1之间设置有上侧平面轴承22-1，所述转动带轮17和下机架4-1之间设置有下侧平面轴承22-2，纵向支架29顶板上安装有下轴承，所述竖轴27依次穿过所述上轴承、上侧平面轴承22-1、下侧平面轴承22-2和所述下轴承上伸入至纵向支架29内；所述驱动电机带轮23设置在所述上机架4-2和下机架4-1之间，所述竖轴27的轴线、所述驱动电机1的轴线和28的轴线位于同一竖直平面内；所述转动电机2的输出轴穿过下机架4-1延伸至纵向支架29上方，所述转动电机带轮20设置在所述下机架4-1和纵向支架29之间。

如图4所示，将横向固定架4分为上下两部分，通过共用所述竖轴27，将所述转动机构和所述行进机构的第一行进带轮16同时安装在所述横向固定架4上，节省了本发明的安装空间，使得车辆在有限的空间内同时满足车轮的前进和自转，使汽车泊车过程简单、高效。

如图2和图4所示，为防止所述第一行进带轮16在竖轴27上发生轴向窜动，需要在所述第一行进带轮16的上方通过安装锁紧环30。所述上侧平面轴承22-1和下侧平面轴承22-2分别安装在所述下机架4-1的上下两侧，通过让上侧平面轴承22-1和下侧平面轴承22-2承受轴向负载，避免了第一行进带轮16和转动带轮17直接与下机架4-1接触，造成磨损。为了支撑竖轴27，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证竖轴27的回转精度，在所述竖轴27的顶部安装有轴承。

本实施例中，所述减振机构安装在所述横向固定架4上且设置在所述轮胎12的内侧，所述减振机构包括安装在下机架4-1上的减振下臂14、安装在上机架4-2上的减振上臂13和安装在所述减振下臂14上的减振器组件，所述减振器组件通过连杆31安装在所述减振下臂1上，所述减振器组件由连接板和多个安装所述连接板上的减振器3组成。

如图1、图2、图3和图4所示，所述减振下臂14和减振上臂13均为a字形减振臂，所述减振下臂14的长度大于所述减振上臂13的长度，所述减振下臂14和减振上臂13的端部均通过鱼眼球头轴承安装在所述横向固定架4上。所述减振下臂14和减振上臂13不仅增强了结构强度，吸收轮胎12转向时的横向力，而且能够让轮胎12在上下运动时自动改变外倾角，减小了行驶时轮胎12的磨损。同时将所述减振器组件安装在连杆31上，在实际使用时将减振器3顶在汽车底部，不仅减能缓了轮胎越障时带来的纵向冲击力，而且能够更好地将冲击能量转换成弹簧势能，大大提高了可靠性，增强了安全性。

本实施例中，所述主轴28上同轴套装有光电码盘24，纵向支架29上安装有与光电码盘24配合的光电发送器33和光电接收器34，所述光电码盘24设置在所述纵向支架29内。

如图1、图2、图4和图5所示，所述光电码盘24设置在所述转动带轮17的左侧，所述光电码盘24为自制的150分度的光电码盘，自制的光电码盘24上面会有许多同心码道，每个码道上按一定规律排列着透光部分和不透光部分，实际使用时，通过光电发送器33将光线投射在码盘上，所述光电码盘24随着主轴28转动，当转动到透光部分时，光透过透光部分的狭缝后由光电接收器34接收，输出信号为“1”；当转动到不透光部分时，光电接收器34则接收不到光，输出信号为“0”，通过光电接收器34输出信号的组合反映出一定规律的数字量，代表了光电码盘24轴的角位移，从而得到泊车时的实际车速，实现对实时泊车时车速的测量。所述光电码盘24的侧面安装有连接件15，是为了连接光电码盘24和主轴28；同时为了固定光电码盘24和连接件15，防止光电码盘24和连接件15发生轴向窜动，需要在光电码盘24的右侧以及连接件15的左侧安装锁紧环30。

本实施例中，所述主轴28上同轴套装有刹车片32，所述刹车片32安装在所述轮胎12外侧。

如图2所示，所述刹车片32安装在所述轮胎12的外侧，所述主轴28的端部通过锁紧环30固定在所述轮胎12的外侧轮毂上，所述刹车片32设置在所述轮胎12和锁紧环30之间，可在汽车泊车过程中出现紧急情况时进行刹车。所述锁紧环30的侧面安装有连接件15，是为了连接轮胎12和主轴28。

本实施例中，所述上侧平面轴承22-1和下侧平面轴承22-2的外侧均套设有碟片21，是对平面轴承起到保护作用。

本实施例中，所述上机架4-2和下机架4-1均为镂空结构。如图1和图3所示，将上机架4-2和下机架4-1均制成镂空结构，一方面在对本发明进行检查时，便于维修人员对内部情况进行检测；另一方面采用镂空设计，减轻了横向固定架4的重量，方便使用。

本发明使用时，当需要停车时，根据停车位和汽车之间的夹角，先利用所述转动机构对轮胎12的角度进行旋转，此时再利用所述行进机构行进，使汽车车身以汽车底盘中心为圆心，底盘圆心到轮胎12中心的距离为半径进行行进，对汽车车身进行旋转，实现对汽车车身的调整；当汽车与与停车位之间平行后，再通过所述转动机构对轮胎12的角度进行旋转，使轮胎12与停车位垂直，再利用所述行进机构将汽车停进停车位中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。