线控汽车转向系统的制作方法

1.本发明涉及一种汽车转向系统，尤其涉及一种线控汽车转向系统，属于线控汽车转向系统的生产制造技术领域。


背景技术：

2.线控系统是指操纵机构与执行机构之间没有机械连接和机械能量的传递，操作人员的操作指令通过传感器件感知，再采用电信机构等形式经过网络传递给执行机构与电子控制器等工作系统，其中，执行机构利用外部能源来完成相应的任务，而其执行的整个过程和结果则接受电子控制器的控制与监测。
3.汽车线控底盘则是指使用线(电信机构)的连接方式取代传统的机械、液压或气动等连接方式，而不再依赖驾驶员输出力或扭矩的汽车底盘；汽车线控底盘主要包括线控汽车转向、线控汽车制动、线控汽车换挡、线控汽车油门以及线控汽车悬挂五大系统，是自动驾驶与新能源汽车的一个结合点、实现汽车无人驾驶的关键载体。
4.目前，汽车线控底盘技术正在不断发展的过程之中，不过，从现有的技术来看，汽车线控底盘中的线控汽车转向技术尚处在发展的早期阶段，目前渗透率极低，仅有少量车型配置使用。
5.线控汽车转向系统是指通过线控的方式控制汽车转向装置的汽车行车控制系统，汽车转向装置用于控制汽车车轮的转向，以此控制汽车行进的方向。
6.传统的汽车转向装置包括机械式液压转向装置、机械式电动转向装置，其中：
7.机械式液压转向装置其动力来源主要是液压泵，通常包括转向油泵、转向控制阀、转向油缸和油管等，其特点是转向轻便，缺点是存在着渗油问题，且由于装置管路复杂，不便于维修保养；
8.而机械式电动转向装置其动力来源主要是驱动电机，因此，可以免去许多油管，从而克服上述机械式液压转向装置存在的渗油及其相关缺陷，此类装置的特点是转向机构结构简单、加工方便、工作可靠、使用寿命长等。
9.但是，现有以机械式电动转向装置作为执行机构的线控汽车转向系统中，作为执行机构动力来源的驱动电机只有一台，没有冗余的动力来源，一旦这台作为执行机构动力来源的驱动电机出现故障，则线控汽车转向系统就将失去控制，后果不堪设想。
10.因此，现有技术中以机械式电动转向装置作为执行机构的线控汽车转向系统不能保证驾驶安全，更不能满足l4级别即高度自动驾驶级别及其以上自动驾驶级别的自动驾驶汽车的使用要求。


技术实现要素：

11.为克服现有技术的不足，本发明实施例提供了一种线控汽车转向系统，目的在于：
12.为自动驾驶汽车提供一种即使一个驱动电机出现故障无法工作也能保证其能够受控按需转向、确保行驶安全的线控汽车转向系统，满足自动驾驶汽车的自动驾驶需要，同
时，简化线控汽车转向系统的整体结构、提高其工作的可靠性和适用性，延长使用寿命，方便保养和维护。
13.为达上述目的，本发明提供如下的技术方案。
14.一种线控汽车转向系统，用以自动驾驶汽车其行进方向的自动控制，包括安装在所述自动驾驶汽车上的传感器、数据总线、主控制器、机械式电动转向装置以及拉杆总成，其中，所述传感器用于感知所述自动驾驶汽车的转向数据和所述机械式电动转向装置的作业数据，所述数据总线用于所述转向数据以及所述作业数据在所述传感器与所述主控制器以及所述机械式电动转向装置之间的交互传递，此外：
15.所述机械式电动转向装置包括两台驱动电机和一套机械转向机构，其中，两台所述驱动电机分别设置在所述机械转向机构上，所述机械转向机构与所述拉杆总成连接，且两台所述驱动电机可分别在所述主控制器的控制下同时或单独为所述机械转向机构提供作业动力，所述机械转向机构接受至少一台所述驱动电机提供的作业动力即可完成作业动作，所述拉杆总成通过所述机械转向机构的作业动作带动所述自动驾驶汽车上的悬架及其车轮从而实现所述自动驾驶汽车的转向。
16.可选的：
17.所述机械转向机构为蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构，所述蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构包括第一机构蜗杆、第一机构蜗轮、第一机构齿轮和第一机构齿条，其中：
18.所述第一机构蜗杆的两端分别与两台所述驱动电机连接，且所述第一机构蜗杆与所述第一机构蜗轮啮合，所述第一机构齿轮与所述第一机构蜗轮共轴，所述第一机构齿轮与所述第一机构齿条啮合，所述第一机构齿条的两端分别与两套所述拉杆总成连接；
19.所述第一机构蜗杆至少能在一台所述驱动电机的驱动下转动，转动的所述第一机构蜗杆带动所述第一机构蜗转动动，转动的所述第一机构蜗轮通过共轴使所述第一机构齿轮转动，所述第一机构齿轮的转动使得与之啮合的所述第一机构齿条作直线往复移动，直线往复移动的所述第一机构齿条带动其两端连接的所述拉杆总成进行运动，运动的所述拉杆总成通过拉动所述悬架及其车轮从而实现所述自动驾驶汽车的转向。
20.进一步的：
21.所述蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构还包括第一机构箱体、第一机构齿条套管、齿轮齿条预紧力调整组件和第一机构安装座，其中：
22.所述第一机构箱体将所述第一机构蜗杆、所述第一机构蜗轮、所述第一机构齿轮以及部分所述第一机构齿条包覆其中，两个所述驱动电机分别安装在所述第一机构箱体的外部且各所述驱动电机各自的驱动轴分别穿入所述第一机构箱体的内部并分别与所述第一机构蜗杆的两端连接；
23.两根所述第一机构齿条套管分别连接在所述第一机构箱体其底部的两侧，所述齿条套管用于套置保护所述第一机构齿条，且两根所述第一机构齿条套管的底部还各自设置有调整组件安装孔，所述调整组件安装孔用于安装所述齿轮齿条预紧力调整组件，所述齿轮齿条预紧力调整组件用于调节所述第一机构齿条与所述第一机构齿轮之间的间隙以及所述第一机构齿条两端的高低位置；
24.所述第一机构安装座设置在所述第一机构齿条套管的外部，通过所述安装座可将包覆了所述第一机构蜗杆、所述第一机构蜗轮、所述第一机构齿轮以及部分所述第一机构
齿条的所述第一机构箱体和两个所述驱动电机、两根所述第一机构齿条套管一起安装固定在所述自动驾驶汽车的桥架上。
25.进一步的：
26.所述齿轮齿条预紧力调整组件包括预紧块、压块、齿条衬垫、弹簧和锁紧环，其中：
27.所述预紧块通过外齿与所述调整组件安装孔旋接，所述压块设置在所述调整组件安装孔的内部且位于所述预紧块的上部，所述齿条衬垫设置在所述压块的顶部且抵在所述第一机构齿条的下方，所述弹簧设置在所述预紧块与所述压块之间，所述锁紧环通过内螺纹旋接在所述预紧块的外齿上且位于所述调整组件安装孔的外部；
28.旋动所述预紧块可以通过所述弹簧使所述压块进行上下移动调节，通过所述压块的上下移动调节可以经所述齿条衬垫调节所述第一机构齿条与所述第一机构齿轮之间的间隙以及所述第一机构齿条两端的高低位置；
29.旋动所述锁紧环可以将所述预紧块在所述调整组件安装孔中的位置进行锁定。
30.可选的，所述机械转向机构为直齿轮滚珠丝杆组合机构，所述直齿轮滚珠丝杆组合机构包括第二机构第一齿轮、第二机构第二齿轮、第二机构齿轮轴、第二机构第三齿轮、第二机构丝母和第二机构丝杆，其中：
31.所述第二机构第一齿轮的两端分别与两台所述驱动电机连接，所述第二机构第一齿轮与所述第二机构第二齿轮啮合，所述第二机构第二齿轮与所述第二机构齿轮轴啮合，所述第二机构齿轮轴与所述第二机构第三齿轮啮合，所述第二机构第三齿轮与所述第二机构丝母啮合，所述第二机构丝母与所述第二机构丝杆啮合，所述第二机构丝杆的两端分别与两套所述拉杆总成连接；
32.所述第二机构第一齿轮能在两台驱动电机的共同或单独驱动下转动，转动的所述第二机构第一齿轮带动所述第二机构第二齿转动动，转动的所述第二机构第二齿轮带动所述第二机构齿轮轴转动，所述第二机构齿轮轴的转动带动所述第二机构第三齿转动动，转动的所述第二机构第三齿轮带动所述第二机构丝母转动，所述第二机构丝母的转动使得与之啮合的所述第二机构丝杆作直线往复移动，直线往复移动的所述第二机构丝杆带动其两端连接的所述拉杆总成进行运动，运动的所述拉杆总成通过拉动所述悬架及其车轮从而实现所述自动驾驶汽车的转向。
33.进一步的：
34.所述直齿轮滚珠丝杆组合机构还包括第二机构箱体、第二机构连接法兰、第二机构丝杆套管以及第二机构轴承或第二机构轴瓦和第二机构安装座，其中：
35.所述第二机构箱体用于容置所述第二机构第一齿轮、所述第二机构第二齿轮、所述第二机构齿轮轴、所述第二机构第三齿轮和所述第二机构丝母、以及部分所述第二机构丝杆；
36.所述第二机构连接法兰设置在所述第二机构箱体一端的两侧，所述第二机构连接法兰用于连接固定所述驱动电机；
37.所述第二机构丝杆套管设置在所述第二机构箱体另一端的两侧，所述第二机构丝杆套管用以套置保护所述第二机构丝杆；
38.所述第二机构轴承或所述第二机构轴瓦分别设置在所述第二机构第一齿轮以及所述第二机构齿轮轴、所述第二机构第三齿轮各自的轮轴两端用于支撑稳定所述第二机构
第一齿轮以及所述第二机构齿轮轴、所述第二机构第三齿轮其各自的轮轴；
39.所述第二机构安装座设置在所述第二机构丝杆套管的外部，通过所述第二机构安装座可将所述第二机构箱体以及两个所述驱动电机、两根所述第二机构丝杆套管一起安装固定在所述自动驾驶汽车的桥架上。
40.可选的：
41.所述机械转向机构为锥齿轮滚珠丝杆组合机构，所述锥齿轮滚珠丝杆组合机构包括第三机构驱动锥齿轮、第三机构第一锥齿轮、第三机构第二锥齿轮、第三机构丝母和第三机构丝杆，其中：
42.两个所述第三机构驱动锥齿轮各自分别与两台所述驱动电机连接，所述第三机构第一锥齿轮与所述第三机构第二锥齿轮分别与两个所述第三机构驱动锥齿轮啮合，且所述第三机构第一锥齿轮与所述第三机构第二锥齿轮通过螺栓连接成为一个锥齿轮体，所述第三机构丝母设置在所述锥齿轮体中，所述第三机构丝母与所述第三机构丝杆啮合，所述第三机构丝杆的两端分别与两套所述拉杆总成连接；
43.至少一个所述第三机构驱动锥齿轮能在其连接的所述驱动电机的驱动下转动，转动的一个或两个所述第三机构驱动锥齿轮带动所述锥齿轮体转动，转动的所述锥齿轮体带动所述第三机构丝母转动，转动的所述第三机构丝母使得与之啮合的所述第三机构丝杆作直线往复移动，直线往复移动的所述第三机构齿条带动其两端连接的所述拉杆总成进行运动，运动的所述拉杆总成通过拉动所述悬架及其车轮从而实现所述自动驾驶汽车的转向。
44.进一步的：
45.所述锥齿轮滚珠丝杆组合机构还包括第三机构箱体、第三机构轴承、双列轴承、以及第三机构丝杆套管和第三机构安装座，其中：
46.所述第三机构箱体用于容置所述第三机构驱动锥齿轮、所述第三机构第一锥齿轮、所述第三机构第二锥齿轮体、所述第三机构丝母以及部分所述第三机构丝杆；
47.所述双列轴承设置在所述第三机构箱体上且位于的所述第三机构箱体其上部的两端，所述双列轴承用于套置稳定所述第三机构驱动锥齿轮的轴体，所述第三机构轴承设置在所述第三机构箱体的内部且所述第三机构轴承位于所述第三机构丝杆的两侧，所述第三机构轴承用于套置稳定所述第三机构丝杆；
48.所述第三机构丝杆套管设置在所述第三机构箱体的两端，所述第三机构丝杆套管用以套置保护所述第三机构丝杆；
49.所述第三机构安装座设置在所述第三机构丝杆套管的外部，通过所述第三机构安装座可将所述第三机构箱体以及两个所述驱动电机、两根所述第三机构丝杆套管一起安装固定在所述自动驾驶汽车的桥架上。
50.可选的：
51.所述机械转向机构为蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构，所述蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构包括第四机构蜗杆、第四机构蜗轮、第四机构丝母和第四机构丝杆，其中：
52.两根所述第四机构蜗杆分别与两个所述第四机构蜗轮啮合，两个所述第四机构蜗轮以所述第四机构丝母作为其共同的转轴，所述第四机构丝母与所述第四机构丝杆啮合，所述第四机构丝杆的两端分别与两套所述拉杆总成连接；
53.两根所述第四机构蜗杆并排设置且分别与两台所述驱动电机连接，其中至少一根
所述第四机构蜗杆能在其连接的所述驱动电机的驱动下转动，转动的所述第四机构蜗杆带动所述第四机构丝母转动，转动的所述第四机构丝母带动与之啮合的所述第四机构丝杆作直线往复移动，直线往复移动的所述第四机构丝杆带动其两端连接的所述拉杆总成进行运动，运动的所述拉杆总成通过拉动所述悬架及其车轮从而实现所述自动驾驶汽车的转向。
54.进一步的：
55.所述蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构还包括第四机构箱体、第四机构连接法兰、第四机构第一轴承、第四机构第二轴承、隔块、隔圈、第四机构丝杆套管和第四机构安装座，其中：
56.所述第四机构箱体用于容置所述第四机构蜗杆、所述第四机构蜗轮、所述第四机构丝母、以及部分所述第四机构丝杆；
57.所述第四机构连接法兰设置在所述第四机构箱体的一侧上部，所述第四机构连接法兰用于连接固定所述驱动电机；
58.所述第四机构第一轴承和所述第四机构第二轴承分别设置在所述第四机构箱体的内部，所述第四机构第一轴承用于支撑稳定所述第四机构蜗杆，所述第四机构第二轴承用于支撑所述第四机构丝母的两端；
59.所述隔块设置在两个所述第四机构蜗轮之间用于保持两个所述第四机构蜗轮之间的间距；
60.所述隔圈设置在各所述第四机构蜗轮与所述第四机构第二轴承之间，用于保持各所述第四机构蜗轮与所述第四机构第二轴承之间的间距；
61.所述第四机构丝杆套管设置在所述第四机构箱体的两端，所述第四机构丝杆套管用以套置保护所述第四机构丝杆；
62.所述第四机构安装座设置在所述第四机构丝杆套管的外部，通过所述第四机构安装座可将所述第四机构箱体以及两个所述驱动电机、两根所述第四机构丝杆套管一起安装固定在所述自动驾驶汽车的桥架上。
63.可选的：
64.所述机械转向机构为蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构，所述蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构包括第五机构蜗杆、第五机构蜗轮、第五机构第一齿轮、第五机构大齿轮、第五机构小齿轮以及第五机构齿条，其中：
65.所述第五机构蜗杆的两端分别与两个驱动电机连接，所述第五机构蜗杆与所述第五机构蜗轮啮合，所述第五机构蜗轮与所述第五机构第一齿轮共轴连接，所述第五机构第一齿轮与所述第五机构大齿轮啮合，所述第五机构大齿轮与所述第五机构小齿轮共轴，所述第五机构小齿轮与所述第五机构齿条啮合，所述第五机构齿条的两端分别与两套所述拉杆总成连接；
66.所述第五机构蜗杆能在两台所述驱动电机中的至少一台驱动下转动，转动的所述第五机构蜗杆带动所述第五机构蜗转动动，转动的所述第五机构蜗轮带动与之共轴的所述第五机构第一齿转动动，转动的所述第五机构第一齿轮带动与之啮合的所述第五机构大齿转动动，转动的所述第五机构大齿轮带动共轴的所述第五机构小齿转动动，转动的所述第五机构小齿轮带动所述第五机构齿条作往直线复移动，直线往复移动的所述第五机构齿条带动其两端连接的所述拉杆总成进行运动，运动的所述拉杆总成通过拉动所述悬架及其车
轮从而实现所述自动驾驶汽车的转向。
67.进一步的：
68.所述蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构还包括第五机构箱体、第五机构齿条套管和第五机构安装座，其中：
69.所述第五机构箱体用于容置所述第五机构蜗杆、所述第五机构蜗轮、所述第五机构第一齿轮、所述第五机构大齿轮、所述第五机构小齿轮和部分所述第五机构齿条，且所述第五机构箱体的上部两端用于连接固定两台所述驱动电机，所述第五机构箱体的中部两端用于连接两根所述第五机构齿条套管，所述第五机构齿条套管用以套置保护所述第五机构齿条；
70.所述第五机构安装座设置在所述第五机构齿条套管的外部，通过所述第五机构安装座可将所述第五机构箱体以及两个所述驱动电机、两根所述第五机构齿条套管一起安装固定在所述自动驾驶汽车的桥架上。
71.与现有技术相比，本发明的有益效果及其显著进步在于：
72.1)本发明所提供的线控汽车转向系统是在具有传感器、数据总线、主控制器、机械式电动转向装置以及拉杆总成的基础上，将其机械式电动转向装置设计成包括两台驱动电机和一套机械转向机构的组件，其中，两台驱动电机分别设置在机械转向机构上，机械转向机构与拉杆总成连接，且两台驱动电机可分别在主控制器的控制下同时或单独为机械转向机构提供作业动力，机械转向机构接受至少一台驱动电机提供的作业动力即可完成作业动作，拉杆总成通过机械转向机构的作业动作带动自动驾驶汽车上的悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向；
73.2)本发明通过具有双驱动电机冗余设计的机械式电动转向装置，为自动驾驶汽车提供了一种即使一个驱动电机出现故障无法工作也能保证其能够受控按需转向、确保自动驾驶汽车行驶安全的线控汽车转向系统，满足了自动驾驶汽车的自动驾驶转向需要；
74.3)本发明所提供的线控汽车转向系统，其机械式电动转向装置中的机械转向机构可以有多种形式，多种形式的机械转向机构都能与两台驱动电机进行连接，且只要有一台驱动电机能够正常工作，就可完成自动驾驶汽车的转向作业，且所提供的各种机械转向机构结构简单、工作可靠、维修保养方便，从而简化了本发明的整体结构，提高了其工作的可靠性和适用性，延长了使用寿命，方便了保养和维护工作；
75.4)由于本发明所提供的线控汽车转向系统，设计独特新颖、结构紧凑简单，制作安装简单方便、可靠性和适用性强，为自动驾驶汽车的发展提供了新的思路和方法，相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，因此，极具推广和应用价值。
附图说明
76.为更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的实施例所需使用的附图作一简单介绍。
77.显而易见地：
78.下面描述中的附图仅是本发明中的部分实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，但这些其他的附图同样属于本发明实施例所需使用的附图之内。
79.图1为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构的结构示意图；
80.图2为图1中a部所示的蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构中其齿轮齿条预紧力调整组件的放大结构示意图；
81.图3为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的直齿轮滚珠丝杆组合机构的结构示意图；
82.图4为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的直齿轮滚珠丝杆组合机构的横切剖面结构示意图；
83.图5为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的锥齿轮滚珠丝杆组合机构的立体轴切面结构示意图；
84.图6为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的锥齿轮滚珠丝杆组合机构的结构示意图；
85.图7为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构的结构示意图；
86.图8为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构的横切剖面结构示意图；
87.图9为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构的立体结构示意图；
88.图10为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构的局部剖视结构示意图。
89.图中：
90.10-驱动电机，20-拉杆总成；
91.100-蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构，110-第一机构蜗杆、120-第一机构蜗轮、130-第一机构齿轮，140-第一机构齿条，150-第一机构箱体、151-调整组件安装孔，160-第一机构齿条套管，170-齿轮齿条预紧力调整组件、171-预紧块、172-压块、173-齿条衬垫、174-弹簧、175-锁紧环，180-第一机构安装座；
92.200-直齿轮滚珠丝杆组合机构，210-第二机构第一齿轮，220-第二机构第二齿轮，230-第二机构齿轮轴，240-第二机构第三齿轮，251-第二机构丝母，252-第二机构丝杆，260-第二机构箱体，270-第二机构连接法兰，280-第二机构丝杆套管，290-第二机构轴承；
93.300-锥齿轮滚珠丝杆组合机构，310-第三机构驱动锥齿轮，321-第三机构第一锥齿轮、322-第三机构第二锥齿轮、323-螺栓，330-第三机构丝母，340-第三机构丝杆，350-第三机构箱体，360-第三机构轴承，370-双列轴承，380-第三机构丝杆套管；
94.400-蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构，410-第四机构蜗杆，420-第四机构蜗轮，430-第四机构丝母，440-第四机构丝杆，450-第四机构箱体，460-第四机构连接法兰，471-第四机构第一轴承、472-第四机构第二轴承，481-隔块、482-隔圈，490-第四机构丝杆套管；
95.500-蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构，510-第五机构蜗杆，520-第五机构蜗轮，530-第五机构第一齿轮，541-第五机构大齿轮、542-第五机构小齿轮，550-第五机构齿条，560-第五机构箱体，570-第五机构齿条套管。
具体实施方式
96.为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结合本发明实施例中所提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
97.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书以及本发明实施例附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等，仅是用于区别不同对象，而非用于描述特定的顺序；
98.此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
99.需要理解的是：
100.在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示性方位或位置用词，仅为基于本发明实施例附图所示的方位或位置关系，是为了便于描述本发明的实施例和简化说明，而不是指示或暗示所述的装置或元件必须具有的特定方位、特定的方位构造和操作，因此，不能理解为是对本发明的限制。
101.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
102.还需要说明的是：
103.以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
104.下面，以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
105.实施例
106.本实施例提供一种用以自动控制自动驾驶汽车其行进方向的线控汽车转向系统。
107.一种线控汽车转向系统，包括安装在自动驾驶汽车上的传感器、数据总线、主控制器、机械式电动转向装置以及拉杆总成，其中，传感器用于感知自动驾驶汽车的转向数据和机械式电动转向装置的作业数据，数据总线用于转向数据以及作业数据在传感器与主控制器以及机械式电动转向装置之间的交互传递，此外：
108.机械式电动转向装置包括两台驱动电机和一套机械转向机构，其中，两台驱动电机分别设置在机械转向机构上，机械转向机构与拉杆总成连接，且两台驱动电机可分别在主控制器的控制下同时或单独为机械转向机构提供作业动力，机械转向机构接受至少一台驱动电机提供的作业动力即可完成作业动作，拉杆总成通过机械转向机构的作业动作带动自动驾驶汽车上的悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向。
109.从上述描述中，可以看出：
110.首先，本实施例所提供的线控汽车转向系统是在具有传感器、数据总线、主控制器、机械式电动转向装置以及拉杆总成的基础上，将其机械式电动转向装置设计成包括两台驱动电机和一套机械转向机构的组件，其中，两台驱动电机分别设置在机械转向机构上，机械转向机构与拉杆总成连接，且两台驱动电机可分别在主控制器的控制下同时或单独为机械转向机构提供作业动力，机械转向机构接受至少一台驱动电机提供的作业动力即可完成作业动作，拉杆总成通过机械转向机构的作业动作带动自动驾驶汽车上的悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向；
111.其次，本实施例通过具有双驱动电机冗余设计的机械式电动转向装置，为自动驾驶汽车提供了一种即使一个驱动电机出现故障无法工作也能保证其能够受控按需转向、确保自动驾驶汽车行驶安全的线控汽车转向系统，满足了自动驾驶汽车的自动驾驶转向需要；
112.此外，由于本实施例所提供的线控汽车转向系统，设计独特新颖、结构紧凑简单，制作安装简单方便、可靠性和适用性强，为自动驾驶汽车的发展提供了新的思路和方法，相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，因此，极具推广和应用价值。
113.为进一步对本实施例中的机械式电动转向装置作出详细说明，以下，对本实施例中的机械式电动转向装置中的机械转向机构作出具体的说明描述。
114.案例1
115.本案例中的机械转向机构为蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构。
116.如图1为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构的结构示意图所示：
117.一种蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构100，包括第一机构蜗杆110、第一机构蜗轮120、第一机构齿轮130和第一机构齿条140，其中：
118.第一机构蜗杆110的两端分别与两台驱动电机10连接，且第一机构蜗杆110与第一机构蜗轮120啮合，第一机构齿轮130与第一机构蜗轮120共轴，第一机构齿轮130与第一机构齿条140啮合，第一机构齿条140的两端分别与两套拉杆总成20连接；
119.第一机构蜗杆110至少能在一台驱动电机10的驱动下转动，转动的第一机构蜗杆110带动第一机构蜗轮120转动，转动的第一机构蜗轮120通过共轴使第一机构齿轮130转动，第一机构齿轮130的转动使得与之啮合的第一机构齿条140作直线往复移动，直线往复移动的第一机构齿条140带动其两端连接的拉杆总成20进行运动，运动的拉杆总成20通过拉动悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向。
120.进一步的，从图1中还可以看出，本案例中：
121.蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构100还包括第一机构箱体150、第一机构齿条套管160、齿轮齿条预紧力调整组件170和第一机构安装座180，其中：
122.第一机构箱体150将第一机构蜗杆110、第一机构蜗轮120、第一机构齿轮130以及部分第一机构齿条140包覆其中，两个驱动电机10分别安装在第一机构箱体150的外部且各驱动电机10各自的驱动轴分别穿入第一机构箱体150的内部并分别与第一机构蜗杆110的两端连接；
123.两根第一机构齿条套管160分别连接在第一机构箱体150其底部的两侧，齿条套管用于套置保护第一机构齿条140，且两根第一机构齿条套管160的底部还各自设置有调整组
件安装孔151，调整组件安装孔151用于安装齿轮齿条预紧力调整组件170，齿轮齿条预紧力调整组件170用于调节第一机构齿条140与第一机构齿轮130之间的间隙以及第一机构齿条140两端的高低位置；
124.第一机构安装座180设置在第一机构齿条套管160的外部，通过安装座180可将包覆了第一机构蜗杆110、第一机构蜗轮120、第一机构齿轮130以及部分第一机构齿条140的第一机构箱体150和两个驱动电机10、两根第一机构齿条套管160一起安装固定在自动驾驶汽车的桥架(图中未示出)上。
125.如图2为图1中a部所示的蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构中其齿轮齿条预紧力调整组件的放大结构示意图所示：
126.齿轮齿条预紧力调整组件170包括预紧块171、压块172、齿条衬垫173、弹簧174和锁紧环175，其中：
127.预紧块171通过外齿与调整组件安装孔151旋接，压块172设置在调整组件安装孔151的内部且位于预紧块171的上部，齿条衬垫173设置在压块172的顶部且抵在第一机构齿条140的下方，弹簧174设置在预紧块171与压块172之间，锁紧环175通过内螺纹旋接在预紧块171的外齿上且位于调整组件安装孔151的外部；
128.旋动预紧块171可以通过弹簧174使压块172进行上下移动调节，通过压块172的上下移动调节可以经齿条衬垫173调节第一机构齿条140与第一机构齿轮130之间的间隙以及第一机构齿条140两端的高低位置；
129.旋动锁紧环175可以将预紧块171在调整组件安装孔151中的位置进行锁定。
130.从上述描述中，可以看出：
131.本案例所提供的以蜗轮蜗杆与齿轮齿条组合机构作为机械转向机构，结构简单、工作可靠、维修保养方便，能与两台驱动电机进行连接，且只要有一台驱动电机能够正常工作，就可完成自动驾驶汽车的转向作业，从而简化了本发明的整体结构，提高了其工作的可靠性和适用性，并可延长使用寿命，方便了保养和维护。
132.案例2
133.本案例中的机械转向机构为直齿轮滚珠丝杆组合机构。
134.如图3为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的直齿轮滚珠丝杆组合机构的结构示意图、如图4为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的直齿轮滚珠丝杆组合机构的横切剖面结构示意图所示：
135.一种直齿轮滚珠丝杆组合机构200，包括第二机构第一齿轮210、第二机构第二齿轮220、第二机构齿轮轴230、第二机构第三齿轮240、第二机构丝母251和第二机构丝杆252，其中：
136.第二机构第一齿轮210的两端分别与两台驱动电机10连接，第二机构第一齿轮210与第二机构第二齿轮220啮合，第二机构第二齿轮220与第二机构齿轮轴230啮合，第二机构齿轮轴230与第二机构第三齿轮240啮合，第二机构第三齿轮240与第二机构丝母251啮合，第二机构丝母251与第二机构丝杆252啮合，第二机构丝杆252的两端分别与两套拉杆总成(图中未示出)连接；
137.第二机构第一齿轮210能在两台驱动电机10的共同或单独驱动下转动，转动的第二机构第一齿轮210带动第二机构第二齿轮220转动，转动的第二机构第二齿轮220带动第
二机构齿轮轴230转动，第二机构齿轮轴230的转动带动第二机构第三齿轮240转动，转动的第二机构第三齿轮240带动第二机构丝母251转动，第二机构丝母251的转动使得与之啮合的第二机构丝杆252作直线往复移动，直线往复移动的第二机构丝杆252带动其两端连接的拉杆总成(图中未示出)进行运动，运动的拉杆总成(图中未示出)通过拉动悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向。
138.进一步的，从图3及图4中还可以看出，本案例中：
139.直齿轮滚珠丝杆组合机构200还包括第二机构箱体260、第二机构连接法兰270、第二机构丝杆套管280以及第二机构轴承290或第二机构轴瓦(图中未示出)和第二机构安装座(图中未示出)，其中：
140.第二机构箱体260用于容置第二机构第一齿轮210、第二机构第二齿轮220、第二机构齿轮轴230、第二机构第三齿轮240和第二机构丝母251、以及部分第二机构丝杆252；
141.第二机构连接法兰270设置在第二机构箱体260一端的两侧，第二机构连接法兰270用于连接固定驱动电机10；
142.第二机构丝杆套管280设置在第二机构箱体260另一端的两侧，第二机构丝杆套管280用以套置保护第二机构丝杆252；
143.第二机构轴承290或第二机构轴瓦(图中未示出)分别设置在第二机构第一齿轮210以及第二机构齿轮轴230、第二机构第三齿轮240各自的轮轴两端用于支撑稳定第二机构第一齿轮210以及第二机构齿轮轴230、第二机构第三齿轮240其各自的轮轴；
144.第二机构安装座(图中未示出)设置在第二机构丝杆套管280的外部，通过第二机构安装座(图中未示出)可将第二机构箱体260以及两个驱动电机10、两根第二机构丝杆套管280一起安装固定在自动驾驶汽车的桥架(图中未示出)上。
145.从上述描述中，可以看出：
146.本案例所提供的以直齿轮滚珠丝杆组合机构作为机械转向机构，同样结构简单、工作可靠、维修保养方便，不仅能与两台驱动电机进行连接，且只要有一台驱动电机能够正常工作，就可完成自动驾驶汽车的转向作业，因此，简化了本发明的整体结构，提高了其工作的可靠性和适用性，并可延长使用寿命，方便了保养和维护。
147.案例3
148.本案例中的机械转向机构为锥齿轮滚珠丝杆组合机构。
149.如图5为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的锥齿轮滚珠丝杆组合机构的立体轴切面结构示意图、图6为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的锥齿轮滚珠丝杆组合机构的结构示意图所示：
150.一种锥齿轮滚珠丝杆组合机构300，包括第三机构驱动锥齿轮310、第三机构第一锥齿轮321、第三机构第二锥齿轮322、第三机构丝母330和第三机构丝杆340，其中：
151.两个第三机构驱动锥齿轮310各自分别与两台驱动电机10连接，第三机构第一锥齿轮321与第三机构第二锥齿轮322分别与两个第三机构驱动锥齿轮310啮合，且第三机构第一锥齿轮321与第三机构第二锥齿轮322通过螺栓323连接成为一个锥齿轮体，第三机构丝母330设置在锥齿轮体中，第三机构丝母330与第三机构丝杆340啮合，第三机构丝杆340的两端分别与两套拉杆总成(图中未示出)连接；
152.至少一个第三机构驱动锥齿轮310能在其连接的驱动电机10的驱动下转动，转动
的一个或两个第三机构驱动锥齿轮310带动锥齿轮体转动，转动的锥齿轮体带动第三机构丝母330转动，转动的第三机构丝母330使得与之啮合的第三机构丝杆340作直线往复移动，直线往复移动的第三机构齿条带动其两端连接的拉杆总成(图中未示出)进行运动，运动的拉杆总成(图中未示出)通过拉动悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向。
153.进一步的：
154.从图5、图6中还可以看出，本案例中：
155.锥齿轮滚珠丝杆组合机构300还包括第三机构箱体350，第三机构轴承360、双列轴承370、以及第三机构丝杆套管380和第三机构安装座(图中未示出)，其中：
156.第三机构箱体350用于容置第三机构驱动锥齿轮310、第三机构第一锥齿轮321、第三机构第二锥齿轮322体、第三机构丝母330以及部分第三机构丝杆340；
157.双列轴承370设置在第三机构箱体350上且位于的第三机构箱体350其上部的两端，双列轴承370用于套置稳定第三机构驱动锥齿轮310的轴体，第三机构轴承360设置在第三机构箱体350的内部且第三机构轴承360位于第三机构丝杆340的两侧，第三机构轴承360用于套置稳定第三机构丝杆340；
158.第三机构丝杆套管380设置在第三机构箱体350的两端，第三机构丝杆套管380用以套置保护第三机构丝杆340；
159.第三机构安装座(图中未示出)设置在第三机构丝杆套管380的外部，通过第三机构安装座(图中未示出)可将第三机构箱体350以及两个驱动电机10、两根第三机构丝杆套管380一起安装固定在自动驾驶汽车的桥架(图中未示出)上。
160.从上述描述中，可以看出：
161.本案例所提供的以锥齿轮滚珠丝杆组合机构作为机械转向机构，也同样具有结构简单、工作可靠、维修保养方便等特点，能与两台驱动电机进行连接，且只要有一台驱动电机能够正常工作，就可完成自动驾驶汽车的转向作业，因此，可简化本发明的整体结构，提高其工作的可靠性和适用性，并可延长其使用寿命，方便保养和维护。
162.案例4
163.本案例中的机械转向机构为蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构。
164.如图7为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构的结构示意图、如图8为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构的横切剖面结构示意图所示：
165.一种蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构400包括，第四机构蜗杆410、第四机构蜗轮420、第四机构丝母430和第四机构丝杆440，其中：
166.两根第四机构蜗杆410分别与两个第四机构蜗轮420啮合，两个第四机构蜗轮420以第四机构丝母430作为其共同的转轴，第四机构丝母430与第四机构丝杆440啮合，第四机构丝杆440的两端分别与两套拉杆总成(图中未示出)连接；
167.两根第四机构蜗杆410并排设置且分别与两台驱动电机10连接，其中至少一根第四机构蜗杆410能在其连接的驱动电机10的驱动下转动，转动的第四机构蜗杆410带动第四机构丝母430转动，转动的第四机构丝母430带动与之啮合的第四机构丝杆440作直线往复移动，直线往复移动的第四机构丝杆440带动其两端连接的拉杆总成(图中未示出)进行运动，运动的拉杆总成(图中未示出)通过拉动悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向。
168.进一步的，从图7以及图8中还可以看出，本案例中：
169.蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构400还包括第四机构箱体450、第四机构连接法兰460、第四机构第一轴承471、第四机构第二轴承472、隔块481、隔圈482、第四机构丝杆套管490和第四机构安装座(图中未示出)，其中：
170.第四机构箱体450用于容置第四机构蜗杆410、第四机构蜗轮420、第四机构丝母430、以及部分第四机构丝杆440；
171.第四机构连接法兰460设置在第四机构箱体450的一侧上部，第四机构连接法兰460用于连接固定驱动电机10；
172.第四机构第一轴承471和第四机构第二轴承472分别设置在第四机构箱体450的内部，第四机构第一轴承471用于支撑稳定第四机构蜗杆410，第四机构第二轴承472用于支撑第四机构丝母430的两端；
173.隔块481设置在两个第四机构蜗轮420之间用于保持两个第四机构蜗轮420之间的间距；
174.隔圈482设置在各第四机构蜗轮420与第四机构第二轴承472之间，用于保持各第四机构蜗轮420与第四机构第二轴承472之间的间距；
175.第四机构丝杆套管490设置在第四机构箱体450的两端，第四机构丝杆套管490用以套置保护第四机构丝杆440；
176.第四机构安装座(图中未示出)设置在第四机构丝杆套管490的外部，通过第四机构安装座(图中未示出)可将第四机构箱体450以及两个驱动电机10、两根第四机构丝杆套管490一起安装固定在自动驾驶汽车的桥架(图中未示出)上。
177.从上述描述中，可以看出：
178.本案例所提供的以蜗轮蜗杆滚珠丝杠组合机构作为机械转向机构，其结构简单、工作可靠、维修保养方便，能与两台驱动电机进行连接，且只要有一台驱动电机能够正常工作，就可完成自动驾驶汽车的转向作业，从而简化了本发明的整体结构，提高了其工作的可靠性和适用性，并可延长使用寿命，方便了保养和维护。
179.案例5
180.本案例中的机械转向机构为蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构。
181.如图9为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构的立体结构示意图、图10为本发明实施例所提供的一种应用于线控汽车转向系统中的蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构的局部剖视结构示意图所示：
182.一种蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构500，包括第五机构蜗杆510、第五机构蜗轮520、第五机构第一齿轮530、第五机构大齿轮541、第五机构小齿轮542以及第五机构齿条550，其中：
183.第五机构蜗杆510的两端分别与两个驱动电机10连接，第五机构蜗杆510与第五机构蜗轮520啮合，第五机构蜗轮520与第五机构第一齿轮530共轴连接，第五机构第一齿轮530与第五机构大齿轮541啮合，第五机构大齿轮541与第五机构小齿轮542共轴，第五机构小齿轮542与第五机构齿条550啮合，第五机构齿条550的两端分别与两套拉杆总成(图中未示出)连接；
184.第五机构蜗杆510能在两台驱动电机10中的至少一台驱动下转动，转动的第五机
构蜗杆510带动第五机构蜗轮520转动，转动的第五机构蜗轮520带动与之共轴的第五机构第一齿轮530转动，转动的第五机构第一齿轮530带动与之啮合的第五机构大齿轮541转动，转动的第五机构大齿轮541带动共轴的第五机构小齿轮542转动动，转动的第五机构小齿轮542带动第五机构齿条550作往直线复移动，直线往复移动的第五机构齿条550带动其两端连接的拉杆总成(图中未示出)进行运动，运动的拉杆总成(图中未示出)通过拉动悬架及其车轮从而实现自动驾驶汽车的转向。
185.进一步的，从图10中还可以看出，本案例中：
186.蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构500还包括第五机构箱体560、第五机构齿条套管570和第五机构安装座(图中未示出)，其中：
187.第五机构箱体560用于容置第五机构蜗杆510、第五机构蜗轮520、第五机构第一齿轮530、第五机构大齿轮541、第五机构小齿轮542和部分第五机构齿条550，且第五机构箱体560的上部两端用于连接固定两台驱动电机10，第五机构箱体560的中部两端用于连接两根第五机构齿条套管570；且第五机构箱体560通过其壳体的外壁安装固定在自动驾驶汽车的桥架上，第五机构齿条套管570用以套置保护第五机构齿条550
188.第五机构安装座(图中未示出)设置在第五机构齿条套管570的外部，通过第五机构安装座(图中未示出)可将第五机构箱体560以及两个驱动电机10、两根第五机构齿条套管570一起安装固定在自动驾驶汽车的桥架(图中未示出)上。
189.从上述描述中，可以看出：
190.本案例所提供的以蜗轮蜗杆与共轴齿轮及齿条组合机构作为机械转向机构，也具有结构简单、工作可靠、维修保养方便等特点，且能与两台驱动电机进行连接，并只要有一台驱动电机能够正常工作，就可完成自动驾驶汽车的转向作业，从而简化了本发明的整体结构，提高了其工作的可靠性和适用性，并可延长使用寿命，方便了保养和维护。
191.综上所述，可以看出：
192.本发明提供的线控汽车转向系统中，包括了两台驱动电机和一套机械转向机构所组成的机械式电动转向装置，且两台驱动电机可分别在线控汽车转向系统中的主控制器的控制下同时或单独为机械转向机构提供作业动力，机械转向机构接受至少一台驱动电机提供的作业动力即可完成作业动作，从而实现自动驾驶汽车的转向；
193.本发明通过双驱动电机冗余设计的机械式电动转向装置，为自动驾驶汽车提供了一种即使一个驱动电机出现故障也能保证能够受控按需转向、确保自动驾驶汽车行驶安全的线控汽车转向系统，满足了自动驾驶汽车的自动驾驶转向需要；
194.而本发明所提供的线控汽车转向系统中，其机械式电动转向装置中的机械转向机构可以有多种形式，多种形式的机械转向机构都能与两台驱动电机进行连接，且只要有一台驱动电机能够正常工作，就可完成自动驾驶汽车的转向作业，且所提供的各种机械转向机构结构简单、工作可靠、维修保养方便；
195.由于本发明所提供的线控汽车转向系统，设计独特新颖、结构紧凑简单，制作安装简单方便、可靠性和适用性强，为自动驾驶汽车的发展提供了新的思路和方法，相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，因此，极具推广和应用价值。
196.在上述说明书的描述过程中：
197.术语“本实施例”、“本发明实施例”、“如
……
所示”、“进一步的”、“进一步改进的技
术分方案”等的描述，意指该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合；
198.此外，在不产生矛盾的前提下，本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。
199.最后应说明的是：
200.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非是对其的限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本发明所要求保护的范围。