智能汽车辅助转向输入装置的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种智能汽车辅助转向输入装置。


背景技术：

2.目前，随着制造业与信息技术的深度融合，智能汽车的发展突飞猛进。智能汽车装配有先进的车载传感器、控制器、执行器，具备复杂环境感知、规划决策、智能控制等功能，可实现辅助驾驶、部分自动驾驶、高度自动驾驶以及完全自主驾驶等不同等级的辅助控制。
3.智能汽车人机协同控制是指：驾驶员和智能控制系统同时控制，协同完成驾驶任务，其目的是通过人机智能的混合增强与协作，在满足驾驶员主观感受的同时，提高车辆的操控性、安全性、经济型和舒适性。
4.智能汽车人机协同转向输入包括驾驶员转向输入部分和机器转向输入部分，驾驶员转向输入和机器转向输入耦合形成最终的转向输出。现有技术中，机器转向输入不具备多档位力矩输入能力，也不能实现电机输出力矩自适应调整，无法根据电机转轴的工作强度来实现电机输出力矩的自适应调整。
5.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明提供一种能实现多档位的机器辅助力矩输入以及实现电机输出力矩自适应调整的智能汽车辅助转向输入装置。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种智能汽车辅助转向输入装置，包括：
9.筛选室，其侧壁上设置有电机，所述电机的电机轴上设置有应变片，所述应变片连接有应变分析仪，所述应变分析仪与电机控制器连接；
10.第一辅助输入室，所述第一辅助输入室内设置有第一助力转轴，所述第一助力转轴穿出至所述第一辅助输入室的外部，且所述第一助力转轴与所述电机轴通过第一传动带连接；所述第一辅助输入室内设置有与所述第一助力转轴通过齿轮啮合连接的第一辅助转角输入轴；
11.第二辅助输入室，所述第二辅助输入室内设置有第二助力转轴，所述第二助力转轴穿出至所述第二辅助输入室的外部，且所述第二助力转轴与所述第一助力转轴通过第二传动带连接；所述第二辅助输入室内设置有与所述第二助力转轴通过齿轮啮合连接的第二辅助转角输入轴，所述第二助力转轴与所述第二辅助转角输入轴啮合的齿轮组的速比，大于或小于所述第一助力转轴与所述第一辅助转角输入轴啮合的齿轮组的速比。
12.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述筛选室的底部设置有筛选带，所述筛选带上设置有筛选孔，所述筛选带做回转运动；
13.所述第一辅助输入室设于所述筛选带的一端，所述第一助力转轴上固定有大尺寸刀片组，大尺寸物品落至所述筛选带上后被所述筛选带传送至所述第一辅助输入室内粉
碎；
14.所述第二辅助输入室设于所述筛选带的下方，所述第二助力转轴上固定有小尺寸刀片组，小尺寸物品落至所述筛选带上后从所述筛选孔漏至下方的所述第二辅助输入室中粉碎。
15.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述第二辅助输入室的上方设置有收缩室，所述收缩室为锥形，所述第二辅助输入室设于锥形的底部。
16.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述筛选室的顶部设置有投入口，所述投入口上方盖设有门板，所述门板上设置有红外感应器，以感应人员的投入动作，在人员的手靠近时控制所述门板打开。
17.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述筛选室的顶部表面设置有第一轨道和第二轨道，所述门板包括左动作门和右动作门，所述左动作门和所述右动作门均滑动连接在所述第一轨道和所述第二轨道上；
18.所述左动作门上设置有永磁铁，所述右动作门上设置有红外感应器、铁芯及智能供电器，所述铁芯的外部包裹有线圈，所述线圈及所述红外感应器均与所述智能供电器连接。
19.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述智能供电器包括电控开关、高压蓄电池、低压蓄电池、保护电阻及电感器；所述高压蓄电池、所述低压蓄电池、所述电感器、所述线圈及所述保护电阻依次串联，所述电控开关并联在所述电控开关的两端，所述电控开关连接至所述红外感应器。
20.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述左动作门与右动作门相对的端面上设置有密封片，所述密封片上设置有荧光涂层。
21.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述密封片的内部中心处设置有加强筋条，所述密封片内围绕所述加强筋条设置有多条竹腔，所述竹腔内设置有仿生膈。
22.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，应变分析仪包括第一等效应变片、第二等效应变片、第三等效应变片、恒压电源及固定电阻；所述第一等效应变片、所述第二等效应变片及所述第三等效应变片的阻值与应变片的初始阻值相等；
23.所述第一等效应变片的左侧及所述第二等效应变片的左侧分别与应变片的前后端连接，所述第一等效应变片的左侧及所述第二等效应变片的右侧均与电机控制器连接；所述第一等效应变片的右侧与所述第三等效应变片的右侧连接，所述第二等效应变片的右侧与第三等效应变片的左侧连接；所述第二等效应变片的左侧与所述第三等效应变片的右侧之间串联有所述恒压电源及所述固定电阻。
24.作为上述智能汽车辅助转向输入装置的可选方案，所述第一助力转轴上设置有大尺寸齿轮，所述第一辅助转角输入轴上设置有第一从动齿轮，所述大尺寸齿轮与所述第一从动齿轮啮合；
25.所述第二助力转轴上设置有小尺寸齿轮，所述第二辅助转角输入轴上设置有第二从动齿轮，所述小尺寸齿轮与所述第二从动齿轮啮合；
26.所述大尺寸齿轮与所述第一从动齿轮的速比，大于所述所述小尺寸齿轮与所述第二从动齿轮的速比。
27.本发明的有益之处在于：电机连接有第一助力转轴和第二助力转轴两条转轴，两
条转轴分别通过不同速比的齿轮组连接了第一辅助转角输入轴和第二辅助转角输入轴，使得本发明的智能汽车辅助转向输入装置能实现两个不同档位的机器辅助力矩输入；同时，电机轴上设置有应变片，应变片连接有应变分析仪，应变分析仪与电机控制器连接，当电机轴的工作强度变大而产生更大的应变变形时，可通过应变片检测到，进而使电机控制器控制电机增大输出转矩，从而实现了电机输出力矩的自适应调整。也就是说，本发明的智能汽车辅助转向输入装置能实现多档位的机器辅助力矩输入，以及实现电机输出力矩的自适应调整。
附图说明
28.图1是本发明中智能汽车辅助转向输入装置实施例的结构示意图；
29.图2是图1中a部分的放大示意图；
30.图3是图1的正视结构示意图；
31.图4是图1的侧视结构示意图；
32.图5是图1的仰视结构示意图；
33.图6是本发明中密封条的纵截面的结构示意图；
34.图7是本发明中密封条的横截面的结构示意图；
35.图8是本发明中智能供电器的结构示意图；
36.图9是本发明中应变分析仪的结构示意图。
37.图中：
38.1、筛选室；2、盖板；3、左限位块；4、左固定螺栓；5、左动作门；6、永磁铁；7、固定盖；8、第一轨道；9、投入口；
39.10、第二轨道；11、红外感应器；12、铁芯；13、导线；14、线圈；15、智能供电器；16、右固定螺栓；17、右限位块；18、密封片；19、连接板；
40.20、第一系列螺栓组；21、第一辅助输入室；22、第一助力转轴；23、第一端盖；24、主动滚筒；25、第二传动带；26、筛选带；27、收缩室；28、小尺寸刀片组；29、第二助力转轴；
41.30、第二端盖；31、从动滚筒；32、筛选孔；33、第一传动带；34、回转端盖；35、电动机底板；36、第二系列螺栓组；37、电机；38、第三系列螺栓组；39、安装底板；
42.40、应变分析仪；41、应变片；42、电机轴；43、电机控制器；44、第二辅助输入室；45、右动作门；46、大尺寸刀片组；47、第一竹腔；48、第二竹腔；49、第三竹腔；
43.50、第四竹腔；51、加强筋条；52、仿生膈；53、荧光涂层；54、电控开关；55、高压蓄电池；56、低压蓄电池；57、保护电阻；58、电感器；59、第一等效应变片；
44.60、第二等效应变片；61、第三等效应变片；62、恒压电源；63、固定电阻；64、大尺寸齿轮；65、第一从动齿轮；66、第一辅助转角输入轴；67、第一支撑臂；68、小尺寸齿轮；69、第二从动齿轮；
45.70、第二辅助转角输入轴；71、第二支撑臂。
具体实施方式
46.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便
于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
47.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
48.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
50.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
51.本发明提供了一种智能汽车辅助转向输入装置。如图1所示，智能汽车辅助转向输入装置包括筛选室1、第一辅助输入室21及第二辅助输入室44。
52.筛选室1的后侧壁上设置有电机37，电机37设置在筛选室1的外部。如图2所示，电机37的电机轴42上粘贴有应变片41，应变片41连接有应变分析仪40，应变分析仪40与电机控制器43连接。粘贴在电机轴42上的应变片41会随着电机轴42的工作强度变大而产生更大的应变变形，应变分析仪40检测到应变片41的应变变形变大后，通过电机控制器43控制电机37的输出转矩强度增大，从而实现了电机输出力矩的自适应调整。
53.请参考图1至图5，第一辅助输入室21内设置有第一助力转轴22，第一助力转轴22的后端穿出至第一辅助输入室21的外部，且第一助力转轴22与电机轴42通过第一传动带33连接。第一辅助输入室21内还设置有与第一助力转轴22通过齿轮啮合连接的第一辅助转角输入轴66。
54.请参考图1至图5，第二辅助输入室44内设置有第二助力转轴29，第二助力转轴29的后端穿出至第二辅助输入室44的外部，且第二助力转轴29与第一助力转轴22通过第二传动带25连接。第二辅助输入室44内设置有与第二助力转轴29通过齿轮啮合连接的第二辅助转角输入轴70。将第二助力转轴29与第二辅助转角输入轴70啮合的齿轮组的速比记为第一速比，将第一助力转轴22与第一辅助转角输入轴66啮合的齿轮组的速比记为第二速比，第一速比与第二速比不同，也就使得第一辅助转角输入轴66与第二辅助转角输入轴70的转速不同，从而可以实现两个档位的机器辅助力矩输入。
55.具体的，如图5所示，第一助力转轴22上设置有大尺寸齿轮64，第一辅助转角输入轴66上设置有第一从动齿轮65，大尺寸齿轮64与第一从动齿轮65啮合，第一辅助转角输入轴66的中部外周与第一支撑臂67右部设置的通孔接触配合，第一支撑臂67的左端与第一辅助输入室21的内部左侧面固定连接。第二助力转轴29上设置有小尺寸齿轮68，第二辅助转
角输入轴70上设置有第二从动齿轮69，小尺寸齿轮68与第二从动齿轮69啮合，第二辅助转角输入轴70的中部外周与第二支撑臂71右部设置的通孔接触配合，第二支撑臂71的左端与第二辅助输入室44的内部左侧面固定连接。大尺寸齿轮64与第一从动齿轮65传动的速比，大于小尺寸齿轮68与第二从动齿轮69传动的速比，从而使得第一辅助转角输入轴66转动得比第二辅助转角输入轴70快，也就是说第一辅助转角输入轴66为快速辅助转角输入轴，第二辅助转角输入轴70为慢速辅助转角输入轴。需要对车辆的方向盘转角进行辅助输入时，可以选择通过快速辅助转角输入轴进行较快转速的辅助转角输入，或通过慢速辅助转角输入轴进行较慢转速的辅助转角输入。
56.具体的，请参考图1至图3，筛选室1的后侧面上分别通过第二系列螺栓组36、第三系列螺栓组38固定有电动机底板35和安装底板39，电动机底板35上安装有电机37，电机37的动力输出端具有电机轴42，电机轴42的中部粘贴有应变片41，电机轴42的端部设置有回转端盖34，安装底板39上安装有应变分析仪40和电机控制器43。第一助力转轴22的端部固定有第一端盖23，第一端盖23通过第一传动带33与回转端盖34传动连接，第二助力转轴29的端部固定有第二端盖30，第二端盖30通过第二传动带25与第一端盖23传动连接。
57.如图9所示，应变分析仪40包括设于应变分析仪40内部的第一等效应变片59、第二等效应变片60、第三等效应变片61、恒压电源62及固定电阻63；第一等效应变片59、第二等效应变片60及第三等效应变片61的阻值与应变片41的初始阻值相等。第一等效应变片59的左侧与第二等效应变片60的左侧分别通过导线13与应变片41的前后端电性连接，第一等效应变片59的左侧与第二等效应变片60的右侧分别通过导线13与电机控制器43电性连接；第一等效应变片59的右侧与第三等效应变片61的左右侧通过导线13电性连接，第二等效应变片60的右侧与第三等效应变片61的左侧通过导线13电性连接，第二等效应变片60的左侧与第三等效应变片61的右侧之间通过导线13串联有恒压电源62、固定电阻63；电机控制器43通过导线13与电机37电性连接。进而，因为粘贴在电机轴42上的应变片41会随着电机轴42的工作强度变大而产生更大的应变变形，进而电机控制器43两端的输入电压越大，电机37的输出转矩强度越大，进而实现电机输出力矩的自适应调整。
58.如图1、图3及图5所示，筛选室1的底部设置有筛选带26，筛选带26上设置有筛选孔32，筛选带26做回转运动。第一辅助输入室21设于筛选带26的一端，第一助力转轴22上固定有大尺寸刀片组46，大尺寸物品落至筛选带26上后被筛选带26传送至第一辅助输入室21内粉碎。第二辅助输入室44设于筛选带26的下方，第二助力转轴29上固定有小尺寸刀片组28，小尺寸物品落至筛选带26上后从筛选孔32漏至下方的第二辅助输入室44中粉碎。也就是说本发明中智能汽车辅助转向输入装置还增加了粉碎物品的功能，将物品尺寸较大的通过筛选带26传送到第一辅助输入室21进行粉碎，尺寸较小的从筛选带26上的筛选孔32掉落到下方的第二辅助输入室44中进行粉碎，使智能汽车辅助转向输入装置具备更多功能，能够实现对物品的大小分类粉碎，方便用户使用。
59.如图1所示，第二辅助输入室44的上方设置有收缩室27，收缩室27为锥形，类似于一个漏斗，将，由筛选带26上筛选下来的物品漏到第二辅助输入室44中，第二辅助输入室44设于锥形的底部。
60.具体的，参考图1至图5，筛选室1的顶部设置盖板2，盖板2的底部与筛选室1的顶部通过焊接固定连接。盖板2上设置有投入口9，投入口9上方盖设有门板。门板包括左右两块，
分别为左动作门5和右动作门45。左动作门5和右动作门45相互靠近将投入口9关闭，当向筛选室1投入物品时，左动作门5和右动作门45相互远离，使投入口9倍打开。门板上设置红外感应器11来感应人员的投入动作，在人员的手靠近门板时控制门板打开。
61.盖板2的顶部表面设置有左限位块3、第一轨道8、第二轨道10以及右限位块17。左动作门5及右动作门45的底部设置凹槽，凹槽与第一轨道8和第二轨道10，以使左动作门5和右动作门45与第一轨道8和第二轨道10滑动配合。左动作门5、右动作门45能够沿着第一轨道8、第二轨道10做直线位移运动。左限位块3通过左固定螺栓4固定在盖板2的顶部表面的左侧，右限位块17通过右固定螺栓16固定在盖板2的顶部表面的右侧。左限位块3、右限位块17分别对左动作门5、右动作门45的位置起到限制的作用。左动作门5的顶面通过固定盖7固定有永磁铁6，永磁铁6的右侧为n磁极，固定盖7的底部通过焊接固定在左动作门5的顶面。右动作门45的顶面设置有红外感应器11、铁芯12以及智能供电器15，铁芯12的外部包裹有线圈14，线圈14及红外感应器11均与智能供电器15电性连接。
62.如图8所示，智能供电器15的内部设置有电控开关54、高压蓄电池55、低压蓄电池56、保护电阻57及电感器58。高压蓄电池55、低压蓄电池56、电感器58、线圈14及保护电阻57依次串联，电控开关54并联在电控开关54的两端，电控开关54连接至红外感应器11。具体的，高压蓄电池55的左侧为正极，高压蓄电池55的输出电压为二百伏，高压蓄电池55的顶部通过导线13与电控开关54的底部电性连接，电控开关54的顶部通过导线13与红外感应器11电性连接。低压蓄电池56的左侧为负极，低压蓄电池56的输出电压为一百伏，高压蓄电池55的右侧与低压蓄电池56的左侧通过导线13电性连接，高压蓄电池55的左侧与保护电阻57的左侧通过导线13电性连接，低压蓄电池56的右侧与电感器58的右侧通过导线13电性连接，保护电阻57的左侧、电感器58的右侧分别通过导线13与线圈14电性连接。
63.当使用者伸手向装置中投入物体时，红外感应器11感应到这一信息并通过导线13发送信号至智能供电器15内部的电控开关54，电控开关54闭合进而使得高压蓄电池55被短路，低压蓄电池56单独向线圈14正向供电，进而铁芯12和线圈14产生左侧表现为n磁极的磁场，由于n磁极与n磁极之间的磁场斥力，带动左动作门5、右动作门45沿着第一轨道8、第二轨道10做远离动作，进而实现物体投入口9的自动张开；当不需要向装置中投入物体时，使用者投入物体完毕并将手缩回后，红外感应器11不再发送信号至智能供电器15内部的电控开关54，电控开关54断开进而使得高压蓄电池55不再被短路，高压蓄电池55、低压蓄电池56共同向线圈14供电，供电电流为反向，进而铁芯12和线圈14产生左侧表现为s磁极的磁场，由于n磁极与s磁极之间的磁场引力，带动左动作门5、右动作门45沿着第一轨道8、第二轨道10做闭合动作，进而实现投入口9的自动闭合。
64.筛选室1的下侧自左至右布置有主动滚筒24和从动滚筒31，主动滚筒24和从动滚筒31的外部套设有筛选带26，筛选带26绕主动滚筒24和从动滚筒31做回转运动。筛选带26上设置筛选孔32，筛选带26下侧布置收缩室27，筛选室1的左侧面通过第一系列螺栓组20与连接板19的上部固定连接，连接板19的下部通过第一系列螺栓组20与第一辅助输入室21固定连接。当物体进入筛选室1后，大尺寸物体并不能通过筛选带26上设置的筛选孔32，进而被运动的筛选带26输送到左下侧的第一辅助输入室21，通过第一辅助输入室21内的第一助力转轴22上固定的大尺寸刀片组46实现对大尺寸物体的粉碎。对于小尺寸物体会通过筛选带26上设置的筛选孔32继续下落，进而通过收缩室27到达下侧的第二辅助输入室44，通过
第二辅助输入室44内第二助力转轴29上固定的小尺寸刀片组28对小尺寸物体进行粉碎。
65.如图1所示，左动作门5与右动作门45相对的端面上设置有密封片18，左动作门5与右动作门45相对的端面也就是图1所示的左动作门5的右侧面。密封片18用于在左动作门5与右动作门45关闭时起到密封作用。
66.密封片18的右侧面设置有荧光涂层53，在夜晚等光线不佳场景时，使用者可以通过荧光涂层53找到投入口9的位置。
67.如图6及图7所示，密封片18的内部中心处设置有加强筋条51，加强筋条51采用密实胶材料制造，邵氏硬度为70
‑
80hd。密封片18内围绕加强筋条51设置有多条竹腔，具体的，密封片18大致为矩形条状，密封片18的四个顶角处设置有第一竹腔47、第二竹腔48、第三竹腔49以及第四竹腔50，第一竹腔47、第二竹腔48、第三竹腔49以及第四竹腔50采用仿竹子的结构设计，其内部设置有仿生膈52。仿生膈52采用厚度为1mm的圆片结构，相邻的仿生膈52之间的间隔距离为15mm。
68.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。