一种用于装载VRU目标物的小型智能超平承载机器人的制作方法

技术特征：
1.一种用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，包括承载机身，驱动机构，电源系统，控制系统，其特征在于：所述承载机身包括机身框架主体和机身盖板，用于承载vru目标物及提供驱动机构、电源系统与控制系统零部件的安装；所述机身框架主体和机身盖板皆为一体式加工成型，所述机身盖板上表面涂敷有隐形吸波涂料，所述机身盖板内表面粘有隔热棉；所述驱动机构包括转向驱动模块，动力驱动模块，制动模块，气缸支撑模块；其中：转向驱动模块用于控制小型智能超平承载机器人转向过程；动力驱动模块用于驱动小型智能超平承载机器人行进过程；制动模块用于完成小型智能超平承载机器人行进过程的制动；气缸支撑模块用于实现小型智能超平承载机器人离地间隙的控制；电源系统为小型智能超平承载机器人为驱动机构及控制系统提供动力源及能量；控制系统用于完成小型智能超平承载机器人的运行及实验过程的控制。2.根据权利要求1所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：所述转向驱动模块包括转向电机，转向驱动器，拉线传感器，转向齿轮，转向齿条，转向横拉杆，左立柱，左前轴，左卡钳安装板，左前气缸安装座，左前轮，右立柱，右卡钳安装板，右前轴，右前气缸安装座，拉线传感器，限位杆，左支撑套，左前悬摇臂，右支撑套，右前悬摇臂，其中：所述转向驱动器驱动控制转向电机为系统转向提供动力；所述拉线传感器上的拉线与转向横拉杆上转向齿条处位置固定连接，可实时反馈当前转向角度，形成闭环控制，所述转向齿轮与转向电机驱动轴固定连接；所述转向齿条与转向横拉杆固定连接，所述转向横拉杆两端分别与左转向吊耳、右转向吊耳固定连接，所述左转向吊耳、右转向吊耳分别与左立柱、右立柱固定连接；所述左立柱、右立柱一端分别与左前气缸安装座、右前气缸安装座固定连接，并可自由旋转；左立柱、右立柱另一端分别左前轴、右前轴通过轴承及卡簧固定连接，从而使左前轴、右前轴做圆周运动；所述左前轮、右前轮分别与左前轴、右前轴固定连接；所述左前悬摇臂、右前悬摇臂一端分别与左前气缸安装座、右前气缸安装座固定连接，另一端分别与左支撑套、右支撑套固定连接，从而形成平行四边形结构，使整个转向系统实现上升和下降的运动；所述左支撑套、右支撑套与机身框架主体固定连接，支撑整个转向系统，所述左卡钳安装板、右卡钳安装板分别与左立柱、右立柱固定连接，或者将左卡钳安装板、右卡钳安装板分别与与左立柱、右立柱设计为一体式，用于安装固定左制动卡钳、右制动卡钳；所述限位杆两端分别与左前气缸安装座、右前气缸安装座固定连接，用于对左前轮、右前轮离地间隙进行限位和调整；所述制动模块包括左制动卡钳，右制动卡钳，左舵机，右舵机，转盘，v型槽导向轮，钢丝绳，把手，液压碟刹上泵，液压传感器，制动底座，左联轴器，右联轴器；所述左制动卡钳、右制动卡钳分别与左立柱、右立柱固定连接，并与刹车盘配合使用，
所述左舵机、右舵机与制动底座固定连接，左舵机、右舵机分别通过左联轴器、右联轴器与转盘两端连接，从而共同驱动转盘旋转；所述导向轮与制动底座固定连接，用于改变钢丝绳方向，便于钢丝绳连接把手与转盘，所述把手与液压碟刹上泵固定连接为一体，并共同安装固定于制动底座立柱上，所述液压传感器安装固定于液压碟刹上泵前端。所述气缸支撑模块包括储气罐，左前气缸，右前气缸，后气缸，右气缸顶板，左气缸顶板；所述储气罐为一体式加工成型，所述左前气缸、右前气缸分别与左前气缸安装座、右前气缸安装座固定连接，所述左气缸顶板、右气缸顶板分别与机身框架主体固定连接。3.根据权利要求1所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：动力驱动模块包括左伺服电机，左伺服电机驱动器，右伺服电机，右伺服电机驱动器，同步带轮，同步带，后气缸安装座，后气缸座支架，下惰轮，后悬架摇臂组件，上惰轮，后轮模块，调节球形螺栓；所述左伺服电机、左伺服电机驱动器、右伺服电机、右伺服电机驱动器皆与机身框架主体固定连接，所述同步带轮分别安装于左伺服电机、右伺服电机驱动轴和后轮模块上，并通过同步带进行动力传输，从而驱动后轮运动；所述后气缸安装座与后气缸座支架固定连接，用于安装固定后气缸；所述后气缸座支架与机身框架主体固定连接；所述下惰轮与后气缸座支架固定连接，分别与上惰轮配对使用，实现同步带的张紧；所述后悬架摇臂组件左右两端通过带座轴承与机身框架主体固定连接，前后分别与调节球形螺栓、后气缸、后轮模块固定连接，通过后气缸的顶起和回收实现后轮模块的上升和下降，所述上惰轮与后悬架摇臂组件固定连接，所述调节球形螺栓一端与机身框架主体固定连接，另一端与后悬架摇臂组件固定连接，通过调节螺母实现对后轮模块的限位，从而实现后轮模块离地间隙的可调整，配合前轮离地间隙可调，扩展了路面适应性。4.根据权利要求2所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：当左前气缸、右前气缸充气顶起时，左前气缸、右前气缸上端顶部分别顶住左气缸顶板、右气缸顶板，并分别通过左前悬摇臂、右前悬摇臂等平行四边形运动副使左前轮、右前轮伸出，从而支撑起整个机身框架主体离地，离地间隙取决于充气前限位杆上调节螺栓的调节高度。5.根据权利要求4所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：所述后气缸上端顶部与后悬架摇臂组件上的气缸连接孔通过插销固定连接，后气缸下端部与后气缸安装座通过底部固定连接，后气缸座与后气缸座支架固定连接，后气缸座连接杆固定于轴套内，轴套放置于气缸座安装架上，气缸座盖与气缸座安装架连接，从而使后气缸与后气缸座在后气缸顶起或压缩时有一定弧度的运动，后气缸充气时，后气缸顶部顶起后悬架摇臂组件，通过后悬架摇臂组件的跷跷板原理使后轮模块着地，从而支撑起整个机身框架主体离地，离地间隙取决于充气前调节球形螺栓的调节高度，通过限位杆和调节球形螺栓结构，实现整个小型智能超平承载机器人的离地间隙可调。6.根据权利要求3所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：后轮模块采用2个前轮胎面组成后轮胎面，分别从左右两边与后轮毂上的凸出的梯形槽
固定连接。7.根据权利要求1所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：所述动力锂电池由电池模组串联组成，每个电池模组分别与机身框架主体固定连接，所述电池模组布置于机身框架主体周边；保护板与机身框架主体固定连接，也布置在机身框架主体周边单元格内，实现对电源系统的过充保护，过放保护，过温保护，过流保护以及被动均衡功能。8.根据权利要求1所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：控制系统包括上位机控制系统，通信基站，中央控制器，底层控制器，组合导航模块，通信模块，通过控制算法实现对小型智能超平承载机器人的控制及轨迹自定义。所述上位机控制系统和通信基站皆未放置于小型智能超平承载机器人内，所述上位机控制系统配置于笔记本电脑或用户设备终端内，通过wifi或网口实现与中央控制器的通讯、指令下发与数据互传；所述通信基站包括4g模块，交换机，ubnt模块，24v锂电池，所述4g模块用于访问外部网站，获取网络差分信号，所述交换机用于实现多点数据交换和传输，用于搭建无线局域网络，所述24v锂电池用于给4g模块、交换机、ubnt模块供电；中央控制器、底层控制器、组合导航系统及ubnt模块与交换机通过网口连接，通过wifi实现整个局域网内数据的通讯和互传。9.根据权利要求8所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：所述组合导航系统包括组合惯导，gps天线，gps天线安装支架，所述组合惯导固定于机身框架主体内，通过线缆与gps天线连接，并通过4g模块获取网络差分信号实现定位，所述gps天线通过gps天线安装支架与机身框架主体固定连接，所述gps天线安装支架用于固定gps天线；所述底层控制器固定于机身框架主体内，由控制接口板和控制驱动板组成：控制接口板用于处理电源输入，以及与各电机驱动器通信，控制各电机运行并接收电机信息；控制接口板连接串口转wifi模块，用于wifi无线升级程序，以及采集传感器数据；连接遥控接收器，接收遥控信息。10.根据权利要求8所述的用于装载vru目标物的小型智能超平承载机器人，其特征在于：控制系统还包含一种冗余的安全系统，通过电子围栏功能，车道偏离功能，失联制动停机功能，堵转去使能功能，失控电磁抱闸功能，实现小型智能超平承载机器人测试的绝对安全性；所述电子围栏功能为在上位机加载地图上设定安全区域，当小型智能超平承载机器人行驶超出安全区域后会自动制动停止；车道偏离功能为当小型智能超平承载机器人偏离规划的目标路径的距离超过安全值后，会自动制动停止；所述失联制动停机功能为当中央控制器和上位机通信异常，或者底层控制器和中央控制器通信异常时，会自动制动停止；堵转去使能功能为当底层控制器检测到动力驱动模块持续最大电流并且速度有停止或递减趋势时，会关断动力伺服电机驱动器电压输出，给动力伺服电机去使能；所述失控电磁抱闸功能为给底层控制器增加看门狗喂狗，当其宕机或整个系统掉电时，驱动伺服电机将断电，抱闸将抱住伺服电机，防止小型智能超平承载机器人失控撞击到其它物体。

技术总结
本发明提供了一种用于装载VRU目标物的小型智能超平承载机器人，包括承载机身，驱动机构，电源系统，控制系统，其特征在于：所述承载机身包括机身框架主体和机身盖板，用于承载VRU目标物及提供驱动机构、电源系统与控制系统零部件的安装；所述驱动机构包括转向驱动模块，动力驱动模块，制动模块，气缸支撑模块；电源系统为小型智能超平承载机器人为驱动机构及控制系统提供动力源及能量；控制系统用于完成小型智能超平承载机器人的运行及实验过程的控制；本发明利用增加的气缸机构设计，保证测试车辆压上去时轮胎能即时回收，并实现小型智能超平承载机器人离地间隙的调整，路况适应性强，测试成本低，进而满足中国道路实际路况的测试要求。的测试要求。的测试要求。


技术研发人员：赵青才
受保护的技术使用者：长沙立中汽车设计开发股份有限公司
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/11/4