一种无人驾驶车辆的转向机构的制作方法

1.本发明涉及无人驾驶车辆技术领域，更具体的说是涉及一种无人驾驶车辆的转向机构。


背景技术：

2.无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目标。
3.转向机构作为无人驾驶汽车的一项重要构成，一般由每组控制器操控对应的传动箱，最终控制一组车轮，但由于分别控制，在出现误差或者故障时，容易造成两组车轮转向不同步，最终造成难以估量的严重后果，可靠性较差；另外，现有的转向机构转向角度精确度较差，不能实现精确转向。
4.因此，如何提供一种能够保证两组车轮转向同步，提高可靠性，且转向精度高的无人驾驶车辆的转向机构是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种能够保证两组车轮转向同步，提高可靠性，且转向精度高的无人驾驶车辆的转向机构。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种无人驾驶车辆的转向机构，包括：底盘车架，所述底盘车架两侧分别转动连接有车轮，两个所述车轮内侧轮毂上均固定有转向臂，每个所述转向臂上均铰接连接有第一关节轴承；转向器，所述转向器包括：外筒体，所述外筒体与所述底盘车架固定连接，所述外筒体内部转动连接有从动齿轮；转向电机，所述转向电机固定在所述外筒体外壁上，且所述转向电机的输出轴上固定有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述从动齿轮啮合传动连接；直齿条，所述直齿条可移动的设置在所述外筒体内部，且所述直齿条与所述从动齿轮啮合传动连接；转向拉伸杆，所述转向拉伸杆为两个，且两个所述转向拉伸杆的一端分别一体连接在所述直齿条的两端，两个所述转向拉伸杆的另一端延伸出所述外筒体与对应的所述第一关节轴承固定连接。
7.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种无人驾驶车辆的转向机构，两个车轮转向时，转向电机的驱动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动直齿条移动，进而使得两个转向拉伸杆同步向左或向右移动，进而带动两个转向臂移动，最后实现两个车轮同时向左或向右转动相同的角度。因此，本发明的转向机构能够保证两个车轮转向同步，提高了车辆的可靠性。
8.进一步的，所述转向器还包括拉杆式伸缩位移传感器，所述拉杆式伸缩位移传感器的壳体通过固定支架与所述底盘车架固定连接，其中一个所述转向拉伸杆上固定有传感器连接支架，所述传感器连接支架通过第二关节轴承与所述拉杆式伸缩位移传感器的拉杆连接。
9.采用上述技术方案产生的有益效果是，通过拉杆式伸缩位移传感器可实时监测两个转向拉伸杆移动的距离信息，即车轮的转向角度信息，并实时反馈给车辆控制系统，车辆控制系统根据该信息可精确控制转向电机动作，从而可提高车轮转向的精度。
10.进一步的，所述转向器还包括两个弹性防尘套，每个所述弹性防尘套分别套设在对应的所述外筒体和所述转向拉伸杆上，且所述弹性防尘套一端与所述外筒体的外筒壁固定连接，所述弹性防尘套另一端与所述转向拉伸杆的杆壁固定连接。
11.采用上述技术方案产生的有益效果是，避免因灰尘杂质进入到外筒体内部，而易使直齿条运动卡顿以及直齿条和从动齿轮啮合不顺畅的问题，保证了转向拉伸杆向左或向右移动的灵活性，提高车轮转向灵活性。
12.进一步的，每个所述车轮的轮轴上均固定有轴承座，所述轴承座的顶端和底端分别固定有第一短轴和第二短轴，所述底盘车架包括：底盘支架，所述外筒体和所述固定支架均与所述底盘支架顶端后侧固定连接；减震器，所述减震器为两个，且两个所述减震器一端间隔固定在所述底盘支架顶端前侧；上叉臂，所述上叉臂为两个，且两个所述上叉臂一侧分别与两个所述减震器的另一端铰接连接，所述上叉臂另一侧与所述第一短轴转动连接；下叉臂，所述下叉臂为两个，且两个所述下叉臂的两端分别与所述底盘支架的前后侧铰接连接，所述下叉臂中部与所述第二短轴转动连接。
13.采用上述技术方案产生的有益效果是，减震器可提高车辆的减振效果，而上叉臂和下叉臂可实现车辆底盘与车轮的有效连接。
14.进一步的，所述上叉臂和所述下叉臂上均开设有穿设孔，两个所述穿设孔内均固定有第三关节轴承，所述第一短轴和所述第二短轴分别穿设在对应的所述第三关节轴承内，所述第一短轴和所述第二短轴上均螺接有盖形螺母，且两个所述盖形螺母分别与所述上叉臂和所述下叉臂之间压接有垫片。
15.采用上述技术方案产生的有益效果是，盖形螺母有效防止上叉臂从第一短轴或下叉臂从第二短轴脱出，保证了上叉臂和下叉臂与车轮连接的稳定性，提高车辆的安全性；并且，第三关节轴承保证了第一短轴或第二短轴在穿设孔中转动的顺畅性，可提高车辆转向的平稳性。
16.进一步的，两个所述下叉臂上靠近对应的车轮的位置均铰接连接有第四关节轴承，还包括：竖向连接轴，所述竖向连接轴为两个，且两个所述竖向连接轴一端分别与对应的所述第四关节轴承固定连接，另一端分别固定有第五关节轴承，其中，所述第四关节轴承和所述第五关节轴承的安装方向相差90
°
设置；曲轴，所述曲轴两端分别与两个所述第五关节轴承铰接连接，所述曲轴上间隔套设有两个固定座套，两个所述固定座套均与所述底盘支架顶端后侧固定连接。
17.采用上述技术方案产生的有益效果是，当车辆在行驶过程中，下叉臂在底盘支架上上下移动，会带动竖向连接轴上下移动，进而竖向连接轴可带动曲轴在固定座套内转动。因此，竖向连接轴、曲轴的设置，提高了底盘支架与下叉臂连接的结构稳定性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1附图为本发明提供的一种无人驾驶车辆的转向机构的轴侧结构示意图。
20.图2附图为图1的俯视结构示意图。
21.图3附图为图1的主视结构示意图。
22.图4附图为车轮上的轴承座与上叉臂和下叉臂安装结构示意图。
23.图5附图为上叉臂与第一短轴安装结构示意图。
24.图6附图为转向器的轴侧结构示意图。
25.图7附图为转向器的内部结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
27.参见图1-图7，本发明实施例公开了一种无人驾驶车辆的转向机构，包括：底盘车架1，底盘车架1两侧分别转动连接有车轮2，两个车轮2内侧轮毂上均固定有转向臂3，每个转向臂3上均铰接连接有第一关节轴承4；转向器5，转向器5包括：外筒体51，外筒体51与底盘车架1固定连接，外筒体51内部转动连接有从动齿轮52；转向电机53，转向电机53固定在外筒体51外壁上，且转向电机53的输出轴上固定有驱动齿轮，驱动齿轮与从动齿轮52啮合传动连接；直齿条54，直齿条54可移动的设置在外筒体51内部，且直齿条54与从动齿轮52啮合传动连接；转向拉伸杆55，转向拉伸杆55为两个，且两个转向拉伸杆55的一端分别一体连接在直齿条54的两端，两个转向拉伸杆55的另一端延伸出外筒体51与对应的第一关节轴承4固定连接（可采用螺纹连接固定）。
28.转向器5还包括拉杆式伸缩位移传感器56，拉杆式伸缩位移传感器56的壳体通过固定支架57与底盘车架1固定连接，其中一个转向拉伸杆55上固定有传感器连接支架58，传感器连接支架58通过第二关节轴承59与拉杆式伸缩位移传感器56的拉杆连接。
29.转向器5还包括两个弹性防尘套60，每个弹性防尘套60分别套设在对应的外筒体
51和转向拉伸杆55上，且弹性防尘套60一端与外筒体51的外筒壁固定连接，弹性防尘套60另一端与转向拉伸杆55的杆壁固定连接。
30.每个车轮2的轮轴上均固定有轴承座6，轴承座6的顶端和底端分别固定有第一短轴7和第二短轴8，底盘车架1包括：底盘支架11，外筒体51和固定支架57均与底盘支架11顶端后侧固定连接；减震器12，减震器12为两个，且两个减震器12一端间隔固定在底盘支架11顶端前侧；上叉臂13，上叉臂13为两个，且两个上叉臂13一侧分别与两个减震器12的另一端铰接连接，上叉臂13另一侧与第一短轴7转动连接；下叉臂14，下叉臂14为两个，且两个下叉臂14的两端分别与底盘支架11的前后侧铰接连接，下叉臂14中部与第二短轴8转动连接。
31.其中，上叉臂13和下叉臂14均为三角形状，可提高底盘车架的稳定性。
32.上叉臂13和下叉臂14上均开设有穿设孔，两个穿设孔内均固定有第三关节轴承9，第一短轴7和第二短轴8分别穿设在对应的第三关节轴承9内，第一短轴7和第二短轴8上均螺接有盖形螺母10，且两个盖形螺母10分别与上叉臂13和下叉臂14之间压接有垫片15。
33.两个下叉臂14上靠近对应的车轮2的位置均铰接连接有第四关节轴承16，还包括：竖向连接轴17，竖向连接轴17为两个，且两个竖向连接轴17一端分别与对应的第四关节轴承16固定连接（可采用螺纹连接固定），另一端分别固定（可采用螺纹连接固定）有第五关节轴承18，其中，第四关节轴承16和第五关节轴承18的安装方向相差90
°
设置；曲轴19，曲轴19两端分别与两个第五关节轴承18铰接连接，曲轴19上间隔套设有两个固定座套20，两个固定座套20均与底盘支架11顶端后侧固定连接。
34.本发明的两个车轮转向时，转向电机的驱动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动直齿条移动，进而使得两个转向拉伸杆同步向左或向右移动，进而带动两个转向臂移动，最后实现两个车轮同时向左或向右转动相同的角度。因此，本发明的转向机构能够保证两个车轮转向同步，提高了车辆的可靠性。并且，拉杆式伸缩位移传感器可实时监测两个转向拉伸杆移动的距离信息，即车轮的转向角度信息，并实时反馈给车辆控制系统，车辆控制系统根据该信息可精确控制转向电机动作，从而可提高车轮转向的精度。
35.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
36.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。