專利名稱：滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠在汽車試驗(yàn)中，代替人類駕駛員的電動(dòng)式駕駛裝置。屬于汽車試驗(yàn)自動(dòng)駕駛裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，汽車保有量快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致汽車排放尾氣中的有害物質(zhì)所造成的污染問(wèn)題逐漸凸顯。為此，國(guó)家頒布并實(shí)施了嚴(yán)格的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)以限制尾氣中有害物質(zhì)的含量。耐久性循環(huán)試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，在試驗(yàn)過(guò)程中車速跟蹤的準(zhǔn)確性和重復(fù)性精度依賴于試驗(yàn)人員的駕駛技巧和反應(yīng)速度，而且循環(huán)車速不斷地改變，試驗(yàn)要求車輛速度誤差必須控制在2km/h內(nèi)，因而會(huì)降低排放試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。測(cè)功機(jī)設(shè)備發(fā)出的噪聲，車輛排放的尾氣對(duì)空氣環(huán)境的污染，長(zhǎng)時(shí)間枯燥的駕駛均會(huì)對(duì)駕駛員造成一定的傷害。因此，需要用汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人來(lái)替代人類駕駛員進(jìn)行試驗(yàn)，使用汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人可以保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確性，減輕駕駛?cè)藛T的疲勞，降低惡劣環(huán)境對(duì)試驗(yàn)人員的傷害。此外，將汽車駕駛機(jī)器人應(yīng)用于排放耐久性試驗(yàn)，還可以縮短試驗(yàn)時(shí)間，大幅度減少試驗(yàn)費(fèi)用，提高試驗(yàn)效率。國(guó)外的汽車試驗(yàn)發(fā)展起步較早，國(guó)外公司的機(jī)器人技術(shù)資料保密，不對(duì)外公開。研制這類機(jī)器人的公司主要有，日本小野株式會(huì)社(0N0S0KKI)、AUTOPILOT、HORIBA等公司等公司，美國(guó)的 LBECO 公司，英國(guó)的 MIRA、Froude Consine, Anthony Best Dynamics 等公司。國(guó)內(nèi)的200410065844. 0號(hào)專利是描述駕駛機(jī)器人的。其利用步進(jìn)電機(jī)控制油門，實(shí)現(xiàn)油門位置的精確定位。制動(dòng)器、離合器以及換擋機(jī)械手使用汽缸作為動(dòng)力源，通過(guò)相應(yīng)的氣閥調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速的動(dòng)作。由于氣體的壓縮性大，對(duì)速度和位置進(jìn)行精確控制比較困難，并且阻尼效果不理想?，F(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人控制計(jì)算機(jī)根據(jù)駕駛動(dòng)作要求，控制電機(jī)和汽缸完成駕駛動(dòng)作和時(shí)序之間的配合。該機(jī)器人的油門機(jī)械腿只靠電力驅(qū)動(dòng)，在試驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中車輛正以某一時(shí)速行駛，如果由于某些因素造成電力突然中斷，那么該駕駛機(jī)器人的油門機(jī)械腿將停留在當(dāng)前位置，無(wú)法自動(dòng)回收抬起油門踏板，對(duì)于車輛及試驗(yàn)人員存在一定的安全隱患。汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常包括油門機(jī)械腿，制動(dòng)機(jī)械腿，離合器機(jī)械腿，換擋機(jī)械手。機(jī)械腿按照其驅(qū)動(dòng)方式分為三類，包括液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)三種基本類型。液壓驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)是對(duì)于含有液壓油元件的密封要求高，如果泄露將造成環(huán)境污染，管路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)要求高；氣壓驅(qū)動(dòng)的氣體壓縮性大，對(duì)速度和位置的精確控制困難，阻尼效果差。電機(jī)驅(qū)動(dòng)又可以分為普通交直流電機(jī)和伺服電機(jī)，普通交直流電機(jī)控制性能差，慣性大，不易精確定位；伺服電機(jī)的體積小，控制性能好，控制靈活性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)速度和位置的精確控制。傳統(tǒng)的汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)器人機(jī)械腿的機(jī)械傳動(dòng)形式，可采用齒輪齒條式，這種形式的優(yōu)點(diǎn)是定位精確，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒條行程大，整機(jī)尺寸大；角度控制二力桿式，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，免維護(hù)，但是控制復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可以代替人類駕駛員，進(jìn)行汽車試驗(yàn)尤其是耐久性試驗(yàn)的電動(dòng)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其能夠適應(yīng)不同類型，在不對(duì)車輛進(jìn)行改造的基礎(chǔ)上，安裝在駕駛室內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括底板，設(shè)置在其上的機(jī)械腿和驅(qū)動(dòng)單元，所述的機(jī)械腿包括伸縮桿外管、內(nèi)管，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)和使機(jī)械腿固定在踏板上的夾板，所述的驅(qū)動(dòng)單元包括伺服電機(jī)和減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)桿、壓縮彈簧、鋼絲繩、大滑輪和小滑輪，小滑輪固定在底板上，大滑輪與輸出軸的軸套固定連接，大滑輪下端面與小滑輪的水平面相切，鋼絲繩一端纏繞在大滑輪上，通過(guò)小滑輪使鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，鋼絲繩的另一端與驅(qū)動(dòng)桿后端固接；壓縮彈簧的前端固定，后端與驅(qū)動(dòng)桿后端連接；驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)減速機(jī)輸出軸的軸承座，前端與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的非轉(zhuǎn)動(dòng)部分固定連接；機(jī)械腿的伸縮桿內(nèi)管與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)端連接，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分與離合器踏板夾固定連接。作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的伺服電機(jī)和減速機(jī)固定在底板上，位于驅(qū)動(dòng)桿和壓縮彈簧的一側(cè)；驅(qū)動(dòng)桿由四根細(xì)桿構(gòu)成，小滑輪邊緣與驅(qū)動(dòng)桿的中心在一條水平線上；所述的驅(qū)動(dòng)單元還包括用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)桿的位移的直線位移傳感器，其輸出用于控制伺服電機(jī)；所述的底板為轉(zhuǎn)動(dòng)底板。本發(fā)明的機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，運(yùn)行范圍廣，低振動(dòng)；具有較高的響應(yīng)速度、精度和頻率；具有優(yōu)良的控制特性。本發(fā)明的伺服電機(jī)和減速機(jī)固定在底板上，位于驅(qū)動(dòng)桿和壓縮彈簧的一側(cè)，這樣的設(shè)計(jì)，使得結(jié)構(gòu)更為緊湊。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用滑輪鋼絲機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，在傳動(dòng)功率相同的條件下，空間占用最小，重量最輕，壽命長(zhǎng)，造價(jià)低，安裝快捷方便。壓縮彈簧，驅(qū)動(dòng)單元具有人一樣的肌肉彈性；另一方面，在電力突然中斷時(shí)，可以依靠壓縮彈簧自身的彈力，迅速收回執(zhí)行踏板，保證試驗(yàn)的安全性。


圖1是本發(fā)明整機(jī)的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明整機(jī)的俯視圖。
圖3是本發(fā)明整機(jī)的主視圖。
圖4是離合器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元的側(cè)視圖。
圖5是制動(dòng)器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元的俯視圖。
圖6是油門機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元的俯視圖。
圖7是離合器機(jī)械腿的俯視圖。
圖8是換擋機(jī)械手的正視圖。
圖9是換擋機(jī)械手的側(cè)視圖。
圖10是換擋機(jī)械手俯視圖。
圖11是制動(dòng)器機(jī)械腿的俯視圖。
圖12是油門機(jī)械腿的俯視圖。
其中包括整機(jī)固定底板1，轉(zhuǎn)動(dòng)底板2，支腿滑動(dòng)槽3，滑動(dòng)支腿4，離合器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元伸出端5，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)部分6，軸承座7，直線位移傳感器8，銷軸9，小滑輪10，減速機(jī)固定支架11，壓縮彈簧12，驅(qū)動(dòng)桿13，驅(qū)動(dòng)桿座14，伺服電機(jī)15，減速機(jī)16，大滑輪17，軸套18，軸承19，制動(dòng)器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元伸出端20，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)部分21，軸承座22，軸套23，大滑輪24，銷軸25，小滑輪沈，減速機(jī)固定支架27，減速機(jī)觀，伺服電機(jī)四，驅(qū)動(dòng)桿座30，驅(qū)動(dòng)桿31，壓縮彈簧32，直線位移傳感器33，軸承34，油門機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元伸出端35，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)部分36，軸承座37，軸套38，大滑輪39，減速機(jī)固定支架40，減速機(jī)41，伺服電機(jī)42，驅(qū)動(dòng)桿座43壓縮彈簧44，驅(qū)動(dòng)桿45，直線位移傳感器46，小滑輪47，銷軸48，軸承49，機(jī)械腿外管50，鎖緊環(huán)51，踏板夾52，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)53，機(jī)械腿內(nèi)管M，軸承座55，軸承56，滑輪157，銷軸58，滑輪1159，漲套60，減速機(jī)固定支架61，彈簧62，選檔電機(jī)減速機(jī)63，滑軌64，滑臺(tái)65，換擋電機(jī)減速機(jī)66，角位移傳感器67，大臂68，L形調(diào)節(jié)臂69 (70)，換擋桿套筒71，軸承72，軸承座73，小臂74 (75)，直線位移傳感器76，制動(dòng)機(jī)械腿外管77，鎖緊環(huán)78，制動(dòng)踏板夾79，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)80，制動(dòng)機(jī)械腿內(nèi)管81，油門機(jī)械腿外管82，鎖緊環(huán)83，油門踏板夾84，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)85，油門機(jī)械腿內(nèi)管86。
具體實(shí)施方案為了能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖1 圖3，本發(fā)明一種滑輪式駕駛機(jī)器人，包括機(jī)器人底座1，安放在駕駛員座椅上，機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三個(gè)離合器油門機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，制動(dòng)機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)和離合器機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)。幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式一樣。下面分別對(duì)其進(jìn)行描述。離合器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元伸出端5插入離合器機(jī)械腿外管50中，離合器踏板夾52與離合器踏板連接，制動(dòng)器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元伸出端20插入制動(dòng)器機(jī)械腿外管76中，制動(dòng)器踏板夾78與制動(dòng)器踏板連接，油門機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元伸出端伸出端35插入油門機(jī)械腿外管81中，油門機(jī)械腿踏板夾83與油門踏板連接，換擋機(jī)械手通過(guò)換擋桿套筒71與汽車換擋變速桿連接。調(diào)節(jié)滑動(dòng)支腿4在支腿滑動(dòng)槽3中滑動(dòng)，使轉(zhuǎn)動(dòng)底板平面與車輛踏板近似垂直，在駕駛機(jī)器人工作過(guò)程中減小電機(jī)驅(qū)動(dòng)力損失，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛的無(wú)損安裝。參閱圖4，離合器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，減速機(jī)16與伺服電機(jī)15采用緊抱式連接，伺服電機(jī)及其減速機(jī)由支架11固接在轉(zhuǎn)動(dòng)底板2上，減速機(jī)輸出軸通過(guò)軸套18與軸承19伸入式連接。大滑輪17與減速機(jī)輸出軸套18固接，小滑輪10安裝在軸銷9上。大滑輪下端面與小滑輪的水平面相切。鋼絲繩一端纏繞在大滑輪上，通過(guò)小滑輪使鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，另一端與驅(qū)動(dòng)桿13后端固接。壓縮彈簧12套在驅(qū)動(dòng)桿13外面，前端與減速機(jī)固定支架連接，后端與驅(qū)動(dòng)桿后端連接。驅(qū)動(dòng)桿由四根細(xì)桿構(gòu)成，小滑輪邊緣與其中心在一條水平線上，保證鋼絲繩拉力在傳遞過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生其他方向的分力，造成力的損失。驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)減速機(jī)固定支架11及減速機(jī)軸承座7向前伸出。球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的非轉(zhuǎn)動(dòng)部分6與驅(qū)動(dòng)桿伸出端(前端)固接，離合器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元伸出端5與離合器機(jī)械腿伸入式連接。參閱圖7，離合器機(jī)械腿由伸縮桿外管50，內(nèi)管M，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)53，離合器夾52板構(gòu)成。內(nèi)管與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)端連接，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與離合器踏板夾螺紋連接。離合器驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)拉動(dòng)鋼絲拉繩，拉繩通過(guò)滑輪轉(zhuǎn)換方向，壓縮彈簧，拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿向前運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿伸出端與離合器機(jī)械腿插入式連接，驅(qū)動(dòng)離合器機(jī)械腿控制離合器踏板。通過(guò)離合機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)器中驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)直線位移傳感器8，得到離合器機(jī)械腿的位置。離合器驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及啟停時(shí)間，控制驅(qū)動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)速度從而實(shí)現(xiàn)離合器機(jī)械腿回收速度的調(diào)節(jié)，達(dá)到了汽車啟動(dòng)和換擋過(guò)程中對(duì)離合器動(dòng)作快慢的要求，降低換擋過(guò)程沖擊，保證了汽車啟動(dòng)和換擋的平順性。參閱圖5，制動(dòng)器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元由伺服電機(jī)四作為動(dòng)力源，減速機(jī)觀與伺服電機(jī)四采用緊抱式連接，伺服電機(jī)及其減速機(jī)由支架固27接在轉(zhuǎn)動(dòng)底板2上，減速機(jī)輸出軸通過(guò)軸套23與軸承34連接。大滑輪M與減速機(jī)輸出軸套23固接，小滑輪沈安裝在軸銷25上。大滑輪下端面與小滑輪的水平面相切。鋼絲繩一端纏繞在大滑輪上，通過(guò)小滑輪使鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，另一端與驅(qū)動(dòng)桿后端固接。壓縮彈簧32套在驅(qū)動(dòng)桿31外面，前端與減速機(jī)固定支架連接，后端與驅(qū)動(dòng)桿后端連接。驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)減速機(jī)固定支架及減速機(jī)軸承座向前伸出。球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的非轉(zhuǎn)動(dòng)部分21與驅(qū)動(dòng)桿伸出端固接，轉(zhuǎn)動(dòng)部分20與制動(dòng)器機(jī)械腿伸入式連接。參閱圖11，制動(dòng)器機(jī)械腿由伸縮桿外管77，內(nèi)管81，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)80，制動(dòng)器夾板79構(gòu)成。內(nèi)管與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)端連接，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與制動(dòng)器踏板夾螺紋連接。制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)單元的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)拉動(dòng)鋼絲拉繩，拉繩通過(guò)滑輪轉(zhuǎn)換方向，壓縮彈簧，拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿向前運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿伸出端與制動(dòng)器機(jī)械腿插入式連接，驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器機(jī)械腿控制制動(dòng)器踏板。通過(guò)制動(dòng)器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元中驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)直線位移傳感器33，得到制動(dòng)器機(jī)械腿的位置。制動(dòng)器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，遵循耐久試驗(yàn)工況要求，調(diào)節(jié)制動(dòng)器踏板夾踩踏制動(dòng)踏板的時(shí)間，改變汽車制動(dòng)過(guò)程中的減速度，保證汽車速度對(duì)工況要求車速跟蹤的準(zhǔn)確性。參閱圖6，油門機(jī)械腿控制裝置由伺服電機(jī)42作為動(dòng)力源，減速機(jī)41與伺服電機(jī)采用緊抱式連接，伺服電機(jī)及其減速機(jī)由支架40固接在轉(zhuǎn)動(dòng)底板2上，減速機(jī)輸出軸通過(guò)軸套38與軸承37連接。大滑輪39與減速機(jī)輸出軸套38固接，小滑輪47安裝在軸銷48上。大滑輪下端面與小滑輪的水平面相切。鋼絲繩一端纏繞在大滑輪上，通過(guò)小滑輪使鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，另一端與驅(qū)動(dòng)桿后端固接。壓縮彈簧44套在驅(qū)動(dòng)桿45外面，前端與減速機(jī)固定支架40連接，后端與驅(qū)動(dòng)桿座43連接。驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)減速機(jī)固定支架及減速機(jī)軸承座向前伸出。球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的非轉(zhuǎn)動(dòng)部分36與驅(qū)動(dòng)桿伸出端固接，轉(zhuǎn)動(dòng)部分35與油門機(jī)械腿伸入式連接。參閱圖12，油門機(jī)械腿由伸縮桿外管82，內(nèi)管86，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)85，油門夾板84構(gòu)成。內(nèi)管與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)端連接，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與油門踏板夾螺紋連接。油門驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)拉動(dòng)鋼絲拉繩，拉繩通過(guò)滑輪轉(zhuǎn)換方向，壓縮彈簧，拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿向前運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿伸出端與油門機(jī)械腿插入式連接，驅(qū)動(dòng)油門機(jī)械腿控制油門踏板。通過(guò)油門機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元中驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)直線位移傳感器46，得到油門機(jī)械腿的位置，精確的控制油門踏板，實(shí)現(xiàn)車輛加速，穩(wěn)速行駛的目標(biāo)要求。掛檔動(dòng)作可分解為選檔和換擋兩個(gè)垂直方向的動(dòng)作，需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的自由度運(yùn)動(dòng)。參閱圖8 圖10，換擋機(jī)械手由選檔伺服電機(jī)63和換擋伺服電機(jī)66，滑臺(tái)65，大臂68，L形調(diào)節(jié)臂69 (70)，換擋桿套筒71組成。選檔伺服電機(jī)通過(guò)電機(jī)減速機(jī)支架61固接在底板上，減速機(jī)與伺服電機(jī)緊抱式連接?；?57通過(guò)漲套60安裝在減速機(jī)輸出軸上，滑輪1159通過(guò)銷軸58安裝在底板上，滑輪II的水平面與滑輪I的上端面相切。鋼絲一端繞在滑輪I上，通過(guò)滑輪II轉(zhuǎn)換方向，使鋼絲的另一端與滑臺(tái)65固接。選檔電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)鋼絲拉繩，拉繩通過(guò)滑輪轉(zhuǎn)換方向，壓縮彈簧62，驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)直線位移傳感器76確定檔位，實(shí)現(xiàn)選檔動(dòng)作。換擋伺服電機(jī)固接在滑臺(tái)上面，減速機(jī)與伺服電機(jī)緊抱式連接，減速機(jī)輸出軸與大臂68套接，大臂與小臂74(75)鉸接，小臂通過(guò)L形調(diào)節(jié)臂69 (70)與換擋桿套筒71連接。換擋伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)小臂向前或向后運(yùn)動(dòng)，通過(guò)角位移傳感器67，獲得套筒的運(yùn)動(dòng)位置，完成換擋動(dòng)作。選檔和換擋兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程線性度高，且不互相干涉，實(shí)現(xiàn)了掛檔動(dòng)作的解耦，控制方便。通過(guò)L形調(diào)節(jié)臂，可以調(diào)節(jié)套筒的位置，從而適應(yīng)不同駕駛空間的車型。 在操作過(guò)程中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)底板，得到機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元與對(duì)應(yīng)踏板的位置，配合調(diào)節(jié)球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的方向，改變對(duì)應(yīng)機(jī)械腿的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)駕駛機(jī)器人的安裝。駕駛機(jī)器人在車輛上安裝好之后，進(jìn)行識(shí)教過(guò)程，以離合器踏板為例說(shuō)明，下壓離合器踏板到底，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令給離合器機(jī)械腿控制伺服電機(jī)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)纏繞在減速機(jī)輸出軸上的鋼絲繩轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)小滑輪換向拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿，壓縮彈簧，使驅(qū)動(dòng)桿向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)桿伸出端與離合器機(jī)械腿外管截面接觸時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出停止信號(hào)，離合器機(jī)械腿驅(qū)動(dòng)單元回收，得到了離合器踏板的行程。制動(dòng)器踏板行程及油門踏板行程的獲得以此類推。
權(quán)利要求
1.一種滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括底板，設(shè)置在其上的機(jī)械腿和驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，所述的機(jī)械腿包括伸縮桿外管、內(nèi)管，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)和使機(jī)械腿固定在踏板上的夾板，所述的驅(qū)動(dòng)單元包括伺服電機(jī)和減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)桿、壓縮彈簧、鋼絲繩、大滑輪和小滑輪，小滑輪固定在底板上，大滑輪與輸出軸的軸套固定連接，大滑輪下端面與小滑輪的水平面相切，鋼絲繩一端纏繞在大滑輪上，通過(guò)小滑輪使鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，鋼絲繩的另一端與驅(qū)動(dòng)桿后端固接；壓縮彈簧的前端固定，后端與驅(qū)動(dòng)桿后端連接；驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)減速機(jī)輸出軸的軸承座，前端與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的非轉(zhuǎn)動(dòng)部分固定連接；機(jī)械腿的伸縮桿內(nèi)管與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)非轉(zhuǎn)動(dòng)端連接，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分與離合器踏板夾固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的伺服電機(jī)和減速機(jī)固定在底板上，位于驅(qū)動(dòng)桿和壓縮彈簧的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)桿由四根細(xì)桿構(gòu)成，小滑輪邊緣與驅(qū)動(dòng)桿的中心在一條水平線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)單元還包括用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)桿的位移的直線位移傳感器，其輸出用于控制伺服電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的底板為轉(zhuǎn)動(dòng)底板。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車試驗(yàn)自動(dòng)駕駛裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種滑輪鋼絲式汽車試驗(yàn)駕駛機(jī)械腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括底板、機(jī)械腿和驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元包括伺服電機(jī)和減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)桿、壓縮彈簧、鋼絲繩、大滑輪和小滑輪，小滑輪固定在底板上，大滑輪與輸出軸的軸套固定連接，大滑輪下端面與小滑輪的水平面相切，鋼絲繩一端纏繞在大滑輪上，通過(guò)小滑輪使鋼絲繩運(yùn)動(dòng)方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，另一端與驅(qū)動(dòng)桿后端固接；壓縮彈簧的前端固定，后端與驅(qū)動(dòng)桿后端連接；驅(qū)動(dòng)桿穿過(guò)減速機(jī)輸出軸的軸承座，前端與球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)的非轉(zhuǎn)動(dòng)部分固定連接；機(jī)械腿包括伸縮桿外管、內(nèi)管，球形萬(wàn)向關(guān)節(jié)和夾板。本發(fā)明具有空間占用小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝快捷方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M17/007GK102384851SQ20111026435
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者萬(wàn)仁君, 喬勝華, 李偉, 胡遠(yuǎn)志, 陳弘 申請(qǐng)人:中國(guó)汽車技術(shù)研究中心, 陳弘