專利名稱：用于汽車試驗的駕駛機器人的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能夠在汽車試驗中，代替人類駕駛員的電動式駕駛裝置。屬于汽車試驗自動駕駛裝置技術領域。
背景技術：
近年來，汽車保有量快速增長，導致汽車排放尾氣中的有害物質(zhì)所造成的污染問題逐漸凸顯。為此，國家頒布并實施了嚴格的汽車排放標準以限制尾氣中有害物質(zhì)的含量。 耐久性循環(huán)試驗時間長，在試驗過程中車速跟蹤的準確性和重復性精度依賴于試驗人員的駕駛技巧和反應速度，而且循環(huán)車速不斷地改變，試驗要求車輛速度誤差必須控制在2km/h 內(nèi)，因而會降低排放試驗數(shù)據(jù)的可靠性。測功機設備發(fā)出的噪聲，車輛排放的尾氣對空氣環(huán)境的污染，長時間枯燥的駕駛均會對駕駛員造成一定的傷害。因此，需要用汽車試驗駕駛機器人來替代人類駕駛員進行試驗，使用汽車試驗駕駛機器人可以保證試驗數(shù)據(jù)的客觀性和準確性，減輕駕駛?cè)藛T的疲勞，降低惡劣環(huán)境對試驗人員的傷害。此外，將汽車駕駛機器人應用于排放耐久性試驗，還可以縮短試驗時間，大幅度減少試驗費用，提高試驗效率。國外的汽車試驗發(fā)展起步較早，國外公司的機器人技術資料保密，不對外公開。研制這類機器人的公司主要有，日本小野株式會社(0N0S0KKI)、AUTOPILOT、HORIBA等公司等公司，美國的 LBECO 公司，英國的 MIRA、Froude Consine, Anthony Best Dynamics 等公司。國內(nèi)的200410065844. 0號專利是描述駕駛機器人的。其利用步進電機控制油門， 實現(xiàn)油門位置的精確定位。制動器、離合器以及換擋機械手使用汽缸作為動力源，通過相應的氣閥調(diào)節(jié)來實現(xiàn)快速的動作。由于氣體的壓縮性大，對速度和位置進行精確控制比較困難，并且阻尼效果不理想。現(xiàn)場機器人控制計算機根據(jù)駕駛動作要求，控制電機和汽缸完成駕駛動作和時序之間的配合。該機器人的油門機械腿只靠電力驅(qū)動，在試驗進行的過程中車輛正以某一時速行駛，如果由于某些因素造成電力突然中斷，那么該駕駛機器人的油門機械腿將停留在當前位置，無法自動回收抬起油門踏板，對于車輛及試驗人員存在一定的安全隱患。汽車試驗駕駛機器人的執(zhí)行機構(gòu)通常包括油門機械腿，制動機械腿，離合器機械腿，換擋機械手。汽車試驗駕駛機器人按照其驅(qū)動方式分為三類，包括液壓驅(qū)動，氣壓驅(qū)動和電機驅(qū)動三種基本類型。液壓驅(qū)動的缺點是對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)復雜，維護要求高；氣壓驅(qū)動的氣體壓縮性大，對速度和位置的精確控制困難，阻尼效果差。電機驅(qū)動又可以分為普通交直流電機和伺服電機，普通交直流電機控制性能差，慣性大，不易精確定位；伺服電機的體積小，控制性能好，控制靈活性強，可以實現(xiàn)對速度和位置的精確控制。汽車試驗駕駛機器人的機械傳動形式，可采用齒輪齒條式，這種形式的優(yōu)點是定位精確，缺點是結(jié)構(gòu)復雜，齒條行程大，整機尺寸大；角度控制二力桿式，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單， 免維護，但是控制復雜；滑輪鋼絲式結(jié)構(gòu)緊湊，縮小整機體積，易于安裝和維護，控制精確。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可以代替人類駕駛員，進行汽車試驗，尤其是汽車耐久性試驗的電動駕駛機器人裝置。其能夠適應不同類型，不同換擋形式的車輛，在不對車輛進行改造的基礎上，安裝在駕駛室內(nèi)，并且可以協(xié)調(diào)控制油門機械腿， 制動機械腿，離合機械腿以及換擋機械手，遵循試驗工況要求，實現(xiàn)汽車的啟動，換擋，加速，穩(wěn)速，減速，怠速等工況，順利完成試驗。本發(fā)明的技術方案如下一種用于汽車試驗的駕駛機器人，包括油門機械腿，制動機械腿，離合器機械腿和換擋機械手，所述的換檔機械手包括選擋電機、換擋電機、由選檔電機驅(qū)動的選擋軸、由換檔電機驅(qū)動的換擋軸、大臂I、大臂II、大臂III、小臂I、小臂II、兩個L形調(diào)節(jié)臂、腕部連接桿、肘關節(jié)和換擋桿套筒，所述的肘關節(jié)包括肘關節(jié)軸I、肘關節(jié)軸II、肘關節(jié)軸支架I，肘關節(jié)軸支架II和銷軸，肘關節(jié)軸I與肘關節(jié)軸支架I及肘關節(jié)軸支架II活動連接，肘關節(jié)軸支架I通過銷軸分別與大臂I及大臂II的上部連接，肘關節(jié)軸支架II通過銷軸與大臂 III的上部連接，肘關節(jié)軸II與肘關節(jié)軸支架I活動連接；選擋軸通過銷軸與大臂III的下部連接，大臂I和大臂II下部通過銷軸連接到換擋軸；小臂I和小臂II的一端分別與肘關節(jié)軸II和肘關節(jié)軸I鎖緊連接，另一端分別與兩個L型調(diào)節(jié)臂相連，換擋桿套筒通過腕部連接桿分別與兩個L形調(diào)節(jié)臂連接。作為優(yōu)選實施方式，所述的汽車試驗用換擋機械手還包括用于獲得套筒的運動位置的角位移傳感器，其輸出用于控制換檔動作；選擋電機與其減速機相連，減速機輸出軸通過聯(lián)軸器與選擋軸連接；換擋電機與其減速機相連，減速機輸出軸通過聯(lián)軸器與換擋軸連接；在機械手的兩個L型調(diào)節(jié)臂上設置有用于改變小臂的整體長度的位置調(diào)節(jié)孔；在腕部連接桿上設置有用于調(diào)節(jié)換擋桿套筒位置的調(diào)節(jié)孔。本發(fā)明的機器人，還可以包括固定底板和設置在其上的轉(zhuǎn)動底板，每個機械腿設置在轉(zhuǎn)動底板上，由結(jié)構(gòu)相同的相應的驅(qū)動單元驅(qū)動，均可沿著踏板踩踏方向做往復直線運動，所述的機械腿包括伸縮桿外管、內(nèi)管，球形萬向關節(jié)和使機械腿固定在踏板上的夾板，所述的驅(qū)動單元包括伺服電機和減速機、驅(qū)動桿、壓縮彈簧、鋼絲繩、大滑輪和小滑輪， 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，小滑輪固定在轉(zhuǎn)動底板上，通過小滑輪使鋼絲繩運動方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，鋼絲繩的另一端與驅(qū)動桿后端固接；壓縮彈簧的前端固定，后端與驅(qū)動桿后端連接； 驅(qū)動桿穿過減速機輸出軸的軸承座，前端與球形萬向關節(jié)的非轉(zhuǎn)動部分固定連接；機械腿的伸縮桿內(nèi)管與球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動端連接，球形萬向關節(jié)的轉(zhuǎn)動部分與踏板夾固定連接；所述的伺服電機和減速機固定在轉(zhuǎn)動底板上，位于驅(qū)動桿和壓縮彈簧的一側(cè)；驅(qū)動桿由四根細桿構(gòu)成，小滑輪邊緣與驅(qū)動桿的中心在一條水平線上；每個機械腿的驅(qū)動單元還包括用于檢測驅(qū)動桿的位移的直線位移傳感器，其輸出用于控制伺服電機；所述的轉(zhuǎn)動底板，用于調(diào)節(jié)機械腿驅(qū)動單元與對應踏板的位置。本發(fā)明采用伺服電機驅(qū)動，起動轉(zhuǎn)矩大，運行范圍廣，低振動；具有較高的響應速度、精度和頻率；具有優(yōu)良的控制特性。本發(fā)明的換擋機械手，采用伺服電機垂直放置的方式，一個驅(qū)動機械臂向左或向右運動，完成選擋動作；一個驅(qū)動機械臂向前或向后運動，完成換擋動作。選擋和換擋兩個運動過程，互不干涉，實現(xiàn)了掛檔動作的解耦，控制方便。
本發(fā)明的機械腿采用滑輪鋼絲機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，在傳動功率相同的條件下，空間占用最小，重量輕，壽命長，造價低，安裝快捷方便。壓縮彈簧，驅(qū)動單元具有人一樣的肌肉彈性；另一方面，在電力突然中斷時，可以依靠壓縮彈簧自身的彈力，迅速收回執(zhí)行踏板，保證試驗的安全性。


圖1是本發(fā)明整機的側(cè)視圖。圖2是本發(fā)明整機的主視圖。圖3是本發(fā)明整機的俯視圖。圖4是離合器機械腿驅(qū)動單元的側(cè)視圖。圖5是制動器機械腿驅(qū)動單元的俯視圖。圖6是油門機械腿驅(qū)動單元的俯視圖。圖7是換擋機械手的正視圖。圖8是換擋機械手的左視圖。圖9是換擋機械手的俯視圖。圖10是換擋機械手的右視圖。圖11是離合器機械腿的俯視圖。圖12是制動器機械腿的俯視圖。圖13是油門機械腿的俯視圖。其中包括整機固定底板1，轉(zhuǎn)動底板2，轉(zhuǎn)軸3，調(diào)節(jié)螺栓4，離合器機械腿驅(qū)動單元伸出端5，球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動部分6，軸承座7，直線位移傳感器8，銷軸9，小滑輪10，減速機固定支架11，壓縮彈簧12，驅(qū)動桿13，驅(qū)動桿座14，伺服電機15，減速機16，大滑輪17， 軸套18，軸承19，制動器機械腿驅(qū)動單元伸出端20，球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動部分21，軸承座 22，軸套23，大滑輪M，銷軸25，小滑輪沈，減速機固定支架27，減速機觀，伺服電機四，驅(qū)動桿座30，驅(qū)動桿31，壓縮彈簧32，直線位移傳感器33，軸承34，油門機械腿驅(qū)動單元伸出端35，球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動部分36，軸承座37，軸套38，大滑輪39，減速機固定支架40，減速機41，伺服電機42，驅(qū)動桿座43壓縮彈簧44，驅(qū)動桿45，直線位移傳感器46，小滑輪47， 銷軸48，軸承49，離合機械腿外管50，鎖緊環(huán)51，離合器踏板夾52，球形萬向關節(jié)53，離合機械腿內(nèi)管M，軸承55，機械手基座56，選檔電機57，換擋軸58，軸承59，聯(lián)軸器60，換擋電機減速機61，換擋電機62，大臂I 63，肘關節(jié)軸II 64，肘關節(jié)軸I 65，大臂II 66，小臂 I 67，L形調(diào)節(jié)臂I 68，換擋桿套筒69，L形調(diào)節(jié)臂II 70，小臂II 71，軸承72，選檔軸73， 聯(lián)軸器74，選檔電機減速機75，腕部連接桿I 76，腕部連接桿II 77，大臂III 78，肘關節(jié)軸支架I 79，肘關節(jié)軸支架II 80，銷軸81，角位移傳感器82，制動機械腿外管83，鎖緊環(huán)84， 制動踏板夾85，球形萬向關節(jié)86，制動機械腿內(nèi)管87，油門機械腿外管88，鎖緊環(huán)89，油門踏板夾90，球形萬向關節(jié)91，油門機械腿內(nèi)管92。
具體實施例方式為了能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下
請參閱圖1 圖3，本發(fā)明是一種滑輪式駕駛機器人，包括機器人底座1，安放在駕駛員座椅上，離合器機械腿驅(qū)動單元伸出端5插入離合器機械腿外管50中，離合器踏板夾 52與離合器踏板連接，制動器機械腿驅(qū)動單元伸出端20插入制動器機械腿外管82中，制動器踏板夾84與制動器踏板連接，油門機械腿驅(qū)動單元伸出端伸出端35插入油門機械腿外管87中，油門機械腿踏板夾89與油門踏板連接，換擋機械手通過換擋桿套筒69與汽車換擋變速桿連接。調(diào)節(jié)螺栓4穿過轉(zhuǎn)軸3，并且與轉(zhuǎn)動底板后部伸出部分垂直，改變調(diào)節(jié)螺栓 4的長度，轉(zhuǎn)軸3繞其軸轉(zhuǎn)動，調(diào)整轉(zhuǎn)動底板2與固定底板1的角度。使轉(zhuǎn)動底板2平面指向車輛踏板，并保證近似垂直，這樣可以減小機械腿驅(qū)動單元驅(qū)動電機在工作過程中的動力損失。機械手大臂I 63，大臂II 66，大臂III 78盡量與固定底板垂直，通過改變L形調(diào)節(jié)臂68 (70)的長度，腕部連接桿I 76，腕部連接桿II 77的位置，使換擋桿套筒套接與換擋桿。車輛的離合器踏板、制動器踏板、油門踏板和換擋桿與機器人的執(zhí)行端連接，實現(xiàn)了其在車輛上的無損安裝。參閱圖4，離合器機械腿驅(qū)動單元采用伺服電機作為動力源，減速機16與伺服電機15采用緊抱式連接，伺服電機及其減速機由支架11固接在轉(zhuǎn)動底板2上，減速機輸出軸通過軸套18與軸承19伸入式連接。大滑輪17與減速機輸出軸套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，通過小滑輪使鋼絲繩運動方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，另一端與驅(qū)動桿13后端固接。壓縮彈簧12 套在驅(qū)動桿13外面，前端與減速機固定支架連接，后端與執(zhí)行桿后端連接。驅(qū)動桿由四根細桿構(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程中不會產(chǎn)生其他方向的分力，造成力的損失。驅(qū)動桿穿過減速機固定支架U及減速機軸承座7向前伸出。球形萬向關節(jié)的非轉(zhuǎn)動部分6與執(zhí)行桿伸出端固接，離合器機械腿驅(qū)動單元伸出端5 與離合器機械腿伸入式連接。參閱圖7，離合器機械腿由伸縮桿外管50，內(nèi)管M，球形萬向關節(jié)53，離合器夾52板構(gòu)成。內(nèi)管與球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動端連接，轉(zhuǎn)動部分與離合器踏板夾螺紋連接。離合器驅(qū)動器的伺服電機轉(zhuǎn)動拉動鋼絲拉繩，拉繩通過滑輪轉(zhuǎn)換方向，壓縮彈簧，拉動驅(qū)動桿向前運動，驅(qū)動桿伸出端與離合器機械腿插入式連接，驅(qū)動離合器機械腿控制離合器踏板。通過離合機械腿驅(qū)動器中驅(qū)動桿帶動直線位移傳感器8，得到離合器機械腿的位置。離合器驅(qū)動單元通過調(diào)節(jié)伺服電機的轉(zhuǎn)速以及啟停時間，控制驅(qū)動桿的運動速度從而實現(xiàn)離合器機械腿回收速度的調(diào)節(jié)，達到了汽車啟動和換擋過程中對離合器動作快慢的要求，降低換擋過程沖擊，保證了汽車啟動和換擋的平順性。參閱圖5，制動器機械腿驅(qū)動單元由伺服電機四作為動力源，減速機觀與伺服電機四采用緊抱式連接，伺服電機及其減速機由支架固27接在轉(zhuǎn)動底板2上，減速機輸出軸通過軸套23與軸承34連接。大滑輪M與減速機輸出軸套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，通過小滑輪使鋼絲繩運動方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，另一端與驅(qū)動桿后端固接。壓縮彈簧32套在驅(qū)動桿 31外面，前端與減速機固定支架連接，后端與執(zhí)行桿后端連接。驅(qū)動桿穿過減速機固定支架及減速機軸承座向前伸出。球形萬向關節(jié)的非轉(zhuǎn)動部分21與執(zhí)行桿伸出端固接，轉(zhuǎn)動部分 20與制動器機械腿伸入式連接。參閱圖12，制動器機械腿由伸縮桿外管83，內(nèi)管87，球形萬向關節(jié)86，制動器夾板85構(gòu)成。內(nèi)管與球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動端連接，轉(zhuǎn)動部分與制動器踏板夾螺紋連接。制動器驅(qū)動單元的伺服電機轉(zhuǎn)動拉動鋼絲拉繩，拉繩通過滑輪轉(zhuǎn)換方向，壓縮彈簧，拉動驅(qū)動桿向前運動，驅(qū)動桿伸出端與制動器機械腿插入式連接，驅(qū)動制動器機械腿控制制動器踏板。通過制動器機械腿驅(qū)動單元中驅(qū)動桿帶動直線位移傳感器33，得到制動器機械腿的位置。制動器機械腿驅(qū)動單元通過控制伺服電機的轉(zhuǎn)速，遵循耐久試驗工況要求，調(diào)節(jié)制動器踏板夾踩踏制動踏板的時間，改變汽車制動過程中的減速度，保證汽車速度對工況要求車速跟蹤的準確性。參閱圖6，油門機械腿控制裝置由伺服電機42作為動力源，減速機41與伺服電機采用緊抱式連接，伺服電機及其減速機由支架40固接在轉(zhuǎn)動底板2上，減速機輸出軸通過軸套38與軸承37連接。大滑輪39與減速機輸出軸套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，通過小滑輪使鋼絲繩運動方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，另一端與驅(qū)動桿后端固接。壓縮彈簧44套在驅(qū)動桿 45外面，前端與減速機固定支架40連接，后端與執(zhí)行桿座43連接。驅(qū)動桿穿過減速機固定支架及減速機軸承座向前伸出。球形萬向關節(jié)的非轉(zhuǎn)動部分36與執(zhí)行桿伸出端固接，轉(zhuǎn)動部分35與油門機械腿伸入式連接。參閱圖13，油門機械腿由伸縮桿外管88，內(nèi)管92，球形萬向關節(jié)91，油門夾板90構(gòu)成。內(nèi)管與球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動端連接，轉(zhuǎn)動部分與油門踏板夾螺紋連接。油門驅(qū)動器的伺服電機轉(zhuǎn)動拉動鋼絲拉繩，拉繩通過滑輪轉(zhuǎn)換方向，壓縮彈簧，拉動驅(qū)動桿向前運動，驅(qū)動桿伸出端與油門機械腿插入式連接，驅(qū)動油門機械腿控制油門踏板。通過油門機械腿驅(qū)動單元中驅(qū)動桿帶動直線位移傳感器46，得到油門機械腿的位置，精確的控制油門踏板，實現(xiàn)車輛加速，穩(wěn)速行駛的目標要求。參閱圖7 10，掛檔動作可分解為選檔和換擋兩個垂直方向的動作，需要實現(xiàn)換擋桿套筒69兩個方向的自由度運動。換擋機械手由選檔伺服電機57和換擋伺服電機62， 選檔軸73，換擋軸58，大臂I 63，大臂II 66，大臂III 78，小臂I 67，小臂II 71，L形調(diào)節(jié)臂I 68，L形調(diào)節(jié)臂II 70，換擋桿套筒71組成。選檔伺服電機57與其減速機75緊抱式連接，減速機輸出軸通過聯(lián)軸器74與選擋軸73連接。大臂III 78下部通過銷軸與選檔軸 73連接，上部與肘關節(jié)連接。大臂I 63與大臂II 66的上部與肘關節(jié)連接，其下部通過銷軸81連接與換擋軸58。小臂I 67與小臂II 71的一端通過連接孔，分別與肘關節(jié)的伸出端肘關節(jié)軸II 64，肘關節(jié)軸I 65鎖緊連接，另一端分別與兩個L型調(diào)節(jié)臂連接。換擋桿套筒69通過腕部連接桿I 76和II 77，分別與兩個L形調(diào)節(jié)臂連接。調(diào)整L型調(diào)節(jié)臂I 68 和II 70的位置調(diào)節(jié)孔，可以改變小臂的整體長度，調(diào)整換擋桿套筒的前后位置。調(diào)節(jié)腕部連接桿I 76和II 77的調(diào)節(jié)孔，可以調(diào)節(jié)換擋桿套筒的左右位置。參閱圖9 10，肘關節(jié)連接大臂I 63，大臂II 66和大臂III 78。肘關節(jié)由肘關節(jié)連接軸II 64，肘關節(jié)連接軸I 65，肘關節(jié)軸支架I 79，肘關節(jié)軸支架II 80，銷軸81組成。肘關節(jié)連接軸I 65與肘關節(jié)軸支架179及肘關節(jié)軸支架II 80套接并可繞支架轉(zhuǎn)動， 肘關節(jié)軸支架I 79通過銷軸81分別與大臂I 63及大臂1166的上部連接，肘關節(jié)軸支架 II 80通過銷軸與大臂III 78的上部連接。肘關節(jié)連接軸II 64與肘關節(jié)軸支架I 79套接并可繞其轉(zhuǎn)動，肘關節(jié)軸支架I 79通過銷軸81分別與大臂I 63及大臂II 66連接。選檔電機57驅(qū)動大臂II178向左或向右轉(zhuǎn)動，大臂I 63和大臂II 66的下部通過銷軸與換擋軸58連接，上部通過肘關節(jié)與大臂III 78連接，大臂I 63和大臂II 66在肘關節(jié)的驅(qū)動下，隨著大臂III78左右轉(zhuǎn)動。在大臂III 78的驅(qū)動下，肘關節(jié)軸支架I 79 和肘關節(jié)軸支架II 80繞其銷軸81轉(zhuǎn)動，驅(qū)動肘關節(jié)連接軸II 64，及肘關節(jié)連接軸I 65做向左或向右的水平運動，從而推動小臂I 67和II 71向左或向右水平運動，進而由換擋套筒69帶動換擋桿左右運動，實現(xiàn)選檔動作。換擋電機62驅(qū)動大臂I 63和II 66前后運動，驅(qū)動肘關節(jié)連接軸II 64，肘關節(jié)連接軸I 65，繞其肘關節(jié)軸支架79轉(zhuǎn)動，帶動大臂III 78隨大臂I 63和II 66前后運動，完成換擋動作。大臂驅(qū)動小臂向前或向后運動，通過角位移傳感82器獲得套筒的運動位置，完成換擋動作。選檔和換擋兩個運動過程線性度高， 且不互相干涉，實現(xiàn)了掛檔動作的解耦，控制方便。通過L形調(diào)節(jié)臂，可以調(diào)節(jié)套筒的位置， 從而適應不同駕駛空間的車型。在操作過程中，調(diào)節(jié)螺栓4的長度，可以調(diào)節(jié)活動底板的角度，得到機械腿驅(qū)動單元與對應踏板的位置，配合調(diào)節(jié)球形萬向關節(jié)的方向，改變對應機械腿的長度，實現(xiàn)駕駛機器人的安裝。駕駛機器人在車輛上安裝好之后，進行識教過程，以離合器踏板為例說明，下壓離合器踏板到底，計算機發(fā)出指令給離合器機械腿控制伺服電機，伺服電機轉(zhuǎn)動，帶動纏繞在減速機輸出軸上的鋼絲繩轉(zhuǎn)動，通過小滑輪換向拉動驅(qū)動桿，壓縮彈簧，使驅(qū)動桿向前運動，當驅(qū)動桿伸出端與離合器機械腿外管截面接觸時，計算機發(fā)出停止信號，離合器機械腿驅(qū)動單元回收，得到了離合器踏板的行程。制動器踏板行程及油門踏板行程的獲得以此類推。
權利要求
1.一種用于汽車試驗的駕駛機器人，包括油門機械腿，制動機械腿，離合器機械腿和換擋機械手，其特征在于，所述的換檔機械手包括選擋電機、換擋電機、由選檔電機驅(qū)動的選擋軸、由換檔電機驅(qū)動的換擋軸、大臂I、大臂II、大臂III、小臂I、小臂II、兩個L形調(diào)節(jié)臂、腕部連接桿、肘關節(jié)和換擋桿套筒，所述的肘關節(jié)包括肘關節(jié)軸I、肘關節(jié)軸II、肘關節(jié)軸支架I，肘關節(jié)軸支架II和銷軸，肘關節(jié)軸I與肘關節(jié)軸支架I及肘關節(jié)軸支架II活動連接，肘關節(jié)軸支架I通過銷軸分別與大臂I及大臂II的上部連接，肘關節(jié)軸支架II通過銷軸與大臂III的上部連接，肘關節(jié)軸II與肘關節(jié)軸支架I活動連接；選擋軸通過銷軸與大臂III的下部連接，大臂I和大臂II下部通過銷軸連接到換擋軸；小臂I和小臂II的一端分別與肘關節(jié)軸II和肘關節(jié)軸I鎖緊連接，另一端分別與兩個L型調(diào)節(jié)臂相連，換擋桿套筒通過腕部連接桿分別與兩個L形調(diào)節(jié)臂連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，所述的汽車試驗用換擋機械手還包括用于獲得套筒的運動位置的角位移傳感器，其輸出用于控制換檔動作。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，選擋電機與其減速機相連，減速機輸出軸通過聯(lián)軸器與選擋軸連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，換擋電機與其減速機相連，減速機輸出軸通過聯(lián)軸器與換擋軸連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，在機械手的兩個L 型調(diào)節(jié)臂上設置有用于改變小臂的整體長度的位置調(diào)節(jié)孔；在腕部連接桿上設置有用于調(diào)節(jié)換擋桿套筒位置的調(diào)節(jié)孔。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，所述的機器人裝置，還包括固定底板和設置在其上的轉(zhuǎn)動底板，每個機械腿設置在轉(zhuǎn)動底板上，由結(jié)構(gòu)相同的相應的驅(qū)動單元驅(qū)動，均可沿著踏板踩踏方向做往復直線運動，所述的機械腿包括伸縮桿外管、內(nèi)管，球形萬向關節(jié)和使機械腿固定在踏板上的夾板，所述的驅(qū)動單元包括伺服電機和減速機、驅(qū)動桿、壓縮彈簧、鋼絲繩、大滑輪和小滑輪，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，小滑輪固定在轉(zhuǎn)動底板上，通過小滑輪使鋼絲繩運動方向與大滑輪旋轉(zhuǎn)方向垂直，鋼絲繩的另一端與驅(qū)動桿后端固接；壓縮彈簧的前端固定，后端與驅(qū)動桿后端連接；驅(qū)動桿穿過減速機輸出軸的軸承座，前端與球形萬向關節(jié)的非轉(zhuǎn)動部分固定連接；機械腿的伸縮桿內(nèi)管與球形萬向關節(jié)非轉(zhuǎn)動端連接，球形萬向關節(jié)的轉(zhuǎn)動部分與踏板夾固定連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，所述的伺服電機和減速機固定在轉(zhuǎn)動底板上，位于驅(qū)動桿和壓縮彈簧的一側(cè)。
8.根據(jù)權利要求6所述的滑輪鋼絲式汽車試驗駕駛機器人，其特征在于，驅(qū)動桿由四根細桿構(gòu)成，小滑輪邊緣與驅(qū)動桿的中心在一條水平線上。
9.根據(jù)權利要求6所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，每個機械腿的驅(qū)動單元還包括用于檢測驅(qū)動桿的位移的直線位移傳感器，其輸出用于控制伺服電機。
10.根據(jù)權利要求6所述的用于汽車試驗的駕駛機器人，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)動底板，用于調(diào)節(jié)機械腿驅(qū)動單元與對應踏板的位置。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車試驗自動駕駛裝置技術領域，涉及一種用于汽車試驗的駕駛機器人，包括油門機械腿，制動機械腿，離合器機械腿和換擋機械手，其換檔機械手包括選擋電機、換擋電機、選擋軸、換擋軸、大臂I、大臂II、大臂III、小臂I、小臂II、兩個L形調(diào)節(jié)臂、腕部連接桿、肘關節(jié)和換擋桿套筒；肘關節(jié)包括肘關節(jié)軸I、肘關節(jié)軸II、肘關節(jié)軸支架I，肘關節(jié)軸支架II和銷軸。本發(fā)明的機器人，能夠適應不同類型，不同換擋形式的車輛，可以協(xié)調(diào)控制實現(xiàn)汽車的多種工況。
文檔編號G01M17/007GK102393308SQ201110264909
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權日2011年9月7日
發(fā)明者喬勝華, 馮于久, 史廣寶, 李偉, 陳弘 申請人:中國汽車技術研究中心, 陳弘