CN110207659A - 一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构 - Google Patents

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贺湘宇
肖凌云
陈旭鸿
邱鑫
蒋明科
彭顺
池汉彬
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Abstract

目前国内乃至国际上缺乏对于无人驾驶野外车辆的地形探测装置的研究和开发，无法提供有效的解决方案。鉴于此，本发明公开了一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构，它包括：左工作机构、右工作机构、无人驾驶野外车辆；所述左工作机构包括：探测头、探测支撑杆、变幅驱动机构、回转齿轮盘、回转支撑、回转驱动电机、回转驱动齿轮。

Description

一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构
技术领域
本发明涉及无人驾驶车辆领域，尤其是涉及一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构。
背景技术
无人驾驶车辆是一个集中环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合***，是一种依靠车载传感器感知外部环境、自动做出判断规划行车路径、控制并到达预期目标的智能车辆。但是，与行驶在铺装路面上的无人驾驶车辆不同，无人驾驶野外车辆通常在复杂未知的野外路面上行驶，如果无法探测野外地形以有效避开地形障碍，将对车辆的安全高效行驶造成严重影响，甚至破坏车辆。
现有的普通无人驾驶车辆上探测装置，通常只采用了一个探测头，并固定在车身前部和顶部，没有提供实现探测装置多自由度运动的工作机构。例如：现有技术1（CN105425800B）公开了一种基于预瞄的无人全地形车的控制方法，如附图3、附图4和附图5中所示，其采用了一个固定在车身前上方的探测模块，没有单独实现探测装置运动的工作机构，限制了探测装置的运动自由度、探测范围和探测角度，并可能产生野外地形信息的盲区和死角。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷而提供一种能实现探测装置多自由度运动的工作机构、双探测头的一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构。
本发明提供了一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构，它包括：左工作机构、右工作机构、无人驾驶野外车辆；所述左工作机构包括：探测头、探测支撑杆、变幅驱动机构、回转齿轮盘、回转支撑、回转驱动电机、回转驱动齿轮；所述探测头被固定在探测支撑杆的上端；所述探测支撑杆上焊接有第一支撑座；所述变幅驱动机构的上部耳环与第一支撑座通过第一螺栓套件限定，并绕第一螺栓套件的轴线实现回转运动；所述回转齿轮盘上焊接有第二支撑座和第三支撑座；所述探测支撑杆的底部连接孔与第二支撑座通过第二螺栓套件和限定，并绕第二螺栓套件和的轴线实现回转运动；所述变幅驱动机构的下部耳环与第三支撑座通过第三螺栓套件限定，并绕第三螺栓套件的轴线实现回转运动；所述回转支承的上部与回转齿轮盘通过6组第四螺栓套件进行连接并固定；回转支承的下部固定在无人驾驶野外车辆的车身上；所述回转驱动电机与无人驾驶野外车辆的车身通过4颗电机固定螺栓进行连接并固定；回转驱动齿轮被固定在回转驱动电机的转轴上，并与回转齿轮盘相啮合。
所述右工作机构与左工作机构结构相同，且沿无人驾驶野外车辆的车身中线对称。
所述探测头可采用超声波探测头或激光探测头。
所述探测支撑杆的长度需保证处于工作状态时探测头伸出无人驾驶野外车辆的前部1米以上。
所述变幅驱动机构可采用电动推杆。
所述变幅驱动机构的上部耳环与下部耳环的内部需嵌入滑动轴承。
所述回转齿轮盘与回转驱动齿轮的齿数比为1:4。
所述回转支撑的下部固定在无人驾驶野外车辆的方式可采用焊接固定或多组螺栓进行固定。
所述回转驱动电机为步进电机，且内置行星减速器。
所述回转驱动电机的内置行星减速器的输出轴与回转驱动齿轮可采用键连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
（1）多自由度：工作机构能实现地形探测装置的灵活运动姿态，探测角度和探测范围更大；
（2）双探测头：减少了单探测头产生的探测盲区和死角，保证探测装置为无人驾驶野外车辆提供安全可靠的地形信息；
（3）简单可靠：工作机构组成零件少，原理简单，便于安装与拆卸，通过简单的机械原理实现了无人驾驶野外车辆的地形探测。
附图说明
图1是本发明的轴侧图；
图2是本发明的左工作机构的***结构图；
图3是本发明的左工作机构的侧面剖视图；
图4是本发明的俯视图；
图5是本发明的左视图；
图6是本发明的前视图。
图中：
1、左工作机构；2、右工作机构；3、无人驾驶野外车辆；110、探测头；
120、探测支撑杆；121、第一支撑座；130、变幅驱动机构；
131A和131B、第一螺栓套件；132A和132B、第二螺栓套件；
133A和133B、第三螺栓套件；140、回转齿轮盘；141、第二支撑座；
142A和142B、第四螺栓套件；143、第三支撑座；150、回转支撑；
160、回转驱动电机；161、电机固定螺栓；170、回转驱动小齿轮。
具体实施方式
下面结合附图，详细介绍本发明的各种具体实施方式。
图1至图6是本发明提出的一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构，包括：左工作机构1、右工作机构2、无人驾驶野外车辆3；左工作机构1包括探测头110、探测支撑杆120、变幅驱动机构130、回转齿轮盘140、回转支撑150、回转驱动电机160、回转驱动齿轮170；探测头110被固定在探测支撑杆120的上端；所述探测支撑杆120上焊接有第一支撑座121；变幅驱动机构130的上部耳环与第一支撑座121通过第一螺栓套件131A和131B限定，并绕第一螺栓套件131A和131B的轴线实现回转运动；回转齿轮盘140上焊接有第二支撑座141和第三支撑座143；所述探测支撑杆120的底部连接孔与第二支撑座141通过第二螺栓套件132A和132B限定，并绕第二螺栓套件132A和132B的轴线实现回转运动；所述变幅驱动机构130的下部耳环与第三支撑座143通过第三螺栓套件133A和133B限定，并绕第三螺栓套件133A和133B的轴线实现回转运动；回转支承150的上部与回转齿轮盘140通过6组第四螺栓套件142A和142B进行连接并固定；回转支承150的下部固定在无人驾驶野外车辆3的车身上；回转驱动电机160与无人驾驶野外车辆3的车身通过4颗电机固定螺栓161进行连接并固定；回转驱动齿轮170被固定在回转驱动电机160的转轴上，并与回转齿轮盘140相啮合。
右工作机构2与左工作机构1结构相同，且沿无人驾驶野外车辆3的车身中线对称。
探测头110可采用超声波探测头或激光探测头。
探测支撑杆120的长度需保证处于工作状态时探测头110伸出无人驾驶野外车辆3的前部1米以上。
变幅驱动机构130可采用电动推杆。
变幅驱动机构130的上部耳环与下部耳环的内部需嵌入滑动轴承。
回转齿轮盘140与回转驱动齿轮170的齿数比为1:4。
回转支撑150的下部固定在无人驾驶野外车辆3的方式可采用焊接固定或多组螺栓进行固定。
回转驱动电机160为步进电机，且内置行星减速器。
回转驱动电机160的内置行星减速器的输出轴与回转驱动齿轮170可采用键连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构，其特征在于：包括左工作机构（1）、右工作机构（2）、无人驾驶野外车辆（3）；所述左工作机构（1）包括探测头（110）、探测支撑杆（120）、变幅驱动机构（130）、回转齿轮盘（140）、回转支撑（150）、回转驱动电机（160）、回转驱动齿轮（170）；
所述探测头（110）被固定在探测支撑杆（120）的上端；
所述探测支撑杆（120）上焊接有第一支撑座（121）；
所述变幅驱动机构（130）的上部耳环与第一支撑座（121）通过第一螺栓套件（131A和131B）限定，并绕第一螺栓套件（131A和131B）的轴线实现回转运动；
所述回转齿轮盘（140）上焊接有第二支撑座（141）和第三支撑座（143）；所述探测支撑杆（120）的底部连接孔与第二支撑座（141）通过第二螺栓套件（132A和132B）限定，并绕第二螺栓套件（132A和132B）的轴线实现回转运动；所述变幅驱动机构（130）的下部耳环与第三支撑座（143）通过第三螺栓套件（133A和133B）限定，并绕第三螺栓套件（133A和133B）的轴线实现回转运动；
所述回转支承（150）的上部与回转齿轮盘（140）通过6组第四螺栓套件（142A和142B）进行连接并固定；回转支承（150）的下部固定在无人驾驶野外车辆（3）的车身上；
所述回转驱动电机（160）与无人驾驶野外车辆（3）的车身通过4颗电机固定螺栓（161）进行连接并固定；
回转驱动齿轮（170）被固定在回转驱动电机（160）的转轴上，并与回转齿轮盘（140）相啮合。
2.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述右工作机构（2）与左工作机构（1）结构相同，且沿无人驾驶野外车辆（3）的车身中线对称安装。
3.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述探测头（110）可采用超声波探测头或激光探测头。
4.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述探测支撑杆（120）的长度需保证处于工作状态时探测头（110）伸出无人驾驶野外车辆（3）的前部1米以上。
5.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述变幅驱动机构（130）可采用电动推杆。
6.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述变幅驱动机构（130）的上部耳环与下部耳环的内部需嵌入滑动轴承。
7.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述回转齿轮盘（140）与回转驱动齿轮（170）的齿数比为1:4。
8.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述回转支撑（150）的下部固定在无人驾驶野外车辆（3）的方式可采用焊接固定或多组螺栓进行固定。
9.根据权利1所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述回转驱动电机（160）为步进电机，且内置行星减速器。
10.根据权利9所述一种无人驾驶野外车辆的地形探测装置的工作机构,其特征在于：所述回转驱动电机（160）的内置行星减速器的输出轴与回转驱动齿轮（170）可采用键连接。
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