CN114407850A - 无人驾驶汽车线控制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人驾驶汽车线控制动装置，包括制动主缸、制动推杆及连接于制动推杆与动力输入端之间的传动组件，所述制动推杆通过内活塞与制动主缸配合形成活塞结构；所述传动组件包括与动力输入端连接的一级传动组件、连接于一级传动组件与制动推杆之间的二级传动组件，所述一级传动组件用于对动力输入端的输入转速进行降速和换向，所述二级传动组件用于接收一级传动组件的转速并将周向运动转化为轴向运动进而推动制动推杆的轴向运动推动内活塞使制动主缸内形成高压油。本发明能够达到更为高效稳定制动效果，在优化传统制动装置设计的基础上实现大功率传动，并保证产生较大的制动力矩以及制动过程中的良好制动平均减速度。

Description

无人驾驶汽车线控制动装置
技术领域
本发明涉及无人驾驶汽车线控制动技术领域，具体涉及一种无人驾驶汽车线控制动装置。
背景技术
线控技术是汽车智能化及无人驾驶的四大核心技术(精确定位、路径规划、环境感知、线控执行)之一，线控制动***是汽车线控***的一个重要组成部分。无人驾驶汽车的线控制动***具有在汽车需要减速或者制动的时候进行制动动作的功能。线控制动***关乎无人驾驶汽车的行驶安全与驻车安全，***功能必须满足汽车制动的要求，在接收到制动信号后能够按照指令自动进行制动动作，完成无人汽车的减速和停车动作。
线控制动***目前分为电子液压制动***(EHB)和电子机械制动*** (EMB)。电子液压制动***通过电子踏板传感器将电子信号传递给电子控制单元(ECU)，高压液压控制单元自动调节车轮压力。本发明的无人汽车线控制动装置巧妙的利用机械结构改变了力的传递方式与方向，使整个***布局设计更加灵活，同时大幅度的提高了制动***的机械稳定性。
因此，为解决以上问题，需要一种无人驾驶汽车线控制动装置，能够提供一种更为高效稳定的线控液压制动***的制动效果，在优化传统制动装置设计的基础上实现大功率传动，并保证产生较大的制动力矩以及制动过程中的良好制动平均减速度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供无人驾驶汽车线控制动装置，能够提供一种更为高效稳定的线控液压制动***的制动效果，在优化传统制动装置设计的基础上实现大功率传动，并保证产生较大的制动力矩以及制动过程中的良好制动平均减速度。
本发明的无人驾驶汽车线控制动装置，包括制动主缸、制动推杆及连接于制动推杆与动力输入端之间的传动组件，所述制动推杆通过内活塞与制动主缸配合形成活塞结构；
所述传动组件包括与动力输入端连接的一级传动组件、连接于一级传动组件与制动推杆之间的二级传动组件，所述一级传动组件用于对动力输入端的输入转速进行降速和换向，所述二级传动组件用于接收一级传动组件的转速并将周向运动转化为轴向运动进而推动制动推杆的轴向运动推动内活塞使制动主缸内形成高压油。
进一步，所述一级传动组件包括涡轮、蜗杆及齿轮轴，所述蜗杆与动力输入端连接，所述涡轮固定设置于所述齿轮轴上，且所述涡轮与蜗杆啮合，动力从蜗杆传递至涡轮再到齿轮轴，所述涡轮与齿轮轴之间通过键槽进行周向定位再通过卡簧进行轴向定位，实现涡轮与齿轮轴之间的动力传递。
进一步，所述二级传动组件包括太阳行星齿轮系、丝杆及滑动推杆，所述丝杆与所述滑动推杆螺纹配合，所述滑动推杆末端与制动推杆动力传递连接，所述太阳行星齿轮系包括太阳齿轮、行星齿轮、行星架及内齿环，所述太阳齿轮与所述齿轮轴连接，所述行星架与所述行星齿轮连接，所述行星齿轮啮合于所述太阳齿轮与内齿环之间，所述丝杆与所述行星架固定连接并随行星架同步转动，所述滑动推杆被周向限位地与所述丝杆螺纹配合将丝杆的周向运动转化为滑动推杆的轴向移动，动力从太阳齿轮传递至行星齿轮至行星架至丝杆再到滑动推杆，本发明中的行星齿轮设置为3个，将太阳齿轮的转动通过行星轮传递至行星架上。
进一步，还包括壳体，所述壳体包括一级壳体和二级壳体，所述一级传动组件位于所述一级壳体内，所述齿轮轴通过轴承与所述一级壳体之间单自由度可转动配合，所述二级传动组件位于所述二级壳体内，且所述制动推杆的一端延伸出所述二级壳体，所述丝杆通过轴承与所述二级壳体之间单自由度可转动配合，所述丝杆与轴承配合的表面位置为光滑表面，其余表面为螺纹段并与所述滑动推杆螺纹配合。
进一步，所述二级壳体外侧还设置有用于对滑动推杆进行周向限位的限位组件，所述限位组件包括位移杆、限位槽和具有位移传感器的伸缩臂，所述位移杆与所述滑动推杆固定连接，所述限位槽开设于所述二级壳体上沿所述滑动推杆的轴向移动方向延伸，所述位移杆位于所述限位槽内，所述位移传感器位于所述伸缩臂上用于测量所述滑动推杆的移动距离。
进一步，所述一级壳体与二级壳体之间具有动力传递通道，且一级壳体与二级壳体之间通过螺栓连接，本发明的一级传动组件和二级传动组件采用蜗轮蜗杆与行星齿轮机构传递在增大了机械传动比的同时改变了动力输入的方向，方便布置。
进一步，所述制动推杆末端与所述制动推杆的输入端固定连接。
进一步，所述动力输入端为电机。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种无人驾驶汽车线控制动装置，可以改变传统线控***的动力输入方向，将周向扭矩转换成轴向推力，有利于***设计的更多元化；该装置采用行星齿轮组大幅度增大了制动***的机械传动比，实现了结构紧凑的大功率传动，有利于***提供足够的制动力，且机械寿命较长。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为本发明的等轴侧示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为图1的俯视图，图3为图1的左视图，图4为本发明的等轴侧示意图如图所示，本实施例中的无人驾驶汽车线控制动装置包括制动主缸10、制动推杆9及连接于制动推杆9与动力输入端之间的传动组件，所述制动推杆9通过内活塞与制动主缸10配合形成活塞结构；
所述传动组件包括与动力输入端连接的一级传动组件、连接于一级传动组件与制动推杆9之间的二级传动组件，所述一级传动组件用于对动力输入端的输入转速进行降速和换向，所述二级传动组件用于接收一级传动组件的转速并将周向运动转化为轴向运动进而推动制动推杆9的轴向运动推动内活塞使制动主缸10内形成高压油通过油管到达制动器，进而推动活塞使制动元件动作形成制动器制动力。
本实施例中，所述一级传动组件包括涡轮3、蜗杆2及齿轮轴16，所述蜗杆2与动力输入端连接，所述涡轮3固定设置于所述齿轮轴16上，且所述涡轮 3与蜗杆2啮合，动力从蜗杆2传递至涡轮3再到齿轮轴16，所述涡轮3与齿轮轴16之间通过键槽进行周向定位再通过卡簧15进行轴向定位，实现涡轮3 与齿轮轴16之间的动力传递。
本实施例中，所述二级传动组件包括太阳行星齿轮4系、丝杆11及滑动推杆6，所述丝杆11与所述滑动推杆6螺纹配合，所述滑动推杆6末端与制动推杆9动力传递连接，所述太阳行星齿轮4系包括太阳齿轮17、行星齿轮4、行星架13及内齿环14，所述太阳齿轮17与所述齿轮轴16连接，所述行星架13 与所述行星齿轮4连接，所述行星齿轮4啮合于所述太阳齿轮17与内齿环14 之间，所述丝杆11与所述行星架13固定连接并随行星架13同步转动，所述滑动推杆6被周向限位地与所述丝杆11螺纹配合将丝杆11的周向运动转化为滑动推杆6的轴向移动，动力从太阳齿轮17传递至行星齿轮4至行星架13至丝杆11再到滑动推杆6，本发明中的行星齿轮4设置为3个，将太阳齿轮17的转动通过行星轮传递至行星架13上。
本实施例中，还包括壳体，所述壳体包括一级壳体1和二级壳体8，所述一级传动组件位于所述一级壳体1内，所述齿轮轴16通过轴承12与所述一级壳体1之间单自由度可转动配合，所述二级传动组件位于所述二级壳体8内，且所述制动推杆9的一端延伸出所述二级壳体8，所述丝杆11通过轴承12与所述二级壳体8之间单自由度可转动配合，所述丝杆11与轴承12配合的表面位置为光滑表面，其余表面为螺纹段并与所述滑动推杆6螺纹配合。
本实施例中，所述二级壳体8外侧还设置有用于对滑动推杆6进行周向限位的限位组件，所述限位组件包括位移杆5、限位槽和具有位移传感器7的伸缩臂，所述位移杆5与所述滑动推杆6固定连接，所述限位槽开设于所述二级壳体8上沿所述滑动推杆6的轴向移动方向延伸，所述位移杆5位于所述限位槽内，所述位移传感器7位于所述伸缩臂上用于测量所述滑动推杆6的移动距离。
本实施例中，所述一级壳体1与二级壳体8之间具有动力传递通道，且一级壳体1与二级壳体8之间通过螺栓连接，本发明的一级传动组件和二级传动组件采用蜗轮蜗杆2与行星齿轮4机构传递在增大了机械传动比的同时改变了动力输入的方向，方便布置。
本实施例中，所述制动推杆9末端与所述制动推杆9的输入端固定连接。
本实施例中，所述动力输入端为电机。
本实施例中，蜗杆2一端设有盲孔、键槽，且一级壳体1在此处设计法兰面，方便电机的固定安装，同时蜗杆2通过轴承12与一级壳体配合装配。蜗轮 3通过键槽与卡簧15固定于齿轮轴16。电机输入的转矩可以通过蜗轮3蜗杆2 和齿轮轴16传至太阳行星齿轮系，并将输入扭矩初次放大。太阳行星齿轮系中行星架13与丝杆11一体成型，大幅度的提高了机构的工作稳定性和减少了机械零件所占空间。
太阳齿轮17随着齿轮轴16转动的同时，行星齿轮4将围绕着太阳齿轮17 转动，三个行星齿轮4带动行星架13转动，进而带动丝杆11做绕丝杆11轴线的旋转运动。丝杆11与滑动推杆6通过螺纹配合，将丝杆11的旋转运动转化成滑动推杆6的轴向运动。丝杆11通过角接触轴承12与二级壳体8配合，可以提高***稳定性。制动推杆9与滑动推杆6通过销连接，滑动推杆6轴向运动的同时带动制动推杆9与内活塞在制动主缸10内部做活塞往复运动。二级壳体8相对应部分挖有一轴向的滑槽，滑动推杆6上固定有一位移杆5，位移杆限位于滑槽内对滑动推杆6进行周向限位并起到导向的作用。位移传感器7安装于位移杆5上并通过电路连入ECU，对滑动推杆6进行位移实时监控。当位移量超限时ECU将做出合理的动作以避免***的非正常动作。制动主缸10通过法兰面与二级壳体8固定，制动主缸10上油管连接至各制动器油缸以实现动力的传输。
根据附图所示，当制动执行时，电机转动，扭矩通过蜗轮3蜗杆2与太阳行星齿轮系将扭矩增大的同时并把其转化为滑动推杆6相对于制动主缸10的轴向运动，进而推动活塞向制动主缸10内移动，制动主缸10内形成高油压，将高压油压入各个制动器进而产生制动器制动力，从而实现制动。
根据附图所示，当制动解除时，电机反向运动，蜗轮3蜗杆2、行星齿轮4 组等机械机构反向运动，滑动推杆6往回运动，活塞在油压以及制动推杆9的作用下往回运动。制动主缸10内油压下降，制动解除。
本发明公开的一种无人驾驶汽车线控制动装置，可以改变传统线控***的动力输入方向，将周向扭矩转换成轴向推力，有利于***设计的更多元化；该装置采用行星齿轮组大幅度增大了制动***的机械传动比，实现了结构紧凑的大功率传动，有利于***提供足够的制动力，且机械寿命较长。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：包括制动主缸、制动推杆及连接于制动推杆与动力输入端之间的传动组件，所述制动推杆通过内活塞与制动主缸配合形成活塞结构；
所述传动组件包括与动力输入端连接的一级传动组件、连接于一级传动组件与制动推杆之间的二级传动组件，所述一级传动组件用于对动力输入端的输入转速进行降速和换向，所述二级传动组件用于接收一级传动组件的转速并将周向运动转化为轴向运动进而推动制动推杆的轴向运动推动内活塞使制动主缸内形成高压油。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：所述一级传动组件包括涡轮、蜗杆及齿轮轴，所述蜗杆与动力输入端连接，所述涡轮固定设置于所述齿轮轴上，且所述涡轮与蜗杆啮合，动力从蜗杆传递至涡轮再到齿轮轴。
3.根据权利要求2所述的无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：所述二级传动组件包括太阳行星齿轮系、丝杆及滑动推杆，所述丝杆与所述滑动推杆螺纹配合，所述滑动推杆末端与制动推杆动力传递连接，所述太阳行星齿轮系包括太阳齿轮、行星齿轮、行星架及内齿环，所述太阳齿轮与所述齿轮轴连接，所述行星架与所述行星齿轮连接，所述行星齿轮啮合于所述太阳齿轮与内齿环之间，所述丝杆与所述行星架固定连接并随行星架同步转动，所述滑动推杆被周向限位地与所述丝杆螺纹配合将丝杆的周向运动转化为滑动推杆的轴向移动，动力从太阳齿轮传递至行星齿轮至行星架至丝杆再到滑动推杆。
4.根据权利要求3所述的无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：还包括壳体，所述壳体包括一级壳体和二级壳体，所述一级传动组件位于所述一级壳体内，所述齿轮轴通过轴承与所述一级壳体之间单自由度可转动配合，所述二级传动组件位于所述二级壳体内，且所述制动推杆的一端延伸出所述二级壳体，所述丝杆通过轴承与所述二级壳体之间单自由度可转动配合。
5.根据权利要求4所述的无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：所述二级壳体外侧还设置有用于对滑动推杆进行周向限位的限位组件，所述限位组件包括位移杆、限位槽和具有位移传感器的伸缩臂，所述位移杆与所述滑动推杆固定连接，所述限位槽开设于所述二级壳体上沿所述滑动推杆的轴向移动方向延伸，所述位移杆位于所述限位槽内，所述位移传感器位于所述伸缩臂上用于测量所述滑动推杆的移动距离。
6.根据权利要求5所述的无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：所述一级壳体与二级壳体之间具有动力传递通道，且一级壳体与二级壳体之间通过螺栓连接。
7.根据权利要求3所述的无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：所述制动推杆末端与所述制动推杆的输入端固定连接。
8.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车线控制动装置，其特征在于：所述动力输入端为电机。
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