[发明专利]滑轮钢丝式汽车试验驾驶机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够在汽车试验中，代替人类驾驶员的电动式驾驶装置。属于汽车试验自动驾驶装置技术领域。

背景技术

近年来，汽车保有量快速增长，导致汽车排放尾气中的有害物质所造成的污染问题逐渐凸显。为此，国家颁布并实施了严格的汽车排放标准以限制尾气中有害物质的含量。耐久性循环试验时间长，在试验过程中车速跟踪的准确性和重复性精度依赖于试验人员的驾驶技巧和反应速度，而且循环车速不断地改变，试验要求车辆速度误差必须控制在2km/h内，因而会降低排放试验数据的可靠性。测功机设备发出的噪声，车辆排放的尾气对空气环境的污染，长时间枯燥的驾驶均会对驾驶员造成一定的伤害。因此，需要用汽车耐久性试验驾驶机器人来替代人类驾驶员进行试验，使用汽车耐久性试验驾驶机器人可以保证试验数据的客观性和准确性，减轻了驾驶人员的疲劳，降低了恶劣环境对试验人员的伤害。此外，将汽车耐久性驾驶机器人应用于排放耐久性试验，还可以缩短试验时间，大幅度减少试验费用，提高试验效率。

国外的汽车试验发展起步较早，国外公司的机器人技术资料保密，不对外公开。研制这类机器人的公司主要有，日本小野株式会社(ONOSOKKI)、AUTOPILOT、HORIBA等公司等公司，美国的LBECO公司，英国的MIRA、Froude Consine、Anthony Best Dynamics等公司。

国内的200410065844.0号专利是描述驾驶机器人的。其利用步进电机控制油门，实现油门位置的精确定位。制动器、离合器以及换挡机械手使用汽缸作为动力源，通过相应的气阀调节来实现快速的动作。由于气体的压缩性大，对速度和位置进行精确控制比较困难，并且阻尼效果不理想。现场机器人控制计算机根据驾驶动作要求，控制电机和汽缸完成驾驶动作和时序之间的配合。该机器人的油门机械腿只靠电力驱动，在试验进行的过程中车辆正以某一时速行驶，如果由于某些因素造成电力突然中断，那么该驾驶机器人的油门机械腿将停留在当前位置，无法自动回收抬起油门踏板，对于车辆及试验人员存在一定的安全隐患。

汽车耐久性试验驾驶机器人的执行机构基本相似，包括油门机械腿，制动机械腿，离合器机械腿，换挡机械手。汽车耐久性试验驾驶机器人按照其驱动方式分为三类，包括液压驱动，气压驱动和电机驱动三种基本类型。液压驱动的缺点是对于含有液压油元件的密封要求高，如果泄露将造成环境污染，管路结构复杂，维护要求高；气压驱动的气体压缩性大，对速度和位置的精确控制困难，阻尼效果差。电机驱动又可以分为普通交直流电机和伺服电机，普通交直流电机控制性能差，惯性大，不易精确定位；伺服电机的体积小，控制性能好，控制灵活性强，可以实现对速度和位置的精确控制。

对于汽车试验驾驶机器人的机械传动形式，可采用齿轮齿条式，这种形式的优点是定位精确，缺点是结构复杂，齿条行程大，整机尺寸大；角度控制二力杆式，优点是结构简单，免维护，但是控制复杂；滑轮钢丝式结构紧凑，缩小整机体积，易于安装和维护，控制精确。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可以代替人类驾驶员，进行汽车试验，尤其是耐久性试验的电动驾驶机器人装置。其能够适应不同类型，不同换挡形式的车辆，在不对车辆进行改造的基础上，安装在驾驶室内。并且可以协调控制油门机械腿，制动机械腿，离合机械腿以及换挡机械手，遵循试验工况要求，实现汽车的启动，换挡，加速，稳速，减速，怠速等工况，顺利完成试验。

一种滑轮钢丝式汽车试验驾驶机器人，包括固定底板、设置在其上的转动底板，结构相同的离合器机械腿，制动器机械腿和油门机械腿以及换档机械手，每个机械腿设置在转动底板上，由结构相同的相应的驱动单元驱动，均可沿着踏板踩踏方向做往复直线运动，所述的机械腿包括伸缩杆外管、内管，球形万向关节和使机械腿固定在踏板上的夹板，所述的驱动单元包括伺服电机和减速机、驱动杆、压缩弹簧、钢丝绳、大滑轮和小滑轮，大滑轮与输出轴的轴套固定连接，大滑轮下端面与小滑轮的水平面相切，钢丝绳一端缠绕在大滑轮上，小滑轮固定在转动底板上，通过小滑轮使钢丝绳运动方向与大滑轮旋转方向垂直，钢丝绳的另一端与驱动杆后端固接；压缩弹簧的前端固定，后端与驱动杆后端连接；驱动杆穿过减速机输出轴的轴承座，前端与球形万向关节的非转动部分固定连接；机械腿的伸缩杆内管与球形万向关节非转动端连接，球形万向关节的转动部分与踏板夹固定连接。