[实用新型]一种汽车无人驾驶机器人

说明书

本实用新型提供了一种代替人类完成驾驶汽车操作的无人驾驶机器人，主要包括转向机械手、换挡机械手机箱、换挡机械手控制结构、换挡机械手、机械腿机箱和机械腿，机械腿包括离合器机械腿、制动器机械腿和油门机械腿，通过机械腿的运动来踩动汽车的离合器、制动器和油门；换挡机械手控制结构主要通过旋转杆二自由度结构实现汽车的选档换挡操作；转向机械手则可以实现方向盘的转向操作，三条机械腿放置在机械腿机箱当中，机械腿机箱设置在驾驶室座位上，换挡机械手机箱底部与机械腿机箱顶部固连，转向机械手固定在换挡机械手机箱顶部，另外，驾驶机器人能够适应不同的汽车驾驶室，无需改变汽车驾驶室内的结构，且拆卸方便。

技术领域

本实用新型属于汽车自动驾驶领域，具体是一种汽车无人驾驶机器人。

背景技术

近年来，汽车工业快速发展，汽车的普及极大地便利了人们的生产和生活。但是，由于长时间的开车，驾驶员会产生疲劳。对于驾驶员来说，开车不仅是时间的损耗，还是精力的损耗。伴随着智能化技术以及自动化技术的发展，人们需求一种能够代替自己完成驾驶操作的机器人。在车辆试验中，由于要获得大量的数据，就需要对车辆做大量的试验。如果是人来驾驶车辆进行试验，很容易发生事故，利用无人驾驶机器人则可以很好的解决这个问题，并且提高试验的效率以及精度。而且，将驾驶机器人应用于核电站、重化工等存在严重污染的场合时，可以减轻人类的劳动强度，降低恶劣环境对人体造成的伤害，提高试验结果的客观性与准确性。

目前驾驶机器人转向机械手在结构和驱动方式上主要有以下几种：中国专利201410174404.2公开了一种汽车自动驾驶机器人。它的方向盘控制结构主要是由一个盘式中空电机驱动，通过电机转动一定角度以及速度来控制转向柱运动，从而带动车轮转动。该装置在紧急断电的情况下会失去对转向柱的控制能力，同时人可以转定方向盘来控制汽车以应对紧急情况。但是，这种装置仍然需要驾驶员的干预，没有完全解放驾驶员。

中国专利201410392104.1公开了一种用于汽车试验的高性能自主驾驶机器人，其方向盘控制部分由夹持装置和转向部分组成，但是夹持装置结构复杂，而且装置倾斜，在汽车行驶过程中，存在稳定性问题。

中国专利201710164083.1公开了一种汽车驾驶机器人转向机械手，其主要由方向盘夹持装置、转动装置、位置调整结构三部分组成。通过伺服电机驱动，经过联轴器，实现对方向盘的转动要求。但是电机倾斜，而且立杆需要承受电机的重力，保持一定的角度，在汽车的长时间行驶过程中容易出现问题。

目前换挡机械手结构和驱动方式主要有：中国专利200420027440.8公开了一种七连杆双自由度闭链换挡机械手，其换挡机械手使用两个气缸进行驱动，优点结构简单，柔性好，缺点在于需要气源，增加了系统结构重量，同时由于气体压缩性比较大，造成精度低。

中国专利CN 103631144 A公开了一种电磁驱动汽车驾驶机器人，其换挡机械手采用电磁直线执行器直接驱动。但是其电磁直线执行器直接与机械手相连易由于换挡选档操作产生位移偏移，影响后续挂档换挡精度。

中国专利CN 1058655805 A公开了一种用于汽车实验的电磁驱动驾驶机器人，换挡机械手部分仍采用七连杆机构，实现了机械上的解耦，电机采用“伺服电机+伺服电机”，整体系统质量较大，装置比较复杂。

目前驾驶机器人机械腿在结构和驱动方式上主要有以下几种：中国专利 CN1621990A公开了一种汽车实验用气电混合式驾驶机器人，其离合、制动机械腿采用带锁气缸驱动，其优点是具有人类驾驶员肌肉的快速性和柔顺性，缺点是定位控制难度大、气源的获取比较困难。其油门机械腿采用“电机+减速齿轮”，其优点是定位精度高，缺点是安装的精度要求比较高、结构复杂。

中国专利CN 106932205 A公开了一种基于直线电机驱动的汽车驾驶机器人，其驾驶机械腿采用“直线电机+连杆机构”，这种结构定位精度高、反应迅速，缺点是无紧急情况下的应急机构，安全性较低。