[发明专利]一种无人驾驶纯电动卡车及其车辆转向系统

说明书

本申请公开了一种车辆转向系统，包括驱动电机、齿轮箱、用于控制车辆方向的方向机、方向盘、扭力传感器、角度传感器和自动转向控制器；齿轮箱内设有驱动轴和从动轴；从动轴与驱动轴啮合，从动轴的一端与方向机连接，另一端与扭力传感器的端部连接，扭力传感器远离从动轴的一端与方向盘连接；自动转向控制器用于实时切换自动驾驶模式与人工驾驶模式，还用于控制驱动电机转动。本申请所提供的车辆转向系统，可以实现自动驾驶模式与人工驾驶模式自动切换，无需增加额外操作，结构简单，可直接在现有非无人驾驶的车辆上加装，改装成本低。本申请还公开了一种包括上述车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车。

技术领域

本申请涉及无人驾驶车辆领域，特别是涉及一种车辆转向系统。此外，本申请还涉及一种包括上述车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车。

背景技术

无人驾驶车辆是汽车行业未来的重要发展方向之一，近年来在车辆技术领域备受关注。无人驾驶车辆集视觉感知、人工智能、规划控制等多学科技术于一体，它不仅在搜救、救援、侦察等危险任务中具有重要的应用价值，而且对于缓解交通拥挤、提高交通安全等方面都有很大的现实意义和发展潜力。目前，世界上许多国家都在大力研究无人驾驶技术，极大地推动了无人驾驶技术的发展。

自动转向装置是无人驾驶车辆非常重要的部分，它能够自主地控制车辆转向角，使得车辆按照期望轨迹行驶。现有技术中的自动转向装置结构复杂，在自动驾驶模式与人工驾驶模式切换时，需要额外给系统输入指令才能实现切换，并且，大部分采用带传动或链条传统，传动效率低，转角误差大，采用齿轮传动的装置中，一般齿轮箱结构复杂，控制繁琐。另外，现有技术需要在转向轮上增加角度传感器，对需要改制的工作量大。

因此，如何提高车辆转向系统的自动化程度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

申请内容

本申请的目的是提供一种车辆转向系统，该车辆转向系统高度集成化，结构简单，机械体积小。本申请的另一目的是提供一种包括上述车辆转向系统的无人驾驶纯电动卡车。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种车辆转向系统，包括驱动电机、齿轮箱、用于控制车辆方向的方向机、方向盘、用于获取所述方向盘与所述齿轮箱之间扭力的扭力传感器、用于获取车辆转向角度的角度传感器和自动转向控制器；所述齿轮箱内设有驱动轴和从动轴，所述驱动轴的一端与所述驱动电机连接，另一端与所述角度传感器连接；所述从动轴与所述驱动轴啮合，所述从动轴的一端与所述方向机连接，另一端与所述扭力传感器的端部连接，所述扭力传感器远离所述从动轴的一端与所述方向盘连接；所述自动转向控制器用于根据所述扭力传感器获取的扭力变化实时切换自动驾驶模式与人工驾驶模式，还用于根据车辆外部环境信息以及所述角度传感器的获取信息控制所述驱动电机转动。

优选的，还包括扭力过渡轴、转向管柱和转向管柱套筒；所述扭力过渡轴的一端与所述从动轴连接，另一端与所述扭力传感器的端部连接；所述扭力传感器远离所述扭力过渡轴的一端与所述转向管柱套筒连接，所述转向管柱位于所述转向管柱套筒内部，所述转向管柱远离所述扭力传感器的一端与所述方向盘连接。

优选的，所述扭力过渡轴与所述从动轴之间还设有电滑环。

优选的，还包括安装板、用于安装所述驱动电机的电机安装支架、用于安装所述角度传感器的角度传感器安装支架，以及用于安装所述电滑环的电滑环安装支架，所述齿轮箱、所述电机安装支架、所述角度传感器安装支架和所述电滑环安装支架均通过螺栓安装在所述安装板上。

优选的，所述扭力过渡轴的上下两端分别设有扭力传感器上部安装法兰和扭力传感器下部安装法兰，所述扭力传感器上部安装法兰与所述转向管柱套筒的法兰盘螺栓连接，所述扭力传感器下部安装法兰与所述扭力过渡轴的法兰盘螺栓连接。

优选的，所述转向管柱与所述方向盘之间设有第一万向节，所述从动轴与所述方向机之间设有第二万向节。