[发明专利]电磁驱动汽车驾驶机器人

说明书

技术领域

本发明属于汽车驾驶机器人技术领域，特别是一种电磁驱动汽车驾驶机器人。

背景技术

驾驶机器人是指无需对车辆进行改装，可无损安装在驾驶室内，并适应于各种车型，替代驾驶员在危险条件和恶劣环境下进行车辆驾驶的工业机器人。利用驾驶机器人进行汽车试验、仿生残疾者驾驶汽车操作或应用于核电站、重化工等存在严重污染的场合时，可减轻人类劳动强度，降低危险恶劣环境对人类的伤害，提高试验结果的客观性和准确度、残疾者驾驶汽车能力以及安全性。另外，智能车辆是将汽车作为一个整体进行考虑，把车辆作为移动机器人进行改装或重新设计，对汽车的操纵机构甚至动力系统等进行了比较多的改造，或者重新设计，一旦该车辆任何一部分损坏，就无法继续进行作业。而驾驶机器人并非构建在特殊的车辆上，不需要对车辆进行改造，而是可以无损地安装到各种规格的汽车上，一旦车辆损坏，该机器人可以换装在另一台车上使用。

目前国内外已经公开的汽车驾驶机器人在结构和驱动方式上主要有几种：1）液压驱动。液压驱动方式的缺点在于对油的密封性要求高，机构复杂，此方式目前已被淘汰，未见国内外公开报道。2）气动驱动。中国专利200410065844.0“汽车试验用气电混合式驾驶机器人”利用带锁气缸驱动驾驶机器人的换挡机械手、制动机械腿和离合器机械腿，但其机构复杂，实现轨迹控制和多点准确定位（如换挡）很困难，在实车自动驾驶试验中气源的获取比较困难。3）电机+减速齿轮。中国专利200410065844.0“汽车试验用气电混合式驾驶机器人”利用旋转步进电机并通过减速齿轮传递扭矩，驱动驾驶机器人的油门机械腿，但这种结构对安装的精度要求比较高，结构复杂。5）电机+拉丝。中国专利201110264908.X“滑轮钢丝式汽车试验驾驶机器人”利用伺服电机和减速机、驱动杆、压缩弹簧、钢丝绳、大滑轮和小滑轮来驱动汽车试验驾驶机器人，但这种结构过于复杂，定位精度低，执行机构必须始终处于工作状态。5）电机+滚珠丝杠。美国专利5372035“底盘测功机上用于驾驶汽车的机器人”利用旋转直流伺服电机并通过滚珠丝杠传递扭矩，驱动驾驶机器人的换挡机械手、油门机械腿、制动机械腿和离合器机械腿，但其结构复杂，体积较大，传动效率低，控制精度难以控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单轻巧、无需中间传动环节、体积小、重量轻、定位和控制精度高、实时性好、适合便携车载的电磁驱动汽车驾驶机器人。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种电磁驱动汽车驾驶机器人，包括机座、机械腿、机械腿控制器、换挡机械手、换挡机械手控制器、汽车车速测量模块、发动机转速测量模块、运动控制模块、数据采集与信号调理模块和驾驶机器人实时控制计算机，机械腿与机械腿控制器连接，换挡机械手与换挡机械手控制器连接，机械腿控制器和换挡机械手控制器与机座连接，机械腿控制器和换挡机械手控制器都与运动控制模块、数据采集与信号调理模块连接，运动控制模块和数据采集与信号调理模块与驾驶机器人实时控制计算机连接，机械腿控制器包括机械腿电磁直线执行器、机械腿电磁直线执行器控制单元和机械腿电磁直线执行器直线位移及电流传感器，机械腿电磁直线执行器与机械腿连接，机械腿电磁直线执行器控制单元和机械腿电磁直线执行器直线位移及电流传感器与机械腿电磁直线执行器连接；换挡机械手控制器包括选挡机械手电磁直线执行器、挂档机械手电磁直线执行器、换挡机械手电磁直线执行器控制单元、选挡机械手电磁直线执行器直线位移及电流传感器、挂挡机械手电磁直线执行器直线位移及电流传感器，选挡机械手电磁直线执行器和挂档机械手电磁直线执行器都与机座和换挡机械手电磁直线执行器控制单元连接，选挡机械手电磁直线执行器直线位移及电流传感器与选挡机械手电磁直线执行器连接，挂挡机械手电磁直线执行器直线位移及电流传感器与挂档机械手电磁直线执行器连接，换挡机械手电磁直线执行器控制单元和机械腿电磁直线执行器控制单元与运动控制模块连接，选挡机械手电磁直线执行器直线位移及电流传感器、挂挡机械手电磁直线执行器直线位移及电流传感器、机械腿电磁直线执行器直线位移及电流传感器、汽车车速测量模块及发动机转速测量模块分别与数据采集与信号调理模块连接。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

（1）本发明采用电磁直线执行器直接驱动驾驶机器人油门、制动、离合器机械腿和换挡机械手等执行机构动作，无需中间传动环节，减小了体积，降低了重量，大大提高了定位和控制精度，实时性更好。

（2）本发明采用了新的机械腿结构，能够更加适应各种车型，且调整起来更加方便。