1.本发明涉及车辆转向系统领域，尤其涉及一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置。
背景技术：2.自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车，在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势，自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。
3.目前的自动驾驶车辆在实际运用中，由于自动驾驶统统通常为传统汽车结构之外直接控制汽车转向系统的外加装置，当自动驾驶系统损坏或不触发时，会成为原汽车转向系统的负担，造成人为自助驾驶车辆时转向困难等问题。
技术实现要素：4.(一)发明目的
5.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，以实现提高自动驾驶控制装置的功能性，降低自动驾驶控制装置与车辆原转向系统的耦合性。
6.(二)技术方案
7.为达到上述技术目的，本发明提供了一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置：
8.其包括信息采集模块、处理模块、输入模块和控制系统，所述信息采集模块和输入模块均与处理模块电连接，所述控制系统包括控制杆、万向节、转向器外壳和滚珠丝杠，所述滚珠丝杠设置在转向器外壳内，所述滚珠丝杠两端分别与转向器外壳两侧内壁转动连接并且贯穿转向器外壳，所述万向节两端分别与控制杆和滚珠丝杠端部固定连接，所述转向器外壳远离万向节的一侧固定连接有控制器外壳，所述滚珠丝杠靠近控制器外壳的一端与控制器外壳转动连接并且贯穿控制器外壳延伸至其内部，所述滚珠丝杠与转向器外壳配合有用于控制转向的转向机构，所述滚珠丝杠与控制器外壳配合有用于切换操作状态的同步机构，所述同步机构配合有用于辅助控制转向的控制机构。
9.优选的，所述转向机构包括不完全齿轮、丝杠螺母和转向杆，所述不完全齿轮和丝杠螺母均设置在转向器外壳内，所述丝杠螺母配合在滚珠丝杠上，所述转向杆垂直于滚珠丝杠设置，所述转向杆与转向器外壳转动连接并且贯穿转向器外壳，所述不完全齿轮与转向杆固定连接，所述丝杠螺母底部设置有与不完全齿轮齿形契合的齿槽，所述不完全齿轮与丝杠螺母相互啮合。
10.具体的，滚珠丝杠转动时丝杠螺母将沿滚珠丝杠位移。
11.优选的，所述同步机构包括同步块、花键轴、同步齿轮、电推缸和稳定板，所述电推缸固定连接在控制器外壳远离转向器外壳的一侧，所述电推缸的活塞杆与控制器外壳滑动连接并且贯穿控制器外壳延伸至其内部，所述稳定板固定连接在控制器外壳内，所述花键
轴与稳定板通过内齿轴承转动连接，所述花键轴穿过稳定板，所述花键轴靠近电推缸的一端与电推缸的活塞杆转动连接，所述同步块与同步齿轮分别固定连接在滚珠丝杠以及花键轴的端部并且正对设置。
12.优选的，所述同步齿轮的齿形为三角形，所述同步块靠近同步齿轮的一侧为与同步齿轮契合的槽，所述电推缸与处理模块电连接。
13.优选的，所述花键轴、同步齿轮、同步块和滚珠丝杠轴线重合，所述电推缸的活塞杆长度能够保证同步齿轮可以与同步块分合。
14.具体的，同步齿轮和同步块可分合，降低了方向控制装置与汽车转向系统的耦合性，可根据实际情况分离方向控制装置与转向系统。
15.优选的，所述控制机构包括蜗轮、固定板、伺服电机和蜗杆，所述伺服电机固定连接在控制器外壳顶部，所述蜗杆与伺服电机转轴固定连接，所述蜗杆与控制器外壳转动连接并且贯穿控制器外壳，所述蜗轮上开有与花键轴契合的齿槽并且滑动连接在花键轴上，所述蜗轮的轮毂与固定板转动连接，所述固定板底部与控制器外壳固定连接，所述蜗杆与蜗轮相互啮合。
16.具体的，电推缸带动花键轴位移时，固定板保持蜗轮位置不变，蜗轮始终与蜗杆以及花键轴啮合。
17.优选的，所述蜗轮与花键轴轴线重合，所述伺服电机与处理模块电连接。
18.优选的，所述信息采集模块用于采集道路信息，所述输入模块用于选择驾驶模式，所述处理模块用于处理信息并控制车辆运行。
19.从以上技术方案可以看出，本技术具有以下有益效果：
20.1：本发明通过设置控制机构、同步机构与转向机构配合，降低了自动驾驶方向控制装置与车辆原转向系统的耦合性，可在方向控制装置损坏情况下将其与转向系统分离，避免成为转向系统负担，方便人为自助驾驶车辆。
21.2：本发明的自动驾驶控制装置可在自动驾驶不触发时为人为自助驾驶车辆转向提供助力，使人为控制转向系统更轻松，功能性强。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
23.图1为本发明提供的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置的部分剖视结构示意图。
24.图2为本发明提供的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置的外部结构示意图。
25.图3为本发明提供的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置的转向器外壳部分剖视结构示意图。
26.图4为本发明提供的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置的控制器外壳部分剖视结构示意图。
27.图5为本发明提供的图4中a区域结构放大图。
28.图6为本发明提供的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置组件连接框图。
29.附图说明：1、控制杆；2、万向节；3、转向器外壳；4、滚珠丝杠；5、不完全齿轮；6、丝杠螺母；7、同步块；8、控制器外壳；9、蜗轮；10、花键轴；11、同步齿轮；12、固定板；13、伺服电机；14、蜗杆；15、电推缸；16、稳定板；17、转向杆。
具体实施方式
30.下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本公开、应用及用途。应当理解，在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本公开的实施方式的构思和原理，并不一定示出了本公开各个实施方式的具体尺寸及其比例。在特定的附图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本公开的实施方式的相关细节或结构。
31.参照图1-6：
32.实施例一
33.一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，包括信息采集模块、处理模块、输入模块和控制系统，信息采集模块和输入模块均与处理模块电连接，控制系统包括控制杆1、万向节2、转向器外壳3和滚珠丝杠4，滚珠丝杠4设置在转向器外壳3内，滚珠丝杠4两端分别与转向器外壳3两侧内壁转动连接并且贯穿转向器外壳3，万向节2两端分别与控制杆1和滚珠丝杠4端部固定连接，转向器外壳3远离万向节2的一侧固定连接有控制器外壳8，滚珠丝杠4靠近控制器外壳8的一端与控制器外壳8转动连接并且贯穿控制器外壳8延伸至其内部，滚珠丝杠4与转向器外壳3配合有用于控制转向的转向机构，滚珠丝杠4与控制器外壳8配合有用于切换操作状态的同步机构，同步机构配合有用于辅助控制转向的控制机构。
34.具体的,转向机构包括不完全齿轮5、丝杠螺母6和转向杆17，不完全齿轮5和丝杠螺母6均设置在转向器外壳3内，丝杠螺母6配合在滚珠丝杠4上，转向杆17垂直于滚珠丝杠4设置，转向杆17与转向器外壳3转动连接并且贯穿转向器外壳3，不完全齿轮5与转向杆17固定连接，丝杠螺母6底部设置有与不完全齿轮5齿形契合的齿槽，不完全齿轮5与丝杠螺母6相互啮合。
35.更具体的,信息采集模块用于采集道路信息，输入模块用于选择驾驶模式，处理模块用于处理信息并控制车辆运行。
36.需要说明的是，控制杆1转动时，通过万向节2带动滚珠丝杠4转动，滚珠丝杠4转动时带动丝杠螺母6沿滚珠丝杠4位移，带动不完全齿轮5转动，继而使转向杆17转动，使汽车转向。
37.实施例二
38.一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其在实施例一的基础上，同步机构包括同步块7、花键轴10、同步齿轮11、电推缸15和稳定板16，电推缸15固定连接在控制器外壳8远离转向器外壳3的一侧，电推缸15的活塞杆与控制器外壳8滑动连接并且贯穿控制器外壳8延伸至其内部，稳定板16固定连接在控制器外壳8内，花键轴10与稳定板16通过内齿轴承转动连接，花键轴10穿过稳定板16，花键轴10靠近电推缸15的一端与电推缸15的活塞杆转动连接，同步块7与同步齿轮11分别固定连接在滚珠丝杠4以及花键轴10的端部并且正对设置。
39.具体的,同步齿轮11的齿形为三角形，同步块7靠近同步齿轮11的一侧为与同步齿轮11契合的槽，电推缸15与处理模块电连接,花键轴10、同步齿轮11、同步块7和滚珠丝杠4轴线重合，电推缸15的活塞杆长度能够保证同步齿轮11可以与同步块7分合。
40.进一步的,控制机构包括蜗轮9、固定板12、伺服电机13和蜗杆14，伺服电机13固定连接在控制器外壳8顶部，蜗杆14与伺服电机13转轴固定连接，蜗杆14与控制器外壳8转动连接并且贯穿控制器外壳8，蜗轮9上开有与花键轴10契合的齿槽并且滑动连接在花键轴10上，蜗轮9的轮毂与固定板12转动连接，固定板12底部与控制器外壳8固定连接，蜗杆14与蜗轮9相互啮合,蜗轮9与花键轴10轴线重合，伺服电机13与处理模块电连接。
41.需要说明的是，伺服电机13转动时带动蜗杆14转动，蜗杆14带动蜗轮9转动，蜗轮9带动花键轴10转动，花键轴10带动同步块7转动，继而使滚珠丝杠4转动，丝杠螺母6沿滚珠丝杠4做直线运动，带动不完全齿轮5转动，进而控制汽车转向。
42.工作原理：本发明使用过程中，通过输入模块选择驾驶模式，当自动驾驶时，信息采集模块采集路面信息，处理模块采集路面信息后控制伺服电机13转动，伺服电机13转动时带动蜗杆14转动，蜗杆14带动蜗轮9转动，蜗轮9带动花键轴10转动，花键轴10带动同步块7转动，继而使滚珠丝杠4转动，丝杠螺母6沿滚珠丝杠4做直线运动，带动不完全齿轮5转动，进而控制汽车转向，当手动驾驶时，处理模块控制伺服电机13转动，提供转向力，辅助控制杆1进行转向控制，若伺服电机13故障，处理模块无法接收伺服电机13的反馈信号时，处理模块控制电推缸15收缩，拉动同步齿轮11使其与同步块7分离，降低装置对手动转向控制的影响。
43.上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。
技术特征：1.一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，包括信息采集模块、处理模块、输入模块和控制系统，其特征在于，所述信息采集模块和输入模块均与处理模块电连接，所述控制系统包括控制杆(1)、万向节(2)、转向器外壳(3)和滚珠丝杠(4)，所述滚珠丝杠(4)设置在转向器外壳(3)内，所述滚珠丝杠(4)两端分别与转向器外壳(3)两侧内壁转动连接并且贯穿转向器外壳(3)；所述万向节(2)两端分别与控制杆(1)和滚珠丝杠(4)端部固定连接，所述转向器外壳(3)远离万向节(2)的一侧固定连接有控制器外壳(8)，所述滚珠丝杠(4)靠近控制器外壳(8)的一端与控制器外壳(8)转动连接并且贯穿控制器外壳(8)延伸至其内部，所述滚珠丝杠(4)与转向器外壳(3)配合有用于控制转向的转向机构，所述滚珠丝杠(4)与控制器外壳(8)配合有用于切换操作状态的同步机构，所述同步机构配合有用于辅助控制转向的控制机构。2.根据权利要求1所述的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其特征在于，所述转向机构包括不完全齿轮(5)、丝杠螺母(6)和转向杆(17)，所述不完全齿轮(5)和丝杠螺母(6)均设置在转向器外壳(3)内，所述丝杠螺母(6)配合在滚珠丝杠(4)上，所述转向杆(17)垂直于滚珠丝杠(4)设置，所述转向杆(17)与转向器外壳(3)转动连接并且贯穿转向器外壳(3)，所述不完全齿轮(5)与转向杆(17)固定连接，所述丝杠螺母(6)底部设置有与不完全齿轮(5)齿形契合的齿槽，所述不完全齿轮(5)与丝杠螺母(6)相互啮合。3.根据权利要求1所述的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其特征在于，所述同步机构包括同步块(7)、花键轴(10)、同步齿轮(11)、电推缸(15)和稳定板(16)，所述电推缸(15)固定连接在控制器外壳(8)远离转向器外壳(3)的一侧，所述电推缸(15)的活塞杆与控制器外壳(8)滑动连接并且贯穿控制器外壳(8)延伸至其内部，所述稳定板(16)固定连接在控制器外壳(8)内，所述花键轴(10)与稳定板(16)通过内齿轴承转动连接，所述花键轴(10)穿过稳定板(16)，所述花键轴(10)靠近电推缸(15)的一端与电推缸(15)的活塞杆转动连接，所述同步块(7)与同步齿轮(11)分别固定连接在滚珠丝杠(4)以及花键轴(10)的端部并且正对设置。4.根据权利要求3所述的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其特征在于，所述同步齿轮(11)的齿形为三角形，所述同步块(7)靠近同步齿轮(11)的一侧为与同步齿轮(11)契合的槽，所述电推缸(15)与处理模块电连接。5.根据权利要求3至4任一项所述的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其特征在于，所述花键轴(10)、同步齿轮(11)、同步块(7)和滚珠丝杠(4)轴线重合，所述电推缸(15)的活塞杆长度能够保证同步齿轮(11)可以与同步块(7)分合。6.根据权利要求1所述的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其特征在于，所述控制机构包括蜗轮(9)、固定板(12)、伺服电机(13)和蜗杆(14)，所述伺服电机(13)固定连接在控制器外壳(8)顶部，所述蜗杆(14)与伺服电机(13)转轴固定连接，所述蜗杆(14)与控制器外壳(8)转动连接并且贯穿控制器外壳(8)，所述蜗轮(9)上开有与花键轴(10)契合的齿槽并且滑动连接在花键轴(10)上，所述蜗轮(9)的轮毂与固定板(12)转动连接，所述固定板(12)底部与控制器外壳(8)固定连接，所述蜗杆(14)与蜗轮(9)相互啮合。7.根据权利要求6所述的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其特征在于，所述蜗轮(9)与花键轴(10)轴线重合，所述伺服电机(13)与处理模块电连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其特征在于，所述信息采集模块用于采集道路信息，所述输入模块用于选择驾驶模式，所述处理模块用于处理信息并控制车辆运行。
技术总结本发明公开了一种基于自动驾驶的汽车方向控制装置，其包括信息采集模块、处理模块、输入模块和控制系统，控制系统包括控制杆、万向节、转向器外壳和滚珠丝杠，滚珠丝杠两端与转向器外壳转动连接，万向节两端分别与控制杆和滚珠丝杠端部固定连接，转向器外壳一侧固定连接有控制器外壳，滚珠丝杠与控制器外壳转动连接，滚珠丝杠与转向器外壳配合有转向机构，滚珠丝杠与控制器外壳配合有同步机构和控制机构。通过设置控制机构、同步机构与转向机构配合，降低了自动驾驶方向控制装置与车辆原转向系统的耦合性，在方向控制装置损坏时将其与转向系统分离；本发明的自动驾驶控制装置可在自动驾驶不触发时为人为自助驾驶车辆转向提供助力。助力。助力。
技术研发人员：何刚 张俊梅
受保护的技术使用者：云南云商汇网络科技有限公司
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/7/5
