[发明专利]一种适用于无人驾驶方程式赛车的自动转向离合装置

说明书

本发明公开了一种适用于无人驾驶方程式赛车的自动转向离合装置，主要由直流伺服电机、行星齿轮减速器、自制离合器和锥齿轮组组成，自制离合器由小电机、拉杆、连接轴、连轴、连接盘和连盘等零部件构成。该装置通过自制离合器来实现直流伺服电机和行星齿轮减速器与传统转向机构的连接和分离，解决了无人方程式赛车在无人驾驶状态下，可以通过直流伺服电机连接传统转向机构实现无人自动转向功能；但是在切换成有人驾驶时，直流伺服电机和行星齿轮减速器的转动阻力会导致驾驶员转向困难的难题，同时还解决了部分装置中有人与无人两种驾驶状态切换不灵敏的问题。本发明结构新颖、占用体积小。为无人驾驶方程式赛车自动转向装置的设计提供了新的思路。

技术领域

本申请涉及方程式赛车技术领域，尤其涉及一种适用于无人驾驶方程式赛车的自动转向离合装置。

背景技术

近几年来随着科学技术突飞猛进的发展，出现了很多便利民生、服务于民的科学技术。而在这些新兴的领域中，无人驾驶技术尤为突出。它由各个领域先进技术相互融合而成，是计算机科学、图像识别、环境融合、人工智能技术等结合而发展出来的产物。无人驾驶车辆势必会是未来车辆发展的重要方向。

随着无人驾驶技术的发展，中国大学生无人驾驶方程式大赛也逐渐兴起。国内各大高校也都积极参与，为无人驾驶领域的技术开发注入了新的力量。而转向作为赛车中最基本最不可或缺的性能之一，有着很大的研究价值，也一直在吸引和考验着技术人员。而对于目前的无人方程式赛车转向系统而言，各大高校也分别针对比赛规则中的要求，在保证驾驶员能开的基础上实现赛车的无人驾驶功能。

实用新型专利CN208069787U提供了一种无人驾驶电动赛车线控化转向系统，该方案设计系统中有两个滑道，在两个滑道的内部分别装有第一和第二齿条总成。第一齿条总成与转向器齿轮啮合，第二齿条总成与电机输出轴上齿轮相啮合。有人驾驶时，驾驶员转动方向盘，通过转向器齿轮带动第一齿条总成进而拉动横拉杆实现转向；无人驾驶时，电机转动通过输出轴齿轮带动第二齿条总成进而拉动横拉杆实现转向。虽然这可以在驾驶员能开的基础上实现赛车的无人驾驶功能，但是在有人驾驶时，电机的转动阻力可能会加重驾驶员的转向负担。

发明专利申请CN111267942A公开了一种无人驾驶赛车转向离合机构。该装置可安装于方程式赛车的底盘转向器部位。无人驾驶状态下时，通过伺服电机输入力矩，经锥齿轮组改变其力矩传递方向后，输入到转向器中，进而实现转向；而在有人驾驶状态下时，伺服电机被其下方的小电机通过滚珠丝杆带动，从而使锥齿轮的啮合分离。这样，人转动方向盘时，也就不会受到伺服电机转动阻力的影响。但是在实际运用过程中，由于转向系统零件之间存在间隙以及在无人方程式赛车行驶过程中产生的扰动，可能会导致齿轮在分离之后，往往无法再次顺利啮合，这将影响到有人与无人两种转向状态切换的正常进行。

而实用新型专利CN212099046U提供了一种无人方程式赛车转向系统的自动和手动切换装置。利用直流式电磁铁和直流式电磁铁芯通电后相互吸引的特性，来实现有人与无人两种驾驶状态下转向的切换。无人驾驶时，直流式电磁铁断电，主动齿轮与从动齿轮完全啮合，转向舵机驱动主动齿轮，通过从动齿轮传动，带动齿轮轴、进而带动转向齿条平移实现转向；而有人驾驶时，直流式电磁铁通电，吸引直流式电磁铁芯，直流式电磁铁芯带动主动齿轮与从动齿轮分离，使舵机转动阻力不会影响到车手驾驶。但是该装置也存在着齿轮分离之后，再次切换为无人驾驶状态时，齿轮无法顺利啮合的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种适用于无人驾驶方程式赛车的自动转向离合装置。在保证无人方程式赛车驾驶员能开的前提下，实现了赛车无人驾驶的功能。并且由于自制离合器的安装与使用，可以随时实现直流伺服电机和行星齿轮减速器与传统转向机构的连接和分离。进而防止了在有人驾驶状态时，直流伺服电机和行星齿轮减速器转动阻力加重驾驶员的转向负担。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

一种适用于无人驾驶方程式赛车的自动转向离合装置，其特征在于，包括有人转向机构和无人转向系统；