无人驾驶汽车换挡装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922434753.4 (22)申请日 2019.12.30 (73)专利权人 常州加美科技有限公司 地址 213000 江苏省常州市钟楼区玉龙南 路213号高新科技服务创业中心1001 室 (72)发明人 付云飞萨如拉 (51)Int.Cl. F16H 59/10(2006.01) F16H 59/12(2006.01) F16H 61/30(2006.01) F16H 63/50(2006.01) (54)实用新型名称 无人驾驶汽车换挡装置 (57)摘要 本实用新型涉及。

2、无人驾驶汽车领域， 尤其涉 及无人驾驶汽车换挡装置， 包括换挡执行机构、 连接装置、 控制器以及手动阀。 其中， 所述换挡执 行机构包括操作手柄、 换挡杆、 切换按钮、 操作面 板、 壳体、 连杆、 齿轮、 齿条、 安装座、 电动机、 底座 和编码器； 所述连接装置包括三角板和支撑铰 座； 所述手动阀包括手动阀体和手动阀活塞杆。 所述换挡执行机构的操作手柄上设有切换按钮， 所述切换按钮与控制器用电线连接， 以便于完成 手动换挡和自动换挡两种换挡方式之间的互相 切换。 所述连接装置用于在换挡执行机构和手动 阀之间进行连接。 本实用新型可使得无人驾驶汽 车在手动换挡和自动换挡两种换挡方式之间互 相。

3、切换， 结构简单， 体积小， 传动效率高。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 212318755 U 2021.01.08 CN 212318755 U 1.无人驾驶汽车换挡装置， 其特征在于， 所述装置包括换挡执行机构、 连接装置、 控制 器以及手动阀； 所述换挡执行机构包括操作手柄、 换挡杆、 切换按钮、 操作面板、 壳体、 连杆、 齿轮、 齿 条、 安装座、 电动机、 底座和编码器； 所述连接装置包括三角板和支撑铰座； 所述手动阀包括手动阀体和手动阀活塞杆。 2.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车换挡装置， 其特征在于： 所述换挡执行机构的操 作手柄上设有切换按钮， 所述切换按钮。

4、与控制器用电线连接， 以便于完成手动换挡和自动 换挡两种换挡方式的互相切换。 3.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车换挡装置， 其特征在于： 所述连接装置的三角板 的三个角上分别设有第一铰接孔、 第二铰接孔和第三铰接孔。 4.根据权利要求3所述的无人驾驶汽车换挡装置， 其特征在于： 所述连杆的一端通过球 形轴头与换挡杆固定连接， 所述连杆的另一端与齿条的一端铰接， 所述齿条的另一端铰接 在三角板的第一铰接孔上； 所述手动阀活塞杆铰接在三角板的第二铰接孔上； 所述三角板的第三铰接孔和支撑铰座铰接， 所述支撑铰座通过螺钉固定安装在车架 上。 5.根据权利要求4所述的无人驾驶汽车换挡装置， 其特征在于。

5、： 所述齿条和齿轮通过安 装座啮合装配， 所述齿轮通过齿轮轴转动安装在安装座的齿轮安装孔上， 所述齿轮轴与电 动机的输出轴通过联轴器连接； 所述安装座用螺钉固定安装在车座上， 所述安装座上设有滑槽， 所述齿条上设有滑块， 所述齿条的滑块与安装座的滑槽配合滑动。 6.根据权利要求5所述的无人驾驶汽车换挡装置， 其特征在于： 所述电动机通过底座固 定安装在车架上， 所述电动机的尾端设有编码器， 所述编码器与控制器用电线连接， 以便于 精确控制电动机的旋转速度和角度。 7.根据权利要求4所述的无人驾驶汽车换挡装置， 其特征在于： 所述球形轴头转动套设 在轴瓦中， 所述轴瓦通过轴瓦固定座固定安装在壳体。

6、里。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212318755 U 2 无人驾驶汽车换挡装置 技术领域 0001 本实用新型涉及无人驾驶汽车领域， 尤其涉及无人驾驶汽车换挡装置。 背景技术 0002 随着汽车工业的发展和电控技术的进步， 有人驾驶汽车一步一步往无人驾驶汽车 发展。 现在无人驾驶汽车初步发展到高度自动驾驶阶段， 即在驾驶员监控的情况下， 让汽车 提供长时间或短时间的自动控制行驶。 这种无人驾驶汽车通常具备无人驾驶和有人驾驶两 种驾驶模式， 当路况合适时， 可开启无人驾驶模式， 当路况复杂时则可随时切换至有人驾驶 模式。 0003 换挡杆作为使用频次非常高的装置， 直接影响着汽车的驾驶。

7、安全。 然而， 目前无人 驾驶和有人驾驶之间切换过程产生的对于换挡器挡位的控制鲜有人问津， 现有技术中还没 有相应的机构能够用于解决此问题。 传统汽车中的自动变速器主要通过人工手动移动换挡 杆进行控制， 尚未与无人驾驶技术结合， 这一定程度上制约着无人驾驶汽车的智能化进程。 实用新型内容 0004 本实用新型的目的是提供无人驾驶汽车换挡装置， 来解决以上背景技术部分提到 的技术问题。 0005 为了解决上述技术问题， 本实用新型提供的技术方案为： 无人驾驶汽车换挡装置， 包括换挡执行机构、 连接装置、 控制器以及手动阀。 0006 进一步， 所述换挡执行机构包括操作手柄、 换挡杆、 切换按钮、。

8、 操作面板、 壳体、 连 杆、 齿轮、 齿条、 安装座、 电动机、 底座和编码器。 0007 进一步， 所述连接装置包括三角板和支撑铰座。 0008 进一步， 所述手动阀包括手动阀体和手动阀活塞杆。 0009 进一步， 所述换挡执行机构的操作手柄上设有切换按钮， 所述切换按钮与控制器 用电线连接， 以便于完成手动换挡和自动换挡两种换挡方式的互相切换。 0010 进一步， 所述连接装置的三角板的三个角上分别设有第一铰接孔、 第二铰接孔和 第三铰接孔。 0011 进一步， 所述连杆的一端通过球形轴头与换挡杆固定连接， 所述连杆的另一端与 齿条的一端铰接， 所述齿条的另一端铰接在三角板的第一铰接孔上。

9、。 所述手动阀活塞杆铰 接在三角板的第二铰接孔上。 所述三角板的第三铰接孔和支撑铰座铰接， 所述支撑铰座通 过螺钉固定安装在车架上。 0012 进一步， 所述齿条和齿轮通过安装座啮合装配， 所述齿轮通过齿轮轴转动安装在 安装座的齿轮安装孔上， 所述齿轮轴与电动机的输出轴通过联轴器连接。 所述安装座用螺 钉固定安装在车座上， 所述安装座上设有滑槽， 所述齿条上设有滑块， 所述齿条的滑块与安 装座的滑槽配合滑动。 0013 进一步， 所述电动机通过底座固定安装在车架上， 所述电动机的尾端设有编码器， 说明书 1/3 页 3 CN 212318755 U 3 所述编码器与控制器用电线连接， 以便于精。

10、确控制电动机的旋转速度和角度。 0014 进一步， 所述球形轴头转动套设在轴瓦中， 所述轴瓦通过轴瓦固定座固定安装在 壳体里。 0015 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果为： 提供无人驾驶汽车换挡装置， 通过控 制器和编码器控制电动机的转速和转向， 精度较高； 采用齿轮齿条传动， 传动效率高； 用切 换按钮实现手动换挡和自动换挡两种方式的自由切换， 结构简单。 附图说明 0016 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 0017 图1是本实用新型无人驾驶汽车换挡装置结构示意图。 0018 图2是本实用新型无人驾驶汽车换挡装置换挡杆和连杆连接处的结构示意图。 0019 图3是本实用新。

11、型无人驾驶汽车换挡装置安装座的结构示意图。 0020 图中： 1操作手柄、 2换挡杆、 3切换按钮、 4操作面板、 5换挡直线形槽孔、 6挡位标识、 7壳体、 8连杆、 9齿条、 10齿轮、 11电动机、 12编码器、 13控制器、 14三角板、 15支撑铰座、 16手 动阀活塞杆、 17手动阀体、 18油液、 19第一铰接孔、 20第二铰接孔、 21第三铰接孔、 22底座、 23 安装座、 24滑块、 25滑槽、 26球形轴头、 27轴瓦、 28轴瓦固定座、 29齿轮安装孔。 具体实施方式 0021 现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。 这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本。

12、实用新型的基本结构， 因此其仅显示与本实用新型有关的构成。 0022 如图1所示， 本实用新型提供了无人驾驶汽车换挡装置， 包括换挡执行机构、 连接 装置、 控制器13以及手动阀。 其中， 所述换挡执行机构包括操作手柄1、 换挡杆2、 切换按钮3、 操作面板4、 壳体7、 连杆8、 齿轮10、 齿条9、 安装座23、 电动机11、 底座22和编码器12。 所述连 接装置包括三角板14和支撑铰座15。 所述手动阀包括手动阀体17和手动阀活塞杆16。 0023 所述换挡执行机构用于驱动手动阀活塞杆16将油液18进不同控制油路改变挡位。 所述换挡机构的操作手柄1固定安装在换挡杆2的上端。 所述换挡杆。

13、2设置在操作面板4的换 挡直线形槽孔5中， 所述操作面板4上换挡直线形槽孔5的一旁设有挡位标识6， 即 “P、 R、 N、 D、 S、 L” 。 所述换挡执行机构的操作手柄1上设有切换按钮3， 所述切换按钮3与控制器13用电线 连接， 以便于完成手动换挡和自动换挡两种换挡方式的互相切换。 0024 所述连接装置用于在换挡执行机构和手动阀之间进行连接。 所述连接装置的三角 板14的三个角上分别设有第一铰接孔19、 第二铰接孔20和第三铰接孔21。 0025 所述连杆8设置在壳体7下端的换挡直线形槽孔5中， 所述连杆8的一端通过球形轴 头26与换挡杆2固定连接， 所述连杆8和换挡杆2能够绕所述球形。

14、轴头26转动， 所述连杆8和 换挡杆2的连接部分位于壳体7内。 所述连杆8的另一端与齿条9的一端铰接， 所述齿条9的另 一端铰接在三角板14的第一铰接孔19上。 所述手动阀活塞杆16铰接在三角板14的第二铰接 孔20上。 所述三角板14的第三铰接孔21和支撑铰座15铰接， 所述支撑铰座15通过螺钉固定 安装在车架上。 0026 如图1和图3所示， 所述齿条9和齿轮10通过安装座23啮合装配， 所述齿轮10通过齿 轮轴转动安装在安装座23的齿轮安装孔29上， 所述齿轮轴与电动机11的输出轴通过联轴器 说明书 2/3 页 4 CN 212318755 U 4 连接。 所述安装座23用螺钉固定安装在。

15、车座上， 所述安装座23上设有滑槽25， 所述齿条9上 设有滑块24， 所述齿条9的滑块24与安装座23的滑槽25配合滑动。 0027 所述电动机11通过底座22卧式地固定安装在车架上， 所述电动机11的尾端设有编 码器12， 所述编码器12与控制器13用电线连接， 以便于精确控制电动机11的旋转速度和角 度。 具体地说， 控制器13驱动电动机11运转， 电动机11带着编码器12旋转， 编码器12将旋转 位移转换成一串数字脉冲信号发送给控制器13， 控制器13分析编码器12反馈的信号， 再控 制电动机11的动作。 0028 如图2所示， 所述球形轴头26转动套设在轴瓦27中， 所述轴瓦27通过。

16、轴瓦固定座28 固定安装在壳体7里。 所述轴瓦27用青铜、 减摩合金等耐磨材料制成， 所述轴瓦27和球形轴 头26采用间隙配合由一层很薄的油膜起润滑作用。 0029 本实用新型无人驾驶汽车换挡装置的使用方法： 0030 初始手动换挡状态： 此时电动机11处于断电状态， 驾驶员可以手动换挡。 驾驶员以 掌心贴住操作手柄1， 用手腕力量把换挡杆2前推或后拉， 将换挡杆2在操作面板4的换挡直 线形槽孔5中移动至相应的挡位标识6位置， 连杆8通过球形轴头26和轴瓦27之间的转动跟 着换挡杆2在壳体7下端的换挡直线形槽孔5中移动， 进而带动齿条9的滑块24在安装座23的 滑槽25里滑动， 通过三角板14。

17、将手动阀活塞杆16移动， 让手动阀里的油液18进相应的控制 油路改变挡位。 0031 切换到自动换挡状态： 驾驶员用手指按下操作手柄1上的切换按钮3， 切换按钮3向 控制器13发送信号， 控制器13给电动机11发出指令， 电动机11通电转动， 编码器12跟着转动 并将脉冲信号反馈给控制器13， 控制器13分析编码器12反馈的信号， 再精确控制电动机11 动作， 电动机11带动齿轮10旋转， 通过齿轮10和齿条9的啮合传动齿条9的滑块24在安装座 23的滑槽25里滑动从而使三角板14转动， 带动手动阀活塞杆16将手动阀里的油液18进相应 的控制油路改变挡位。 0032 结束自动换挡状态： 驾驶员用手按下切换按钮3， 电动机11断电， 换挡工作由驾驶 员通过换挡杆2控制。 0033 以上述依据本实用新型的理想实施例为启示， 通过上述的说明内容， 相关工作人 员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内， 进行多样的变更以及修改。 本项实 用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容， 必须要根据权利要求范围来确定其技术 性范围。 说明书 3/3 页 5 CN 212318755 U 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 212318755 U 6 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 212318755 U 7 。