一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构

技术领域

本发明涉及自动驾驶自行车技术领域，具体涉及一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构。

背景技术

随着人们对智能交通工具和无人驾驶技术的关注度持续提高，无人驾驶自行车或者说自行车机器人在这一智能交通工具概念的基础上有了初步的发展。目前，无人驾驶自行车的研究大部分研究学者都是围绕动力学建模和提出新的控制算法这两方面进行的，对其研究大都停留在理论探讨和初步试验的阶段。

现有技术中的自动驾驶自行车通过舵机与车头进行驱动，转向装置属于自动驾驶自行车电机系统，但是现有的转向装置多为外置，外部的灰尘和雨水容易造成转向装置锈蚀，从而影响转向装置的使用寿命，同时灰尘和杂质容易造成传动精度下降，导致转向不够精准。

因此，如何提供一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构，以解决现有技术所存在的问题，对其应用具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构，以解决现有的转向装置多为外置，外部的灰尘和雨水容易造成转向装置锈蚀，从而影响转向装置的使用寿命，同时灰尘和杂质容易造成转向精度下降，导致转向不够精准问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构，包括车架、前轮转向柱、防水外壳和驱动组件；

所述前轮转向柱与车架转动连接，所述防水外壳安装于车架和前轮转向柱的连接处，所述驱动组件安装于防水外壳的内部；

所述驱动组件包括齿轮锁定件、转向齿轮一、舵机支架一、转向舵机和驱动齿轮一，所述舵机支架一与车架固定连接，所述转向舵机安装于舵机支架一的顶端，所述驱动齿轮一安装于转向舵机的驱动端，所述转向齿轮一通过齿轮锁定件与前轮转向柱固定连接，所述驱动齿轮一与转向齿轮一啮合连接。

优选的，所述驱动齿轮一和转向齿轮一均为斜齿轮，所述驱动齿轮一和转向齿轮一均为斜齿轮之间设置有倾角。

优选的，所述转向齿轮一为半个斜齿轮，所述转向齿轮一的内径与前轮转向柱的直径相等，所述齿轮锁定件的形状为U型，所述齿轮锁定件和转向齿轮一之间通过固定螺丝固定连接。

优选的，所述防水外壳的顶端与前轮转向柱的顶端密封连接，所述防水外壳的底端与前轮转向柱的底端密封连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中的通过设置驱动装置来进行转向，在进行转向时，此时转向舵机通过驱动齿轮一带动转向齿轮一转动，从而使得转向柱转动，实现车辆的前轮转向，相比较现有的转向机构，本发明采用驱动齿轮一带动转向齿轮一的方式进行转向，采用硬性连接，传动误差小，转向精准。

2、本发明通过设置防水外壳来提高转向精度的，在雨天使用时，由于设置防水外壳，从而防止驱动齿轮一和转向齿轮一锈蚀，避免转向舵机短路，提高转向稳定性，并且能够进行防尘，避免灰尘杂质粘附在驱动齿轮一和转向齿轮一表面，从而进一步提高转向精度。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例一中驱动装置的结构示意图；

图3为本发明中转向齿轮一的结构示意图；

图4为实施例二的结构示意图；

图5为实施例二中驱动装置的结构示意图。

图中：1、车架；2、转向舵机；3、驱动齿轮一；4、齿轮锁定件；5、防水外壳；6、前轮转向柱；7、舵机支架一；8、转向齿轮一；9、驱动齿轮二；10、传动皮带；11、舵机支架二；12、转向齿轮二。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

请参阅图1-5，本发明提供了一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构的技术方案：

实施例一：

参照图1-3，一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构，包括车架1、前轮转向柱6、防水外壳5和驱动组件；

前轮转向柱6与车架1转动连接，防水外壳5安装于车架1和前轮转向柱6的连接处，驱动组件安装于防水外壳5的内部；

驱动组件包括齿轮锁定件4、转向齿轮一8、舵机支架一7、转向舵机2和驱动齿轮一3，舵机支架一7与车架1固定连接，转向舵机2安装于舵机支架一7的顶端，驱动齿轮一3安装于转向舵机2的驱动端，转向齿轮一8通过齿轮锁定件4与前轮转向柱6固定连接，驱动齿轮一3与转向齿轮一8啮合连接。

驱动齿轮一3和转向齿轮一8均为螺旋斜齿轮，驱动齿轮一3和转向齿轮一8的传动更加稳定，两个齿轮之间的间隙小，使得转向更加精准，占据空间小，方便安装，驱动齿轮一3和转向齿轮一8均为斜齿轮之间设置有倾角。

转向齿轮一8为半个斜齿轮，转向齿轮一8的内径与前轮转向柱6的直径相等，齿轮锁定件4的形状为U型，齿轮锁定件4和转向齿轮一8之间通过固定螺丝固定连接，方便转向齿轮一8的安装。

防水外壳5的顶端与前轮转向柱6的顶端密封连接，防水外壳5的底端与前轮转向柱6的底端密封连接。

本实施例的工作原理：

在进行转向时，此时转向舵机2通过驱动齿轮一3带动转向齿轮一8转动，从而使得转向柱6转动，实现车辆的前轮转向，相比较现有的转向机构，本发明采用齿轮传动的方式进行转向，采用硬性连接，传动误差小，转向精准，同时设置防水外壳5，在雨天使用时，由于设置防水外壳5，从而防止驱动齿轮一3和转向齿轮一8锈蚀，避免转向舵机2短路，提高转向稳定性，并且能够进行防尘，避免灰尘杂质粘附在驱动齿轮一3和转向齿轮一8表面，从而进一步提高转向精度。

实施例二：

参照图4-5，一种用于自动驾驶自行车的内置转向机构，包括车架1、前轮转向柱6、防水外壳5和驱动组件；

前轮转向柱6与车架1转动连接，防水外壳5安装于车架1和前轮转向柱6的连接处，驱动组件安装于防水外壳5的内部；

驱动组件包括转向舵机2、驱动齿轮二9、传动皮带10、舵机支架二11和转向齿轮二12，所述舵机支架二11与车架1固定连接，所述转向舵机2安装于舵机支架二11的顶端，所述驱动齿轮二9安装于转向舵机2的驱动端，所述转向齿轮二12安装于前轮转向柱6的中部，所述驱动齿轮二9和转向齿轮二12之间通过传动皮带10传动连接。

防水外壳5的顶端与前轮转向柱6的顶端密封连接，防水外壳5的底端与前轮转向柱6的底端密封连接。

本实施例的工作原理：

在进行转向时，此时转向舵机2带动驱动齿轮二9转动，驱动齿轮二9通过传动皮带10带动转向齿轮二12转动，从而使得转向柱6转动，实现车辆的前轮转向，相比较现有的转向机构，本发明采用皮带传动方式进行驱动，转向幅度大，最大程度的减小转弯半径，同时设置防水外壳5，在雨天使用时，由于设置防水外壳5，从而防止驱动齿轮二9和转向齿轮二12锈蚀，避免转向舵机2短路，提高转向稳定性，并且能够进行防尘，避免灰尘杂质粘附在驱动齿轮二9、传动皮带10和转向齿轮二12表面，从而进一步提高转向精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，其并非因此限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，通过常规的替代或者能够实现相同的功能在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和参数变更均落入本发明的保护范围内。