無人駕駛智能車轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)

無人駕駛智能車轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)(論文說明書12000字,CAD圖5張)
摘要
隨著互聯網技術在各行各業蓬勃發展，無人駕駛技術正成為全球頂尖設計師想要拿下的桂冠。然而，目前無人駕駛技術的研究遇到許多瓶頸，無人駕駛轉向系統的設計是其中最關鍵的部分之一。
本文介紹了一個無人駕駛智能車的轉向系統設計過程，這種轉向系統分為兩大塊。其中，控制部分是利用傳感器、數據采集系統和車載電腦完成道路信息采集和決策，并將指令輸送給機械操縱機構實現自主轉向。機械部分是以電機為動力源，通過齒輪傳動，帶動齒輪齒條式轉向器運作，隨之帶動轉向軸等操縱機構轉動。本文首先分析了國內外無人駕駛轉向系統的研究現狀，根據相關資料明確了設計技術路線，然后據此確定了控制部分的大體方案，具體設計了轉向器類型和計算了齒輪齒條的具體參數、進行了轉向梯形的基本優化、完成了操縱機構防傷和電機設計等工作，最后在一些必要的部分完成了相關零件的應力校核等工作。
關鍵詞：無人駕駛；轉向系統；齒輪齒條式轉向器；轉向梯形優化
Abstract   
With the rapid development of Internet technology in all walks of life, driverless technology is becoming the crown of the world's top designers. However, the current research on driverless technology has encountered many bottlenecks, and the design of the driverless steering system is one of the most critical parts.
This paper introduces the steering system design process of an unmanned smart car, which is divided into two large blocks. Among them, the control part uses the sensor, the data acquisition system and the on-board computer to complete the road information collection and decision-making, and delivers the command to the mechanical control mechanism to realize the autonomous steering. The mechanical part is based on the motor as the power source. Through the gear transmission, the rack and pinion steering gear is driven to operate, and then the steering mechanism such as the steering shaft is driven to rotate. This paper first analyzes the research status of the unmanned steering system at home and abroad, and clarifies the design technical route based on the relevant data. Then, based on this, the general scheme of the control part is determined, and the steering gear type and the specific parameters of the rack and pinion are calculated. The basic optimization of the steering trapezoid was carried out, the anti-injury of the operating mechanism and the motor design were completed, and finally the stress check of the relevant parts was completed in some necessary parts.
Keywords: driverless; steering system; rack and pinion steering; steering trapezoidal optimization

轉向系統相關參數確定
經過前期調研，本設計整車參數的的目標車型即為寶駿E200，相關參數如表2.1所示：
表2.1寶駿E200整車相關參數
尺寸參數    長/寬/高    2479mm/1526mm/1616mm
    軸距    1600mm
    前輪輪距    1310mm
質量參數    整備質量    842kg
    滿載質量    1022kg
其他可能影響轉向設計參數    驅動方式    前置前驅
    助力類型    電動助力
    前懸架類型    麥弗遜式獨立懸架
為了保證校核具有良好的通過性，在最大轉角時的最小轉彎半徑為軸距的2-2.5倍。根據整車數據，設計轉向半徑為R_min=3600m，主銷間距定位K=825mm，前輪輪距B_1=1310mm。
由此，可依據阿克曼轉角關系得轉向輪外輪最大轉角為
θ_0max=arctan L/(R_min-(B_1-K)/2)=25.48˚
轉向輪內輪最大轉角為
θ_1max=arccot⁡（cotθ_0max-K/L）=32.28˚
即轉向輪外輪最大轉角為25.48˚，內輪最大轉角為32.28 ˚。
 

目錄
第一章緒論    1
1.1國外研究現狀分析    1
1.2國內研究現狀分析    2
1.3研究目的及意義    2
第二章轉向系統技術方案    4
2.1轉向系統簡述    4
2.2無人駕駛轉向系統設計方法    4
2.3轉向系統相關參數確定    4
2.4轉向系統技術方案選定    5
第三章轉向器的設計    7
3.1確定轉向器類型    7
3.2齒輪齒條轉向器基本設計    8
3.2.1輸入輸出形式    8
3.2.2齒輪齒條形式選擇    8
3.2.3布置形式    9
3.3轉向器具體參數設計    9
3.3.1轉向系統載荷和傳動比計算    9
3.3.2齒輪齒條機構設計要求    10
3.3.3齒輪齒條具體參數設計    11
3.3.4 轉向器校核    13
第四章轉向傳動機構    15
4.1概述    15
4.2阿克曼條件    15
4.3確定優化的目標函數    16
4.3.1約束條件    17
4.3.2函數優化結果    17
4.4轉向傳動機構部件的設計    17
4.4.1球頭銷    17
4.4.2轉向橫拉桿    18
第五章操縱機構    19
第六章電機及相關件設計    20
6.1電機布置位置    20
6.2電機選型    20
6.3電機齒輪參數    21
6.4分離器設計    21
結論    23
參考文獻    24
致謝    25