本實(shí)用新型屬于車輛自動(dòng)剎車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于飛行器、機(jī)器人、無人駕駛車輛、工程機(jī)械等各領(lǐng)域的無人駕駛車輛自動(dòng)剎車動(dòng)能轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

在汽車工業(yè)高速發(fā)展的今日，尖端科技正不斷地植入我們?nèi)粘ｑ{駛的車輛中。高科技電子設(shè)備讓汽車變得更加“聰明”了，無人駕駛車輛將是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。汽車安全不單體現(xiàn)在堅(jiān)固的車身結(jié)構(gòu)和全方位氣囊等傳統(tǒng)安全配置上，碰撞預(yù)警系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛安全剎車系統(tǒng)將會(huì)是未來車輛的必備選擇；各車企裝備在旗下車型上各自研發(fā)的預(yù)碰撞主動(dòng)安全系統(tǒng)由旗下車型搭載，從而使汽車主動(dòng)安全性能不斷的提升。如：斯巴魯?shù)腅yeSight系統(tǒng)、凱迪拉克的FCA（Forward Collision Alert）/ACP（Automatic Collision Preparation）（前方碰撞警示/自動(dòng)防碰撞）系統(tǒng)、奔馳的Distronic Plus / Pre-Safe Brake（車距保持/預(yù)安全防護(hù)）系統(tǒng)和沃爾沃的City Safety/Collision Warning（城市安全與碰撞警告）系統(tǒng)。

斯巴魯?shù)摹癊yeSight”碰撞預(yù)警系統(tǒng)的力獅和傲虎是74款車中表現(xiàn)最佳車型，能夠使車輛在時(shí)速12英里和25英里的情況下完全停止。此系統(tǒng)是由一對(duì)電荷耦合元件（CCD圖像傳感器）的攝像機(jī)組成的雷達(dá)掃描系統(tǒng)的傳感偵測(cè)安全系統(tǒng)。 此主動(dòng)安全系統(tǒng)可以檢測(cè)包括行人在內(nèi)的前方障礙物，在時(shí)速低于19KM/小時(shí)情況下，會(huì)在儀表盤內(nèi)閃亮警告燈并給以警告音提醒，隨后自動(dòng)剎車系統(tǒng)給予輕微的剎車力，之后若駕駛者還沒有自覺的剎車動(dòng)作，程序會(huì)相應(yīng)作出判斷給以強(qiáng)烈的制動(dòng)力，瞬間剎停。而在時(shí)速高于19KM/時(shí)的情況下，EyeSight系統(tǒng)仍能夠檢測(cè)障礙物，使汽車減速以降低碰撞引起的損壞，因沒有使用本切換裝置在高速狀態(tài)下無法完全瞬間剎停。

凱迪拉克 ATS和SRX均搭載的預(yù)碰撞系統(tǒng)可在時(shí)速12英里時(shí)完全剎停，并在時(shí)速25英里中使ATS時(shí)速減少15英里、SRX時(shí)速降低19英里。預(yù)碰撞安全系統(tǒng)由凱迪拉克創(chuàng)新防碰撞技術(shù)FCA（Forward Collision Alert）/ACP（Automatic Collision Preparation）（前方碰撞警示/自動(dòng)防碰撞）構(gòu)成。該功能由位于擋風(fēng)玻璃頂端的智能攝像頭進(jìn)行監(jiān)控與前車的距離，通過圖像對(duì)比軟件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)行駛車的前車情況，如果小于安全距離系統(tǒng)就會(huì)對(duì)駕駛員進(jìn)行警示，提醒保持車距或進(jìn)行剎車，避免追尾事故的發(fā)生。此設(shè)計(jì)受天氣影響大，一旦出現(xiàn)沙城暴，雨雪天氣、大霧天氣，安全系數(shù)完全降低。

CLA憑借裝備了奔馳的Distronic Plus / Pre-Safe Brake（車距保持/預(yù)安全防護(hù)）系統(tǒng)，系統(tǒng)是基于車載雷達(dá)感應(yīng)，與主動(dòng)巡航的基礎(chǔ)上系統(tǒng)自動(dòng)偵測(cè)與前車距離。如果車輛與前車距離過近，系統(tǒng)就會(huì)顯示警告標(biāo)志，如遇前方車輛剎車時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)采取制動(dòng)措施直至剎停，避免發(fā)生碰撞。pre-Safe系統(tǒng)則通過ESP和BAS感應(yīng)器來預(yù)知危險(xiǎn)，并觸發(fā)預(yù)防措施來保護(hù)駕駛員及乘客。行駛中，由于轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度而產(chǎn)生打滑危險(xiǎn)時(shí)，pre-Safe就會(huì)啟動(dòng)，如把駕駛員和前排乘客安全帶由電動(dòng)可回拉的安全收緊器拉緊。如撞擊無法避免，該項(xiàng)功能可以確保在安全氣囊啟動(dòng)前，前排人員坐姿處于最佳防護(hù)位置，從而使安全氣囊發(fā)揮出更好的保護(hù)效果；這些調(diào)整均由座椅內(nèi)藏的電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械裝置完成。

沃爾沃在7款優(yōu)越車型中占了2款，分別是S60和XC60。2車在時(shí)速12英里時(shí)完全剎停，并在時(shí)速25英里中使S60時(shí)速減少14英里、XC時(shí)速降低11英里。沃爾沃的預(yù)碰撞安全系統(tǒng)由碰撞警告（Collision Warning）和城市安全系統(tǒng)（City Safety）組合而成。碰撞警告具備攝像頭、雷達(dá)同時(shí)偵測(cè)能力。當(dāng)與前車距離過近或路中間有行人時(shí)，會(huì)通過類似于剎車燈的警示燈亮起，提醒駕駛者注意。除碰撞警告（Collision Warning）系統(tǒng)，時(shí)速30km/h以下時(shí)啟動(dòng)，自動(dòng)偵測(cè)前方10米內(nèi)是否有靜止或移動(dòng)中的車輛。如果前車突然剎車，而駕駛員系統(tǒng)發(fā)出的警示未采取任何行動(dòng)，車輛就會(huì)自動(dòng)剎車。如果兩車的相對(duì)速度差低于15km/h，該系統(tǒng)啟動(dòng)后可以使車輛自動(dòng)剎停，避免碰撞的發(fā)生。時(shí)速大于30km/h時(shí)，安全系數(shù)急速降低。

對(duì)于市場(chǎng)上近期美國IIHS云集了配備預(yù)碰撞系統(tǒng)的74款車進(jìn)行測(cè)試，但最終只有斯巴魯、凱迪拉克、奔馳和沃爾沃這四個(gè)品牌旗下屈指可數(shù)的7款車型取得了優(yōu)越成績，在測(cè)試中真正發(fā)揮出主動(dòng)預(yù)防碰撞的效果，但安全技術(shù)方面都還需要強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

本轉(zhuǎn)換器就是針對(duì)以上技術(shù)瓶頸進(jìn)行突破，電子技術(shù)方面進(jìn)行深層次加強(qiáng)，在機(jī)械層面的安全控制也進(jìn)行了突破，安全性和操控性上得以完全發(fā)揮，本轉(zhuǎn)換器適用于無人駕駛車輛、工程機(jī)械、機(jī)器人、等領(lǐng)域，在運(yùn)作時(shí)故障率低，不產(chǎn)生火花，無靜電，防潮、耐腐蝕、優(yōu)先適合在零下45攝氏度至90攝氏度狀態(tài)下工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的就是針對(duì)上述不足之處而提供一種適用于無人駕駛車輛、工程機(jī)械、機(jī)器人、等領(lǐng)域，在運(yùn)作時(shí)故障率低，不產(chǎn)生火花，無靜電，防潮、耐腐蝕、優(yōu)先適合在零下45攝氏度至90攝氏度狀態(tài)下工作的無人駕駛車輛自動(dòng)剎車動(dòng)能轉(zhuǎn)換器。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種無人駕駛車輛自動(dòng)剎車動(dòng)能轉(zhuǎn)換器，其特征在于：包括主體、活塞芯、電磁器、彈簧和密封圈；其中，主體設(shè)有一端開口圓柱形臺(tái)階腔體，活塞芯裝于圓柱形臺(tái)階腔體的內(nèi)側(cè)腔體，電磁器裝于圓柱形臺(tái)階腔體的外側(cè)腔體；活塞芯包括內(nèi)活塞芯、外活塞芯及其之間的連接軸；內(nèi)活塞芯、外活塞芯結(jié)構(gòu)相同，均依次包括導(dǎo)流槽盤、第一止流槽盤、導(dǎo)流槽和第二止流槽盤，導(dǎo)流槽盤外周面開有軸向的槽型導(dǎo)流槽，第一止流槽盤、第二止流槽盤外周面開有止流槽，密封圈裝于止流槽內(nèi)；彈簧裝于圓柱形臺(tái)階腔體里端與內(nèi)活塞芯之間；外活塞芯的外端面裝有固定磁極；內(nèi)側(cè)腔體的長度大于活塞芯的軸向長度；主體上相對(duì)當(dāng)彈簧處于張開狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)流槽盤位置分別設(shè)有第二導(dǎo)流孔、第四導(dǎo)流孔，相對(duì)內(nèi)側(cè)腔體里端設(shè)有第一導(dǎo)流孔，相對(duì)連接軸位置設(shè)有第三導(dǎo)流孔；在第一導(dǎo)流孔與第二導(dǎo)流孔之間的主體上設(shè)有第五導(dǎo)流孔，在第三導(dǎo)流孔與第四導(dǎo)流孔之間的主體上設(shè)有第六導(dǎo)流孔。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的主體為長方體、圓柱體或其它不規(guī)則形體。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的彈簧是O形形狀，一端頂住內(nèi)側(cè)腔體里端，另一端與前活塞芯導(dǎo)流槽盤的槽型導(dǎo)流槽一端對(duì)接。

本實(shí)用新型由于采用由主體、活塞芯、電磁器、彈簧和密封圈構(gòu)成的無人駕駛車輛自動(dòng)剎車動(dòng)能轉(zhuǎn)換器，其中，主體設(shè)有一端開口圓柱形臺(tái)階腔體，活塞芯裝于圓柱形臺(tái)階腔體的內(nèi)側(cè)腔體，電磁器裝于圓柱形臺(tái)階腔體的外側(cè)腔體，活塞芯包括內(nèi)活塞芯、外活塞芯及其之間的連接軸，內(nèi)活塞芯、外活塞芯結(jié)構(gòu)相同，均依次包括導(dǎo)流槽盤、第一止流槽盤、導(dǎo)流槽和第二止流槽盤，導(dǎo)流槽盤外周面開有軸向的槽型導(dǎo)流槽，第一止流槽盤、第二止流槽盤外周面開有止流槽，密封圈裝于止流槽內(nèi)，彈簧裝于圓柱形臺(tái)階腔體里端與內(nèi)活塞芯之間；外活塞芯的外端面裝有固定磁極，內(nèi)側(cè)腔體的長度大于活塞芯的軸向長度，主體上相對(duì)當(dāng)彈簧處于張開狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)流槽盤位置分別設(shè)有第二導(dǎo)流孔、第四導(dǎo)流孔，相對(duì)內(nèi)側(cè)腔體里端設(shè)有第一導(dǎo)流孔，相對(duì)連接軸位置設(shè)有第三導(dǎo)流孔，在第一導(dǎo)流孔與第二導(dǎo)流孔之間的主體上設(shè)有第五導(dǎo)流孔，在第三導(dǎo)流孔與第四導(dǎo)流孔之間的主體上設(shè)有第六導(dǎo)流孔，因而槽型導(dǎo)流槽在默認(rèn)狀態(tài)下，與第五導(dǎo)流孔、第六導(dǎo)流孔處于常通狀態(tài)，在自動(dòng)剎車狀態(tài)下，人工剎車踩下時(shí)，油的壓力大于電磁體磁極的壓力，活塞芯高壓腔被壓縮，自動(dòng)剎車泵第三導(dǎo)流孔與第五導(dǎo)流孔斷開，人工剎車第一導(dǎo)流孔與第五導(dǎo)流孔導(dǎo)通，液體油通過第一導(dǎo)流孔從槽型導(dǎo)流槽通過第五導(dǎo)流孔流通；當(dāng)自動(dòng)剎車系統(tǒng)控制未解除時(shí)，腳剎松開，槽型導(dǎo)流槽油壓降低，活塞高壓腔壓力減小，活塞芯被彈回，環(huán)形導(dǎo)通通道，轉(zhuǎn)入自動(dòng)剎車；當(dāng)電磁體控制信號(hào)解除，活塞芯復(fù)位，環(huán)形通道斷開，自動(dòng)切換到槽型導(dǎo)流槽通道默認(rèn)導(dǎo)通，轉(zhuǎn)入人工剎車狀態(tài)，電磁體無控制信號(hào)時(shí)，槽型導(dǎo)流槽通道默認(rèn)導(dǎo)通，人工剎車時(shí)液體往返從第一導(dǎo)流孔、槽型導(dǎo)流槽、第五導(dǎo)流孔通道流通。本實(shí)用新型具有運(yùn)作時(shí)故障率低、不產(chǎn)生火花、無靜電、防潮、耐腐蝕、優(yōu)先適合在零下45攝氏度至90攝氏度狀態(tài)下工作的特點(diǎn)。本實(shí)用新型主要適用于無人駕駛車輛、工程機(jī)械、機(jī)器人等領(lǐng)域的自動(dòng)剎車動(dòng)能轉(zhuǎn)換器。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的立體剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1的仰視圖。

圖4為本實(shí)用新型活塞芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的活塞芯的立體示意圖一。

圖6為本實(shí)用新型的活塞芯的立體示意圖二。

圖中：1. 第一止流槽；2. 第二止流槽；3. 活塞芯；4. 高壓緩沖腔；5. 電磁器；6. 主體；7. 連接軸導(dǎo)流槽；8.導(dǎo)流槽；9.前腔導(dǎo)流槽；10. 第一導(dǎo)流孔；11. 第三導(dǎo)流孔；12. 外側(cè)腔體；13. 第四導(dǎo)流孔；14. 第二導(dǎo)流孔；15. 內(nèi)側(cè)腔體；16. 第五導(dǎo)流孔；17. 第六導(dǎo)流孔；18. 槽型導(dǎo)流槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。

本實(shí)用新型無人駕駛車輛自動(dòng)剎車動(dòng)能轉(zhuǎn)換器包括主體6、活塞芯3、電磁器5、彈簧和密封圈。其中，主體6為長方體，也可為圓柱體、多邊形柱體或其它不規(guī)則形體。主體6設(shè)有一端開口圓柱形臺(tái)階腔體，活塞芯3裝于圓柱形臺(tái)階腔體的內(nèi)側(cè)腔體15，電磁器5裝于圓柱形臺(tái)階腔體的外側(cè)腔體12。活塞芯3包括內(nèi)活塞芯、外活塞芯及其之間的連接軸。內(nèi)活塞芯、外活塞芯結(jié)構(gòu)相同，均依次包括導(dǎo)流槽盤、第一止流槽盤、導(dǎo)流槽8和第二止流槽盤。導(dǎo)流槽盤外周面開有軸向的槽型導(dǎo)流槽18，第一止流槽盤外周面開有第一止流槽1，第二止流槽盤外周面開有第二止流槽2，第一止流槽1、第二止流槽2內(nèi)裝密封圈。連接軸外形成連接軸導(dǎo)流槽7。彈簧裝于圓柱形臺(tái)階腔體里端與內(nèi)活塞芯之間。外活塞芯的外端面裝有固定磁極。內(nèi)側(cè)腔體15的長度大于活塞芯3的軸向長度，內(nèi)側(cè)腔體15里端腔形成前腔導(dǎo)流槽9，后端腔形成高壓緩沖腔4。主體6上相對(duì)當(dāng)彈簧處于張開狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)流槽盤位置分別設(shè)有第二導(dǎo)流孔14、第四導(dǎo)流孔13，相對(duì)內(nèi)側(cè)腔體里端設(shè)有第一導(dǎo)流孔10，相對(duì)連接軸位置設(shè)有第三導(dǎo)流孔11。在第一導(dǎo)流孔10與第二導(dǎo)流孔14之間的主體上設(shè)有第五導(dǎo)流孔16，在第三導(dǎo)流孔11與第四導(dǎo)流孔13之間的主體上設(shè)有第六導(dǎo)流孔17。

第一導(dǎo)流孔10、第二導(dǎo)流孔14直接分別接人工剎車泵和自動(dòng)剎車泵，第五導(dǎo)流孔16直接分別接ABS的進(jìn)油口的R和L管路。圓柱形臺(tái)階腔體與主體6全部導(dǎo)油孔直接連通，圓柱形臺(tái)階腔體入口用電磁器5封閉，外卡簧固定。圓柱形臺(tái)階腔體入口也可用密封蓋活塞封閉，外卡簧固定，密封蓋活塞適用于使用外在電磁輔助器。

活塞芯3是一圓柱體，在橫截面上開有環(huán)形導(dǎo)流槽8和一端開有一個(gè)槽型導(dǎo)流槽18，槽型導(dǎo)流槽18的一端通過一彈簧與圓柱形臺(tái)階腔體底端相連，另外一端頂部中心位置裝有磁極N或S，與電磁器5的電磁體線圈中心對(duì)應(yīng)，活塞芯3與電磁器5中間留有空間形成一個(gè)磁體高壓腔（高壓緩沖腔）4，此高壓腔也可用O型彈簧取代，電磁體不工作，用外在電磁輔助器推動(dòng)電磁體往復(fù)工作，切換通道。環(huán)形導(dǎo)流槽8通道用于自動(dòng)剎車通道，環(huán)形導(dǎo)流槽8兩邊開有環(huán)形密封圈槽（止流槽），密封圈槽安裝密封圈用于防止液體與其它導(dǎo)流槽會(huì)流，也可減少活塞芯3與圓柱形臺(tái)階腔體之間的摩擦。在液體密度大時(shí)，活塞芯密封圈槽可以考慮不需要安裝密封圈。槽型導(dǎo)流槽18在默認(rèn)狀態(tài)下，與第五導(dǎo)流孔16、第六導(dǎo)流孔17處于常通狀態(tài)。有槽型導(dǎo)流槽18的一端與主體活塞缸底端（N端）一側(cè)對(duì)應(yīng)插入；槽型導(dǎo)流槽18用于人工剎車通道，槽型導(dǎo)流槽18無法與該路第一導(dǎo)流孔10完全斷開，在自動(dòng)剎車狀態(tài)下，人工剎車踩下時(shí)，油的壓力大于電磁體磁極的壓力，活塞芯高壓腔被壓縮，自動(dòng)剎車泵第三導(dǎo)流孔14與第五導(dǎo)流孔16斷開，人工剎車第一導(dǎo)流孔10與第五導(dǎo)流孔16導(dǎo)通，液體油通過第一導(dǎo)流孔10從槽型導(dǎo)流槽18通過第五導(dǎo)流孔16流通。當(dāng)自動(dòng)剎車系統(tǒng)控制未解除時(shí)，腳剎松開，槽型導(dǎo)流槽18油壓降低，活塞高壓腔壓力減小，活塞芯3被彈回，環(huán)形導(dǎo)通通道，轉(zhuǎn)入自動(dòng)剎車。當(dāng)電磁體控制信號(hào)解除，活塞芯3復(fù)位，環(huán)形通道斷開，自動(dòng)切換到槽型導(dǎo)流槽18通道默認(rèn)導(dǎo)通，轉(zhuǎn)入人工剎車狀態(tài)，電磁體無控制信號(hào)時(shí)，槽型導(dǎo)流槽18通道默認(rèn)導(dǎo)通，人工剎車時(shí)液體往返從第一導(dǎo)流孔10、槽型導(dǎo)流槽18、第五導(dǎo)流孔16通道流通。

電磁器5起轉(zhuǎn)換定位作用，內(nèi)部采用多扎線圈串聯(lián)產(chǎn)生磁場(chǎng)，高壓腔采用磁場(chǎng)的同性相斥異性相吸的原理設(shè)計(jì)，活塞芯槽型導(dǎo)流槽18的另一端裝有固定磁極N或S，當(dāng)電磁器5有控制信號(hào)時(shí)，線圈通電，中心點(diǎn)產(chǎn)生N或S磁場(chǎng)，當(dāng)電磁器5靠近活塞芯3一端與活塞芯磁極相同時(shí)，在磁體同性相斥的反作用力下，活塞芯3被推入內(nèi)側(cè)腔體的底端，環(huán)形導(dǎo)流槽8通道導(dǎo)通，自動(dòng)剎車泵油壓通道導(dǎo)通，自動(dòng)剎車。電磁器5主要實(shí)現(xiàn)第五導(dǎo)流孔16與第一導(dǎo)流孔10或第三導(dǎo)流孔11通道之間的切換通斷而設(shè)定的定位輔助器。

彈簧是O形形狀，安裝在內(nèi)側(cè)腔體15內(nèi)，一端頂住內(nèi)側(cè)腔體15里端，另一端與前活塞芯導(dǎo)流槽盤的槽型導(dǎo)流槽18一端對(duì)接。在電磁器5無控制信號(hào)時(shí)，活塞芯3通過彈簧的張力復(fù)位到內(nèi)側(cè)腔體15入口的頂端，確保槽型導(dǎo)流槽18通道默認(rèn)導(dǎo)通。

第一導(dǎo)流孔10（腳剎通道）和第二導(dǎo)流孔14（自動(dòng)剎車泵通道）, 第一導(dǎo)流孔10在有液壓輸入時(shí)優(yōu)先導(dǎo)通；油的壓力大于電磁體磁極的壓力，活塞芯高壓腔被壓縮，自動(dòng)剎車泵通道斷開，人工剎車通道導(dǎo)通，液體油通過第二導(dǎo)流孔14從槽型導(dǎo)流槽18通過進(jìn)入第五導(dǎo)流孔16，當(dāng)自動(dòng)剎車系統(tǒng)控制未解除時(shí)，腳剎松開，槽型導(dǎo)流槽18油壓降低，活塞高壓腔壓力減小，活塞芯3被彈回，環(huán)形通道導(dǎo)通，轉(zhuǎn)入自動(dòng)剎車，當(dāng)電磁器5控制信號(hào)解除，活塞芯3復(fù)位，環(huán)形通道斷開，自動(dòng)切換到槽型導(dǎo)流槽18通道默認(rèn)導(dǎo)通，轉(zhuǎn)入人工剎車狀態(tài)，電磁器5無控制信號(hào)時(shí)，槽型導(dǎo)流槽18通道默認(rèn)導(dǎo)通。

因?yàn)榇藭r(shí)活塞芯3默認(rèn)被回位彈簧復(fù)位，當(dāng)液體或氣體通過第一導(dǎo)流孔10注入時(shí)，通過活塞的前腔導(dǎo)流槽9流出到達(dá)第五導(dǎo)流孔16輸出或回流，第四導(dǎo)流孔13截止；當(dāng)電磁器5有控制信號(hào)后，活塞芯3被強(qiáng)力推入主體活塞缸的N端，第一導(dǎo)流孔10截止；此時(shí)第二導(dǎo)流孔14注入油、氣等液體進(jìn)入活塞芯的導(dǎo)流槽8流出到達(dá)第五導(dǎo)流孔16輸出或回流。