1. 研究目的与意义（文献综述）

曾经，只出现在电影中的自动驾驶汽车，一次次地勾起人们对自动驾驶时代的向往，今天，自动驾驶这一课题，已经成为了全球汽车产业的一大热门，无论是奥迪、宝马这样的传统车企、还是诸如百度、谷歌等互联网企业，纷纷进入自动驾驶的研究领域，并取得了各自的成就。

自动驾驶汽车有着广阔的前景。自动驾驶技术，不仅能够改变普通使用者的体验，更将改变一系列其他行业。例如，对于物流公司而言，构建一条自动驾驶汽车与智能仓库相结合的运输线路，借助成熟的互联网技术，将大大节省运输过程中的人力成本，显著提高运输效率。而对于公共交通行业，互联网技术与自动驾驶技术的结合，将使得客运流程规范与统一，节省管理成本，对于乘客而言，也能够更加准确地安排行程。而对于汽车的安全性，通过从互联网获取道路数据，并通过与其他车辆的通信，自动驾驶可以减少由于人的驾驶失误导致的安全事故。

美国在自动驾驶领域处于世界领先的状态。作为传统车企的福特，其无人驾驶汽车早就进入了环境适应性测试阶段。另一方面，it巨头谷歌也早就进行了大量的道路测试，特斯拉生产的纯电动汽车中更是集成了auto pilot驾驶辅助功能，把自动驾驶正式应用到量产车中。德国的老牌汽车厂商奔驰、宝马也逐渐涉入这个领域。2017洛杉矶车展上，宝马i8roadster正式亮相。新车采用了软顶设计，并且具备半自动驾驶功能。英国早在2015年就允许无人驾驶汽车正式上路。

2. 研究的基本内容与方案

（1）基本内容

lt;1gt;分析自动驾驶微型纯电动车转向系lt;含自动转向执行机构gt;及其部件的结构型式；

lt;2gt;确定自动驾驶微型纯电动车转向系及其部件的结构设计方案；

lt;3gt;确定转向系及其部件的技术参数；

lt;4gt;转向系及其部件的设计计算分析；

lt;5gt;确定转向系部件的具体结构尺寸参数；

lt;6gt;绘制转向系装配图、转向器装配图、自动转向执行机构装配图和主要零部件图。

整车参数

（2）目标

改造现有的微型纯电动汽车的转向系统，使之满足自动驾驶微型纯电动汽车的要求。

（3）技术方案

汽车的转向系统分为机械转向系统和动力转向系统。其中机械转向系统以人的体力作为动力源，包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构。动力转向系统则兼用人力和发动机或电动机的动力作为转向能源。在行驶过程中，汽车转向所需的能量只有小部分由人提供，其余的大部分能量由发动机或电动机提供。但在转向助力装置失效以后，还应当能由人力完成汽车的转向任务。对于总质量50吨以上的汽车而言，仅靠人力是无法进行转向的，因此这种汽车的助力系统应当特别可靠。微型纯电动汽车体积小，质量轻，为了结构简单，故技术方案仅在使用机械转向系统的前提下进行讨论。

一般汽车的转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向柱管、万向节、转向传动轴等组成。近年来，由于公路的改善与汽车车速的提高，许多国家都制定了严格的安全法规。对于轿车除要求安装吸能式方向盘外，还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸能装置。转向轴和转向柱管的吸能装置有多种形式，其基本原理是：当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，使支架或某些支撑件产生塑性变形，从而吸收冲击能量。常见的吸能装置有网格式转向柱管、波纹式转向柱管或将转向传动轴分为上下两段，将下转向传动轴套在上转向传动轴的孔中。本次设计中，为了保证安全性，在转向操纵机构中使用了双转向万向节。

为了使得汽车具有自动转向能力，将在转向柱旁安装电机，带动转向轴旋转，从而模拟人力的转向过程，电机将通过专用支架安装在转向柱管上。对于改造车来说，该方案的优点在于，无论原有车辆是否具有助力装置，都能够使用，因此能够运用到其他的车辆改造中。转向盘的转速与转过的角度都十分有限，而车载铅酸电池输出为直流电，因此使用永磁直流减速电机，具体选型过程将在说明书中指出。为了实现更为精确的控制，需要在转向轴上安装角度传感器，用来采集转向盘输入的角度，从而实现转向轴转角的闭环控制，使转向轴与转向盘的转角处于一个合适的范围内。

转向器常用的有齿轮齿条式转向器和循环球式转向器。其中，循环球式转向器由于效率高、操作轻便、使用寿命长、工作平稳可靠而得到广泛应用。而齿轮齿条式转向器结构简单、紧凑、质量轻、刚性大、制造容易、成本低，正逆效率都比较高，而且省略了转向摇臂和转向直拉杆，适合配合麦弗逊悬架使用。因此选用齿轮齿条式转向器，并配合使用断开式转向桥。转向梯形布置在转向桥的后方，且使用侧面输入，两端输出。为了保证齿轮齿条啮合平稳，噪音小，啮合方式为斜齿。为了保证制造工艺的简单，断面采用圆形。

3. 研究计划与安排

1（7学期第20周）：确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集

2（8学期第1周）：方案构思、文献检索、完成开题报告

3~4（8学期第2~3周）：外文翻译、资料再收集

4. 参考文献（12篇以上）

1.黄长礼,张浩杰.实现无人驾驶时相关操纵件的设计[j].汽车与配件,2010(27):38-39.

2.马腾.无人车自动泊车引导系统的研究[d].西安工业大学,2016.

3.赵熙俊,陈慧岩.智能车辆路径跟踪横向控制方法的研究[j].汽车工程,2011,33(05):382-387.