[發(fā)明專利]方向盤反饋裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610038370.3
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105575211A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文兵;顏和順;王春暉;王軍;李堯堯;張華峰;汪校
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥同智機(jī)電控制技術(shù)有限公司
• 主分類號: G09B9/04
• 分類號: G09B9/04
• 代理公司: 合肥誠興知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛模擬駕駛操作裝置，具體講就是車輛方向盤模擬操 作裝置。

背景技術(shù)

隨著社會發(fā)展，汽車已經(jīng)走進(jìn)尋常百姓家，駕校培養(yǎng)出一批又一批 的馬路新秀，有些卻是潛在的“馬路殺手”，導(dǎo)致交通事故每年都在大 幅增長，究其原因還是因?yàn)轳{駛員在駕校學(xué)習(xí)、實(shí)戰(zhàn)的時(shí)間不夠，對駕 駛操作掌握不熟練。因此需要一套先進(jìn)的技術(shù)對駕駛員進(jìn)行專業(yè)化培 訓(xùn)。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬圖像技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得用計(jì)算機(jī) 模擬系統(tǒng)進(jìn)行駕駛訓(xùn)練成為現(xiàn)實(shí)，駕駛模擬器就是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的 能正確模擬車輛駕駛動作，獲得實(shí)車駕駛感覺的仿真設(shè)備。駕駛?cè)藛T在 駕駛模擬器上進(jìn)行模擬駕駛時(shí)，通過方向盤模擬機(jī)構(gòu)，油門剎車模擬踏 板和檔位模擬設(shè)備配合來控制駕駛模擬器的運(yùn)動。駕駛模擬器的操作系 統(tǒng)主要包括：方向盤操縱模擬系統(tǒng)、油門及剎車踏板模擬系統(tǒng)。其中方 向盤操縱系統(tǒng)最為關(guān)鍵，其模擬的逼真程度直接影響駕駛?cè)藛T的轉(zhuǎn)向操 縱感覺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種方向盤訓(xùn)練操作裝置，模擬車輛日常駕駛 過程中的車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的受力情況，使受訓(xùn)者在實(shí)際駕駛車輛前有得到 充分而有效的訓(xùn)練。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種方向盤反饋裝 置，包括機(jī)架，機(jī)架布置有按實(shí)車姿態(tài)布置的方向盤和轉(zhuǎn)向管柱，所述 的轉(zhuǎn)向管柱與力矩電機(jī)之間連接轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端分別與轉(zhuǎn)向管柱、力 矩電機(jī)的輸出軸同步轉(zhuǎn)動連接，裝置還包括采集方向盤轉(zhuǎn)動角度的轉(zhuǎn)角 傳感器，轉(zhuǎn)角傳感器采集到的轉(zhuǎn)角信號輸送至控制器，控制器輸出控制 信號至電機(jī)控制器，電機(jī)控制器輸出驅(qū)動信號驅(qū)動力矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)動力 矩。

上述技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)角傳感器采集到方向盤、轉(zhuǎn)向管柱及轉(zhuǎn)軸同步 轉(zhuǎn)動的角度和轉(zhuǎn)速信號并輸出到控制器，控制器接受到轉(zhuǎn)角傳感器采集 到的轉(zhuǎn)角信號后輸出控制信號電機(jī)控制器，電機(jī)控制器輸出驅(qū)動信號驅(qū) 動力矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)動力矩，力矩電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)動力矩方向與方向盤的轉(zhuǎn) 動方向互為反向，這樣轉(zhuǎn)動方向盤的受訓(xùn)者便可以真實(shí)感受到來自系統(tǒng) 提供的模擬真實(shí)路況的阻尼力矩，可以獲得仿真體會，這樣通過訓(xùn)練設(shè) 備的操作即可獲得初步的駕駛體驗(yàn)，為后續(xù)的路試駕駛提供操作經(jīng)驗(yàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1中的A部分放大圖；

圖3是本發(fā)明的原理框圖；

圖4是本發(fā)明的另一角度的立體結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1-4，方向盤反饋裝置包括機(jī)架10，機(jī)架10布置有按實(shí)車 姿態(tài)布置的方向盤20和轉(zhuǎn)向管柱21，所述的轉(zhuǎn)向管柱21與力矩電機(jī) 30之間連接轉(zhuǎn)軸40，轉(zhuǎn)軸40的兩端分別與轉(zhuǎn)向管柱21、力矩電機(jī)30 的輸出軸同步轉(zhuǎn)動連接，裝置還包括采集方向盤20轉(zhuǎn)動角度的轉(zhuǎn)角傳 感器50，轉(zhuǎn)角傳感器50采集到的轉(zhuǎn)角信號輸送至控制器60，控制器60 輸出控制信號至電機(jī)控制器31，電機(jī)控制器31輸出驅(qū)動信號驅(qū)動力矩 電機(jī)30輸出轉(zhuǎn)動力矩。

方向盤20模擬布置成成品車的格局，也可以采用產(chǎn)品車的轉(zhuǎn)向總成 中的方向盤20及轉(zhuǎn)向管柱21，轉(zhuǎn)向管柱21以下部件的連接按本發(fā)明提 供的方案構(gòu)成。實(shí)際操作中，方向盤10向左或右轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)角傳感器 50及時(shí)采集到其轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度信號并傳輸給控制器60，電機(jī)控 制器31接收控制器60發(fā)出的控制信號并輸出驅(qū)動信號驅(qū)動力矩電機(jī)30 提供轉(zhuǎn)動力矩，及時(shí)響應(yīng)方向盤20的轉(zhuǎn)向動作，力矩電機(jī)30提供的反 向力矩讓受訓(xùn)者體驗(yàn)到駕駛車輛時(shí)來自路面的回饋力，這樣為受訓(xùn)者提 供了轉(zhuǎn)動方向盤20時(shí)應(yīng)當(dāng)采用的轉(zhuǎn)向力度和轉(zhuǎn)向速度，確保安全駕駛 車輛。

一般鋪裝路況下，轉(zhuǎn)向操作的地面回饋力大小是適度的，采用力矩 電機(jī)30完全可以提供仿真的轉(zhuǎn)向回饋力。在路面或路況特別的情況下， 回饋力則區(qū)別很大。如泥濘路面、碎石路面、彈坑路面，甚至是需要騎 壓馬路牙，各種情況的轉(zhuǎn)向回饋則顯著不同，單純采用力矩電機(jī)30提 供回饋力往往無法實(shí)現(xiàn)，所以本發(fā)明采用了加設(shè)制動的方式加以優(yōu)化解 決，具體就是轉(zhuǎn)軸40還與磁粉制動器70相連，磁粉制動器70固定在 機(jī)架10上的立板11上且其中的磁粉制動器70的殼體和定子摩擦盤71 空套在轉(zhuǎn)軸40上，與定子摩擦盤71配合的轉(zhuǎn)子摩擦盤72與轉(zhuǎn)軸40同 步轉(zhuǎn)動連接。