[發明專利]一種汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋裝置及方法

在審

• 申請號: 201710811051.6
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107369355A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 毛洪影
• 申請（專利權）人: 深圳市前海智鼎科技有限公司
• 主分類號: G09B9/04
• 分類號: G09B9/04;G09B9/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋裝置及方法。

背景技術

目前現有的模擬器方向盤主要采用拉簧或伺服電機裝置，來模擬真車的方向盤轉動手感。轉動方向盤時，方向盤結構帶動拉簧產生反作用力，或是伺服電機轉動產生扭力從而使方向盤有了摩擦力力的手感。由于拉簧產生的反作用力比較小而且不可靠；伺服電機雖然產生的扭力較真實，但一套伺服系統造價昂貴。故從實際的摩擦力模擬與成本考慮，現行方案不能較好的滿足需求。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋裝置。

本發明提供的技術方案為：

一種汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋裝置，包括方向盤傳動機構、角度傳感器、直流電機驅動單元、反饋單元、第一直流電機和第二直流電機；

所述角度傳感器用于檢測所述方向盤傳動機構轉動的角度和轉動速度，并將轉動角度值和轉動速度值傳送給所述反饋單元；

所述反饋單元與所述第一直流電機和第二直流電機電連接，所述反饋單元檢測到有角度和轉動速度的變化后發送信號給所述第一直流電機產生瞬時反向阻力，同時所述反饋單元根據轉動角度值和轉動速度值的變化計算得到反向作用力，根據所述反向作用力的數值驅動所述第二直流電機產生持續反向力；

所述第一直流電機和第二直流電機均與所述方向盤傳動機構機械連接并分別為所述方向盤傳動機構施加瞬時反向阻力和持續反向力；

所述直流電機驅動單元分別與所述反饋單元和所述第一直流電機及第二直流電機電連接，所述直流電機驅動單元用于驅動所述第一直流電機和第二直流電機。

優選的是，所述反饋單元還包括電壓檢測單元，所述電壓檢測單元用于檢測所述第一直流電機的感應電動勢，所述反饋單元根據所述感應電動勢向所述第一直流電機輸出瞬時反向阻力。

優選的是，所述反饋單元包括PWM輸出單元，所述PWM輸出單元用于輸出持續的PWM 波到直流電機驅動單元控制所述第二直流電機。

優選的是，所述角度傳感器為霍爾傳感器。

優選的是，所述電壓檢測單元與直流驅動電源電連接，所述電壓檢測單元用于控制所述直流驅動電源的通斷，當所述電壓檢測單元檢測到瞬時電壓時控制所述直流驅動電源通電，所述直流驅動電源用于為所述角度傳感器和直流電機驅動單元供電。

優選的是，所述直流驅動電源為低于36v的人體安全電壓。

本發明同時提供一種汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋方法，

通過角度傳感器檢測方向盤傳動機構的角度和轉動速度，當角度和轉動速度均不為零時，反饋單元通過直流電機驅動單元控制第一直流電機對方向盤傳動機構施加瞬時反向阻力；同時將所述角度和轉動速度的信息發送給反饋單元，所述反饋單元根據所述角度和轉動速度計算得到持續反向作用力信息，并根據持續反向作用力信息控制第二直流電機對方向盤傳動機構施加持續反向作用力。

優選的是，當角度傳感器檢測到角度信息不為零，轉動速度為零時，所述第一直流電機不產生瞬時反向阻力，所述第二直流電機對方向盤傳動機構施加持續反向作用力。

本發明的有益效果：

本發明的汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋裝置采用兩個直流電機作為執行器件，一個電機作為以瞬時反應為主，輸出瞬時反向阻力，另一個電機以持續輸出反應為主，輸出持續反向力，使模擬器方向盤手感更佳，更真實。同時第一直流電機5和第二直流電機6也可接收外部其他信號用于模擬各種情景。同時本發明使用直流電機成本更低，方便控制。

附圖說明

圖1為本發明的汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明，如圖1所示，一種汽車駕駛模擬器的方向盤力反饋裝置，包括方向盤傳動機構1、角度傳感器2、直流電機驅動單元3、反饋單元4、第一直流電機5和第二直流電機6；

所述方向盤傳動機構1與所述角度傳感器機2械連接，所述角度傳感器2與所述反饋單元4電連接，所述反饋單元4與所述直流電機驅動單元3電連接，所述直流電機驅動單元3 分別與所述第一直流電機5和第二直流電機6電連接。

所述角度傳感器2用于檢測所述方向盤傳動機構轉動的角度和轉動速度，并將轉動角度值和轉動速度值傳送給所述反饋單元4；所述角度傳感器2為霍爾傳感器。