[實用新型]一種軸限位及編碼測量的駕駛模擬器轉(zhuǎn)向裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721271705.2
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN207611514U
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 蔡十華;曾紀國
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌墨泥軟件有限公司
• 主分類號: G09B9/04
• 分類號: G09B9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種軸限位及編碼測量的駕駛模擬器轉(zhuǎn)向裝置，它包含方向盤，第一、二旋轉(zhuǎn)軸，第一~四齒輪，第一~四軸承，軸承套管，軸承套管固裝板，轉(zhuǎn)向裝置框架前板、底板、后板，阻擋件，限位件，編碼器和電機等。轉(zhuǎn)向裝置框架前板、底板、后板用于構(gòu)成轉(zhuǎn)向裝置框架本體，軸承套管、軸承套管固裝板和第一、二軸承用于安裝第一旋轉(zhuǎn)軸，第一旋轉(zhuǎn)軸上套接有方向盤、第一、三齒輪，第二齒輪安裝在電機的前出軸端并與第一齒輪嚙合，編碼器安裝在電機的后出軸端，第三、四軸承用于安裝第二旋轉(zhuǎn)軸，第四齒輪套接在第二旋轉(zhuǎn)軸上并與第三齒輪嚙合，第二旋轉(zhuǎn)軸套接有阻擋件，阻擋件的旁設有限位件。阻擋件和限位件用于限位，電機用于振動和回正，編碼器用于轉(zhuǎn)角測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及駕駛模擬器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及駕駛模擬器轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)

駕駛模擬器是一種駕駛訓練的教學設備，它利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)營造虛擬駕駛訓練環(huán)境，學員通過駕駛模擬器的操作部件與模擬駕駛軟件進行交互，從而學習駕駛技能。利用模擬駕駛技術(shù)對新學員進行培訓，不僅可以安全、高效地訓練新學員，且具有成本低、零排放、綠色環(huán)保的特點；若充分利用模擬駕駛訓練方法，將可以帶來顯著地經(jīng)濟效益和社會效益。駕駛模擬器通常包括方向盤、離合器、腳剎、油門、手剎、轉(zhuǎn)向燈、雨刮、檔位等操作部件。與方向盤相連的機構(gòu)即為轉(zhuǎn)向裝置，它是汽車模擬器所有操作部件中最復雜也最為重要的操作部件，轉(zhuǎn)向裝置的仿真度將直接影響用戶對整個汽車模擬器的體驗。通常來說，駕駛模擬器中的轉(zhuǎn)向裝置需要有如下功能：限位、回正和轉(zhuǎn)角測量，如果要獲得更好的體驗，通常轉(zhuǎn)向裝置還可以增加振動功能。

限位：通常，駕駛模擬器方向盤轉(zhuǎn)動的時候其轉(zhuǎn)動角度受到限制，通常包括±720度（即方向盤從中位開始可以向左或向右轉(zhuǎn)兩圈）和±540度（即方向盤從中位開始可以向左或向右轉(zhuǎn)一圈半）兩種。

回正：在車輛的行駛過程中，如果方向盤轉(zhuǎn)動了一定的角度，則方向盤會自動回正到中位。

轉(zhuǎn)角測量：為了使得模擬駕駛程序與方向盤聯(lián)動，需要隨時知道方向盤的轉(zhuǎn)動角度，因此就需要在方向盤上安裝轉(zhuǎn)角測量傳感器。

振動仿真：模擬駕駛過程中車輛遇到顛簸路面、碰撞等異常情況時，方向盤會產(chǎn)生振動。

在現(xiàn)有技術(shù)中，參考中國專利ZL201520879731.8所描述的齒輪齒條式汽車駕駛模擬器轉(zhuǎn)向裝置，其利用方向柱、萬向節(jié)與齒輪齒條進行配合，將方向盤的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為齒條的直線運動，并在齒條直線運動的過程中，基于蝸桿上設置的彈簧的壓縮能力，使得轉(zhuǎn)向裝置實現(xiàn)回正與限位，同時，配合第一鉚釘以及第二鉚釘使得驅(qū)動桿上的條形磁鐵在直線運動過程中磁場發(fā)生變化，導致霍爾器件的電壓變化，實現(xiàn)方向盤角度測量的功能；雖然該方案也能實現(xiàn)汽車駕駛模擬器的回正、限位以及角度測量等基本功能，但是由于蝸桿阻力較大，需要配合較大的彈簧才能回正方向盤，導致方向盤回正力過大，安全性和手感較差；

參考中國專利ZL201420372533.8所描述的機械式回正的汽車駕駛模擬器轉(zhuǎn)向裝置，其在方向盤轉(zhuǎn)動時，通過齒輪配合旋轉(zhuǎn)帶動了旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，進而帶動了限位旋柄、第一條形磁鐵和第二條形磁鐵旋轉(zhuǎn)，當限位旋柄向左或向右旋轉(zhuǎn)觸碰到限位塊時，方向盤無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這就是方向盤的限位功能。在旋轉(zhuǎn)過程中，旋轉(zhuǎn)軸上的兩個彈簧還會提供給給方向盤一個自動回正的扭矩，實現(xiàn)方向盤自動回正，第一條形磁鐵和第二條形磁鐵旋轉(zhuǎn)時與霍爾角度傳感器的相對角度發(fā)生變化，從而輸出不同的電壓值，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)角測量。同時，參考中國專利ZL201520224226.X所描述的雙彈簧回正的汽車駕駛模擬器轉(zhuǎn)向裝置，其與中國專利ZL201420372533.8實現(xiàn)方案基本類似，改進了彈簧的安裝位置，便于對彈簧進行拆裝。但是這兩項專利不可避免的缺點在于:（1）方向盤處于中心位置附近時，兩彈簧的形變較小，使回正力矩較小，使方向盤在中心位置附近時較難自動回到正中心位。（2）限位塊和限位旋柄占用較大空間，使轉(zhuǎn)向裝置體積較大。（3）采用了兩個彈簧進行回正驅(qū)動，成本較高，兩個彈簧的個體差異性易導致左右向回正力度不一致。