CN101004864A - 机动车辆仿真驾驶磁悬浮力平衡动感平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车辆仿真驾驶磁悬浮力平衡动感平台，属于机动车辆仿真、模拟驾驶的磁悬浮平台装置。由上层支承架、中层支承架、下层支承架组成，中层支承架、下层支承架的四支点或三支点分别固定连接互相排斥的四对或三对磁悬浮装置；上层支承架与中层支承架之间通过一组导轨滚动轴承滑动连接，中层支承架、上层支承架上前后有起加减速作用的电磁铁，在该中层支承架上固定连接四个弹力限位挡板。优点在于：结构新颖简洁，提高了反应速度、增加了仿真逼真度。且运输、安装方便，噪声低，维护费用省。便于机动车辆仿真、模拟驾驶训练时使用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车、拖拉机、坦克、铲车、叉车等各种机动车辆仿真、模拟驾驶所需产生的驾驶舱动感与力感的磁悬浮平台装置。
发明背景
各种机动车辆驾驶仿真设备已广泛应用于车辆设备性能检测及日常驾驶训练。综观现有国内外车辆驾驶仿真训练设备，档次较低的都没有动感平台，影响了车辆仿真驾驶逼真度，且难于完成诸如单边桥、溜坡、坡道起步等一系列技术课目的训练。而档次较高的仿真训练设备的动感平台，都是采用液压传动装置或采用气压传动装，其结构复杂、安装困难、运输不便，采用比例阀闭环连续可控制造成本高，动感反应滞后，且液压、气压传动噪声烦人，液压又极易漏油污染环境，增加维护费用。
发明内容
本发明提供一种机动车辆仿真驾驶磁悬浮力平衡动感平台，以解决目前动感平台因采用液压传动装置或采用气压传动装置，导致其结构复杂、安装困难、运输不便、制造成本高、维护费用高的问题。本发明采取的技术方案是：由上层支承架、中层支承架、下层支承架组成，中层支承架、下层支承架的四支点或三支点分别固定连接互相排斥的四对或三对磁悬浮装置；该磁悬浮装置包括与中层支承架下方固定连接的四个支承导柱或三个支承导柱，该各支承导柱与下层支承架的导向套滑动连接，与下支承架的各支点固定连接的电磁铁一和与中层支承架各支点固定连接的电磁铁或永久磁铁二，该电磁铁或永久磁铁二与电磁铁一的相对端面极性相同，上层支承架与中层支承架之间通过一组导轨滚动轴承滑动连接，中层支承架在机动车辆放置的轴线方向的前端固定连接电磁铁三和后端固定连接电磁铁四，在上层支承架的下方与电磁铁三对应处固定连接电磁铁或永磁铁五，在上层支承架的下方与电磁铁四对应处固定连接电磁铁或永磁铁六，在该中层支承架上固定连接四个弹力限位挡板。
本发明另一个技术方案是：在中层支承架和下层支承架之间固定连接有力平衡减震装置。
本发明工作原理及使用方法是：上层支承架供固定连接驾驶舱用；上层支承架与中层支承架之间有一组导轨、滚动轴承，并在导轨内安有弹性限位装置，另在机动车辆放置的轴线方向的前方或后方的上层支承架与中层支承架一定部位分别安装一组相对应的电磁铁或一只电磁铁、一只永磁铁，该电磁铁安装在车辆前方时，能在车辆前进时两极异性相吸；若安装在车辆后方时，应在车辆前进时二极同性相斥。若车辆倒车行驶，则相反。以上结构解决机动车加速度时，产生瞬间运动矢量力，能使驾乘人员有如驾驶真车的力感。
中层支承架与下层支承架之间的四个支点或三个支点处分别安装四对或三对互相排斥的磁力发生器。该磁力发生器可以由上、下都是电磁铁的铁芯、线圈组成可安装的固定的磁悬浮发生器，也可以是一端为电磁铁，而对应的另一端为永磁铁的磁悬浮发生器。中层支承架和下层支承架通过四个支承导柱或三个支承导柱连接，保证中支承架按规定运动方向上下浮动。
在中、下支承架之间安装一套力平衡减震器，根据驾驶舱载荷大小，采用相应的压簧，该压簧的总弹力应少于驾驶舱的载荷；驾驶舱加载在动感平台上的载荷通过压簧进行力平衡，以降低动感平台对相斥电磁力的需求值，减少能量消耗，降低运行成本。
磁力发生器，则由计算机通过工控电路控制电磁线圈电流量的大小以改变同性对应磁极相斥的电磁感应力大小，以实现动感平台升降的不同幅度，满足动感平台对不同动感的要求；并控制车辆加减速度仿真磁力大小，满足车辆仿真驾驶瞬间加减速度对乘载人员的力感。
本发明在使用时，通过驾驶仿真系统的计算机实时采集的机动车驾驶操作数据，并根据场地图像数据库提供的时空数据，按车辆运动方程进行即时计算，作出驾驶舱动感状态的控制指令，经工控电路将计算机的开关量转换成控制参数，控制各点磁力发生器的电磁线圈的电流参数，使各点电磁发生器产生不等的电磁力，在力平衡弹簧的辅助作用下，克服平台上的驾驶舱的载荷，因电磁斥力大小不等，上下两极相斥距离也产生各异，形成动感平台不同的姿态，以及车辆加减速瞬间产生的加速度对乘载人员的力感，以此满足机动车辆仿真驾驶各自由度动感与力感需要。
本发明优点在于：结构新颖简洁，利用电磁感应力的磁悬浮技术，替代气压、液压动力装置解决机动车仿真训练设备产生动感与力感，从根本上克服了现存机动车仿真驾驶设备液压、气压动力装置的动感平台的各种弊端。提高了反应速度、增加了仿真逼真度。且运输、安装方便，噪声低，维护费用省。便于机动车辆仿真、模拟驾驶训练时使用。
附图说明
图1是本发明采用四支点磁悬浮结构示意图；
图2是图1的中、下层支承架俯视图，图中去掉上层支承架；
图3是本发明采用三支点磁悬浮结构示意图；
图4是图3的中、下层支承架俯视图，图中去掉上层支承架；
图5是本发明磁悬浮发生器结构示意图；
图6是本发明力平衡减振装置结构示意图；
图7是本发明加减速力感发生器结构示意图；
图8是本发明磁悬浮动感平台工作原理方框图。
图1、图3中的摸拟驾驶仓不是本发明的内容，在图中是为了更好说明本发明。
具体实施方式
由上层支承架7、中层支承架3、下层支承架1组成，中层支承架、下层支承架的四支点或三支点分别固定连接互相排斥的四对或三对磁悬浮装置2；该磁悬浮装置包括与中层支承架下方固定连接的四个支承导柱或三个支承导柱24，该各支承导柱与下层支承架的导向套21滑动连接，还包括与下支承架的各支点固定连接的电磁铁一22和与中层支承架各支点固定连接的电磁铁或永久磁铁二23，该电磁铁或永久磁铁二与电磁铁一的相对端极性相同，上层支承架与中层支承架之间通过一组导轨8、滚动轴承10滑动连接，中层支承架在机动车辆放置的轴线方向的前端固定连接电磁铁三4和后端固定连接电磁铁四12，在上层支承架的下方与电磁铁三对应处固定连接电磁铁或永磁铁五5，在上层支承架的下方与电磁铁四对应处固定连接电磁铁或永磁铁六11，在该中层支承架上固定连接四个弹力限位档板6。在中层支承架、下层支承架之间固定连接力平衡减震装置9，该力平衡减震装置包括，位于下层支承架的滑套92，球头座95与中层支承架下方固定连接，万向球头94与球头座95转动连接，弹簧导向柱91与滑套92滑动连接，弹簧93套接在弹簧导向柱外面。
参见图8，本发明在使用时，通过驾驶仿真系统的计算机实时采集的机动车驾驶操作数据，并根据场地图像数据库提供的时空数据，按车辆运动方程进行即时计算，作出驾驶舱动感状态的控制指令，经工控电路将计算机的开关量转换成控制参数，控制各点磁力发生器的电磁线圈的电流参数，使各点电磁发生器产生不等的电磁力，在力平衡弹簧的辅助作用下，克服平台上的驾驶舱的载荷，因电磁斥力大小不等，上下两极相斥距离也产生各异，形成动感平台不同的姿态，以及车辆加减速瞬间产生的加速度对乘载人员的力感，以此满足机动车辆仿真驾驶各自由度动感与力感需要。
Claims (2)
1、一种机动车辆仿真驾驶磁悬浮力平衡动感平台，其特征在于：由上层支承架、中层支承架、下层支承架组成，中层支承架、下层支承架的四支点或三支点分别固定连接互相排斥的四对或三对磁悬浮装置；该磁悬浮装置包括与中层支承架下方固定连接的四个支承导柱或三个支承导柱，该各支承导柱与下层支承架的导向套滑动连接，还包括与下支承架的各支点固定连接的电磁铁一和与中层支承架各支点固定连接的电磁铁或永久磁铁二，该电磁铁或永久磁铁二与电磁铁一的相对端极性相同，上二层支承架与中层支承架之间通过一组导轨滚动轴承滑动连接，中层支承架在机动车辆放置的轴线方向的前端固定连接电磁铁三和后端固定连接电磁铁四，在上层支承架的下方与电磁铁三对应处固定连接电磁铁或永磁铁五，在上层支承架的下方与电磁铁四对应处固定连接电磁铁或永磁铁六，在该中层支承架上固定连接四个弹力限位档板。
2、根据权利要求1所述的机动车辆仿真驾驶磁悬浮力平衡动感平台，其特征在于：在中层支承架和下层支承架之间固定连接有力平衡减震装置。
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