CN105999706A - 一种仿真驾驶游戏设备系统 - Google Patents

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李永刚
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Abstract

本发明公开了一种仿真驾驶游戏设备系统,包括自下而上依次设置的底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统以及固定连接在所述座椅系统上的方向盘控制装置、油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、档位操作杆装置、计算机主机、控制箱和显示屏;本发明提供的一种仿真驾驶游戏设备系统,具有诸多方面的技术优势,因此其必将带来良好的市场前景和经济效益。

Description

一种仿真驾驶游戏设备系统
技术领域
[0001]本发明涉及仿真游戏设备技术领域,尤其涉及一种仿真驾驶游戏设备系统。
背景技术
[0002]众所周知,在日常生活中人们对模拟驾驶游戏装置或汽车驾驶模拟器装置越来越熟知。
[0003]常见的模拟驾驶游戏装置是由方向盘控制装置以及油门模拟装置和离合模拟装置控制结合游戏软件最终在计算机屏幕(或是设备屏幕)上实现游戏的一种游戏装置,即一种遥控模拟驾驶类的游戏系统。
[0004]常见的汽车驾驶模拟器装置其与模拟驾驶游戏装置结构大同小异;汽车驾驶模拟器装置是模拟汽车驾驶动作,获得实车驾驶感觉的仿真设备,其甚至可以作为汽车驾驶培训工具被使用。
[0005]常见的汽车驾驶模拟器装置也是由方向盘控制装置以及油门模拟装置、离合模拟装置和计算机、视屏等结构组成;同样其由计算机实时生成三维图像,以模拟汽车驾驶的运行环境。汽车驾驶模拟器装置其也能根据驾驶者输入的加速、刹车、转向等信号,将车辆的响应动作通过视频和音频设备反馈给驾驶者(让驾驶者可以从屏幕画面上感觉车辆加速、减速、转向,甚至通过画面抖动感觉到车辆颠簸等,同时通过音频变化上感觉加速、减速等)O
[0006]但是,目前绝大多数模拟驾驶游戏装置或是汽车驾驶模拟器装置都无法有效实施更为逼真的动作模拟,尤其对于能促进沉浸感的真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作(力反馈),例如:由汽车加上行驶所带来的推背感模拟;由汽车制动惯性产生的身体前倾和自动回位的体感模拟以及减震动作模拟、抖动动作模拟等等,因而影响了汽车驾驶模拟器装置或是模拟驾驶游戏装置的实车驾驶感觉。
[0007]所以说传统技术中的模拟驾驶游戏装置或是汽车驾驶模拟器装置的模拟技术大多数都着重放在驾驶动作模拟方面的研究了(即模拟驾驶开车,换挡,踩刹车等动作),其往往忽视了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作;然而“真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作”这方面的模拟技术往往也是最难实现,最难攻克的技术要点。
[0008]综上,如何设计一款具有上述“真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作”这方面的模拟功能的仿真驾驶游戏设备系统,是本领域技术人员急待解决的技术问题。
发明内容
[0009]本发明的目的在于提供一种仿真驾驶游戏设备系统,用以解决上述技术问题。
[0010]为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0011]本发明一种仿真驾驶游戏设备系统,包括自下而上依次设置的底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统以及固定连接在所述座椅系统上的方向盘控制装置、油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、档位操作杆装置、计算机主机、控制箱和显示屏;
[0012]其中,所述底盘支撑架具体包括主框管架以及设置在所述主框管架上的正六边形底盘;且所述主框管架与所述正六边形底盘之间通过连接管固定连接;
[0013]所述车辆体感驱动模拟系统固定连接在所述底盘支撑架上;所述车辆体感驱动模拟系统用于驱动所述座椅系统完成车辆的模拟动作;所述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置;每个所述驱动单元装置包括驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆;其中,所述驱动电机与所述减速器以及所述转动轴依次同轴方向键连接;所述转动轴与L形状的摆动轴的一端转动配合,L形状的摆动轴的另一端与所述驱动杆的底端球面铰接,且所述驱动杆的顶端与所述座椅系统的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置围绕所述座椅系统圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统球面铰接;每个所述驱动单元装置用于驱动所述座椅系统的一角,若干个所述驱动单元装置用于驱动整个所述座椅系统;
[0014]所述座椅系统具体包括座舱框架以及设置在所述座舱框架上的座椅;所述座舱框架的前部还设置有拱形支架、踏板支撑板和支撑管;所述座椅的底部位于所述座舱框架的内部;所述拱形支架用于固定连接所述显示屏和所述方向盘控制装置;所述踏板支撑板用于固定连接所述离合模拟装置、所述刹车模拟装置和所述油门模拟装置;所述支撑管用于固定连接档位操作杆装置;所述座舱框架的右侧固定连接有控制箱;
[0015] 所述显示屏为三台显示器组成三维显示屏;所述三维显示屏由左、中、右三台显示器组成一个等腰梯形屏幕;所述三维显示屏与所述计算机主机之间设有一个分屏器,三台显示器的信号输出线分别与所述分屏器的相应接口相连接,所述分屏器的信号输出线与所述计算机主机的相应接口相连接。
[0016]优选的,作为一种可实施方案;所述驱动单元装置的数量为六个,其中,每两个所述驱动单元装置为一组,共三组所述驱动单元装置;
[0017]三组所述驱动单元装置分别均匀间隔分布;三组所述驱动单元装置具体分别球面铰接于在所述座椅系统上的所述座舱框架的圆周方向的三个铰接处;三个铰接处之间的夹角为120度;三组所述驱动单元装置用于共同驱动所述座椅系统实施三维立体且三个方位的驱动调节动作。
[0018]优选的,作为一种可实施方案;所述计算机主机内设置有信号采集装置;
[0019]所述信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;所述计算机主机接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;所述计算机主机分别与所述信号采集装置以及所述车辆体感驱动模拟系统连接;所述车辆模拟控制信号主要包括加速模拟控制信号、上坡模拟控制信号、减速模拟控制信号、下坡模拟控制信号、转向模拟控制信号、撞击模拟控制信号;
[0020]所述车辆体感驱动模拟系统用于根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后倾动作(即推背感模拟);所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执行前倾动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据转向模拟控制信号执行左、右惯性倾倒动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作。
[0021]优选的,作为一种可实施方案;所述方向盘控制装置处还连接有模拟转向装置;
[0022]所述方向盘控制装置与所述模拟转向装置相连;所述方向盘控制装置用于控制画面内车辆真实的转向动作;所述信号采集装置根据实时画面信息解析出方向盘反作用力控制信号;所述计算机主机接收方向盘反作用力控制信号,并根据所述方向盘反作用力控制信号解析得到方向盘模拟控制信号;所述计算机主机与所述模拟转向装置连接;所述模拟转向装置用于根据方向盘模拟控制信号模拟出真实汽车转向盘的反作用的受力动作;所述模拟转向装置包括直流无刷电机;所述直流无刷电机用于控制所述模拟转向盘的转向阻力;
[0023]所述方向盘模拟控制信号包括转向阻力增加信号和转向阻力减小信号;所述模拟转向装置用于根据转向阻力增加信号执行转向阻力增加的动作;所述模拟转向装置还用于根据转向阻力减小信号执行转向阻力减小的动作。
[0024]优选的,作为一种可实施方案;所述座舱框架与所述座椅之间还设置有减震系统;所述减震系统具体包括左悬挂和右悬挂、竖直且左、右相对设置的两个减震支架和左可调绞牙带副压减震器和右可调绞牙带副压减震器;所述左可调绞牙带副压减震器设置在左悬挂与左端减震支架之间;所述右可调绞牙带副压减震器设置在右悬挂与右端减震支架之间。
[0025]优选的,作为一种可实施方案;所述底盘支撑架的底部还设置有多个脚垫;多个所述脚垫沿着所述底盘支撑架的轮廓线上间隔分布设置。
[0026]优选的,作为一种可实施方案;所述脚垫为ABS工程塑料脚垫、PEEK工程塑料脚垫、PC工程塑料脚垫、橡胶脚垫、硅胶脚垫、EVA泡棉脚垫中的任意一种。
[0027]优选的,作为一种可实施方案;所述底盘支撑架的前部表面上还设置有音箱设备;且所述底盘支撑架的前部以及后部还设置有均匀分布的配重块。
[0028]优选的,作为一种可实施方案;所述座椅的两侧设置有侧面护板,所述座椅的前部设置有前护板;所述座椅上还设置有安全带。
[0029]优选的,作为一种可实施方案;所述控制箱上设置有多种开关按钮。
[0030]与现有技术相比,本发明实施例的优点在于:
[0031]分析上述本发明提供的仿真驾驶游戏设备系统的主要结构可知:上述仿真驾驶游戏设备系统,其主要由底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统以及方向盘控制装置、油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、档位操作杆装置、计算机主机和显示屏等结构组成;其中,上述底盘支撑架主要作用是支撑整个仿真驾驶游戏设备系统,其是主要直接固定在地面的结构装置;
[0032]上述车辆体感驱动模拟系统则是最为重要的模拟系统,其车辆体感驱动模拟系统固定连接在底盘支撑架上;所述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置(例如:六个驱动单元装置分成三组进行驱动);所述车辆体感驱动模拟系统主要用于驱动所述座椅系统以及连带着驱动所述座椅系统上面的各个装置实施随动,进而完成车辆的模拟动作;很显然,上述车辆体感驱动模拟系统由若干个驱动单元装置构成;然而,每个所述驱动单元装置都由驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆等结构构成;其中,所述驱动电机与所述减速器以及所述转动轴依次同轴方向键连接;所述转动轴与L形状的摆动轴的一端转动配合,L形状的摆动轴的另一端与所述驱动杆的底端球面铰接,且所述驱动杆的顶端与所述座椅系统的底部一端球面铰接;每个所述驱动单元装置用于驱动所述座椅系统的一角,若干个所述驱动单元装置用于驱动整个所述座椅系统;上述驱动单元装置由特殊的结构构造组成,其可以完成曲柄摇杆机构的执行结构,其完全不同于现有的反馈驱动系统(例如:其完全不同于现有的液压模拟驱动或是简单的弹簧系统反馈驱动),其通过曲柄摇杆运动副来实现对座椅系统的模拟驱动。相比较传统模拟驱动方式,其驱动方式更加复杂,由于其驱动运动曲线更加丰富,所以模拟驱动效果更好,可以模拟出更为逼真的车辆体感运动;在曲柄摇杆机构中,转动轴充当的是曲柄,驱动杆充当的是连杆,座椅类似为摇杆。通常曲柄主动,连杆和摇杆从动。上述座椅系统的运动曲线,也并不是有单一的驱动单元装置实现的,而是由若干个驱动单元装置共同驱动实现的;
[0033]所以说,由若干个驱动单元装置构成车辆体感驱动模拟系统其运动动作千变万化,其可以模仿出更多的模拟动作(例如:急速加速时(或是上坡时)的座椅系统快速后倾运动,减速时(或是下坡时)的座椅系统前倾运动,转弯时的座椅系统惯性向左或是向右倾斜运动以及撞击时的座椅系统抖动运动等等,甚至更高难度的复杂动作,很显然这些都是传统简单的液压模拟驱动或是传统伸缩杆驱动不能够实现的)。所以说,上述车辆体感驱动模拟系统,其逼真的实现了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作;上述车辆体感驱动模拟系统,通过创新的结构设计以及理念,将仿真驾驶游戏设备系统的技术设计提升了一个台阶。
[0034]很显然,本发明提供的主要由底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统以及方向盘控制装置、油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、档位操作杆装置、计算机主机和显示屏等结构构成的仿真驾驶游戏设备系统,其各个装置设计合理,进而构成了整机的仿真驾驶游戏设备系统,其不仅实现了驾驶动作模拟的功能(即模拟驾驶开车,换挡,踩刹车等动作),其也实现了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作的功能;同时,本发明提供的仿真驾驶游戏设备系统,其还具有其他操控性能以及可靠性优越,减震缓冲作用模拟效果好、撞击模拟等效果突出等等诸多方面的技术优势(详见后续具体实施方式)。
附图说明
[0035]图1为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的主视结构示意图;
[0036]图2为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的一视角下的立体示意图;
[0037]图3为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的另一视角下的立体示意图;
[0038]图4为图3中仿真驾驶游戏设备系统的局部放大结构示意图;
[0039]图5为图4中车辆体感驱动模拟系统的局部放大结构示意图;
[0040]图6为图3中仿真驾驶游戏设备系统的右侧侧视结构示意图;
[0041]图7为图3中仿真驾驶游戏设备系统的左侧侧视结构示意图;
[0042]图8为图3中仿真驾驶游戏设备系统的俯视结构示意图;
[0043]图9为图3中仿真驾驶游戏设备系统的仰视结构示意图;
[0044]图10为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的再一视角下的立体示意图;
[0045]图11为图10中底盘支撑架的局部放大结构示意图;
[0046]图12为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统处于后倾状态的示意图;
[0047]图13为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的处于左倾状态的示意图;
[0048]图14为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的电控系统的原理示意图;
[0049]附图标记说明:底盘支撑架100;主框管架101;正六边形底盘102;脚垫103;车辆体感驱动模拟系统200 ;驱动单元装置201 ;驱动电机202 ;减速器203 ;转动轴204 ;摆动轴205 ;驱动杆206 ;座椅系统300 ;座舱框架301;座椅302 ;拱形支架303 ;踏板支撑板304;支撑管305;方向盘控制装置400;油门模拟装置500;离合模拟装置600;刹车模拟装置700;档位操作杆装置800;计算机主机900;信号采集装置901;显示屏1000;控制箱1100;配重块1200。
具体实施方式
[0050]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0051 ]参见图1、图2、图3、图6、图7、图8、图9、图10,本发明实施例提供的一种仿真驾驶游戏设备系统,包括自下而上依次设置的底盘支撑架100(注意其为异形的底盘支撑架)、车辆体感驱动模拟系统200、座椅系统300以及固定连接在所述座椅系统上的方向盘控制装置400、油门模拟装置500、离合模拟装置600、刹车模拟装置700、档位操作杆装置800、计算机主机900(图1中未示出,另参见图14)和显示屏1000;
[0052]上述仿真驾驶游戏设备系统的各个装置的具体结构功能以及位置关系、连接方式和结构布局如下:
[0053]其中,所述底盘支撑架100(注意其为异形的底盘支撑架,具体参见图3和图11)具体包括主框管架101以及设置在所述主框管架上的正六边形底盘102(其正六边形底盘中心处镂空设计);且所述主框管架101与所述正六边形底盘102之间通过连接管(未标注)固定连接;
[0054]所述车辆体感驱动模拟系统200固定连接在所述底盘支撑架100上;所述车辆体感驱动模拟系统200用于驱动所述座椅系统300以及连带着驱动所述座椅系统上面的各个装置实施随动,进而完成车辆的模拟动作(上述座椅系统上面的各个装置包括方向盘控制装置、油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、档位操作杆装置和显示屏等);
[0055]具体参见图4和图5,所述车辆体感驱动模拟系统200具体包括若干个驱动单元装置201;每个所述驱动单元装置201包括驱动电机202、减速器203、转动轴204、L形状的摆动轴205和驱动杆206;其中,所述驱动电机202与所述减速器203以及所述转动轴204依次同轴方向键连接;所述转动轴204与L形状的摆动轴205的一端转动配合,L形状的摆动轴205的另一端与所述驱动杆206的底端球面铰接,且所述驱动杆206的顶端与所述座椅系统300的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置201围绕所述座椅系统300圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统300球面铰接;每个所述驱动单元装置201用于驱动所述座椅系统300的一角,若干个所述驱动单元装置201用于驱动整个所述座椅系统300;需要说明的是,每个所述驱动单元装置都可以驱动所述座椅系统的一角,进而若干个驱动单元装置围绕所述座椅系统圆周方向上一圈实施驱动;最终实现的技术效果是:若干个驱动单元装置共同驱动座椅系统实施多个方位的驱动调节,最终模拟出规定的运动动作。
[0056]所述座椅系统300具体包括座舱框架301以及设置在所述座舱框架上的座椅302;(需要特殊说明的是,该座舱框架类似于船舱形状);所述座舱框架301的前部还设置有拱形支架303、踏板支撑板304和支撑管305;所述座椅302的底部位于所述座舱框架301的内部;所述拱形支架303用于固定连接所述显示屏和所述方向盘控制装置;所述踏板支撑板304用于固定连接所述离合模拟装置、所述刹车模拟装置和所述油门模拟装置;所述支撑管305用于固定连接档位操作杆装置;所述座舱框架301的右侧固定连接有控制箱1100;
[0057] 所述显示屏1000为三台显示器组成三维显示屏(或者所述显示屏为曲面显示屏);所述显示屏1000(即三维显示屏)由左、中、右三台显示器组成一个等腰梯形屏幕;所述显示屏1000与所述计算机主机(未示出)之间设有一个分屏器(未示出),三台显示器的信号输出线分别与所述分屏器的相应接口相连接,所述分屏器的信号输出线与所述计算机主机的相应接口相连接。
[0058] 需要说明的是,在本发明实施例中,上述显示屏可以选择使用曲面显示屏,也可以选择使用三维显示屏;三维显示屏由左中右三台显示器组成一个等腰梯形屏幕,并且通过分屏器实现屏幕分配。上述显示屏的设计结构简单、设计合理,通过3D视野显示可以有效的增加操作人员在汽车模拟驾驶系统中的体验度,使其感受全面逼真的驾驶,而且成本较低,适合运用推广。
[0059]本发明提供的仿真驾驶游戏设备系统,其主要由底盘支撑架100(注意其为异形的底盘支撑架)、车辆体感驱动模拟系统200、座椅系统300以及固定连接在所述座椅系统上的方向盘控制装置400、油门模拟装置500、离合模拟装置600、刹车模拟装置700、档位操作杆装置800、计算机主机900和显示屏1000等结构组成;
[0060]在上述结构中,需要重点说明的是车辆体感驱动模拟系统200;
[0061 ]上述车辆体感驱动模拟系统200是最为重要的模拟系统,其车辆体感驱动模拟系统固定连接在底盘支撑架100上;所述车辆体感驱动模拟系统200具体包括若干个驱动单元装置201(例如:六个驱动单元装置分成三组进行驱动);所述车辆体感驱动模拟系统200主要用于驱动所述座椅系统300以及连带着驱动所述座椅系统上面的各个装置实施随动,进而完成车辆的模拟动作;很显然,上述车辆体感驱动模拟系统200由若干个驱动单元装置201构成;然而,每个所述驱动单元装置201都由驱动电机202、减速器203、转动轴204、L形状的摆动轴205和驱动杆206等结构构成;其中,所述驱动电机202与所述减速器203以及所述转动轴204依次同轴方向键连接;所述转动轴204与L形状的摆动轴205的一端转动配合,L形状的摆动轴205的另一端与所述驱动杆206的底端球面铰接,且所述驱动杆206的顶端与所述座椅系统300的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置201围绕所述座椅系统300圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统300球面铰接;每个所述驱动单元装置201用于驱动所述座椅系统300的一角,若干个所述驱动单元装置201用于驱动整个所述座椅系统300;上述驱动单元装置由特殊的结构构造组成,其可以完成曲柄摇杆机构的执行结构,其完全不同于现有的反馈驱动系统(例如:其完全不同于现有的液压模拟驱动或是简单的弹簧系统反馈驱动),其通过曲柄摇杆运动副来实现对座椅系统的模拟驱动。相比较传统模拟驱动方式,其驱动方式更加复杂,由于其驱动运动曲线更加丰富,所以模拟驱动效果更好,可以模拟出更为逼真的车辆体感运动;在曲柄摇杆机构中,转动轴充当的是曲柄,驱动杆充当的是连杆,座椅类似为摇杆。通常曲柄主动,连杆和摇杆从动。上述座椅系统300的运动曲线,也并不是有单一的驱动单元装置201实现的,而是由若干个驱动单元装置201共同驱动实现的;所以说,由若干个驱动单元装置201构成车辆体感驱动模拟系统其可以模仿出更多的模拟动作(例如:急速加速时(或是上坡时)的座椅系统快速后倾运动;减速时(或是下坡时)的座椅系统前倾运动,转弯时的座椅系统惯性向左或是向右倾斜运动以及撞击时的座椅系统抖动运动,很显然这些都是传统简单的液压模拟驱动不能够实现的)。所以说,上述车辆体感驱动模拟系统200,其逼真的实现了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作;上述车辆体感驱动模拟系统,通过创新的结构设计以及理念,将仿真驾驶游戏设备系统的技术设计提升了一个台阶。
[0062]下面对本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的具体结构以及具体技术效果做一下详细的说明:
[0063]在具体技术方案中;所述驱动单元装置201的数量为六个,其中,每两个所述驱动单元装置为一组,共三组所述驱动单元装置;
[0064]三组所述驱动单元装置201分别均匀间隔分布;三组所述驱动单元装置201具体分别球面铰接于在所述座椅系统300上的所述座舱框架301的圆周方向的三个铰接处;三个铰接处之间的夹角为120度;三组所述驱动单元装置201用于共同驱动所述座椅系统300实施三维立体且三个方位的驱动调节动作。
[0065]需要说明的是,其实际上是6个驱动单元装置构成的三组三维式的推动驱动作用;每组所述驱动单元装置中的两个驱动单元装置一一对应设置;最终实现的技术效果是:3组驱动单元装置共同驱动所述座椅系统实施三维立体,多方位的驱动调节(具体为三个方位),最终模拟出规定的运动动作。
[0066]在具体技术方案中;所述计算机主机900内设置有信号采集装置901;所述信号采集装置901根据实时画面信息解析出反馈控制信号;所述计算机主机900接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;所述计算机主机900分别与所述信号采集装置901以及所述车辆体感驱动模拟系统200连接(具体参见图14所示意的原理图);所述车辆模拟控制信号主要包括加速模拟控制信号、上坡模拟控制信号、减速模拟控制信号、下坡模拟控制信号、转向模拟控制信号、撞击模拟控制信号;
[0067]所述车辆体感驱动模拟系统用于根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后倾动作(即上述后倾动作,另参见图12);所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执行前倾动作(图中未示出);所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据转向模拟控制信号执行左、右惯性倾倒动作(即上述左倾动作,另参见图13);所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作(图中未示出)。
[0068]需要说明的是,上述仿真驾驶游戏设备系统,是通过信号采集装置901、计算机主机900(即包括计算机硬件也包括其他软件)以及车辆体感驱动模拟系统200实现的协调模拟控制。即所述信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;然后所述计算机主机接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;最终通过车辆体感驱动模拟系统来完成相应的驱动动作。
[0069]例如:上述车辆体感驱动模拟系统可以根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后倾动作;上述车辆体感驱动模拟系统还可以根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执行前倾动作;上述车辆体感驱动模拟系统还可以根据转向模拟控制信号执行左、右惯性倾倒动作;上述车辆体感驱动模拟系统还可以根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作。需要说明的是,触发上述控制信号是根据游戏画面信息得到的(即画面内车辆的真实车身姿态),所以说模拟出的动作也是真实车身姿态动作;上述车辆体感驱动模拟系统可以根据不同的模拟控制信号执行不同的、多种多样的、千变万化的驱动动作,显然这是传统技术无法实现的。
[0070]在具体技术方案中;所述方向盘控制装置400处还连接有模拟转向装置(未示出);所述方向盘控制装置与所述模拟转向装置相连;所述方向盘控制装置用于控制画面内车辆真实的转向动作;所述信号采集装置根据实时画面信息解析出方向盘反作用力控制信号;所述计算机主机接收方向盘反作用力控制信号,并根据所述方向盘反作用力控制信号解析得到方向盘模拟控制信号;所述计算机主机与所述模拟转向装置连接;所述模拟转向装置用于根据方向盘模拟控制信号模拟出真实汽车转向盘的反作用的受力动作;所述模拟转向装置包括直流无刷电机;所述直流无刷电机用于控制所述模拟转向盘的转向阻力;
[0071]所述方向盘模拟控制信号包括转向阻力增加信号和转向阻力减小信号;所述模拟转向装置用于根据转向阻力增加信号执行转向阻力增加的动作;所述模拟转向装置还用于根据转向阻力减小信号执行转向阻力减小的动作。
[0072]需要说明的是,所述信号采集装置根据实时画面信息解析出方向盘反作用力控制信号;所述计算机主机接收方向盘反作用力控制信号,并根据所述方向盘反作用力控制信号解析得到方向盘模拟控制信号;所述模拟转向装置会根据解析后的信号控制直流无刷电机,直流无刷电机控制转向盘越转阻力越大或是越转阻力越小等变化。
[0073]上述模拟转向装置可以根据路面情况模拟出不同的转向阻力的大小;即上述模拟转向装置在当画面遇到下坡或加速后可以模拟出相应的转向阻力变化,在当画面遇到上坡或减速且转向作用力明显增加;所以说明上述模拟转向装置可以根据路面情况模拟出不同的转向阻力大小变化,模拟效果非常的逼真。所以说,上述模拟转向装置同样可以增强转向以及转向结合画面路面情况而得到的转向阻力的模拟效果。通过模拟转向装置模拟真实汽车转向盘的受力状态,能真实的模拟方向盘在各种情况下的不同受力情况,提高了汽车模拟驾驶的仿真性和操作感。
[0074]在具体技术方案中;所述座舱框架301与所述座椅302之间还设置有减震系统(未示出);所述减震系统具体包括左悬挂和右悬挂、竖直且左、右相对设置的两个减震支架和左可调绞牙带副压减震器和右可调绞牙带副压减震器;所述左可调绞牙带副压减震器设置在左悬挂与左端减震支架之间;所述右可调绞牙带副压减震器设置在右悬挂与右端减震支架之间。
[0075]需要说明的是,上述减震系统只是具有一定程度的减震作用,其减震作用并不是很明显,若减震作用太强则会影响车辆体感驱动模拟系统的模拟运动;很显然,上述减震系统一方面有助于减震,另一方面也增强了座椅的逼真的抖动动作、缓冲动作等,进而增强模拟车辆的运动动作。可调绞牙带副压减震器是遥控车、真实汽车等采用的减震器件,本发明将其完全应用在仿真驾驶游戏设备系统中,其可以完全模拟出真实的悬挂减震作用;绞牙减振器是指有能够调节弹簧伸缩度和避震桶身、避震阻尼的避震。绞牙减振器具备软硬、高低、阻尼可调等功能,可以根据个人的需求,在一定范围内调整出个人所满意的设置。
[0076]另外,上述可调绞牙带副压减震器可以吸收座椅所引起的震动,使仿真驾驶游戏设备系统行进更加平缓,且还能够保持震动等动作的逼真。传统减震器,主要通过弹簧吸震,但弹簧自身还会有往复运动。减震器太软,座椅就会上下跳跃,减震器太硬就会带来太大的阻力,妨碍弹簧正常工作。所以采用上述设计的减震系统,在保证了逼真的抖动动作等动作的同时,也适当地减少了座椅的剧烈晃动。
[0077]在具体技术方案中;所述底盘支撑架100的底部还设置有多个脚垫103;多个脚垫103沿着所述底盘支撑架100的轮廓线上间隔分布设置。所述脚垫为ABS工程塑料脚垫或PEEK工程塑料脚垫或PC工程塑料脚垫中的任意一种(或是橡胶脚垫、硅胶脚垫、EVA泡棉脚塾等)。
[0078]需要说明的是,上述脚垫通常被广泛用在电动游戏机器、机箱设备的垫脚使用,上述脚垫也可以安装螺丝,这样使用更加牢固。上述脚垫具有很多方面的技术特点:耐摩擦,防滑震,不腐蚀,不生锈,安装简单,稳定牢固,产品符合环保要求。很显然,上述脚垫具有绝缘、防震、防滑等诸多特点,其更加有利于仿真驾驶游戏设备系统的稳定性和可靠性。
[0079]在具体技术方案中;所述底盘支撑架100的前部表面上还设置有音箱设备(未示出);且所述底盘支撑架100的前部以及后部还设置有均匀分布的配重块1200。
[0080]需要说明的是,上述仿真驾驶游戏设备系统还设置有一些辅助设备,例如:音箱设备,上述音箱设备可以配合画面给予玩家更好的视听体验,进而提升模拟驾驶的真实感。同时,底盘支撑架的前部、后部或是其他位置处还设置有配重块,因为底盘支撑架虽然具有良好的结构稳定性,但是其上面的座椅系统会根据不同情况做出很多模拟动作,很多时候座椅系统会前倾、左倾、右倾或后倾,这样很难保证底盘支撑架的平衡和稳定。对此底盘支撑架上设置有一个或是多个配重块,可以增加底盘支撑架的整体重量(因为底盘支撑架采用管状结构,原本重量不大,现在通过配重块可以增加其整体重量),进而保证座椅系统在进行动作时候仍然能够保持底盘支撑架的平衡以及可靠。
[0081]在具体技术方案中;所述座椅302的两侧设置有侧面护板,所述座椅302的前部设置有前护板;所述座椅302上还设置有安全带(未示出)。需要说明的是,上述座椅系统具体包括座舱框架以及设置在所述座舱框架上的座椅;座舱框架以及底盘支撑架都采用较为优质的结构钢材,可以保证整机游戏设备系统的结构稳定性;同时,上述座椅采用符合人体工程学的设计形态,可以保证久坐的情况下也能够保持舒适,避免久坐产生疲倦的问题。
[0082]另外,座椅主要采用的游戏座椅的设计,该座椅的两侧设置有侧面护板,所述座椅的前部设置有前护板;这样可以保证座椅的舒适性,也能保证安全性;另外,上述座椅还可以单独设置安全带(当然,上述安全带可以根据具体需要选择是否需要加装)。
[0083]在具体技术方案中;所述控制箱1100上设置有多种开关按钮。(需要说明的是,控制箱上设置有多种开关按钮,例如:整机仿真驾驶游戏设备系统的电源开关按钮,车辆体感驱动模拟系统的启动按钮以及急停按钮等等,对此本发明实施例不再一一赘述;很显然,上述各种按钮可以最大限度的保证整机仿真驾驶游戏设备系统的安全性以及可靠性。)
[0084]综上所述,本发明提供的一种仿真驾驶游戏设备系统,至少具有如下技术优点:
[0085] —、有关整机的结构设计:本发明提供的仿真驾驶游戏设备系统,是主要由底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统以及方向盘控制装置、油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、档位操作杆装置、计算机主机和显示屏等结构构成的游戏设备系统,其各个装置设计合理,体感驱动方式更加的趋于真实驾驶环境,由各个装置系统组成进而构成了整机的仿真驾驶游戏设备系统,其不仅实现了驾驶动作模拟的功能(即模拟驾驶开车,换挡,踩刹车等动作),其也实现了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作的功能。
[0086]上述各个装置以及座椅系统可以保证仿真驾驶游戏设备系统具有更为合理的结构设计以及结构分布,进而其仿真驾驶游戏设备系统设计的结构布局最大程度上保证了仿真驾驶游戏设备系统的模拟性、操控性能以及可靠性。
[0087] 二、有关车辆体感驱动模拟系统的四杆机构的结构设计:车辆体感驱动模拟系统,其实际上是6个驱动单元装置构成的三组三维式的推动驱动作用;每组所述驱动单元装置中的两个驱动单元装置一一对应设置;3组驱动单元装置共同驱动所述座椅系统实施三维立体,多方位的驱动调节(具体为三个方位),最终模拟出规定的运动动作。然而,每个驱动单元装置其具体采用的是四杆机构驱动结构设计;
[0088]很显然,上述车辆体感驱动模拟系统采用了稳定的四杆机构驱动结构设计,这样可以驱动机构运动更加平稳、更加可靠,承受载荷更大,噪音更低,同时有利于整车仿真驾驶游戏设备系统驱动运动形式的多样化。其完全不同于现有的液压模拟驱动或是简单的弹簧系统反馈驱动,其通过曲柄摇杆运动副来实现对座椅系统的模拟驱动。相比较传统模拟驱动方式,其驱动方式更加复杂,由于其驱动运动曲线更加丰富,所以模拟驱动效果更好,可以模拟出更为逼真的车辆体感运动。
[0089]三、有关控制系统:本发明提供的一种仿真驾驶游戏设备系统,具有创新的控制系统;信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;计算机主机接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;车辆体感驱动模拟系统可以根据上述不同的模拟控制信号执行不同的驱动动作,进而来实现模拟。即信号采集装置一计算机主机(除硬件系统还包括软件系统)一车辆体感驱动模拟系统构成的三级控制系统,实现信号采集、信号处理以及机械驱动动作执行,进而完成体感模拟动作。
[0090]上述仿真驾驶游戏设备系统,是通过信号采集装置、车辆体感驱动模拟系统以及计算机主机(即包括计算机硬件也包括其他软件)实现的协调模拟控制。很显然,上述车辆体感驱动模拟系统可以根据不同的模拟控制信号执行不同的、多种多样的、千变万化的驱动动作,显然这是传统技术无法实现的。
[0091]四、有关转向模拟装置:上述模拟转向装置可以根据路面情况模拟出不同的转向阻力的大小;即上述模拟转向装置在当画面遇到下坡或加速后可以模拟出相应的转向阻力变化,在当画面遇到上坡或减速且转向作用力明显增加;所以说明上述模拟转向装置可以根据路面情况模拟出不同的转向阻力大小变化,模拟效果非常的逼真。所以说,上述模拟转向装置同样可以增强转向以及转向结合画面路面情况而得到的转向阻力的模拟效果。
[0092]上述模拟转向装置其可以保障转向同时,还可以满足高速过弯以及遇阻力减速过弯等高难度的模拟转向动作(同时其也即提高转向灵敏度以及指向性),其是确保高质量仿真驾驶游戏设备系统逼真效果的技术条件之一。
[0093]五、有关减震系统:上述减震系统只是具有一定程度的减震作用,其减震作用并不是很明显,若减震作用太强则会影响车辆体感驱动模拟系统的模拟运动;很显然,上述减震系统一方面有助于减震,另一方面也增强了座椅的逼真的抖动动作、缓冲动作等,进而增强模拟车辆的运动动作。上述减震系统的设计目的在于保障真实车辆运动动作模拟的同时,也能够模拟出汽车悬挂系统的体感,同时尽量避免游戏设备系统不必要的载荷冲击的损伤,提高游戏设备系统的可靠性。
[0094]六、有关音箱设备、三维显示屏的设计。上述音箱设备可以配合画面给予玩家更好的视听体验,进而提升模拟驾驶的真实感。上述三维显示屏由左、中、右三台显示器组成一个等腰梯形屏幕,并且通过分屏器实现屏幕分配。上述显示屏的设计结构简单、设计合理,通过3D视野显示可以有效的增加操作人员在汽车模拟驾驶系统中的体验度,使其感受全面逼真的驾驶,而且成本较低。
[0095]七、有关上述底盘支撑架和脚垫以及配重块等结构设计更为合理,其中,脚垫回弹性好,机械性能稳定,使用寿命长,成本低等优点。上述底盘支撑架结合脚垫的结构设计,能承受重载荷,同时还具有隔振降噪效果好、工作平稳。上述底盘支撑架处设置的配重块,可以保证底盘支撑架的平衡和稳定。
[0096]八、有关其他装置:例如:油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置等结构;上述油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置分别对应模拟车辆的油门装置、离合装置和刹车装置。
[0097]很显然,本发明公开了一种仿真驾驶游戏设备系统,具有模拟功能强大逼真,体感模拟效果显著等等诸多方面的技术优势。因此,本发明提供的仿真驾驶游戏设备系统必将会带来良好的市场前景和经济效益。

Claims (10)

1.一种仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于,包括自下而上依次设置的底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统以及固定连接在所述座椅系统上的方向盘控制装置、油门模拟装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、档位操作杆装置、计算机主机、控制箱和显示屏; 其中,所述底盘支撑架具体包括主框管架以及设置在所述主框管架上的正六边形底盘;且所述主框管架与所述正六边形底盘之间通过连接管固定连接; 所述车辆体感驱动模拟系统固定连接在所述底盘支撑架上;所述车辆体感驱动模拟系统用于驱动所述座椅系统完成车辆的模拟动作;所述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置;每个所述驱动单元装置包括驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆;其中,所述驱动电机与所述减速器以及所述转动轴依次同轴方向键连接;所述转动轴与L形状的摆动轴的一端转动配合,L形状的摆动轴的另一端与所述驱动杆的底端球面铰接,且所述驱动杆的顶端与所述座椅系统的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置围绕所述座椅系统圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统球面铰接;每个所述驱动单元装置用于驱动所述座椅系统的一角,若干个所述驱动单元装置用于驱动整个所述座椅系统; 所述座椅系统具体包括座舱框架以及设置在所述座舱框架上的座椅;所述座舱框架的前部还设置有拱形支架、踏板支撑板和支撑管;所述座椅的底部位于所述座舱框架的内部;所述拱形支架用于固定连接所述显示屏和所述方向盘控制装置;所述踏板支撑板用于固定连接所述离合模拟装置、所述刹车模拟装置和所述油门模拟装置;所述支撑管用于固定连接档位操作杆装置;所述座舱框架的右侧固定连接有控制箱; 所述显示屏为三台显示器组成三维显示屏;所述三维显示屏由左、中、右三台显示器组成一个等腰梯形屏幕;所述三维显示屏与所述计算机主机之间设有一个分屏器,三台显示器的信号输出线分别与所述分屏器的相应接口相连接,所述分屏器的信号输出线与所述计算机主机的相应接口相连接。
2.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述驱动单元装置的数量为六个,其中,每两个所述驱动单元装置为一组,共三组所述驱动单元装置; 三组所述驱动单元装置分别均匀间隔分布;三组所述驱动单元装置具体分别球面铰接于在所述座椅系统上的所述座舱框架的圆周方向的三个铰接处;三个铰接处之间的夹角为120度;三组所述驱动单元装置用于共同驱动所述座椅系统实施三维立体且三个方位的驱动调节动作。
3.根据权利要求2所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述计算机主机内设置有信号采集装置; 所述信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;所述计算机主机接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;所述计算机主机分别与所述信号采集装置以及所述车辆体感驱动模拟系统连接;所述车辆模拟控制信号主要包括加速模拟控制信号、上坡模拟控制信号、减速模拟控制信号、下坡模拟控制信号、转向模拟控制信号、撞击模拟控制信号; 所述车辆体感驱动模拟系统用于根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后倾动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执行前倾动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据转向模拟控制信号执行左、右惯性倾倒动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作。
4.根据权利要求3所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述方向盘控制装置处还连接有模拟转向装置; 所述方向盘控制装置与所述模拟转向装置相连;所述方向盘控制装置用于控制画面内车辆真实的转向动作;所述信号采集装置根据实时画面信息解析出方向盘反作用力控制信号;所述计算机主机接收方向盘反作用力控制信号,并根据所述方向盘反作用力控制信号解析得到方向盘模拟控制信号;所述计算机主机与所述模拟转向装置连接;所述模拟转向装置用于根据方向盘模拟控制信号模拟出真实汽车转向盘的反作用的受力动作;所述模拟转向装置包括直流无刷电机;所述直流无刷电机用于控制所述模拟转向盘的转向阻力; 所述方向盘模拟控制信号包括转向阻力增加信号和转向阻力减小信号;所述模拟转向装置用于根据转向阻力增加信号执行转向阻力增加的动作;所述模拟转向装置还用于根据转向阻力减小信号执行转向阻力减小的动作。
5.根据权利要求4所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述座舱框架与所述座椅之间还设置有减震系统;所述减震系统具体包括左悬挂和右悬挂、竖直且左、右相对设置的两个减震支架和左可调绞牙带副压减震器和右可调绞牙带副压减震器;所述左可调绞牙带副压减震器设置在左悬挂与左端减震支架之间;所述右可调绞牙带副压减震器设置在右悬挂与右端减震支架之间。
6.根据权利要求5所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述底盘支撑架的底部还设置有多个脚垫;多个所述脚垫沿着所述底盘支撑架的轮廓线上间隔分布设置。
7.根据权利要求6所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述脚垫为ABS工程塑料脚垫、PEEK工程塑料脚垫、PC工程塑料脚垫、橡胶脚垫、硅胶脚垫、EVA泡棉脚垫中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述底盘支撑架的前部表面上还设置有音箱设备;且所述底盘支撑架的前部以及后部还设置有均匀分布的配重块。
9.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述座椅的两侧设置有侧面护板,所述座椅的前部设置有前护板;所述座椅上还设置有安全带。
10.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏设备系统,其特征在于, 所述控制箱上设置有多种开关按钮。
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