CN109697916A - 一种转向机构及模拟器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转向机构及模拟器，该转向机构包括：连接板、连接套、设于连接套内的轴承、主轴和转角信号采集器；所述主轴穿设于轴承，通过与轴承接触配合进行转动，且主轴的一端连接转角信号采集器，另一端与连接板固定连接；还包括设置在所述连接板与连接套之间的滑动机构，通过所述滑动机构的配合使用，实现连接板与连接套之间的相对转动以及对主轴转动角度的控制。本发明结构简单，制作成本低，具有广泛的使用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种转向机构及应用该转向机构的模拟器，属于单车技术领域。
背景技术
随着社会低碳的号召及人们对身体健康的关注，很多人又开始重新骑上了自行车。通过骑行能够提高人体耐力及增强体质，因此，部分人群也会选择在健身馆或家中体验健身车(动感单车)，来实现健身的目的。传统健身车的结构主要包括车架及设置于车架上的龙头、座垫、踏板及飞轮等部件，其中，车架上的龙头采用固定式设置，这样的结构设计也就导致了传统的健身车功能单一。
此外，道路骑行也会带来一些交通安全问题，部分人群由于缺乏交通安全意识，在骑行过程中容易发生一些交通事故，造成不同程度的人身伤亡及财产损失，究其主要原因是大多数骑行者缺乏骑行事故的体验经历，因此，道路骑行的模拟也显得尤为重要，一方面能够给骑行者带来很好的安全教育，另一方面也能够给汽车驾驶员带来安全警示作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转向机构及模拟器，通过该转向机构能够实现健身车等模拟器上的龙头不同角度的转动，同时还能够实现龙头转动角度信号的采集；且结构简单，制作成本低，具有广泛的使用前景。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种转向机构，包括：连接板、连接套、设于连接套内的轴承、主轴和转角信号采集器；所述主轴穿设于轴承，通过与轴承接触配合进行转动，且主轴的一端连接转角信号采集器，另一端与连接板固定连接；还包括设置在所述连接板与连接套之间的滑动机构，通过所述滑动机构的配合使用，实现连接板与连接套之间的相对转动以及对主轴转动角度的控制。
进一步地，所述主轴的另一端与连接板之间通过螺栓固定。
进一步地，所述滑动机构包括导柱和设于连接板上的弧形滑槽；所述导柱的一端滑动设于弧形滑槽内，另一端设于连接套内，通过其于弧形滑槽中的滑动实现对主轴的转动角度限位。
进一步地，所述导柱为螺栓或销钉。
进一步地，所述连接板上还设有至少一个定位孔，其与连接套上可转动设置的螺栓相对应；通过转动所述螺栓使其置于定位孔中，进而实现对主轴的固定。
进一步地，所述轴承选用角接触球轴承。
进一步地，所述连接板与连接套之间还设有轴承压盖，其通过螺栓固定于连接套上。
进一步地，所述轴承压盖与连接板相接触的表面上设有若干个凹槽，所述凹槽内设有可与主轴的外壁接触的尼龙垫片。
进一步地，所述轴承压盖的侧壁对应各凹槽的位置设有可转动的螺栓，通过转动所述螺栓来调节尼龙垫片与主轴的接触状态。
进一步地，所述主轴与转角信号采集器通过螺母固定连接，且螺母与轴承之间设有垫片，以增加螺母与轴承之间的接触面积。
进一步地，所述连接套采用可拆卸式的分段式设计，轴承和主轴设于连接套的上半段，转角信号采集器设于连接套的下半段。
进一步地，所述转角信号采集器通过有线或无线的方式传输主轴的转角数据。
本发明的一种模拟器，其包括上述的转向机构。
进一步地，所述模拟器还包括：车架及设置于车架上的龙头、座垫、踏板、阻尼飞轮及紧急刹车组件。
进一步地，所述紧急刹车组件包括按压机构、刹车压板、刹车块、刹车扳手和刹车线；所述按压机构安装在车架上，包括刹车钮和按压杆，通过按压或者旋转所述刹车钮带动按压杆向下移动，所述按压杆向下移动推动刹车块与阻尼飞轮接触，实现减速；所述刹车压板通过枢接轴枢接在车架上，其一端通过刹车线连接设置在龙头上的刹车扳手，另一端与所述刹车块相接触配合，通过扳动所述刹车扳手带动刹车线拉伸刹车压板的一端，使刹车压板绕枢接轴旋转，并通过另一端推动刹车块与阻尼飞轮接触，实现减速。
本发明的有益效果：
本发明的转向机构结构简单，制造成本低，能够应用于市面上各类型的健身车或单车模拟装置中。使用本发明转向机构的健身车或单车模拟装置既能够实现普通健身车的健身功能，还能够实现普通单车的龙头任意转向的功能。此外，通过增加转角信号采集器后能够实现龙头转动角度数据的采集，进而实现各种骑行场景的模拟，如：游戏模拟器，单车骑行模拟器等，另外，还可应用于驾驶安全教育项目中。
附图说明
图1为本发明转向机构的结构示意图。
图2为本发明转向机构的剖视图。
图3为连接板的结构示意图。
图4为轴承压盖的结构示意图。
图5为轴承压盖与主轴配合的结构示意图。
图6为模拟器的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
参照图1-图5所示，实施例1公开一种转向机构，包括：连接板1、连接套2及设于连接套2内的轴承3、主轴4、转角信号采集器5，所述主轴4穿过轴承3设置，通过与轴承3接触配合进行转动，且主轴4的一端连接转角信号采集器5，另一端通过螺栓与连接板1固定连接(通过连接板上的第一螺孔11实现固定)；所述连接板1与连接套2之间通过一个滑动机构配合，实现连接板1与连接套2之间的相对转动，及对主轴转动角度的控制。
如图1所示，所述连接板1的四角分别设有第二螺孔12，应用于健身车时，通过第二螺孔12内的螺栓可将连接板1与健身车的龙头固定连接；连接套2的下半段23通过螺栓固定于健身车的支架32上。
结合图2和图3所示，所述滑动机构包括设于连接板1上的弧形滑槽13及设于连接套2上的导柱21，导柱21的一端滑动设于弧形滑槽13内，另一端插设于连接套2上相应的孔内，导柱21于弧形滑槽13中滑动实现对主轴4的转动角度限制，可以使龙头实现最大±90°的转动；本示例中，该导柱21选用螺栓，其他示例中也可以选用销钉等部件。
所述连接板1上还设有一个定位孔14，其与连接套2上可转动设置的一个螺栓相对应，通过调节该螺栓于连接套2上的高度来实现螺栓是否置于定位孔14中，进而实现对主轴4的位置固定。如图3所示，优选的，定位孔14可设置在弧形滑槽13相对的位置上。
为了使轴承3能够很好地固定于连接套2中，所述连接板1与连接套2之间还设有轴承压盖6。其包括四个螺孔65，可通过置于螺孔65内的四个螺栓将其固定于连接套2上。更优示例中，轴承压盖6与连接板1相接触的表面上设有若干个凹槽61，且各凹槽内设有尼龙垫片64，各尼龙垫片的侧面与主轴4的外壁接触。结合图4和图5所示，所述轴承压盖6的侧壁对应各凹槽61的位置设有通孔62，通孔62内设置可转动的螺栓63，螺栓63的一端从轴承压盖6的侧壁穿过通孔62后与尼龙垫片64相接触，通过转动螺栓63来调节尼龙垫片64与主轴4的接触状态。尼龙垫片64与主轴4长时间摩擦后会发生磨损，因此通过调节螺栓63来调节尼龙垫片64的位置，确保二者之间的相互摩擦。
所述转角信号采集器5为一个编码器，编码器的旋转轴插设于主轴4中，并通过一个螺母7固定连接，且螺母与轴承之间设有垫片8，以增加螺母与轴承之间的接触面积。所述轴承可选用角接触球轴承，可同时承受径向负荷和轴向负荷。
结合图1和图2所示，为了便于轴承3、主轴4及转角信号采集器5安装于连接套2中，所述连接套2采用两段式设计，即包括上半段22和下半段23，二者之间通过螺栓固定。其中，轴承3和主轴4设于连接套2的上半段22，转角信号采集器5设于连接套2的下半段23。
本发明的转向机构可应用于结构类似单车的多功能模拟器，既可用于某些场景实现单车骑行体验，也可作为动感单车作健身使用。例如，骑行模式(即模拟单车骑行)，定位孔14对应的螺栓与定位孔14分离设置(即螺栓未置于定位孔14中)，骑行者在左右转动龙头时，与龙头固定连接的连接板1带动主轴4左右转动，同时，转角信号采集器5可采集主轴转动的角度信号数据，并通过有线或无线的方式将采集到的主轴转角数据发送给与之连接的外设数据处理设备，进而实现各种骑行场景的模拟，通过与外设显示屏幕相配合，能够进行骑行游戏，道路骑行安全等各种体验；健身模式(即普通动感单车模式)，定位孔14对应的螺栓设于定位孔14中，连接板1与连接套2相对固定，即龙头为固定模式，无法转动。
参照图6所示，实施例2公开一种模拟器，其包括实施例1所述的转向机构，还包括车架31及设置于车架31上的龙头32、座垫33、踏板34、阻尼飞轮35和紧急刹车组件。
所述紧急刹车组件包括：按压机构361、刹车压板362、刹车块363、刹车扳手364及刹车线365。所述按压机构361安装在车架31上，包括刹车钮3611以及按压杆3612，通过按压或者旋转刹车钮3611，带动按压杆3612向下移动，所述按压杆3612向下移动推动刹车块363与阻尼飞轮35接触。所述刹车压板362枢接在车架31上，其一端通过刹车线365连接龙头32上设置的刹车扳手364，另一端与所述刹车块363相接触配合，扳动所述刹车扳手364带动刹车线365拉伸刹车压板362的一端，使得刹车压板362可绕其与车架31的枢接轴366旋转，另一端推动刹车块与阻尼飞轮接触，实现减速。因此，在具体使用时，通过该紧急刹车组件可提供两种方式实现刹车，即通过按压或旋转刹车钮3611进行刹车，或者通过扳动刹车扳手364进行刹车。
尽管以上本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种转向机构，其特征在于，包括：连接板、连接套，以及设于连接套内的轴承、主轴和转角信号采集器；所述主轴穿设于轴承，通过与轴承接触配合进行转动，且主轴的一端连接转角信号采集器，另一端与所述连接板固定连接；还包括设置在所述连接板与连接套之间的滑动机构，通过所述滑动机构的配合使用，实现连接板与连接套之间的相对转动以及对主轴转动角度的控制。
2.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述滑动机构包括导柱以及设于连接板上的弧形滑槽；所述导柱的一端滑动设于弧形滑槽内，另一端设于连接套内，通过其于弧形滑槽中的滑动实现对主轴的转动角度限位。
3.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述连接板上还设有至少一个定位孔，其与连接套上可转动设置的螺栓相对应；通过转动所述螺栓使其置于定位孔中，进而实现对主轴的固定。
4.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述连接板与连接套之间还设有轴承压盖，其通过螺栓固定于连接套上。
5.根据权利要求4所述的转向机构，其特征在于，所述轴承压盖与连接板相接触的表面上设有若干个凹槽，所述凹槽内设有可与主轴的外壁接触的尼龙垫片。
6.根据权利要求5所述的转向机构，其特征在于，所述轴承压盖的侧壁对应各凹槽的位置设有可转动的螺栓，通过转动所述螺栓来调节尼龙垫片与主轴的接触状态。
7.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，所述连接套采用可拆卸式的分段式设计，轴承和主轴设于连接套的上半段，转角信号采集器设于连接套的下半段。
8.一种模拟器，其特征在于，包括上述权利要求1-7中任意一项所述的转向机构。
9.根据权利要求8所述的模拟器，其特征在于，还包括车架以及设置于车架上的龙头、座垫、踏板、阻尼飞轮和紧急刹车组件。
10.根据权利要求9所述的模拟器，其特征在于，所述紧急刹车组件包括按压机构、刹车压板、刹车块、刹车扳手和刹车线；所述按压机构安装在车架上，包括刹车钮和按压杆，通过按压或者旋转所述刹车钮带动按压杆向下移动，所述按压杆向下移动推动刹车块与阻尼飞轮接触，实现减速；所述刹车压板通过枢接轴枢接在车架上，其一端通过刹车线连接设置在龙头上的刹车扳手，另一端与所述刹车块相接触配合，通过扳动所述刹车扳手带动刹车线拉伸刹车压板的一端，使刹车压板绕枢接轴旋转，并通过另一端推动刹车块与阻尼飞轮接触，实现减速。
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