CN110546702A - 四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构 - Google Patents

Abstract

四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构包括下侧框体(2)，该下侧框体在前侧部一点处通过万向节(6)并且在后侧部两点处通过缸体式致动器(5)支承于基台(1)之上。此外，包括上侧框体(3)，该上侧框体在前侧部一点处通过万向节(8)并且在后侧部两点处通过缸体式致动器(7)支承于所述下侧框体上。此外，将各前侧部一点作为顶点配置以使各前侧部一点与各后侧部两点形成大致等腰三角形，将座位装设、固定于所述上侧框体之上。

Description

四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构

相关申请的援引

本申请以2017年3月30日申请的日本专利申请号2017-066663号的申请为基础，在此援引其记载内容。

技术领域

本发明涉及一种座位支承机构，该座位支承机构对能够模拟体验四轮汽车的驾驶的驾驶模拟器的座位进行支承。

背景技术

作为对四轮汽车的驾驶者在道路上的驾驶进行模拟的驾驶模拟器，存在日本专利特开平11-219102号公报(专利文献1)。在上述专利文献1中提出了一种座位支承装置，利用轴承将驾驶席装设板的后部保持为能够自由旋转，设置使该驾驶席装设板转动的连杆机构，经由伺服马达的驱动，从而能够通过座位姿势的倾斜来体验加速、减速、碰撞时的状况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-219102号公报。

发明内容

在专利文献1的驾驶模拟器中，主要能够模拟加速、减速、碰撞等，然而，准确地体验轮胎的碾轧、轮胎由于道路的凹凸不平而受到的撞击、加速减速以及转弯时的G(加速度)和离心力、或者减震器动作的再现等实际车辆的状况是较困难的。

此外，作为飞机的驾驶模拟器，存在包括六根缸体式致动器的运转模拟器，但对于准确地模拟四轮汽车的轮胎的碾轧、轮胎由于道路的凹凸不平而受到的撞击、加速减速以及转弯时的G(加速度)和离心力等而言是不合适的，此外，由于装置变得大型化，驱动所需要的动力也较大，因此，存在制造成本、驾驶成本同时增大的隐患。

本发明的目的在于提供一种驾驶模拟器的座位支承机构，能够通过简单且紧凑的结构体验轮胎的碾轧、轮胎由于道路的凹凸不平而受到的撞击、加速减速以及转弯时的G(加速度)、离心力。

(关于技术方案一)

座位支承机构由基台、下侧框体、上侧框体以及座位构成，下侧框体在前侧部一点和后侧部两点这三点处被支承构件支承于上述基台，上侧框体在前侧部一点和后侧部两点这三点处被支承构件支承于上述下侧框体，座位固定于上述上侧框体，将下侧框体通过后侧部两点支承于基台的支承构件是内置有致动器的缸体式致动器，并且该缸体式致动器的下端通过万向节连接的方式与基台连结，该缸体式致动器的上端通过万向节连接的方式与下侧框体连结，将下侧框体通过前侧部一点支承于基台的支承构件通过万向节连接的方式与基台连结。

由此，构成为通过缸体式致动器对下侧框体的后侧部两点进行悬挂的结构。通过上述简单的结构，能够精细地再现轮胎的碾轧、轮胎由于道路的凹凸不平而受到的撞击等。

将上侧框体通过后侧部两点支承于下侧框体的支承构件是内置有致动器的缸体式致动器，并且该缸体式致动器的下端通过万向节连接的方式与下侧框体连结，该缸体式致动器的上端通过万向节连接的方式与上侧框体连结，将上侧框体通过前侧部一点支承于下侧框体的支承构件通过万向节连接的方式连结。将上侧缸体通过前侧部一点支承于下侧框体的支承体是万向节。

由此，构成为通过缸体式致动器对上侧框体的后侧部两点进行悬挂的结构、即浮动结构。通过上述简单的结构，能够精细地再现座位上的四轮汽车的加速减速G、离心力等。

(关于技术方案二)

将下侧框体支承于基台的前侧部一点和后侧部两点位于以前侧部一点为顶点的等腰三角形的顶点，将上侧框体支承于下侧框体的前侧部一点和后侧部两点位于以前侧部一点为顶点的等腰三角形的顶点。

由此，缸体式致动器的控制变得左右均匀，基于控制装置的四轮汽车的驾驶模拟变得容易。

(关于技术方案三)

缸体式致动器是内置有电动式致动器的缸体式致动器。

由此，电动式致动器能够再现更精细、高响应的性能。与使用液压等的流体致动器相比，不需要配管等，能够更紧凑。

(关于技术方案四)

将基台与下侧框体之间以及下侧框体与上侧框体之间分别通过两端被万向节连接的扭杆(日文：ねじり棒)连结。

由此，由于扭杆具有连接杆以及扭转杆(日文：トーションバー)的功能，因此，通过吸收弹性能量，从而消除由万向节进行支承所带来的不稳定性。

附图说明

参照附图和文字的详细记述，可以更明确本发明的上述目的、其它目的、特征和优点。附图如下所述。

图1是表示驾驶模拟器的驾驶操作的形态的后方立体图。

图2是简单地表示座位支承机构的框架结构的示意图。

图3是座位支承机构的主视图。

图4是座位支承机构的俯视图。

图5是座位支承机构的后视图。

具体实施方式

本发明的四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构由下侧框体、上侧框体以及座位构成，其中，下侧框体在前侧部一点和后侧部两点这三点处被支承体支承于基台，上侧框体在前侧部一点和后侧部两点这三点处被支承体支承于上述下侧框体，座位被固定于上述上侧框体。

将下侧框体通过后侧部两点支承于基台的支承体是内置有致动器的缸体式致动器。各缸体式致动器的下端通过万向节与基台连结，上端通过万向节与下侧框体连结。将下侧缸体通过前侧部一点支承于基台的支承体是万向节。

将上侧框体通过后侧部两点部支承于下侧框体的支承体是内置有致动器的缸体式致动器。各缸体式致动器的下端通过万向节与下侧框体连结，上端通过万向节与上侧框体连结。将上侧缸体通过前侧部一点支承于下侧框体的支承体是万向节。

缸体式致动器是内置有电动式致动器的缸体式致动器。电动式致动器通过控制装置控制驱动，例如，能够自由地模拟座位的振动、前后和侧方(横向)的倾斜以及变位等。

分别通过两端被节点连接的扭杆将基台与下侧框体之间以及下侧框体与上侧框体之间连结。由于上侧框体以及下侧框体均通过三点的万向节连接的方式连结，因此，虽然具有自由度，但存在不稳定的隐患。扭杆具有下述功能：对扭转弹性能量进行吸收，从而使基台对下侧框体的支承以及下侧框体对上侧框体的支承稳定，进而使座位支承装置稳定。

以下，对图1～图5所示的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1示出了包括本发明的座位支承机构10的四轮汽车的驾驶模拟器的概况，图2是简单地示出本发明的座位支承机构10的框架结构的示意图。图3～图5分别示出了座位支承机构10的三面视图。

座位支承机构10包括设置于地面F的基台1、三点支承于基台1的下侧框体2、三点支承于下侧框体2的上侧框体3以及固定于上侧框体3的座位4。A表示驾驶模拟器的控制装置，B表示驾驶状况的显示装置，C表示音响装置。

基台1由纵向较长的矩形形状的台板11以及从矩形形状的台板11的外周向下方延伸的矩形框体12构成。基台1的四角处焊接有三角形形状的角部构件13，从后侧的角部构件13向上方延伸设置有连结片17。

下侧框体2呈宽度为基台1的大致一半且长度与基台1大致相等的纵向较长的矩形形状，该下侧框体2大致水平地配置于基台1的上方。下侧框体2具有底部21、从底部21的后端向上方延伸的背框架部22、从底部21的前端向斜上方延伸的前框架部23。从前框架部23的上端向后方水平地延伸设置有桌框架部24，在桌框架部24之上设置有方向盘机构25。在底部21的前端的中央部倾斜地附设有脚踏板26，在脚踏板26的侧部设置有刹车踏板27以及加速踏板28。

上侧框体3具有：弯曲的左右侧构件31、32；将左右侧构件31、32的后端部连结的水平连结杆33；以及将左右侧构件31、32的中间部连结的中间连结杆。在左右侧构件31、32的前部构成有大致矩形形状的座位设置框架部35。在座位设置框架部35设置、固定有座位4。座位4能够更换各种类型。

基台1与下侧框体2的连结构成为后侧两点和前侧一点的三点支承，在以前侧一点作为顶点的假想投影面上构成为等腰三角形的配置。后侧两点的支承机构通过内置有致动器的缸体式致动器5、5支承，并且对缸体式致动器5、5的动作所伴随的变位以及作用力进行传递。另一方面，前侧一点的支承机构是万向节6，并且该支承机构是下述结构：虽然需要传递旋转力以及变位，但即使产生了摆动等弯曲，也能够吸收其角度变化。

此外，在基台1的矩形框体12的前侧处向上方延伸设置有连结片18，在连结片18处节点连接有扭杆16的一端，扭杆16的另一端节点连接于下侧框体2的前端中央部29。扭杆16具有下述功能：对扭转弹性能量进行吸收，从而使对于下侧框体2的支承全部通过万向节连接的方式构成而引起的接头的不稳定变得稳定，进而该扭杆16起到使支承装置稳定的作用。

缸体式致动器5、5的一端经由万向节52、52节点连接于各角部板13的连结片17。缸体5、5的另一端经由万向节54、54节点连接于背框架部22的上端部的左右两侧部。

万向节54、54对固定于背框架部22的上端部的背面的销55、55进行固定。通过圆弧板状的连结构件56将销55、55的前端部连结并固定，在销55、55的中间部设置球部57、57。在收容于缸体式致动器5、5的活塞58、58的上端部设置与球部57、57自由转动的连结部59、59。

下侧框体2与上侧框体3的连结构成为后侧部两点和前侧部一点的三点支承，在以前侧部一点作为顶点的假想投影面上构成为等腰三角形的配置。后侧部两点的支承机构构成为内置有致动器的缸体式致动器7、7，前侧部一点的支承机构是万向节8。

此外，下侧框体2的中间部30与上侧框体3的前端中央部37通过两端被节点连接的扭杆36联接。上侧框体3与下侧框体2全部通过万向节进行三点支承。因此，上侧框体3相对于下侧框体2的位置容易变得不稳定，扭杆36具有使上侧框体3相对于下侧框体2的位置稳定的作用。

缸体式致动器7的下端经由万向节73、73节点连接于水平地设置在背框架部22的下部的横杆72。缸体式致动器7、7的上端经由万向节75、75节点连接于设置在上侧框体3的左右侧构件31、32的上端部的水平连结杆33。上述万向节73、75的结构与万向节52、54的结构相同。

内置有致动器的缸体式致动器5、7具有相同的结构。上述缸体式致动器5、7具有缸体S以及活塞P，该活塞P的下部收容于缸体S，缸体S收容有电动式致动器。缸体式致动器5、7通过驾驶模拟器的控制装置A控制。

如上所述，本实施方式的特征在于，供座位4装设、固定的上侧框体3通过形成大致等腰三角形的三点支承，对应顶点的一点被支承为能够转动，剩余的两点被支承为能够通过双轴的致动器7、7转动，从而构成浮动形态。

此外，对上侧框体3进行浮动支承的下侧框体2同样通过形成大致等腰三角形的三点支承，对应顶点的一点被支承为能够转动，剩余的两点被支承为能够通过双轴的致动器5、5转动，从而相对于基台1构成浮动形态。

也就是说，采用了能够实现双轴运动的框架分两段悬挂这一形态的浮动四轴运动型。

由此，利用与座位4联动的缸体式致动器7、7的两根轴不会对驾驶位置产生影响，从而能够忠实地再现例如赛车的性能，并且，利用下侧框体2的缸体式致动器5、5的两根轴能够精细地感受轮胎的抓地感。

因此，利用上述四轴的缸体式致动器5、7，能够再现四轮汽车驾驶时的各种状况，例如轮胎的碾轧、轮胎由于道路的凹凸不平而受到的撞击、加速减速以及转弯时的G(加速度)、离心力，从而驾驶员能够进行体验。此外，通过改变控制装置A的控制条件，还能够模拟至今为止没有的驾驶感。

本发明的座位支承装置构成为通过两根内置有电动式驱动装置的缸体式致动器在下侧框体2的后侧部两点处悬挂并支承该下侧框体2，并且通过两根内置有电动式驱动装置的缸体式致动器在上侧框体2的后侧部两点处悬挂并支承该上侧框体2，从而再现四轮汽车的驾驶状况。因此，能够通过简单且紧凑的结构来进行四轮汽车的广泛的驾驶模拟。

虽然根据实施例对本发明进行了记述，但应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例以及等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (4)

1.一种四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构，其特征在于，

所述座位支承机构由基台(1)、下侧框体(2)、上侧框体(3)以及座位(4)构成，所述下侧框体在前侧部一点和后侧部两点这三点处被支承构件支承于所述基台，所述上侧框体在前侧部一点和后侧部两点这三点处被支承构件支承于所述下侧框体，所述座位(4)固定于所述上侧框体，

将所述下侧框体通过后侧部两点支承于基台的支承构件是内置有致动器的缸体式致动器(5)，并且该缸体式致动器的下端通过万向节连接的方式与所述基台连结，该缸体式致动器的上端通过万向节连接的方式与所述下侧框体连结，将所述下侧框体通过前侧部一点支承于基台的支承构件(6)通过万向节连接的方式与基台连结，

将所述上侧框体通过后侧部两点支承于下侧框体的支承构件是内置有致动器的缸体式致动器(7)，并且该缸体式致动器的下端通过万向节连接的方式与所述下侧框体连结，该缸体式致动器的上端通过万向节连接的方式与所述上侧框体连结，将所述上侧框体通过前侧部一点支承于所述下侧框体的支承构件(8)通过万向节连接的方式连结。

2.如权利要求1所述的四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构，其特征在于，

将所述下侧框体支承于所述基台的前侧部一点和后侧部两点位于以前侧部一点为顶点的等腰三角形的顶点，将所述上侧框体支承于所述下侧框体的前侧部一点和后侧部两点位于以前侧部一点为顶点的等腰三角形的顶点。

3.如权利要求1或2所述的四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构，其特征在于，

所述缸体式致动器是内置有电动式致动器的缸体式致动器。

4.如权利要求1至3中任一项所述的四轮汽车的驾驶模拟器的座位支承机构，其特征在于，

将所述基台与所述下侧框体之间以及所述下侧框体与所述上侧框体之间分别通过两端被万向节连接的扭杆(16、36)连结。