CN111341172A - 一种结合真车的仿真驾驶装置 - Google Patents

Abstract

一种结合真车的仿真驾驶装置，包括电源、主控板、模拟方向盘转动信号装置、刹车信号装置、油门信号装置等，特征是模拟方向盘转动信号装置依赖真车方向盘产生信号，刹车信号装置、油门信号装置分别固定于真车刹车踏板和真车油门踏板上并产生信号，充分利用现有的大量汽车和手机、平板、便携式电脑，结合驾驶训练软件或赛车游戏，提供一种效果与驾驶真车高度相似的汽车仿真驾驶装置，让车辆兼具高端仿真驾驶功能，其高仿真又方便的特点适合玩家体验赛车游戏的乐趣、尤其适合长时间练习，养成正确踩油门、刹车的不假思索的本能反应，大量减少生手司机慌乱中油门当刹车事故，大幅度减少初驾上路危险，而且不用燃油减少污染，不需广阔的训练场地。

Description

一种结合真车的仿真驾驶装置

技术领域

本发明涉及一种汽车仿真驾驶装置领域，特别涉及一种结合真车的仿真驾驶装置。

背景技术

常见的汽车仿真模拟驾驶装置，也被称为汽车驾驶仿真装置或虚拟驾驶装置，一般均由跟汽车大小差不多，或者至少可以容纳一个人空间的五金、塑胶外壳、真实或高仿真方向盘、油门、刹车等部件组成；虚拟驾驶让体验者在一个虚拟的驾驶环境中，仿真性强，有真车驾驶感，使体验者感受到接近真实效果的视觉、听觉和体感的汽车驾驶体验。具有驾驶模拟效果逼真、节能、安全、经济，不受时间、气候、场地的限制，可玩性娱乐性强、驾驶训练效率高、培训周期短等优势，但虚拟驾驶装置体积大，占用大量场地，构造复杂，造价昂贵，所以只合适游戏厅、驾校等大型场所，不合适个人购买和安置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种结合真车的仿真驾驶装置，充分利用现有的大量汽车和手机、平板、便携式电脑、游戏机、微型投影仪等，利用驾驶训练软件或赛车游戏，结合真车的方向盘、油门、刹车等，提供一种构造巧妙、价廉物美而且效果与驾驶真车行驶的状况高度相似的汽车仿真驾驶装置，让普通车辆兼具高端仿真驾驶功能，驾驶员可在汽车上利用本装置进行驾驶训练，熟练掌握操作程序后，再进行真车练习，其高仿真又方便的特点尤其适合玩家长时间多次数练习，养成正确操控油门和刹车的习惯，使其成为一种正确的本能反应，这样可以大量减少生手司机慌乱中油门当刹车的事故，也利于小朋友从小在真实环境中熟悉驾驶，练就正确的不假思索的踩刹车本能，而且不用燃油和广阔的训练场地，不排放污染并大幅度减少初驾上路危险。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种结合真车的仿真驾驶装置，包括:外壳、电源或电源接口、主控板、主控按钮、模拟方向盘转动信号装置、刹车信号装置、油门信号装置；其连接关系是电源或电源接口与主控板相连，主机按钮与主控板相连或者直接做在主控板上面；其特征是模拟方向盘转动信号装置、刹车信号装置、油门信号装置至少有两个没有跟主控板安装在一个外壳内，而是通过有线或无线接口与主控板相连，便于分开安装在真车内几个相关部位上；其中所述模拟方向盘转动信号装置是结合真车方向盘产生转动信号，可以与方向盘圆盘产生相对运动并输出转动轨迹信号或者固定在方向盘与机台产生相对运动并输出转动轨迹信号，内部感应元件安装有判断方向、速度、位置的传感器，传感器可以分别由霍尔传感器或光电传感器或力度传感器等电子元件构成，测量出模拟方向盘转向的相关信号后直接传输给主控板处理或者经过处理后通过有线、无线接口传输给主控板；所述刹车信号装置固定于真车刹车踏板上面，以真车刹车踏板做受力支撑，内部感应器件受到一定外力情况下发出信号，可采取薄形力度传感器或霍尔传感器或薄型按钮等、薄型按钮可以是变阻值按钮，外壳结构适合于与真车刹车踏板通过夹持、粘贴、磁吸片、弹性材料套绑等进行固定，为了生产、使用方便，夹子、弹性材料等固定物也可相对于外壳单独存在，但配套使用，所述力度、霍尔传感器和可变阻值按钮可产生连续变化的力度信号适合高端、仿真度更高的游戏；所述油门信号装置则固定于真车油门踏板上面，以真车油门踏板做受力支撑，内部感应器件是受到一定外力情况下发出信号，可采取薄形力度传感器或霍尔传感器或薄型按钮等、薄型按钮可以是变阻值按钮，外壳结构适合于与真车刹车踏板通过夹持、粘贴、磁吸片、弹性材料套绑等进行固定，为了生产、使用方便，夹子、弹性材料等固定物也可相对于外壳单独存在，但配套使用，所述力度、霍尔传感器和可变阻值按钮可产生连续变化的力度信号适合高端、仿真度更高的游戏；主控板和主控按钮根据空间结构或操作的方便性可以和模拟方向盘转动信号装置安置在一起或单独固定在一个外壳里面，整个仿真驾驶装置以蓝牙或其它无线方式或USB接口通讯等有线方式与手机、平板、电脑、游戏机联机，操纵驾车游戏。

作为优选方案，所述模拟方向盘转动信号装置，可固定在方向盘上并一起与机台产生相对运动并输出转动轨迹信号，比如玩游戏时为了安全，汽车应该是发动机在非启动状态下，此时方向盘只可以在自由行程下很小幅度转动方向，该装置可以安装于机台与运动部位的某个边界对应位置，比如装置的磁铁安装固定在方向盘底部运动部位，而与之对应的线性霍尔传感器安装在与方向盘最接近的机台静止部位，磁铁和霍尔传感器位置也可以对调安装，玩家在小幅度转动方向盘时会造成磁铁跟霍尔传感器距离的变化，从而产生相应运动信号。

作为优选方案，所述模拟方向盘转动信号装置，内部感应元件由方向盘圆周部位粘贴、喷涂一段圆弧或整圈感应薄膜和相关电路构成，比如贴软性电容、电阻触摸式薄膜，用以感应人手在方向盘上面的滑动方向和速度以及判断人手是否离开方向盘，经过电路处理输出方向盘的转动方向和速度、回中等信号，这种优选方案模拟的方向盘运动行程大，仿真度更好。

作为优选方案，所述模拟方向盘转动信号装置可以是人体手部、腕部佩戴装置，在方向盘上滑动产生运动信号，该装置尤其适合处于没有发动的汽车，方向盘处于锁住状态，人手沿方向盘做圆周滑动而产生类似方向盘转动的信号，这种优选方案模拟的方向盘运动行程大，仿真度高，该人体手部、腕部佩戴装置由类似鼠标的装置构成，可以采用机械或光电鼠标结构，尤其是光电鼠标结构简洁方便，效果好，人体手部、腕部佩戴该类似鼠标装置沿方向盘做圆周滑动而产生类似方向盘转动的信号。

作为优选方案，所述模拟方向盘转动信号装置，为了兼容装置固定在方向盘上在真车非启动状态自由转动角度小，或佩戴在手上沿方向盘上滑行的转动角度大的多种玩法，可在模拟方向盘转动信号装置上或主控板上布置方向盘转角幅度转换开关或按钮，或由主控板内软件设置菜单完成，更优的方案是软件智能判断转角范围后自动完成。

作为优选方案，所述模拟方向盘转动信号装置，为了识别人手是否已经离开方向盘，让游戏画面中的方向盘自动回中，手部佩戴装置在靠近方向盘的一面还安装有一个开关，该开关可以由轻触微动开关构成，也可以由光电开关构成，当人手接触到方向盘，则产生一个开关信号，作为人手已经握住方向盘的信号。

作为优选方案，所述主机按钮跟主控板固定在一起，设有设定按钮、电源开关按钮，尤其是设有视角选择按钮、电子档位、电子手刹按钮、模拟灯光、转向灯按钮等，直观、仿真，极大的方便操控驾驶软件。

本发明的有益效果是：该装置电路简单、方便，成本低，结合真车环境，使用效果接近真车驾驶体验，有些方面甚至超过高端汽车驾驶模拟器，不需要燃油不用考虑天气，可广泛进入个人、家庭、驾校，用于学习、熟练掌握驾驶技术，和赛车娱乐等。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例，下面将结合实施例的说明书附图作简单的介绍，附图1为本发明的结构和工作原理示意图，图中1为汽车前挡风玻璃，2为手机、平板、笔记本电脑或其它数码设备屏幕，也可以用可弯曲或可折叠屏幕直接贴附在汽车前挡风玻璃1上代替，还可以立一个面积较大投影幕布在挡风玻璃1外面，用微型投影仪将数码设备的视频直接投影在幕布上，3为汽车方向盘，4为油门信号装置，5为油门信号装置的固定卡扣，6为汽车油门踏板，7为刹车信号装置，8为刹车信号装置的卡扣，9为汽车刹车踏板，10为汽车驾驶位座椅，11为光电开关，12为驾驶手套辅助按钮，13为类似鼠标光电感应口，14为虚拟驾驶手套，有类似鼠标光电感应口面为手掌面，15为驾驶室机台，图中为了方便阅览和理解，特意将汽车油门和刹车踏板处做了放大，并放在同一个附图里面，另外用在方向盘3上使用的虚拟驾驶手套14也做了放大处理。

具体实施方式

现在结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，玩家首先在手机、平板、笔记本电脑等数码设备安装好自己喜欢的驾驶类练习软件或赛车游戏软件等，然后单手戴上手套14，当然也可以戴上双手套体验性会更好，并将油门信号装置4和刹车信号装置7用卡扣5、8分别固定在汽车油门踏板6和汽车刹车踏板9 上面，因为油门信号装置4和刹车信号装置7可以设计成超薄型，用户的感受就是跟操作真车无异，即使不玩游戏的时候也可以不卸下来，其具体工作原理或过程是：首先通过触摸手机等数码设备屏幕或按压驾驶手套辅助按钮12进入虚拟驾驶游戏，然后由手套的类似鼠标光电感应口13轻靠或轻触方向盘并滑动，使类似鼠标光电电路产生转向信号，由光电开关11的感光度判断人手是否握住方向盘，因为手套挨近方向盘时光线基本被挡住，所以电路很容易区分出来；由油门信号装置4和刹车信号装置7接受的力度开关信号或连续变化的力度信号模拟控制虚拟游戏中的汽车油门和刹车，力度开关信号适用于模拟比较简单的油门或刹车按钮，连续变化的压力信号则适合模拟不同力度踩油门或刹车的高仿真赛车游戏或高仿真驾车学习软件；虚拟驾驶过程中操控仿真度极高，尤其是刹车和油门的操控就是跟操控真实汽车一模一样，驾车环境本身就是真实驾车环境，所以不但好玩而且对于训练驾驶有很多好处，如果配合高仿真的虚拟驾驶学习软件，可以低成本得到事半功倍的学习效果，节能环保无场地要求，而且通过一定的训练时间可以让学习者练就不假思索的本能刹车动作，大幅减少以后上路真实驾车时慌乱中把油门当刹车踩的事故。

以上仅以示意方式说明本发明的基本结构和工作原理，实施例应理解为仅用于说明本发明而不用限制本发明的保护范围，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在阅读了本发明的内容之后，在不付出创造性劳动的前提下还可以对本发明作各种修改，并根据实施例获得其他的类似技术，比如加入离合器信号装置,又比如也可以结合仿真车等，这些等效的变化和修饰同样落入本发明所限定的保护范围。

Claims (10)

1.一种结合真车的仿真驾驶装置，包括:外壳、电源或电源接口、主控板、主控按钮、模拟方向盘转动信号装置、刹车信号装置、油门信号装置，其连接关系是电源或电源接口与主控板相连，主机按钮与主控板相连或者直接做在主控板上面；其特征是模拟方向盘转动信号装置、刹车信号装置、油门信号装置至少有两个跟主控板分开安置，通过有线或无线接口与主控板相连。

2.根据权利要求1所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述模拟方向盘转动信号装置是结合真车方向盘产生转动信号的装置，包括与方向盘圆盘产生相对运动并输出转动轨迹信号的装置或固定在方向盘上并一起与机台产生相对运动并输出转动轨迹信号的装置。

3.根据权利要求1所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述模拟方向盘转动信号装置，内部感应元件安装有判断方向、速度、位置的传感器，测量出模拟方向盘转向的相关信号后直接传输给主控板处理或者经过处理后通过有线、无线接口传输给主控板。

4.根据权利要求1所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述模拟方向盘转动信号装置，内部感应元件由方向盘圆周部位粘贴、喷涂一段圆弧或整圈感应薄膜和相关电路构成，感应薄膜软性可以是电容、电阻触摸式薄膜。

5.根据权利要求1所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述模拟方向盘转动信号装置，可以是人体手部、腕部佩戴装置。

6.根据权利要求5所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述人体手部、腕部佩戴装置由类似鼠标的装置构成，可以是机械滚轮或光电鼠标结构。

7.根据权利要求5所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述模拟方向盘转动信号装置上或主控板上布置有方向盘转角幅度转换开关或按钮，或由主控板内软件设置菜单完成，更优的方案是软件智能判断转角范围后自动完成。

8.根据权利要求1所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述主机按钮设有视角选择、电子档位、电子手刹等按钮。

9.根据权利要求1所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述刹车信号装置安装固定于真车刹车踏板上面，以真车刹车踏板做受力支撑，内部感应器件受到一定外力情况下发出信号，外壳结构特点适合于与真车刹车踏板通过夹持或磁吸等方式进行固定。

10.根据权利要求1所述的结合真车的仿真驾驶装置，其特征在于：所述油门信号装置则固定于真车油门踏板上面，以真车油门踏板做受力支撑，内部感应器件受到一定外力情况下发出信号，外壳结构特点适合于与真车刹车踏板通过夹持或磁吸等方式进行固定。

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