CN112071156A - 一种悬空式vr汽车驾驶设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬空式VR汽车驾驶设备，主要涉及VR虚拟驾驶的技术领域，包括悬挂支撑装置和动态模拟装置，悬挂支撑装置包括支撑架和底盘，支撑架对称设有两个，两个支撑架顶部之间设有驱动机构，动态模拟装置位于驱动机构下端，动态模拟装置底部设有驾驶模拟台，动态模拟装置包括有支撑板，支撑板顶部与驱动机构之间设有坡道模拟装置，支撑板下端四个顶角处逐一设有电动液压杆，驾驶模拟台的平台座四个顶角处外壁上逐一设有四个连接块，四个电动液压杆远离支撑板的一端逐一与四个连接块相连接，平台座前端顶部设有控制主机。本发明在越野驾驶体验时，能够根据常见的越野地形进行设备的配合运动，使得体验者更好的学习越野地形的汽车驾驶技术。

Description

一种悬空式VR汽车驾驶设备

技术领域

本发明主要涉及VR虚拟驾驶的技术领域，具体为一种悬空式VR汽车驾驶设备。

背景技术

VR汽车驾驶模拟设备可应用于驾驶学习以及日常娱乐方面，为使用者带来更真实的驾驶体验感。

根据专利文献(公开号CN110728877A)所提供的一种VR模拟驾驶训练装置，包括：底座、座椅、方向盘、多个踏板、头戴式VR设备和主控模块，方向盘、多个踏板、头戴式VR设备均与主控模块电连接；主控模块用于接收来自方向盘和多个踏板的信号，并根据接收到的信号控制头戴式VR设备的显示画面；头戴式VR设备的显示画面包括：虚拟的车辆内景、虚拟的车辆外部路况和虚拟的训练参考标识；虚拟的训练参考标识，用于辅助驾驶者进行训练；其中，虚拟的训练参考标识包括设置于车辆外部的空间标尺。本发明通过在头戴式VR设备的显示画面中显示训练参考标识，驾驶者以训练参考标识作为参考，提高驾驶训练的效率。

上述的一种VR模拟驾驶训练装置是基于常规的底部平台实施安装，依靠视觉方面的代入驾驶模拟，但在体验者进行越野驾驶方面的学习时产生的代入感不够强烈，不能根据越野驾驶时的水坑、陡坡的起伏状态进行设备的配合模拟运动，因此，需要研制出可以帮助体验者获得较好的越野驾驶体验感的VR驾驶设备。

发明内容

本发明主要提供了一种悬空式VR汽车驾驶设备，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种悬空式VR汽车驾驶设备，包括悬挂支撑装置和动态模拟装置，所述悬挂支撑装置包括支撑架和底盘，所述支撑架对称设有两个，两个支撑架顶部之间设有驱动机构，所述动态模拟装置位于驱动机构下端，所述动态模拟装置底部设有驾驶模拟台，所述驾驶模拟台底部与底盘之间不接触，所述动态模拟装置包括有支撑板，所述支撑板顶部与驱动机构之间设有坡道模拟装置，所述坡道模拟装置通过驱动机构提供驱动力可实施动态模拟装置的往复滑动，所述支撑板下端四个顶角处逐一设有电动液压杆，所述驾驶模拟台的平台座四个顶角处外壁上逐一设有四个连接块，四个所述电动液压杆远离支撑板的一端逐一与四个连接块相连接，所述平台座前端顶部设有控制主机，所述控制主机顶部安装有显示器，且所述底盘上逐一对应平台座四个顶角处的正下方设有四个测距组件。

优选的，所述驱动机构包括有中空圆柱壳，所述中空圆柱壳呈横向设置且两端底部分别与两个支撑架焊接固定，位于中空圆柱壳底部中心处开设有活动口，中空圆柱壳内部对应活动口正上方垂直设有驱动齿轮，中空圆柱壳两端外壁上分别固定有驱动电机和减速电机，所述驱动齿轮中心处穿插有驱动轴，所述驱动轴两端分别贯穿中空圆柱壳并延伸至外部与驱动电机和减速电机的输出端相连接。

优选的，所述坡道模拟装置包括有弧形行程板和安装座，所述安装座与支撑板上表面相固定，所述弧形行程板通过设有数个导轨齿的内弧壁嵌入活动口内并与驱动齿轮相啮合。

优选的，所述弧形行程板两端均设有限位挡块，两个所述限位挡块相靠近的一端均突出于弧形行程板的内弧壁，且每个突出部分均贯穿设有碰撞警报触发器。

优选的，所述减速电机外壁上安装有速度监测器。

优选的，每个所述测距组件均包括有红外测距器，所述红外测距器底部设有固定底座，所述固定底座通过螺栓与底盘相固定，且每个红外测距器外周边均活动套设有金属保护筒，每个所述金属保护筒底部均与对应的固定底座上表面相抵接，每个金属保护筒顶部均突出于内部的红外测距器顶部。

优选的，所述控制主机分别通过导线与显示器、电动液压杆、速度监测器、红外测距器、碰撞警报触发器、驱动电机和减速电机呈电性连接。

优选的，所述支撑板顶部表面逐一对应四个电动液压杆开设有半球形凹槽，每个所述半球形凹槽底部均设有通孔，且每个半球形凹槽内均设有金属球，每个所述金属球均焊接有悬挂杆，该悬挂杆活动贯穿通孔并延伸至下端呈钩形弯曲结构。

优选的，每个所述金属球直径均小于半球形凹槽直径，每个悬挂杆直径均小于通孔直径，且每个通孔直径均小于金属球直径。

优选的，每个所述悬挂杆底部的钩形弯曲结构均与电动液压杆的套杆端部呈钩接连接，且每个电动液压杆的输出轴端部均与对应的连接块通过螺栓固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过悬挂式的设备结构给予体验者新奇的体验感，在进行越野方面的驾驶模拟情景下，使用控制主机为显示器提供场景数据的动画，根据上坡、下坡、过水坑等常见的越野地形配合驱动机构驱动动态模拟装置进行运动，增加体验者的上坡、下坡代入感，还利用悬空的驾驶模拟台配合四个电动液压杆模拟越野车四个车胎在过水坑时快速沉降和抬高的代入感，使得体验者能够更好的学习越野地形的汽车驾驶技术，并且也较好的提高了设备的娱乐性。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中的A区放大图；

图3为本发明的驱动机构内部结构剖视图；

图4为本发明的坡道模拟装置结构示意图；

图5为本发明的测距组件结构示意图；

图6为本发明的电动液压杆与支撑板连接结构示意图；

图7为本发明的控制主机工作流程图。

附图说明：1、悬挂支撑装置；11、支撑架；11a、斜杆；12、底盘；2、动态模拟装置；21、支撑板；21a、半球形凹槽；21a-1、通孔；22、电动液压杆；23、金属球；23a、悬挂杆；3、驱动机构；31、中空圆柱壳；31a、活动口；32、驱动齿轮；33、驱动轴；34、带座轴承；35、驱动电机；36、减速电机；37、速度监测器；4、坡道模拟装置；41、弧形行程板；41a、导轨齿；42、安装座；43、限位挡块；44、碰撞警报触发器；5、驾驶模拟台；51、平台座；51a、连接块；52、控制主机；53、显示器；6、测距组件；61、红外测距器；61a、固定底座；62、金属保护筒。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照附图1-7所示，一种悬空式VR汽车驾驶设备，包括悬挂支撑装置1和动态模拟装置2，所述悬挂支撑装置1包括支撑架11和底盘12，所述支撑架11对称设有两个，每个支撑架11分为顶部的水平段和底部的垂直段，在水平段和垂直段的内夹角安装有用于支撑的斜杆11a，该斜杆11a与水平段和垂直段构成了三角结构，提高支撑稳定性，每个斜杆11a两端均是螺栓固定，两个支撑架11顶部之间设有驱动机构3，所述动态模拟装置2位于驱动机构3下端，所述动态模拟装置2底部设有驾驶模拟台5，所述驾驶模拟台5底部与底盘12之间不接触，所述动态模拟装置2包括有支撑板21，所述支撑板21顶部与驱动机构3之间设有坡道模拟装置4，所述坡道模拟装置4通过驱动机构3提供驱动力可实施动态模拟装置2的往复滑动，所述支撑板21下端四个顶角处逐一设有电动液压杆22，所述驾驶模拟台5的平台座51四个顶角处外壁上逐一设有四个连接块51a，四个所述电动液压杆22远离支撑板21的一端逐一与四个连接块51a相连接，所述平台座51前端顶部设有控制主机52，控制主机52功能包含虚拟场景的数据提供，配合外接设备的显示器53以及匹配的VR眼镜进行场景代入工作，所述控制主机52顶部安装有显示器53，且所述底盘12上逐一对应平台座51四个顶角处的正下方设有四个测距组件6，平台座51上还配置有座椅、方向盘模拟器、踏板模拟器等等常用的驾驶用具，使得体验者充分享受到趣味性，所述控制主机52分别通过导线与显示器53、电动液压杆22、速度监测器37、红外测距器61、碰撞警报触发器44、驱动电机35和减速电机36呈电性连接，控制主机52还内置PLC控制器模块，写入所需的数据则能够提高自动控制效果，当速度监测器37检测到驱动轴33的旋转超速时，或收到PLC控制器模块发出的停止命令时通过减速电机36工作实施减速，当红外测距器61检测到平台座51的下降距离过低时则自动控制电动液压杆22停止工作或往回收缩。

请参照附图3和4所示，所述驱动机构3包括有中空圆柱壳31，所述中空圆柱壳31呈横向设置且两端底部分别与两个支撑架11焊接固定，位于中空圆柱壳31底部中心处开设有活动口31a，中空圆柱壳31内部对应活动口31a正上方垂直设有驱动齿轮32，中空圆柱壳31两端外壁上分别固定有驱动电机35和减速电机36，所述驱动齿轮32中心处穿插有驱动轴33，所述驱动轴33两端分别贯穿中空圆柱壳31并延伸至外部与驱动电机35和减速电机36的输出端相连接，在中空圆柱壳31两端内壁上可安装两个带座轴承34，使得驱动轴33分别穿插两个带座轴承34实施顺畅的旋转工作，所述坡道模拟装置4包括有弧形行程板41和安装座42，所述安装座42与支撑板21上表面相固定，所述弧形行程板41通过设有数个导轨齿41a的内弧壁嵌入活动口31a内并与驱动齿轮32相啮合，驱动电机35工作时带动驱动轴33旋转，使得驱动齿轮32与弧形行程板41内弧壁上的导轨齿41a进行啮合活动，实现弧形行程板41沿弧形运动轨迹带动支撑板21进行运动，增加越野模拟时的上坡或下坡体验感。

请参照附图3和4所示，所述弧形行程板41两端均设有限位挡块43，两个所述限位挡块43相靠近的一端均突出于弧形行程板41的内弧壁，且每个突出部分均贯穿设有碰撞警报触发器44，所述减速电机36外壁上安装有速度监测器37，在弧形行程板41的运动过程中，当驱动齿轮32触碰到两端的限位挡块43则会使得碰撞警报触发器44触发警告信号，提高保护效果，同时速度监测器37可实时监测驱动轴33的旋转速度。

请参照附图5所示，每个所述测距组件6均包括有红外测距器61，所述红外测距器61底部设有固定底座61a，所述固定底座61a通过螺栓与底盘12相固定，且每个红外测距器61外周边均活动套设有金属保护筒62，每个所述金属保护筒62底部均与对应的固定底座61a上表面相抵接，每个金属保护筒62顶部均突出于内部的红外测距器61顶部，金属保护筒62在平台座51下降时能够保护红外测距器61不被碰撞到，同时红外测距器61能够监测平台座51的下降距离。

请参照附图6所示，所述支撑板21顶部表面逐一对应四个电动液压杆22开设有半球形凹槽21a，每个所述半球形凹槽21a底部均设有通孔21a-1，且每个半球形凹槽21a内均设有金属球23，每个所述金属球23均焊接有悬挂杆23a，该悬挂杆23a活动贯穿通孔21a-1并延伸至下端呈钩形弯曲结构，每个所述金属球23直径均小于半球形凹槽21a直径，每个悬挂杆23a直径均小于通孔21a-1直径，且每个通孔21a-1直径均小于金属球23直径，每个所述悬挂杆23a底部的钩形弯曲结构均与电动液压杆22的套杆端部呈钩接连接，且每个电动液压杆22的输出轴端部均与对应的连接块51a通过螺栓固定，使得四个电动液压杆22在单独某一个实施下降或抬升时，金属球23在半球形凹槽21a内可以自由转换角度，配合其它三个一同进行角度调换，实现平台座51的某个顶角处进行下降或抬升时的流畅性。

本发明的具体流程如下：

首先，体验者登上驾驶模拟台5进行前期准备，随后开启控制主机52为显示器53提供场景的数据，当体验者在驾驶时遇到上坡或下坡情景时，控制主机52中的PLC控制器模块能够控制驱动电机35工作来带动驱动轴33旋转，使得驱动齿轮32与弧形行程板41内弧壁上的导轨齿41a进行啮合活动，实现弧形行程板41沿弧形运动轨迹带动支撑板21进行运动，实现上坡或下坡的体验感代入程度，其中当驱动齿轮32触碰到两端的限位挡块43则会使得碰撞警报触发器44触发警告信号，提醒工作人员进行保护措施，而当速度监测器37检测到驱动轴33的旋转超速时，或收到PLC控制器模块发出的停止命令时通过减速电机36工作实施减速；

当体验者在驾驶时遇到水坑情景时，控制主机52中的PLC控制器模块能够根据所需的方向控制对应的电动液压杆22下降或抬升，使得平台座51进行不规则的多方向沉降或抬高，实现车轮经过水坑时的体验感代入程度，其中当红外测距器61检测到平台座51的下降距离过低时则自动控制电动液压杆22停止工作或往回收缩，提供有效的保护措施。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种悬空式VR汽车驾驶设备，包括悬挂支撑装置(1)和动态模拟装置(2)，其特征在于，所述悬挂支撑装置(1)包括支撑架(11)和底盘(12)，所述支撑架(11)对称设有两个，两个支撑架(11)顶部之间设有驱动机构(3)，所述动态模拟装置(2)位于驱动机构(3)下端，所述动态模拟装置(2)底部设有驾驶模拟台(5)，所述驾驶模拟台(5)底部与底盘(12)之间不接触，所述动态模拟装置(2)包括有支撑板(21)，所述支撑板(21)顶部与驱动机构(3)之间设有坡道模拟装置(4)，所述坡道模拟装置(4)通过驱动机构(3)提供驱动力可实施动态模拟装置(2)的往复滑动，所述支撑板(21)下端四个顶角处逐一设有电动液压杆(22)，所述驾驶模拟台(5)的平台座(51)四个顶角处外壁上逐一设有四个连接块(51a)，四个所述电动液压杆(22)远离支撑板(21)的一端逐一与四个连接块(51a)相连接，所述平台座(51)前端顶部设有控制主机(52)，所述控制主机(52)顶部安装有显示器(53)，且所述底盘(12)上逐一对应平台座(51)四个顶角处的正下方设有四个测距组件(6)。

2.根据权利要求1所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，所述驱动机构(3)包括有中空圆柱壳(31)，所述中空圆柱壳(31)呈横向设置且两端底部分别与两个支撑架(11)焊接固定，位于中空圆柱壳(31)底部中心处开设有活动(31a)，中空圆柱壳(31)内部对应活动(31a)正上方垂直设有驱动齿轮(32)，中空圆柱壳(31)两端外壁上分别固定有驱动电机(35)和减速电机(36)，所述驱动齿轮(32)中心处穿插有驱动轴(33)，所述驱动轴(33)两端分别贯穿中空圆柱壳(31)并延伸至外部与驱动电机(35)和减速电机(36)的输出端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，所述坡道模拟装置(4)包括有弧形行程板(41)和安装座(42)，所述安装座(42)与支撑板(21)上表面相固定，所述弧形行程板(41)通过设有数个导轨齿(41a)的内弧壁嵌入活动(31a)内并与驱动齿轮(32)相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，所述弧形行程板(41)两端均设有限位挡块(43)，两个所述限位挡块(43)相靠近的一端均突出于弧形行程板(41)的内弧壁，且每个突出部分均贯穿设有碰撞警报触发器(44)。

5.根据权利要求4所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，所述减速电机(36)外壁上安装有速度监测器(37)。

6.根据权利要求5所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，每个所述测距组件(6)均包括有红外测距器(61)，所述红外测距器(61)底部设有固定底座(61a)，所述固定底座(61a)通过螺栓与底盘(12)相固定，且每个红外测距器(61)外周边均活动套设有金属保护筒(62)，每个所述金属保护筒(62)底部均与对应的固定底座(61a)上表面相抵接，每个金属保护筒(62)顶部均突出于内部的红外测距器(61)顶部。

7.根据权利要求6所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，所述控制主机(52)分别通过导线与显示器(53)、电动液压杆(22)、速度监测器(37)、红外测距器(61)、碰撞警报触发器(44)、驱动电机(35)和减速电机(36)呈电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，所述支撑板(21)顶部表面逐一对应四个电动液压杆(22)开设有半球形凹槽(21a)，每个所述半球形凹槽(21a)底部均设有通孔(21a-1)，且每个半球形凹槽(21a)内均设有金属球(23)，每个所述金属球(23)均焊接有悬挂杆(23a)，该悬挂杆(23a)活动贯穿通孔(21a-1)并延伸至下端呈钩形弯曲结构。

9.根据权利要求8所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，每个所述金属球(23)直径均小于半球形凹槽(21a)直径，每个悬挂杆(23a)直径均小于通孔(21a-1)直径，且每个通孔(21a-1)直径均小于金属球(23)直径。

10.根据权利要求8所述的一种悬空式VR汽车驾驶设备，其特征在于，每个所述悬挂杆(23a)底部的钩形弯曲结构均与电动液压杆(22)的套杆端部呈钩接连接，且每个电动液压杆(22)的输出轴端部均与对应的连接块(51a)通过螺栓固定。

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