CN114360318A - 转向机构模拟设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向机构模拟设备，包括：转向组件用于提供转向操作；传动组件与转向组件配合安装，用于实现传动；制动组件与传动组件配合安装，用于模拟出对传动组件的止动效果；回位模拟组件与传动组件配合安装，用于模拟出对转向组件的回中力；冲击力模拟组件与传动组件配合安装，用于模拟出对转向组件的冲击力。根据本发明实施方式的转向机构模拟设备，通过各组件的配合，能够给训练者提供转向操作，并且模拟出车辆在行进过程中以及不同驾驶环境中的效果，且均能够传递至转向组件而让训练者感知，从而达到训练的目的。本发明能够适配不同的车辆仿真需求以及适配多种多样的驾驶环境，感受逼真，训练效果好。

Description

转向机构模拟设备

技术领域

本发明是关于驾驶模拟，特别是关于一种转向机构模拟设备。

背景技术

在用于车辆驾驶练习的模拟设备或者一些用于娱乐的一些驾驶设施上，均会用到仿真的转向机构，现有仿真的转向机构驾驶环境模拟单一，模拟的不够真实，难以给人逼真的驾驶感受。对于用于车辆模拟驾驶，则达不到很好的训练效果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转向机构模拟设备，其能够模拟多种驾驶环境，效果好。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种转向机构模拟设备，包括：转向组件、传动组件、制动组件、回位模拟组件以及冲击力模拟组件。

转向组件用于提供转向操作；传动组件与所述转向组件配合安装，用于实现传动；制动组件与所述传动组件配合安装，用于模拟出对所述传动组件的止动效果；回位模拟组件与所述传动组件配合安装，用于模拟出对所述转向组件的回中力；冲击力模拟组件与所述传动组件配合安装，用于模拟出对所述转向组件的冲击力。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述传动组件包括配合安装的万向传动组件和T型减速机。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述万向传动组件包括连接件、十字轴以及通过所述十字轴与所述连接件连接的连接组件。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述连接组件包括配合安装的花键筒和花键轴，所述花键筒和花键轴均分别通过所述十字轴与对应的所述连接件配合安装。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述制动组件包括磁粉制动器，所述磁粉制动器与所述T型减速机传动连接。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述回位模拟组件包括底座、丝杆、螺母、滑块、导向杆、第一弹簧、第二弹簧、第一阻挡件、第二阻挡件以及限位件，所述丝杆转动安装于所述底座上且与所述T型减速机配合安装，所述导向杆固定安装于所述底座上，所述第一阻挡件和所述第二阻挡件滑动安装于所述导向杆上，所述第一弹簧套设于所述丝杆上且两端分别与所述底座以及所述第一阻挡件抵接，所述第二弹簧套设于所述丝杆上且两端分别与所述底座以及所述第二阻挡件抵接，所述螺母安装于所述丝杆上，所述滑块与所述螺母固定安装，所述滑块滑动安装于所述导向杆上，所述滑块与所述螺母位于所述第一阻挡件和所述第二阻挡件之间，所述限位件固定设置且位于所述第一阻挡件和所述第二阻挡件之间，所述第一阻挡件和所述第二阻挡件能够与所述限位件抵接。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一阻挡件包括能够与所述限位件抵接的第一挡板以及安装在所述第一挡板上的第一套筒，所述第一弹簧的一端容纳于所述第一套筒内，所述第二阻挡件与所述第一阻挡件的结构相同。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述底座上安装有与所述丝杆配合安装的电位器。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述冲击力模拟组件包括传动连接的直流电机和离合器，所述直流电机能够驱动所述离合器转动，所述离合器与所述丝杆传动配合安装。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述转向组件包括配合安装的模拟方向盘本体以及连接轴。

与现有技术相比，根据本发明实施方式的转向机构模拟设备，通过转向组件、传动组件、制动组件、回位模拟组件以及冲击力模拟组件的配合，能够给训练者提供转向操作，并且模拟出车辆在行进过程中以及不同驾驶环境中的效果，比如制动、轮胎卡滞、地面冲击以及转向后的方向回位等，且均能够传递至转向组件而让训练者感知，从而达到训练的目的。本发明能够适配不同的车辆仿真需求以及适配多种多样的驾驶环境，感受逼真，训练效果好。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的转向机构模拟设备的结构示意图；

图2是根据本发明一实施方式的转向机构模拟设备的部分俯视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，根据本发明优选实施方式的一种转向机构模拟设备，包括：转向组件以及安装于工作台100上的传动组件、制动组件、回位模拟组件和冲击力模拟组件。

转向组件用于提供转向操作。传动组件与转向组件配合安装，用于实现传动；制动组件与传动组件配合安装，用于模拟出对传动组件的止动效果；回位模拟组件与传动组件配合安装，用于模拟出对转向组件的回中力；冲击力模拟组件与传动组件配合安装，用于模拟出对转向组件的冲击力。

如图1所示，转向组件用于给训练者提供转向操作，并给训练者提供操作力感仿真效果。转向组件包括配合安装的模拟方向盘本体11以及连接轴12。连接轴12同时通过固定机构与外部装置固定，连接轴12与固定机构转动安装。固定机构为通用件，可以接入并固定不同的模拟转向组件，以适配不同的车辆仿真需求。

如图1所示，固定机构包括轴套61、固定件62、活动件63、第一手柄、第一安装件65、第二安装件66以及第二手柄67。轴套61通过轴承套设于连接轴12上，固定件62通过锁紧件与轴套61固定安装。固定件62上设置有容纳活动件63的滑槽，使得活动件63只能沿滑槽设置的方向滑动，从而调节活动件63的高度。活动件63上设置有多个卡槽631，第一手柄安装于固定件62的一侧且第一手柄的轴能够穿过固定件62而插入卡槽631内，实现对活动件63的定位。活动件63沿竖直方向开设有用于与外部装置固定的安装孔632。第一安装件65与活动件63固定安装，第二安装件66一端通过转轴与第一安装件65转动连接，第一安装件65上设置有插槽651，第二安装件66的另一端可插入插槽651内且该端部开设有多个定位孔661，定位孔661呈弧线形分布，第二手柄67安装于第一安装件65的一侧且第二手柄67的轴能够穿过第一安装件65而插入定位孔661内，实现第二安装件66的定位，第二安装件66能够通过转动而调节角度从而与外部装置固定。

如图1所示，传动组件包括配合安装的万向传动组件和T型减速机22。其中，T型减速机22安装于工作台100上，万向传动组件包括连接件211、十字轴212以及通过十字轴212与连接件211连接的连接组件213。连接件211和十字轴212均设置有两个，连接组件213包括配合安装的花键筒2131和花键轴2132，花键筒2131和花键轴2132均分别通过十字轴212与对应的连接件211配合安装。花键轴2132由花键筒2131底端部插入花键筒2131内，花键筒2131另一端部通过十字轴212与连接件211配合安装，该连接件211同时与连接轴12固定安装。花键轴2132同时通过另一个十字轴212与另一个连接件211配合安装，同时该连接件211与T型减速机22的一个输出轴固定安装。通过在传动轴上的两个万向节设置可调式连接套，实现对万向节连接间隙的动态可调，通过万向传动组件能够模拟适配不同军用车辆在方向盘固有间隙上的差异。

如图1所示，制动组件包括磁粉制动器31，磁粉制动器31与T型减速机22传动连接。磁粉制动器31通过第一传动组件与T型减速机22的输出轴传动连接，第一传动组件包括与磁粉制动器31的输出轴固定安装的第一传动轮321、与T型减速机22的输出轴固定安装的第二传动轮322以及安装于第一传动轮321和第二传动轮322之间的第一传动带323。通过磁粉制动器31对T型减速机22的快速制动，实现对车辆行驶过程中车辆轮胎发生卡滞时的方向盘止动效果的仿真，该磁粉制动器31与电子控制设备相连，能够在电子控制设备的实时控制下实现不同的止动效果，以适配不同的轮胎卡滞环境。

如图2和图1所示，回位模拟组件包括底座41、丝杆42、螺母43、滑块44、导向杆45、第一弹簧46、第二弹簧47、第一阻挡件48、第二阻挡件49以及限位件410。底座41设置有两个且固定安装于工作台100上。丝杆42通过轴承转动安装于两个底座41上且与T型减速机22配合安装，丝杆42通过联轴器421与T型减速机22的输出轴配合安装，丝杆42一般通过加装延伸轴从而与联轴器421配合安装。导向杆45固定安装于两个底座41上。

第一阻挡件48和第二阻挡件49滑动安装于导向杆45上。第一阻挡件48包括供导向杆45和丝杆42穿过的第一挡板481以及安装在第一挡板481上的第一套筒482，第二阻挡件49与第一阻挡件48的结构相同。

第一弹簧46套设于丝杆42上且两端分别与底座41以及第一阻挡件48抵接，第一弹簧46的一端通过第一支撑件固定安装于底座41上、另一端插入第一套筒482内。第二弹簧47套设于丝杆42上且两端分别与底座41以及第二阻挡件49抵接，第二弹簧47的一端通过第二支撑件471固定安装于另一个底座41上、另一端插入第二阻挡件49的第二套筒内。通过第一套筒482和第二套筒的设置能够对第一弹簧46和第二弹簧47进行限位，防止第一弹簧46和第二弹簧47在伸缩过程中产生较大的形变而导致效果减弱。

螺母43安装于丝杆42上，滑块44与螺母43固定安装且滑动安装于导向杆45上，滑块44用于实现导向。模拟方向盘本体11的转动能够带动丝杆42转动，丝杆42的转动能够带动螺母43和滑块44的移动。螺母43和滑块44位于第一阻挡件48和第二阻挡件49之间，螺母43和滑块44的移动能够推动第一阻挡件48或者第二阻挡件49移动，从而使得第一弹簧46或第二弹簧47产生压缩。当松开模拟方向盘本体11，此时第一弹簧46或第二弹簧47释放而拉伸，从而推动第一阻挡件48或者第二阻挡件49反方向移动，从而使得模拟方向盘本体11回位。

限位件410固定设置在工作台100上且位于第一阻挡件48和第二阻挡件49之间，第一阻挡件48和第二阻挡件49能够与限位件410抵接，滑块44与螺母43能够来回移动穿过限位件410。在第一弹簧46和第二弹簧47的抵接下，第一阻挡件48的第一挡板481以及第二阻挡件49的第二挡板能够同时与限位件410的两端抵接，第一挡板481和第二挡板以及限位件410之间形成有容纳滑块44与螺母43的空腔。通过限位件410的设置，使得在第一弹簧46或第二弹簧47释放而拉伸时，能够推动第一阻挡件48或者第二阻挡件49反方向移动，从而能够保证螺母43和滑块44最终只会移动至限位件410处，从而保证模拟方向盘本体11回位的效果。

本实施例中，回位模拟组件能够在以一个方向转动模拟方向盘本体11后再释放模拟方向盘本体11的情况下，通过对应的第一弹簧46或第二弹簧47给模拟方向盘本体11施加反向力矩，用于实现对车辆驾驶过程中的方向盘回中效果进行仿真，通过调节限位件410的位置，能够设置不同的回中效果，以适配不同车辆的回中特征。

底座41上安装有与丝杆42配合安装的电位器411，通过电位器411阻值的改变能够实时通过丝杆42的转动得知模拟方向盘本体11的转动角度、转动位置。

冲击力模拟组件包括传动连接的直流电机51和离合器52，直流电机51能够驱动离合器52转动，离合器52与丝杆42配合安装，离合器52的转动能够带动丝杆42的转动。直流电机51与离合器52通过第二传动组件传动配合安装，第二传动组件包括与直流电机51的输出轴固定安装的主动轮511、与离合器52配合安装的从动轮512以及安装于主动轮511和从动轮512之间的第二传动带513。

本实施例中，冲击力模拟组件能够通过直流电机51配合离合器52给模拟方向盘本体11施加不同的瞬时冲击，用以对车辆行驶过程中地面对轮胎的冲击在方向盘上的反馈进行仿真。该直流电机51的运行参数，受电子控制设备控制，可以模拟出不同的冲击效果，以适配多种多样的驾驶环境。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种转向机构模拟设备，其特征在于，包括：

转向组件，用于提供转向操作；

传动组件，与所述转向组件配合安装，用于实现传动；

制动组件，与所述传动组件配合安装，用于模拟出对所述传动组件的止动效果；

回位模拟组件，与所述传动组件配合安装，用于模拟出对所述转向组件的回中力；以及

冲击力模拟组件，与所述传动组件配合安装，用于模拟出对所述转向组件的冲击力。

2.如权利要求1所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述传动组件包括配合安装的万向传动组件和T型减速机。

3.如权利要求2所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述万向传动组件包括连接件、十字轴以及通过所述十字轴与所述连接件连接的连接组件。

4.如权利要求3所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述连接组件包括配合安装的花键筒和花键轴，所述花键筒和花键轴均分别通过所述十字轴与对应的所述连接件配合安装。

5.如权利要求2所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述制动组件包括磁粉制动器，所述磁粉制动器与所述T型减速机传动连接。

6.如权利要求2所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述回位模拟组件包括底座、丝杆、螺母、滑块、导向杆、第一弹簧、第二弹簧、第一阻挡件、第二阻挡件以及限位件，所述丝杆转动安装于所述底座上且与所述T型减速机配合安装，所述导向杆固定安装于所述底座上，所述第一阻挡件和所述第二阻挡件滑动安装于所述导向杆上，所述第一弹簧套设于所述丝杆上且两端分别与所述底座以及所述第一阻挡件抵接，所述第二弹簧套设于所述丝杆上且两端分别与所述底座以及所述第二阻挡件抵接，所述螺母安装于所述丝杆上，所述滑块与所述螺母固定安装，所述滑块滑动安装于所述导向杆上，所述滑块与所述螺母位于所述第一阻挡件和所述第二阻挡件之间，所述限位件固定设置且位于所述第一阻挡件和所述第二阻挡件之间，所述第一阻挡件和所述第二阻挡件能够与所述限位件抵接。

7.如权利要求6所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述第一阻挡件包括能够与所述限位件抵接的第一挡板以及安装在所述第一挡板上的第一套筒，所述第一弹簧的一端容纳于所述第一套筒内，所述第二阻挡件与所述第一阻挡件的结构相同。

8.如权利要求6所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述底座上安装有与所述丝杆配合安装的电位器。

9.如权利要求6所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述冲击力模拟组件包括传动连接的直流电机和离合器，所述直流电机能够驱动所述离合器转动，所述离合器与所述丝杆传动配合安装。

10.如权利要求1所述的转向机构模拟设备，其特征在于，所述转向组件包括配合安装的模拟方向盘本体以及连接轴。

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