CN201540660U - 一种汽车驾驶模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车驾驶模拟器，至少包括一驾驶座舱，其内设置有机械传动模块，该机械传动模块至少包括一方向模拟组件，该方向模拟组件由方向盘总成、转向结构总成、脚踏结构总成、手动刹车总成以及变速箱结构总成组成。由于本方案采用上述结构设计，使其同时具备了模拟驾驶功能以及PC娱乐功能；并且，本实用新型完全符合人体力学原理的要求，外形美观，占用空间小，可置于室内使用，并且使得使用者感受到较真实的使用环境。

Description

一种汽车驾驶模拟器

技术领域

本实用新型涉及一种机电一体化的模拟装置，具体涉及一种汽车驾驶模拟器。

背景技术

由于汽车驾驶练习受到场地、天气等多方面因素的限制，从而影响了人们针对汽车驾驶技能的学习；为避免上述因素的影响，使得学习汽车驾驶技能的过程能够在室内进行而不受上述因素的影响，出现了一种汽车模拟驾驶装置；

现有的汽车模拟驾驶装置，由驾驶舱座，视景计算机，视屏，操作传感器，数据采集卡，耳机和话筒等组成；座舱包含了与真实车辆相同的操作部件，“五大”操纵机构：方向盘、离合器，脚刹，油门和手刹。真车变速器：倒挡、一挡、二挡、三挡、四挡、五挡和空挡(自动挡只含前进挡、倒车挡和驻车挡)。真车操作开关：左转向灯、右转向灯、应急灯、喇叭、点火开关、总电开关、安全带、车门、雨刷、远光灯、近光灯、远近光交替。

上述汽车模拟驾驶装置体积庞大，只能在特定的环境中进行驾驶练习，且其结构决定了其功能单一；同时，由于上述汽车模拟驾驶装置采用较为老化且控制过程较为复杂的电控系统，限制了其产品的功能，导致其无法满足现有产品的技术要求，从而不能用以作为PC娱乐赛车使用。

现有方向盘功能主要有转向、变速挡位、加油、脚刹、离合器、手刹等功能，在技术上方向盘旋转回中利用力回馈技术来实现，在转动过程中通过改变电压的高低来实现对游戏的模拟仿真，通过专用IC反馈给电机来仿真方向盘转动过程中受到的阻力以及在不同路面、碰撞的仿真；加油、脚刹、离合器用旋转电位器，通过改变电压的高低来实现游戏的模拟仿真，手刹利用微动开关的闭合和断开来仿真；在结构上方向盘为一部分，脚踏为一部分，挡位控制为一部分；方向盘转动的角度最大为900度。

上述汽车模拟驾驶装置的方向盘转动角度较小，其挡位、脚踏、方向盘三个部分分开，和真车有一定差别，严重影响了操作的真实性。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的旨在于提供一种汽车驾驶模拟器，在保证结构简单，制作方便的前提下，可同时实现汽车驾驶模拟功能以及PC娱乐赛车功能。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种汽车驾驶模拟器，至少包括一驾驶座舱，其内设置有机械传动模块，所述机械传动模块至少包括一方向模拟组件，该方向模拟组件由方向盘总成、转向结构总成、脚踏结构总成、手动刹车总成以及变速箱结构总成组成。

该汽车驾驶模拟器还包括有一MCU控制器，以及电控模块，该电控模块包括电源输入滤波电路、MCU控制电路、挡位输入电路、油离刹输入电路、开关量输入电路、方向盘数据电路、马达电路、谐振电路。

所述方向盘总成包括，一方向盘手把、一方向盘支撑杆。

所述转向结构总成与所述方向盘总成连接，其包括，一转动齿轮、一传动齿轮、一变速齿轮、一转轴支架、一转向电位器；所述转向电位器通过电路连接所述MCU控制器；所述转向结构总成还包括，一限位装置及一回中装置。

所述手动刹车总成包括，一手动刹车手把、一手动刹车挡片、一刹车微动开关；所述手动刹车挡片安装于所述手动刹车手把下方，且对应刹车微动开关；所述刹车微动开关通过电路连接所述MCU控制器。

所述变速箱结构总成包括，一变速杆手把、变速杆组合件、一变速挡固定结构、多个变速微动开关；所述变速杆组合件连接于所述变速杆手把的下端，并置于所述变速挡固定结构内，其底部与所述多个变速微动开关对应；所述变速挡固定结构上设置有多个孔位，所述变速挡固定结构可在所述多个孔位之间转换位置，并对应的触压所述多个变速微动开关；所述变速微动开关通过电路连接于所述MCU控制器。

所述脚踏结构总成包括，一底板、至少三个脚踏组合件、一方向盘支撑杆固定结构；所述脚踏组合件包括，一脚踏板、一脚踏回位结构、一齿轮、一脚踏板支架、一脚踏电位器；所述脚踏电位器通过电路连接于所述MCU控制器。

所述机械传动模块还包括，左转向灯、右转向灯、喇叭、电源开关、点火开关、雨刷、远光灯、近光灯。

该汽车驾驶模拟器还包括有连接在所述MCU控制器上的显示装置。

本实用新型所阐述的汽车驾驶模拟器，其有益效果在于：由于本方案采用上述结构设计，故而，其方向盘转动具备了较大的转角，从而上述汽车模拟器同时具备了模拟驾驶功能以及PC娱乐功能；同时，本实用新型完全符合人体力学原理的要求，外形美观，占用空间小，可置于室内使用，并且使得使用者感受到较真实的使用环境。

附图说明

图1为本实用新型一种汽车驾驶模拟器的结构示意图；

图2为图1所示汽车驾驶模拟器的转向结构总成示意图；

图3为图2中B处放大视图；

图4为图3的E处内部结构视图；

图5为图1所示汽车驾驶模拟器的脚踏结构总成示意图；

图6为图5中A处放大视图；

图7为图1所示汽车驾驶模拟器的手动刹车总成以及变速箱结构总成示意图；

图8为图7中C处放大视图；

图9为图7中D处放大视图；

图10为本实用新型汽车驾驶模拟器的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

本实用新型的一种汽车驾驶模拟器，包括用于操作的机械传动模块以及用于控制及动作处理的电控模块。其机械传动模块包括方向模拟组件，如图1所示，方向模拟组件包括了模拟真车实际操作中的各主要部件，有方向盘总成1、转向结构总成2、脚踏结构总成3、手动刹车总成4以及变速箱结构总成5。

下面针对上述汽车驾驶模拟器的机械部分进行详细的描述：

如图1所示，上述汽车驾驶模拟器的方向盘总成1，包括有控制行车方向的方向盘11，以及方向盘支撑杆12，方向盘支撑杆12安装于方向盘11的下方，为方便操作，其尺寸依照人体工程学原理进行设计。

如图2、3、4所示，为上述汽车驾驶模拟器的转向结构总成2，其安装在方向盘11的下方；其包括，转动齿轮21、传动齿轮22、变速齿轮23、转轴支架24；转动齿轮21与方向盘11固定连接，转动齿轮21与传动齿轮22啮合匹配，传动齿轮22与变速齿轮23啮合匹配，当使用者操作转动方向盘11时，带动转动齿轮21，从而通过传动齿轮22带动变速齿轮23的转动。

同时，为了模拟的真实性，使得方向盘转动后能够复位，且能够多次重复的实现转动动作，上述结构还安装有限位弹簧25以及回中弹簧26；当方向盘11单边转动540度后，限位弹簧25拉动限位组件，方向盘11被阻挡不能转动，当松手后，方向盘11在回中弹簧26的拉力下回到原来的中间位置，根据上述结构，其方向盘11可转动1080度。

另外，为了能够捕捉该处的机械运动信息，还安装有电位器27，电位器27通过电路连接在MCU控制器上，使用者操作时，方向盘11转动带动电位器27的转动，然后通过MCU控制器对该操作过程进行模拟。

如图5、6所示，为上述汽车驾驶模拟器的脚踏结构总成3，其安装于该汽车驾驶模拟器的底部，包括，底板31、三个脚踏组合件32、方向盘支撑杆固定结构33，底板31采用质量较大的铁制材料，以保证整个装置的平稳，方向盘支撑杆固定结构33用于固定安装方向盘支撑杆12，保证了方向盘操作的平稳性。脚踏组合件32包括有，脚踏板321、脚踏回位结构322、齿轮323、脚踏板支架324。为满足人体工程学原理，脚踏板321与底板31呈一夹角，方便人脚的踩踏操作，并且其踩踏面采用凹凸的防滑设计，脚踏板支撑架324安装于脚踏板321的下表面，其底端与底板31铰链连接，上端与脚踏回位结构322的上端铰链连接，脚踏回位结构322的下端与底板31铰链连接，脚踏回位结构322为可伸缩结构，其内部安装有弹簧，齿轮323与脚踏板支架324匹配连接；踩下脚踏板321，带动齿轮323旋转，脚踏回位结构322里面的弹簧被压缩，松开脚踏板321后，脚踏板321在弹簧的作用下回复到原来的位置；为了将上述机械结构通过电控装置进行模拟，在脚踏板处还设置有电位器，并且电位器通过电路连接在MCU控制器上，使用者向下踩脚踏板321带动电位器的转动，通过MCU控制器对其机械动作进行模拟，并将模拟信号进行处理，使得使用者感受到真实的驾驶感觉或游戏体验。

上述汽车驾驶模拟器还可以模拟真车的手动刹车以及变速操作，如图7所示，为手动刹车总成4以及变速箱结构总成5，其二者安装于操作者的右手边；见图8，手动刹车总成4包括，手动刹车手把41、手动刹车挡片42、刹车微动开关43，手动刹车手把41拉起后，手动刹车挡片42下压触碰刹车微动开关43，刹车微动开关43与MCU控制器通过电路连接，该操作过程进行时，MCU控制器对其机械动作进行模拟并进行处理。见图9，上述变速箱结构总成5包括，变速杆手把51、变速杆组合件52、变速挡固定结构53、多个变速微动开关54，变速杆组合件52安装于变速杆手把51的下方，位于变速挡固定结构53的内部，变速挡固定结构53上设置有多个改变挡位的孔，变速杆手把51控制变速杆组合件52在多个改变挡位的孔之间转换位置，使得其触碰不同的变速微动开关54而实现速度的改变，变速微动开关54上连接到MCU控制器，MCU控制器将变速的机械过程反映为信号并处理。为了保证变速手把51操作的正常使用，使得其在各个挡位之间转换的灵活性，在其下方还设置有软胶套55。

为了满足使用者对模拟驾驶逼真性的要求，上述结构依照真车结构，其机械传动模块还设置有左转向灯、右转向灯、喇叭、电源开关、点火开关、雨刷、远光灯、近光灯等，这些机械结构在通过使用者操作后，通过微动开关将其机械动作转化为信号传输至MCU控制器进行处理。

如图10所示，上述汽车驾驶模拟器电源输入滤波电路、MCU控制电路、挡位输入电路、油离刹输入电路、开关量输入电路、方向盘数据电路、马达电路、谐振电路组成。工作时，通过滤波电路滤波后对MCU和马达电路供电，MCU再输出一个电源对方向盘数据电路和油离刹电路供电，谐振电路起振给MCU工作提供一个固定的频率；通过外界操作使方向盘数据电路和油离刹输入电路数据变化反馈到MCU，从而实现方向盘和油离刹功能仿真，通过游戏传给MCU的数据从而给马达电路提供高低不同的电压，通过振动来仿真路面情况以及其他碰撞；开关量电路和挡位输入电路通过外界操作使得MCU输出电平高低改变，从而实现对游戏的仿真。该汽车驾驶模拟器通过MCU数据控制马达的运动以模拟驾驶过程中的各种仿真活动，增加了整个装置模拟的真实性。

同时，为了增加该汽车驾驶模拟器的娱乐性，本实用新型还可以通过MCU处理器对使用者的机械操作处理在PC环境进行赛车游戏，以增加其娱乐性能。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车驾驶模拟器，至少包括一驾驶座舱，其内设置有机械传动模块，其特征在于，所述机械传动模块至少包括一方向模拟组件，该方向模拟组件由方向盘总成、转向结构总成、脚踏结构总成、手动刹车总成以及变速箱结构总成组成。

2.如权利要求1所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，该汽车驾驶模拟器还包括有一MCU控制器，以及电控模块，该电控模块包括电源输入滤波电路、MCU控制电路、挡位输入电路、油离刹输入电路、开关量输入电路、方向盘数据电路、马达电路、谐振电路。

3.如权利要求2所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，所述方向盘总成包括，一方向盘手把、一方向盘支撑杆。

4.如权利要求2所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，所述转向结构总成与所述方向盘总成连接，其包括，一转动齿轮、一传动齿轮、一变速齿轮、一转轴支架、一转向电位器；所述转向电位器通过电路连接所述MCU控制器；所述转向结构总成还包括，一限位装置及一回中装置。

5.如权利要求2所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，所述手动刹车总成包括，一手动刹车手把、一手动刹车挡片、一刹车微动开关；所述手动刹车挡片安装于所述手动刹车手把下方，且对应刹车微动开关；所述刹车微动开关通过电路连接所述MCU控制器。

6.如权利要求2所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，所述变速箱结构总成包括，一变速杆手把、变速杆组合件、一变速挡固定结构、多个变速微动开关；所述变速杆组合件连接于所述变速杆手把的下端，并置于所述变速挡固定结构内，其底部与所述多个变速微动开关对应；所述变速挡固定结构上设置有多个孔位，所述变速挡固定结构可在所述多个孔位之间转换位置，并对应的触压所述多个变速微动开关；所述变速微动开关通过电路连接于所述MCU控制器。

7.如权利要求2所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，所述脚踏结构总成包括，一底板、至少三个脚踏组合件、一方向盘支撑杆固定结构；所述脚踏组合件包括，一脚踏板、一脚踏回位结构、一齿轮、一脚踏板支架、一脚踏电位器；所述脚踏电位器通过电路连接于所述MCU控制器。

8.如权利要求2-7任一项所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，所述机械传动模块还包括，左转向灯、右转向灯、喇叭、电源开关、点火开关、雨刷、远光灯、近光灯。

9.如权利要求8所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于，该汽车驾驶模拟器还包括有连接在所述MCU控制器上的显示装置。

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