CN202134125U - 力反馈方向盘模拟器 - Google Patents

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祝东旺
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Abstract

本实用新型公开了一种力反馈方向盘模拟器，包括方向盘转轴、啮合连接在方向盘转轴上的限位组件，所述方向盘转轴的两侧分别安装有一力反馈组件，该力反馈组件包括一电机、光栅控制总成，光栅控制总成包括周缘均匀设置有多个透光孔的光栅盘、位于光栅盘一侧的光电发射单元、位于光栅另一侧的光电接收单元；电机的转轴与方向盘转轴啮合连接，光栅盘同步连接在电机的转轴上；该方向盘模拟器还包括有一与光电接收单元及两电机电性连接的MCU控制器。采用力反馈原理，可实时的根据模拟的路况信息，使操作者感受到较为真实的驾驶场景，同时，操作者需要相应的操作方向盘，来抵消实时路况信息给予的负面效应，有助于操作者快速学习驾驶技能。

Description

力反馈方向盘模拟器
技术领域
本实用新型涉及一种汽车驾驶模拟装置，尤其是一种力反馈方向盘模拟器。
背景技术
随着机动车辆的不断普及，也就要求更多的人掌握驾驶技术，通常情况下，需要在机动车辆上进行实际操作来学习或者提高驾驶技能，然而大多数人在未能熟练掌握驾驶技能之前，都不具备可用于实际操作的条件，这就需要借助于一些模拟装置来学习机动车的驾驶。
现有的机动车模拟驾驶装置，其方向盘与制动部件之间采用纯粹的机械联动的方式实现，很难令操作者体会到不同路况下较为真实的操作过程，从而导致模拟操作过程与实际情况之间产生较大的差距，达不到身临其境的切身体会；尤其是针对不同路况下，现有的汽车驾驶模拟装置不能反映出道路颠簸以及转动方向盘感受到的反作用力，从而使得驾驶模拟过程严重失真，不利于操作者的练习。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在于提供一种力反馈方向盘模拟器，其能够有效的提高模拟驾驶的真实性。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
力反馈方向盘模拟器，包括方向盘转轴、啮合连接在方向盘转轴上的限位组件，所述方向盘转轴的两侧分别安装有一力反馈组件，该力反馈组件包括一电机、光栅控制总成，光栅控制总成包括周缘均匀设置有多个透光孔的光栅盘、位于光栅盘一侧的光电发射单元、位于光栅另一侧的光电接收单元；电机的转轴与方向盘转轴啮合连接，光栅盘同步连接在电机的转轴上；该方向盘模拟器还包括有一与光电接收单元及两电机电性连接的MCU控制器。
电机转轴的下端部固定连接有一电机输出齿轮，所述方向盘转轴上固定安装有一与所述电机输出齿轮啮合的转轴传动齿轮。
所述光栅控制总成还包括固定架，所述光栅盘固定安装在电机转轴的上端部，所述光电发射单元安装在固定架上部，所述光电接收单元固定在固定架上并位于光电发射单元的正下方，光栅盘周缘的透光孔位于光电发射单元与光电接收单元之间。
所述限位组件包括限位传动齿轮、以及可与限位传动齿轮同步转动的限位凸块，所述方向盘转轴上固定连接有一与限位传动齿轮啮合连接的转轴输出齿轮，且在方向盘转轴上设置有与限位凸块匹配的限位槽。
该方向盘模拟器还包括有一机壳、以及固定连接在机壳内的机架，电机的机体固定安装在机架上。
本实用新型的有益效果在于：
采用力反馈原理，可实时的根据模拟的路况信息，使操作者感受到较为真实的驾驶场景，同时，操作者需要相应的操作方向盘，来抵消实时路况信息给予的负面效应，从而将操作者置身于实际的驾驶场景中，有助于操作者快速学习驾驶技能。 
附图说明
图1为本实用新型一种力反馈方向盘模拟器的结构示意图；
图2为图1中电机与光栅控制总成的装配示意图；
图3为图1中方向盘转轴与限位组件的装配示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1、2、3所示，为本实用新型的一种力反馈方向盘模拟器，其包括机壳1、以及固定安装在机壳1内腔中的机架11，机壳1上部穿接有一方向盘转轴2，该方向盘转轴2的上部伸出机壳1外侧端部与方向盘把手连接，其内侧端穿接在机架11上预设的轴孔内。在方向盘转轴2的两侧，分别设置有一电机3，电机3机体部分的下端固定连接在机架11上，该电机3的转轴32分别由其机体部分的上、下端部穿出，且与方向盘转轴2平行，在其下端部固定安装有一齿轮31，对应该齿轮31，在方向盘转轴2上固定连接有一齿轮21，齿轮31与齿轮21啮合连接。在方向盘转轴2的下端部还固定连接有一齿轮22，齿轮22的一侧设置有一限位组件，该限位组件包括一齿轮51，以及固定在齿轮51上部的限位凸块52，齿轮22与齿轮51啮合连接，在方向盘转轴2上与限位凸块52对应的位置，还开设有一限位槽23。方向盘转轴2带动齿轮22转动，由于齿轮51与齿轮22啮合，从而使限位凸块52转动，当方向盘转轴2转动1080°时，限位凸块52被限位槽23的边缘抵触，迫使方向盘转轴2停止转动。
在上述电机3机体上部还安装有一光栅控制总成4，其包括固定安装在电机3机体上端部的固定架41、固定连接在转轴32上端部的光栅盘42、以及安装在固定架41上的光电发射器43和光电接收器44，光栅盘42的外周缘均匀且连续的开设有多个透光孔，光电发射器43位于光栅盘42的边缘正上方，而光电接收器44则位于光栅盘42边缘下部，并且位于光电发生器43的正下方；此外，机壳1内还安装有一MCU控制器，上述光电接收器43与该MCU控制器电性连接，同时，两个电机3也与MCU控制器电性连接。
上述力反馈方向盘模拟器在使用过程中，当虚拟场景中路面不平或者发生碰撞时，MCU控制器根据具体的场景传送指令给电机3，电机3根据MCU控制器的指令转动，带动齿轮31转动，由于齿轮31与齿轮21啮合连接，此时操作者就需要采用相应的力度控制方向盘，用于抵消齿轮31给予齿轮31的转动趋势。
此外，操作者操作方向盘时，带动安装在电机3上端部的光栅盘42转动，光栅盘42的转动使得光电接收器44将处于通断波形的开关状态，光电接收器44将这些波形传送给MCU控制器进行处理，MCU控制器根据传送过来的数据来确认显示画面中方向盘的转动位置以及转动的快慢。
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 (5)

1.力反馈方向盘模拟器，包括方向盘转轴、啮合连接在方向盘转轴上的限位组件，其特征在于，所述方向盘转轴的两侧分别安装有一力反馈组件，该力反馈组件包括一电机、光栅控制总成，光栅控制总成包括周缘均匀设置有多个透光孔的光栅盘、位于光栅盘一侧的光电发射单元、位于光栅另一侧的光电接收单元；电机的转轴与方向盘转轴啮合连接，光栅盘同步连接在电机的转轴上；该方向盘模拟器还包括有一与光电接收单元及两电机电性连接的MCU控制器。
2.如权利要求1所述的力反馈方向盘模拟器，其特征在于，电机转轴的下端部固定连接有一电机输出齿轮，所述方向盘转轴上固定安装有一与所述电机输出齿轮啮合的转轴传动齿轮。
3.如权利要求2所述的力反馈方向盘模拟器，其特征在于，所述光栅控制总成还包括固定架，所述光栅盘固定安装在电机转轴的上端部，所述光电发射单元安装在固定架上部，所述光电接收单元固定在固定架上并位于光电发射单元的正下方，光栅盘周缘的透光孔位于光电发射单元与光电接收单元之间。
4.如权利要求1所述的力反馈方向盘模拟器，其特征在于，所述限位组件包括限位传动齿轮、以及可与限位传动齿轮同步转动的限位凸块，所述方向盘转轴上固定连接有一与限位传动齿轮啮合连接的转轴输出齿轮，且在方向盘转轴上设置有与限位凸块匹配的限位槽。
5.如权利要求1所述的力反馈方向盘模拟器，其特征在于，该方向盘模拟器还包括有一机壳、以及固定连接在机壳内的机架，电机的机体固定安装在机架上。
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