CN215643222U - 一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，包括主轴，主轴的顶端设置有方向盘，主轴的底部通过设置的第一轴承转动连接有套设在主轴底部的方向盘外壳，其中，方向盘外壳的内部通过直流电机固定板设置有直流电机，直流电机的转动轴上安装有小同步轮，小同步轮通过同步带连接有安装在主轴底端的大同步轮；直流电机上安装有用于获取主轴转动信息的角度传感器，角度传感器的输出端连接有通过编码板固定板固定在方向盘外壳上的编码板；直流电机的受控端连接编码板的输出端。本实用新型不但不易损坏和便于维修，还可模拟各种路况，反映出实际道路的颠簸、车速以及转动方向盘感受到的反作用力，从而让操作者感受到真实汽车的驾驶感觉。

Description

一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置

技术领域

本实用新型涉及车辆驾驶模拟器技术领域，具体涉及一种用于车辆驾驶模拟器方向盘的电动负荷装置。

背景技术

驾驶模拟器是一种驾驶训练的教学设备。它利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的驾驶训练环境，人们通过驾驶模拟器的操作部件与虚拟的环境进行交互，从而进行驾驶训练。

广义上的驾驶模拟器包括车辆驾驶模拟器、飞机驾驶模拟器、船舶驾驶模拟器等等。凡是用来“驾驶”的模拟设备，通通可以称之为驾驶模拟器。现代社会，汽车已经是一种非常普通的代步和运输工具，相对于其他驾驶模拟器，车辆驾驶模拟器是应用最为广泛的。

现有的车辆驾驶模拟装置对于方向盘操作的模拟均采用纯粹的机械方式完成，其很难令操作者体会到不同路况下较为真实的切身体会。尤其是针对不同路况下，现有的车辆驾驶模拟装置不能反映出实际道路颠簸、车速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，也让操作者感受不到真实汽车的驾驶感觉。因此，能使车辆驾驶模拟装置让操作者感受到真实汽车的驾驶感觉，是现阶段本技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，可让操作者感受到真实汽车的驾驶感觉。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，包括主轴，主轴的顶端设置有方向盘，主轴的底部通过设置的第一轴承转动连接有套设在主轴底部的方向盘外壳，其中，所述方向盘外壳的内部通过直流电机固定板设置有直流电机，直流电机的转动轴上安装有小同步轮，小同步轮通过同步带连接有安装在主轴底端的大同步轮；所述直流电机上安装有用于获取主轴转动信息的角度传感器，角度传感器的输出端连接有通过编码板固定板固定在方向盘外壳上的编码板；所述直流电机的受控端连接编码板的输出端。

优选的，所述方向盘可沿逆时针和顺时针各旋转一圈半。

优选的，所述方向盘外壳的内部通过设置的限位支架设置有用于限定方向盘转动行程的倒T型限位杆；所述限位杆的底部通过设置的第二轴承与方向盘外壳转动连接，限位杆和主轴之间通过内大小齿轮组连接。

优选的，所述限位杆横体的长度大于限位杆和主轴之间的垂直距离。

优选的，所述限位杆的底端通过设置在方向盘外壳上的阻尼器固定板设置有用于确保主轴平稳转动的双向阻尼器。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型采用优质钢组合而成，在使用时不易损坏且便于维修；通过设置的编码板、角度传感器和直流电机，可模拟各种路况，反映出实际道路的颠簸、车速以及转动方向盘感受到的反作用力，从而有利于操作者的练习，让操作者感受到真实汽车的驾驶感觉。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的第一视角视图；

图4为本实用新型的第二视角视图。

其中：1.方向盘外壳、2.直流电机固定板、3.小同步轮、4.编码板固定板、5.编码板、6.大同步轮、7.同步带、8.螺母、9.双向阻尼器、10.内外壳、11.阻尼器固定板、12.轴承、13.内大小齿轮组、14.限位杆、15.限位支架、16.主轴、17.方向盘、18.直流电机。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，结合图1至图4所示，包括方向盘17、主轴16和方向盘外壳1，其中，方向盘17设置在主轴16的顶端，方向盘17用于操作者来操控车辆模拟器；方向盘外壳1设置在主轴16的底部，方向盘外壳1的内部设置有电动负荷机构，电动负荷机构用于限定方向盘17的转动角度和使操作者体验到转动方向盘17有力反馈的操控感觉。

方向盘17与主轴16的顶端固定连接，方向盘17可沿逆时针方向和顺时针方向各旋转一圈半。

方向盘外壳1为由上下左右四面围设的内外壳10组合而成，维修方便，而且内外壳10为优质钢材料，不易损坏。

主轴16的底部通过方向盘外壳1的上部和下部的内外壳10上开设的通孔穿设在方向盘外壳1上，主轴16的底部通过设置的第一轴承与下部的内外壳10转动连接。

电动负荷机构包括限位杆14、角度传感器、直流电机18和编码板5，其中，限位杆14用于限定方向盘17的旋转，限位杆14通过方向盘外壳1的内部设置的限位支架15设置在方向盘外壳1的一侧；限位杆14为倒T型，限位杆14的底部通过设置的第二轴承12与下部的内外壳10转动连接，限位杆14的横体的长度大于限位杆14和主轴16之间的垂直距离，限位杆14和主轴16之间通过内大小齿轮组13连接；当方向盘17带动主轴16逆时针转动一圈半后，限位杆14的横体与主轴16抵接，限位杆14在受到阻力的情况下停止转动，从而带动内大小齿轮组13停止转动，进而限定方向盘17的逆时针旋转；当方向盘17带动主轴16顺时针转动一圈半后，限位杆14的横体与主轴16抵接，限位杆14在受到阻力的情况下停止转动，从而带动内大小齿轮组13停止转动，进而限定方向盘17的顺时针旋转。

限位杆14的底端通过设置在方向盘外壳1上的阻尼器固定板11设置有双向阻尼器9，阻尼器固定板11与内外壳10固定连接，双向阻尼器9用M4内六角螺丝锁紧在阻尼器固定板11上。双向阻尼器9用于确保主轴16沿顺时针方向和逆时针方向的平稳转动。

直流电机18通过方向盘外壳1内部设置的直流电机固定板2设置在与限位杆14相对的一侧，直流电机固定板2与内外壳10固定连接，直流电机18与直流电机固定板2用M6内六角螺丝与螺母对锁，直流电机18的转动轴伸出方向盘外壳1设置。直流电机18的转动轴上固定安装有小同步轮3，小同步轮3通过同步带7连接有大同步轮6，大同步轮6位于方向盘外壳1的外侧，并固定设置在主轴16的底端，主轴16的底端螺纹连接有螺母8，螺母8用于防止大同步轮6脱离主轴16。角度传感器安装在直流电机18上，角度传感器用于获得主轴16的转动角度和转动速度的信息。当操作者操控方向盘17时，方向盘17转动带动主轴16转动，主轴16转动带动大同步轮6转动，大同步轮6转动通过同步带7带动小同步轮3，角度传感器通过小同步轮3的转动获取主轴16的转动信息。

编码板5通过设置在方向盘外壳1上设置额编码板固定板4设置在直流电机固定板2的下方，角度传感器的输出端连接编码板5的输入端，直流电机18的受控端连接编码板5的输出端。编码板5内预定固定公式，用于将角度传感器传送的主轴16的转动角度和转动速度的信息带入公式，算得一个反向阻力，并根据该反向阻力值发送驱动信号给直流电机18，直流电机18逆向转动，带动小同步轮3逆向转动，小同步轮3通过同步带7带动大同步轮6逆向转动，从而对方向盘17施加反向阻力。软件开发人员通过改变编码板5的数据，还可模拟多种场景，如：路面不平整、方向盘17失控等，通过向编码板5输入的信号来驱动直流电机18产生反向阻力来达到模拟场景效果。

本实用新型在使用时，操作者操控方向盘17顺时针或者逆时针转动，使得大同步轮6转动，大同步轮6通过同步带7带动安装在直流电机18上的小同步轮3转动；直流电机18上设置的角度传感器，将获取的主轴16的转动角度和转动速度的信息传送给编码板5，编码板5根据预定的固定公式带入转动角度和转动速度的数值计算得出反向阻力，并根据该反向阻力值发送驱动信号给直流电机18，驱动直流电机18对方向盘17施加反向阻力，从而让操作者感受到真实汽车的驾驶感觉。

通过改变编码板5的数据，还可模拟多种场景，如：路面不平整、方向盘17失控等，从而反馈地面行驶的各个感觉，并通过直流电机18的作用提供逼近车辆驾驶的真实感觉。

Claims (5)

1.一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，包括主轴(16)，主轴(16)的顶端设置有方向盘(17)，主轴(16)的底部通过设置的第一轴承转动连接有套设在主轴(16)底部的方向盘外壳(1)，其特征在于：所述方向盘外壳(1)的内部通过直流电机固定板(2)设置有直流电机(18)，直流电机(18)的转动轴上安装有小同步轮(3)，小同步轮(3)通过同步带(7)连接有安装在主轴(16)底端的大同步轮(6)；所述直流电机(18)上安装有用于获取主轴(16)转动信息的角度传感器，角度传感器的输出端连接有通过编码板固定板(4)固定在方向盘外壳(1)上的编码板(5)；所述直流电机(18)的受控端连接编码板(5)的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，其特征在于：所述方向盘(17)可沿逆时针和顺时针各旋转一圈半。

3.根据权利要求2所述的一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，其特征在于：所述方向盘外壳(1)的内部通过设置的限位支架(15)设置有用于限定方向盘(17)转动行程的倒T型限位杆(14)；所述限位杆(14)的底部通过设置的第二轴承(12)与方向盘外壳(1)转动连接，限位杆(14)和主轴(16)之间通过内大小齿轮组(13)连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，其特征在于：所述限位杆(14)横体的长度大于限位杆(14)和主轴(16)之间的垂直距离。

5.根据权利要求3所述的一种用于车辆模拟器方向盘的电动负荷装置，其特征在于：所述限位杆(14)的底端通过设置在方向盘外壳(1)上的阻尼器固定板(11)设置有用于确保主轴(16)平稳转动的双向阻尼器(9)。

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