CN216849022U - 基于直流电机的方向盘自动回位换向组件及驾驶模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于直流电机的方向盘自动回位换向组件及驾驶模拟器，用于使所述方向盘的转向轴相对于起始位置发生转动后进行自动回位，换向组件包括：大齿轮、小齿轮、中心轴、触板、限位柱、直流电机和带轮；大齿轮与中心轴同轴连接；小齿轮与转向轴同轴心连接，且小齿轮与大齿轮相啮合；触板设置在中心轴上，并与大齿轮同步转动；限位柱设置在触板的转动路径上，当转向轴顺时针或逆时针转动时通过限位柱进行限位；转向轴穿过小齿轮的端部同轴心设置带轮；直流电机的输出端通过一同步带与带轮连接，直流电机用于当小齿轮发生转动后驱动转向轴使小齿轮转动至转动起始位置。可广泛应用于驾驶模拟器技术领域。

Description

基于直流电机的方向盘自动回位换向组件及驾驶模拟器

技术领域

本实用新型属于深部岩体综合检测技术领域，特别涉及基于直流电机的方向盘自动回位换向组件及驾驶模拟器。

背景技术

目前，传统的驾考学习方式，尤其是科目二、科目三需要实操的驾考项目，仍然是通过去驾校，利用驾校的驾考车辆，在实地进行练习并学习驾驶技巧，进而达到通过驾驶考试要求的目的，对于炎热的夏天以及寒冷的冬天而言，去实体进行驾驶学习对人的感受和心理都存在着一定的挑战和压力，很有可能会影响到后面的驾驶学习状态，进而拖慢正常的学习进度，例如：在恶劣的天气下，无法在露天的场地下完成既定的驾驶练习，因而影响练车进度，但是驾驶考试是属于提前预约的方式，如果提前预约了驾驶考试时间，但是由于天气原因没能进行有效的驾驶练习，则可能会造成考试失利的情形，同时，在现有的一些模拟练车的装置中，驾驶体验也比较差，例如在装置内的方向盘转向结构设计上，无法完全模拟出真车的驾驶阻力和转向回位，导致了学员无法把控方向盘的实际转动角度，进而导致学员无法判断车辆的轮胎的转动方向。

可见，对于模拟练车的装置中，在方向盘转向结构设计上，无法完全模拟出真车的驾驶阻力和转向回位，导致了学员无法把控方向盘的实际转动角度，进而导致学员无法判断车辆的轮胎的转动方向，造成了模拟练车效果不佳，以使得在使用真车考试时无法判断方向盘的转动方向和驾驶感觉，进而无法通过考试；

也即，对于模拟练车的装置中，在方向盘转向结构设计上，如何提高方向盘转动结构的真实模拟体验，以提高学员学车的驾驶学习体验，是本领域亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，以至少解决上述部分技术问题。

为至少解决上述部分技术问题，第一方面，本实用新型提供了基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，所述组件用于使所述方向盘的转向轴相对于起始位置发生转动后进行自动回位，所述换向组件包括：大齿轮、小齿轮、中心轴、触板、限位柱、直流电机和带轮；所述大齿轮与所述中心轴同轴连接；所述小齿轮与所述转向轴同轴心连接，且所述小齿轮与所述大齿轮相啮合；所述触板设置在所述中心轴上，并与所述大齿轮同步转动；所述限位柱设置在所述触板的转动路径上，当所述转向轴顺时针或逆时针转动时带动所述小齿轮同步转动，使所述大齿轮与所述小齿轮发生啮合传动，以使得连接于所述大齿轮轴心的所述中心轴带动所述触板转动，当所述触板转动至所述限位柱的位置时，所述触板与所述限位柱发生干涉，以使所述大齿轮的转动被限制；所述转向轴穿过所述小齿轮的端部同轴心设置所述带轮；所述直流电机的输出端通过一同步带与所述带轮连接，所述直流电机用于当所述小齿轮发生转动后驱动所述转向轴使所述小齿轮转动至转动起始位置。

在第一方面中，所述大齿轮和小齿轮传动比为：1:3。

在第一方面中，所述换向组件还包括：编码器，所述编码器与所述转向轴同轴心设置。

在第一方面中，所述限位柱的外围设置一圈软质防护层。

在第一方面中，所述换向组件还包括：压力传感器，所述压力传感器设置在所述限位柱的外围，用于检测所述触板与所述限位柱之间的接触压力。

在第一方面中，所述带轮的周向弧面上，均匀布设有若干第一弧形凸起；所述直流电机的输出端周向弧面上，均匀布设有若干第二弧面凸起；所述第一弧形凸起与所述第二弧面凸起的形状和尺寸相一致。

在第一方面中，所述第一弧形凸起和所述第二弧面凸起的外表面均涂刷有防滑层。

在第一方面中，所述同步带的环向内侧均匀设置有若干弧面凹槽，任一所述弧面凹槽均与任一所述第一弧形凸起或第二弧面凸起适配连接。

在第一方面中，所述同步带包括：本体，所述本体为平直的软质结构，所述本体包括第一端和第二端；锁扣，所述锁扣包括子扣和母扣，所述子扣设置在第一端上，所述母扣设置在第二端上，所述子扣和所述母扣适配连接将所述本体的所述第一端和所述第二端连接，形成一环状结构。

第二方面，本实用新型提供了一种驾驶模拟器，包括：运动平台，所述运动平台包括安装平台和用于驱动所述安装平台动作的驱动装置；支撑主体和座椅，所述支撑主体和所述座椅分别安装于所述安装平台上；显示屏，安装于所述支撑主体上，且位于所述座椅的前方；方向盘和如上述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，所述方向盘与所述换向组件的输入轴连接，所述换向组件安装于所述支撑主体/ 所述安装平台上，所述换向组件中设置有用于检测方向盘转角的第一传感器；换挡组件，安装于所述支撑主体/所述安装平台上，所述换挡组件中设置有用于检测挡位的第二传感器；驾驶控制组件，安装于所述支撑主体/所述安装平台上，所述驾驶控制组件中设置有用于检测踏板动作的第三传感器；驻车制动组件，安装于所述支撑主体/所述安装平台上，所述驻车制动组件中设置有用于检测手刹动作的第四传感器；驾驶模拟控制装置，安装于所述支撑主体/所述安装平台上，所述驾驶模拟控制装置分别与驱动装置、显示屏、第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器电连接；支撑主体包括支撑架和外壳，所述支撑架安装于所述运动平台上，所述外壳包覆所述支撑架和所述运动平台。

有益效果：

本实用新型提供的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，通过大齿轮和小齿轮啮合配合，以及将方向盘的转向轴与小齿轮同轴心连接，当小齿轮转动时，将转向轴的转动圈数传递至小齿轮和大齿轮，进而，在大齿轮的转动路径上设置限位柱，以及在转向轴上还设置有触板，且当转向轴转动时，触板同步转动，且转动路径刚好与限位柱发生干涉，进而，将大齿轮的转动圈数限制在一圈之内，以达到方向盘的转向轴限位功能，同时，设置于小齿轮轴心连接的直流电机，用于当转向轴按照顺时针或者逆时针转动后，利用该直流电机使转向轴回复至转向轴的转动起始位置；转动过程中，为了保障直流电机与小齿轮转动配合关系，通过一带轮与小齿轮同轴心连接，在通过一同步带连接带轮与直流电机，达到带传动减速的目的，进一步提高了直流电机传动的稳定性，综上，通过与转向轴连接的触板，以及设置在触板转动轨迹上的限位柱，对转型轴进行限位，转动后，在通过直流电机进行复位，通过上述技术方案，以提高学员学车的驾驶学习体验，使学员准确掌握真车方向盘的转向回位规律，进而达到提高驾考通过率的技术效果。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例一提供的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件的结构图一；

图2为本实施例一提供的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件结构图二；

图3为本实施例二提供的驾驶模拟器结构图；

附图标记：

1000.驾驶模拟器；

200.支撑主体；

300.座椅；

400.显示屏；

500.方向盘；

600.换向组件；

671.大齿轮；

672.小齿轮；

673.直流电机；

674.触板；

675.限位柱；

676.带轮；

677.同步带；

678.转向轴；

679.中心轴；

700.换挡组件；

800.驾驶控制组件；

900.驻车制动组件。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本实用新型。

实施例一：

请参阅图1-2，本实用新型的实施例一提供的基于直流电机673的方向盘自动回位换向组件，所述组件用于使所述方向盘的转向轴678相对于起始位置发生转动后进行自动回位，所述换向组件包括：大齿轮671、小齿轮672、中心轴679、触板 674、限位柱675、直流电机673和带轮676；所述大齿轮671与所述中心轴679同轴连接；所述小齿轮672与所述转向轴678同轴心连接，且所述小齿轮672与所述大齿轮671相啮合；所述触板674设置在所述中心轴679上，并与所述大齿轮671 同步转动；所述限位柱675设置在所述触板674的转动路径上，当所述转向轴顺时针或逆时针转动时带动所述小齿轮672同步转动，使所述大齿轮671与所述小齿轮 672发生啮合传动，以使得连接于所述大齿轮671轴心的所述中心轴679带动所述触板674转动，当所述触板674转动至所述限位柱675的位置时，所述触板674与所述限位柱675发生干涉，以使所述大齿轮671的转动被限制；所述转向轴678穿过所述小齿轮672的端部同轴心设置所述带轮676；所述直流电机673的输出端通过一同步带677与所述带轮676连接，所述直流电机673用于当所述小齿轮672发生转动后驱动所述转向轴使所述小齿轮672转动至转动起始位置。

在上述实施例一的技术方案中，本实用新型提供的基于直流电机673的方向盘自动回位换向组件，通过大齿轮671和小齿轮672啮合配合，以及将方向盘的转向轴678与小齿轮672同轴心连接，当小齿轮672转动时，将转向轴678的转动圈数传递至小齿轮672和大齿轮671，进而，在大齿轮671的转动路径上设置限位柱675，以及在转向轴678上还设置有触板674，且当转向轴转动时，触板674同步转动，且转动路径刚好与限位柱675发生干涉，进而，将大齿轮671的转动圈数限制在一圈之内，以达到方向盘的转向轴限位功能，同时，设置于小齿轮672轴心连接的直流电机673，用于当转向轴678按照顺时针或者逆时针转动后，利用该直流电机673使转向轴678回复至转向轴678的转动起始位置；转动过程中，为了保障直流电机673与小齿轮672转动配合关系，通过一带轮676与小齿轮672同轴心连接，在通过一同步带677连接带轮676与直流电机673，达到带传动减速的目的，进一步提高了直流电机673传动的稳定性，综上，通过与转向轴678连接的触板674，以及设置在触板674转动轨迹上的限位柱675，对转型轴进行限位，转动后，在通过直流电机673进行复位，通过上述技术方案，以提高学员学车的驾驶学习体验，使学员准确掌握真车方向盘的转向回位规律，进而达到提高驾考通过率的技术效果；

对于大齿轮671和小齿轮672的啮合传动而言，大齿轮671和小齿轮672传动比为：1:3，即当大齿轮671转动一圈时，小齿轮672转3圈。

为了进一步地检测转向轴678的转向圈数，本实施例一提供了实施方式，该方式具体包括：将在转向轴678上同轴心设置一编码器，即可精确检测转向轴678的转动角度。

基于上述实施例一中的限位柱675，其设置在当中心轴679转动时带动触板674 转动的转动轨迹上，当触板674与限位柱675接触时，会对限位柱675产生一定的冲击力和摩擦，为了防止由于转动转向轴678过快导致对限位柱675发生损害，本实施例一提出了一种实施方式，以解决上述技术问题，该实施方式具体包括：在限位柱675的外围设置一圈软质防护层，防护层可采用硅胶、橡胶等材质。

同时，为了进一步获得转向轴678在顺时针或逆时针的转动规律，即顺时针转动亦或者是逆时针转动时学员的施力习惯，在限位柱675的外围设置压力传感器，以检测触板674与限位柱675之间的接触压力。

在上述实施例一种的带轮676与直流电机673的配合中，为了使得同步带677 连接在二者之间不发生脱落或者不发生滑动摩擦，以进一步提高二者的传动精度，本实施例一提出了一种技术方案，以解决上述技术问题，该方案包括：在带轮676 的周向弧面上均匀布设若干第一弧形凸起；在直流电机673的输出端周向弧面上均匀布设若干第二弧面凸起；所述第一弧形凸起与所述第二弧面凸起的形状和尺寸相一致；这样就使得，同步带677在套设于二者之间时产生较大的摩擦力，防止出现同步带677脱落或者滑带的情况出现。

进一步地，在第一弧形凸起和第二弧面凸起的外表面均涂刷有防滑层，以进一步提高二者之间的传动摩擦力。

进一步地，所述同步带677的环向内侧均匀设置有若干弧面凹槽，任一所述弧面凹槽均与任一所述第一弧形凸起或第二弧面凸起适配连接。

基于上述实施例一中的同步带677，对于同步带677而言，作为同步带677的一种实现方式，其可以包括本体和锁扣，本体为平直的软质结构，所述本体包括第一端和第二端；锁扣包括子扣和母扣，子扣设置在第一端上，母扣设置在第二端上，子扣和母扣适配连接将本体的第一端和第二端可拆卸连接，形成一环状结构，这样就使得，可以随时改变同步带677的尺寸，以适应更多的安装环境。

实施例二：

如图3所示,本实用新型的实施例二提供了一种驾驶模拟器1000，包括：运动平台、支撑主体200、座椅300、显示屏400，方向盘500、换向组件600、换挡组件700、驾驶控制组件800、驻车制动组件900、驾驶模拟控制装置；运动平台包括安装平台和用于驱动安装平台动作的驱动装置；支撑主体200和座椅300分别安装于安装平台上，座椅300用于提供驾驶位置，显示屏400安装于支撑主体200上，且位于座椅300的前方，用于显示模拟的路况图像；方向盘500与换向组件600的输入轴连接，换向组件600安装于支撑主体200/安装平台上，换向组件600中设置有用于检测方向盘500转角的第一传感器；换挡组件700安装于支撑主体200/安装平台上，换挡组件700中设置有用于检测挡位的第二传感器；驾驶控制组件800安装于支撑主体200/安装平台上，驾驶控制组件800中设置有用于检测踏板动作的第三传感器；驻车制动组件900安装于支撑主体200/安装平台上，驻车制动组件900 中设置有用于检测手刹动作的第四传感器；驾驶模拟控制装置安装于支撑主体200/ 安装平台上，驾驶模拟控制装置分别与驱动装置、显示屏400、第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器电连接；支撑架安装于运动平台上，用于支撑安装于其上方的座椅300以及支撑主体200，外壳包覆支撑架和运动平台，外壳可根据实际的设计需求进行设计，可以在外壳上设置储物格，用于学员临时储存个人物品，如手机钱包等。

综上所述，本实施例的驾驶模拟器1000通过运动平台、支撑主体200、座椅300、显示屏400，方向盘500、换向组件600、换挡组件700、驾驶控制组件800、驻车制动组件900、驾驶模拟控制装置完整地模拟了真车驾驶舱内的结构，为模拟练车的学员提供更真实的驾驶体验，帮助学员快速高效地取得驾照提供了技术支持。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，所述组件用于使所述方向盘的转向轴相对于起始位置发生转动后进行自动回位，其特征在于，所述换向组件包括：

大齿轮、小齿轮、中心轴、触板、限位柱、直流电机和带轮；

所述大齿轮与所述中心轴同轴连接；

所述小齿轮与所述转向轴同轴心连接，且所述小齿轮与所述大齿轮相啮合；

所述触板设置在所述中心轴上，并与所述大齿轮同步转动；

所述限位柱设置在所述触板的转动路径上，当所述转向轴顺时针或逆时针转动时带动所述小齿轮同步转动，使所述大齿轮与所述小齿轮发生啮合传动，以使得连接于所述大齿轮轴心的所述中心轴带动所述触板转动，当所述触板转动至所述限位柱的位置时，所述触板与所述限位柱发生干涉，以使所述大齿轮的转动被限制；

所述转向轴穿过所述小齿轮的端部同轴心设置所述带轮；

所述直流电机的输出端通过一同步带与所述带轮连接，所述直流电机用于当所述小齿轮发生转动后驱动所述转向轴使所述小齿轮转动至转动起始位置。

2.根据权利要求1所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于：

所述大齿轮和小齿轮传动比为：1:3。

3.根据权利要求1所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于，所述换向组件还包括：

编码器，所述编码器与所述转向轴同轴心设置。

4.根据权利要求1所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于，所述限位柱的外围设置一圈软质防护层。

5.根据权利要求1所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于，所述换向组件还包括：

压力传感器，所述压力传感器设置在所述限位柱的外围，用于检测所述触板与所述限位柱之间的接触压力。

6.根据权利要求1所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于，所述带轮的周向弧面上，均匀布设有若干第一弧形凸起；

所述直流电机的输出端周向弧面上，均匀布设有若干第二弧面凸起；

所述第一弧形凸起与所述第二弧面凸起的形状和尺寸相一致。

7.根据权利要求6所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于，所述第一弧形凸起和所述第二弧面凸起的外表面均涂刷有防滑层。

8.根据权利要求7所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于，

所述同步带的环向内侧均匀设置有若干弧面凹槽，任一所述弧面凹槽均与任一所述第一弧形凸起或第二弧面凸起适配连接。

9.根据权利要求8所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件，其特征在于，所述同步带包括：

本体，所述本体为平直的软质结构，所述本体包括第一端和第二端；

锁扣，所述锁扣包括子扣和母扣，所述子扣设置在第一端上，所述母扣设置在第二端上，所述子扣和所述母扣适配连接将所述本体的所述第一端和所述第二端连接，形成一环状结构。

10.一种驾驶模拟器，其特征在于:

包括如权利要求1-9任一项所述的基于直流电机的方向盘自动回位换向组件。

Images