汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置制造方法
【專利摘要】汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，它涉及汽車駕駛模擬器【技術(shù)領(lǐng)域】，方向盤(1)、第一旋轉(zhuǎn)軸(2)、第一齒輪(3)、第二旋轉(zhuǎn)軸(4)、第二齒輪(5)、限位旋柄(6)、接近開關(guān)(7)、限位塊(8)，方向盤(1)安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的一端，第一齒輪(3)安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的另一端，第一齒輪(3)與第二齒輪(5)嚙合，且第二齒輪(5)安裝在第二旋轉(zhuǎn)軸(4)上，第二旋轉(zhuǎn)軸(4)的前端安裝了限位旋柄(6)，限位旋柄(6)的下方設(shè)置了限位塊(8)，限位旋柄(6)中位處設(shè)置了接近開關(guān)(7)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠很好地解決方向盤信號(hào)丟失問題，在使用過程中沒有磨損，增加了使用年限。
【專利說明】汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及汽車駕駛模擬器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]汽車駕駛模擬器通常包括方向盤、離合器、腳剎、油門、手剎、轉(zhuǎn)向燈、雨刮、檔位等操作部件。方向盤是所有操作部件中最復(fù)雜也最為重要的操作部件，方向盤仿真度將直接影響用戶對(duì)整個(gè)汽車駕駛模擬器的體驗(yàn)。通常來說，汽車駕駛模擬器中的方向盤需要有如下功能:限位、回正和轉(zhuǎn)角測(cè)量。如果要獲得更好的體驗(yàn)，通常方向盤還可以增加振動(dòng)仿真功能。
[0005]限位:通常汽車方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候都有轉(zhuǎn)動(dòng)角度限制，通常包括±720度(即方向盤可以向左轉(zhuǎn)兩圈，也可以向右轉(zhuǎn)兩圈)，±540度(即方向盤可以向左轉(zhuǎn)一圈半，也可以向右轉(zhuǎn)一圈半)。
[0006]回正:在車輛的行駛過程中，如果方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)了一定的角度，則方向盤會(huì)自動(dòng)回正到中位。
[0007]轉(zhuǎn)角測(cè)量:為了使得模擬駕駛程序與方向盤聯(lián)動(dòng)，需要隨時(shí)知道方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，因此就需要在方向盤上安裝轉(zhuǎn)角測(cè)量傳感器。
[0008]振動(dòng)仿真:模擬駕駛過程中車輛遇到顛簸路面時(shí)候方向盤的感覺。
[0009]以下描述現(xiàn)有常見的汽車駕駛模擬器方向盤模擬操作裝置:
[0010]現(xiàn)有方案1:方向盤上安裝有一條方向盤軸，在方向盤軸上安裝有方向機(jī)(即蝸輪蝸桿裝置)，從而將方向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，在直線運(yùn)動(dòng)的軸兩邊安裝有彈簧，用于方向盤回正。另外，在直線運(yùn)動(dòng)的軸上的一端，安裝有直線位移傳感器。在直線軸的兩端，安裝有兩個(gè)限位螺帽，用于限制直線軸的運(yùn)動(dòng)范圍，從而限制了方向盤的角度。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)安裝精度要求不高，生產(chǎn)成本較為低廉。缺點(diǎn)是位移傳感器通常采用電壓大小表示方向盤轉(zhuǎn)角，電壓會(huì)有一定的波動(dòng)，從而導(dǎo)致方向盤轉(zhuǎn)角數(shù)值波動(dòng)。另外，由于渦輪蝸桿阻力較大，需要較大的彈簧才能回正方向盤，導(dǎo)致方向盤回正力過大，安全性和手感較差。
[0011]現(xiàn)有方案2:方向盤軸上安裝有小齒輪,小齒輪與大齒輪相連,在大齒輪上安裝限位裝置。方向盤軸上再通過齒輪組，安裝力矩電機(jī)和光電編碼器。其中力矩電機(jī)用于提供方向盤回正力和振動(dòng)仿真，光電編碼器用于測(cè)量方向盤轉(zhuǎn)角。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是光電編碼器能夠提供非常高的方向盤轉(zhuǎn)角精度，且數(shù)值穩(wěn)定。力矩電機(jī)能夠提供較為均勻的方向盤反力，手感較好，另外，通過控制力矩電機(jī)可以模擬顛簸路面的方向盤振動(dòng)。缺點(diǎn)是對(duì)安裝精度要求較高，對(duì)于便攜模擬器來說，采用塑料開模配件，能夠保證安裝精度，但是使用壽命較短，耐用性較差。如果采用鋼結(jié)構(gòu)，則造價(jià)較高。另外一個(gè)缺點(diǎn)是光電編碼器在旋轉(zhuǎn)過程中(尤其是方向盤有振動(dòng)的情況下)，容易丟失信號(hào)，從而使得方向盤轉(zhuǎn)角數(shù)值出現(xiàn)偏差。
[0012]現(xiàn)有方案3:方向盤軸上安裝有小齒輪,小齒輪與大齒輪相連,在大齒輪上安裝限位裝置。另外，在方向盤軸上安裝齒輪組，在齒輪組上安裝彈簧，用于方向盤回正。在方向盤軸上再安裝一個(gè)偏心輪，用于安裝位移傳感器從而測(cè)量方向盤轉(zhuǎn)角。這種方案與方案I和方案2相比，回正力手感比方案I好，比方案2差。位移傳感器的測(cè)量精度和數(shù)值抖動(dòng)與方案I類似，精度不如方案2好。安裝難度比方案I難，比方案2簡(jiǎn)單，另外由于沒有電機(jī)，因此無法實(shí)現(xiàn)方向盤振動(dòng)仿真。
[0013]比較上述三種方案，可以發(fā)現(xiàn)方案2能夠提供最好的效果，但是如果在方向盤振動(dòng)過程中出現(xiàn)方向盤信號(hào)丟失，導(dǎo)致方向盤在中位時(shí)傳感器數(shù)值不為零，將使得這種方案的仿真效果大為降低。
[0014]實(shí)用新型內(nèi)容:
[0015]本實(shí)用新型的目的是提供汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠很好地解決方向盤信號(hào)丟失問題，在使用過程中沒有磨損，增加了使用年限。
[0016]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案:方向盤1、第一旋轉(zhuǎn)軸2、第一齒輪3、第二旋轉(zhuǎn)軸4、第二齒輪5、限位旋柄6、接近開關(guān)7、限位塊8,方向盤I安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸2的一端，第一齒輪3安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸2的另一端，第一齒輪3與第二齒輪5嚙合，且第二齒輪5安裝在第二旋轉(zhuǎn)軸4上，第二旋轉(zhuǎn)軸4的前端安裝了限位旋柄6，限位旋柄6的下方設(shè)置了限位塊8，限位旋柄6中位處設(shè)置了接近開關(guān)7。
[0017]所述的限位旋柄6中位處設(shè)置接近開關(guān)7替換為限位旋柄6整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)安裝有數(shù)個(gè)接近開關(guān)7，從而可以更加精密和快捷地修正方向盤轉(zhuǎn)角數(shù)值。
[0018]所述的接近開關(guān)7可以替換為霍爾傳感器，此時(shí)需要在限位旋柄6上安裝磁鐵，與霍爾傳感器相對(duì)應(yīng)，共同工作。
[0019]所述的第二齒輪5的齒數(shù)大于第一齒輪3的齒數(shù)。
[0020]本實(shí)用新型的工作原理:當(dāng)方向盤I旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)軸2上的第一齒輪3帶動(dòng)第二齒輪5旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)限位旋柄6旋轉(zhuǎn)，當(dāng)方向盤I旋轉(zhuǎn)到左、右極限位置時(shí)，限位旋柄6正好被限位塊8擋住，從而限制了方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)到更大的角度，當(dāng)方向盤I回正到中位時(shí)，接近開關(guān)7正好有信號(hào)，從而可以用于修正方向盤傳感器的讀數(shù)。
[0021]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0022]1、針對(duì)汽車駕駛模擬器方向盤采用光電編碼器作為傳感器時(shí)，由于方向盤振動(dòng)導(dǎo)致信號(hào)丟失問題，通過在限位旋柄運(yùn)行行程中增加一個(gè)或N個(gè)非接觸式傳感器，感應(yīng)方向盤所處的位置，修正方向盤的傳感器數(shù)值，從而解決了使用光電編碼器作為方向盤傳感器?目號(hào)丟失問題。
[0023]2、由于非接觸式傳感器與限位旋柄之間采用非接觸感應(yīng)，在使用過程中沒有磨損，因此使用壽命很長(zhǎng)。
[0024]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0025]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0026]圖2是本實(shí)用新型的主視圖。
[0027]【具體實(shí)施方式】:
[0028]參看圖1-圖2，本【具體實(shí)施方式】是采用以下技術(shù)方案:為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案:方向盤1、第一旋轉(zhuǎn)軸2、第一齒輪3、第二旋轉(zhuǎn)軸
4、第二齒輪5、限位旋柄6、接近開關(guān)7、限位塊8,方向盤I安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸2的一端,第一齒輪3安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸2的另一端，第一齒輪3與第二齒輪5嚙合，且第二齒輪5安裝在第二旋轉(zhuǎn)軸4上，第二旋轉(zhuǎn)軸4的前端安裝了限位旋柄6，限位旋柄6的下方設(shè)置了限位塊8，限位旋柄6中位處設(shè)置了接近開關(guān)7。
[0029]所述的限位旋柄6中位處設(shè)置接近開關(guān)7替換為限位旋柄6整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)安裝有數(shù)個(gè)接近開關(guān)7，從而可以更加精密和快捷地修正方向盤轉(zhuǎn)角數(shù)值。
[0030]所述的接近開關(guān)7可以替換為霍爾傳感器，此時(shí)需要在限位旋柄6上安裝磁鐵，與霍爾傳感器相對(duì)應(yīng)，共同工作。
[0031]所述的第二齒輪5的齒數(shù)大于第一齒輪3的齒數(shù)。
[0032]本實(shí)用新型的工作原理:當(dāng)方向盤I旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)軸2上的第一齒輪3帶動(dòng)第二齒輪5旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)限位旋柄6旋轉(zhuǎn)，當(dāng)方向盤I旋轉(zhuǎn)到左、右極限位置時(shí)，限位旋柄6正好被限位塊8擋住，從而限制了方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)到更大的角度，當(dāng)方向盤I回正到中位時(shí)，接近開關(guān)7正好有信號(hào)，從而可以用于修正方向盤傳感器的讀數(shù)。
[0033]本【具體實(shí)施方式】的工作原理:當(dāng)方向盤I旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)軸2上的第一齒輪3帶動(dòng)第二齒輪5旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)限位旋柄6旋轉(zhuǎn)，當(dāng)方向盤I旋轉(zhuǎn)到左、右極限位置時(shí)，限位旋柄6正好被限位塊8擋住，從而限制了方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)到更大的角度，當(dāng)方向盤I回正到中位時(shí)，限位旋柄6也處于中位，接近開關(guān)7正好有信號(hào)，從而可以用于修正方向盤傳感器的讀數(shù)。
[0034]本【具體實(shí)施方式】具有以下有益效果:它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠很好地解決方向盤信號(hào)丟失問題，在使用過程中沒有磨損，增加了使用年限。
【權(quán)利要求】
1.汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于它包含方向盤(1)、第一旋轉(zhuǎn)軸(2)、第一齒輪(3)、第二旋轉(zhuǎn)軸(4)、第二齒輪(5)、限位旋柄(6)、接近開關(guān)(7)、限位塊(8)，方向盤(1)安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的一端，第一齒輪(3)安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸(2)的另一端，第一齒輪(3)與第二齒輪(5) B齒合,且第二齒輪(5)安裝在第二旋轉(zhuǎn)軸(4)上，第二旋轉(zhuǎn)軸(4)的前端安裝了限位旋柄(6)，限位旋柄(6)的下方設(shè)置了限位塊(8)，限位旋柄出)中位處設(shè)置了接近開關(guān)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的限位旋柄6中位處設(shè)置的接近開關(guān)(7)替換為限位旋柄(6)整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)安裝有數(shù)個(gè)接近開關(guān)(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車駕駛模擬器方向盤限位及自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的接近開關(guān)(7)替換為霍爾傳感器，此時(shí)需要在限位旋柄(6)上安裝磁鐵，與霍爾傳感器相對(duì)應(yīng)。
【文檔編號(hào)】G09B9/04GK203733340SQ201420046998
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】曾紀(jì)國, 蔡十華 申請(qǐng)人:南昌必普科技有限公司