一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置，包括有齿轮轴、齿条、第一感觉模拟器、第二感觉模拟器和数据采集及控制模块，其中齿条装配在一底板上，齿条能够沿底板进行前后纵向滑动，齿轮轴上设置有齿轮，齿轮轴通过该齿轮与齿条相啮合，齿轮轴的一端与方向盘相连接，方向盘的转动带动齿轮轴驱使齿条进行前后滑动，齿条的前后端分别与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连，数据采集及控制模块通过导线与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连接。有益效果：为科研、教学提供了新型的工具手段，在实现转向路感贴切模拟、转向盘转角较高精度测量的同时也降低了实现的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置
本技术涉及一种新型转向盘力反馈装置，特别涉及一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置。
技术介绍
汽车转向感觉模拟以及转角数据采集对驾驶模拟器的综合性能体验至关重要，近年来，随着汽车驾驶模拟器的不断发展，对于汽车各个操纵机构比如转向盘的力反馈感觉模拟以及转角数据采集精度的要求也日趋提高。目前，围绕如何提供适当的转向盘转动感觉以及高精度、低成本的精度转角数据采集并将其应用于模拟驾驶系统的相关问题已然成为一大热点。目前市场上现有的用于模拟驾驶系统的转向感觉模拟及转角测量装置的相关技术往往存在两大问题：一、结构过于简单，模拟转向感觉效果严重失真；二、结构过于复杂，在没有大幅度提高模拟效果、转角测量精度的情况下使成本大大提升。现有的转向感觉模拟装置在力反馈方面以及结构方面均有不足之处。中国专利公开号CN206171555U，公开日为2017.05.17名称为一种阻尼式工业车辆转向装置中通过齿轮、齿条、液压缸的布局连接实现转向感觉模拟，该装置设置了四个液压缸、两个齿条等，增加了装置实现转向感觉模拟的成本。中国专利公开号CN102320324A，公开日为2012.01.18专利技术名称为线控转向汽车路感模拟执行装置中通过扭簧、扭簧随动件、阻尼器的使用实现转向路感模拟，然而扭杆弹簧(扭簧)的成本非常之高，对材料及工艺要求较严，不利于专利技术装置的应用普及。中国专利公开号CN101966856A，公开日为2011.02.09名称为一种汽车方向盘转动角度测量方法的转角测量需要基于巨磁阻传感器来实现，然而巨磁阻传感器的温度稳定性以及抗干扰性并不理想，难以良好的实现高精度的测量。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有的应用于驾驶模拟器的转向感觉模拟装置中普遍存在的模拟感觉失真、装置结构过于复杂、成本高以及转角测量精度较低的问题，而提供的一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置。本技术提供的用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置包括有齿轮轴、齿条、第一感觉模拟器、第二感觉模拟器和数据采集及控制模块，其中齿条装配在一底板上，齿条能够沿底板进行前后纵向滑动，齿轮轴上设置有齿轮，齿轮轴通过该齿轮与齿条相啮合，齿轮轴的一端与方向盘相连接，方向盘的转动带动齿轮轴驱使齿条进行前后滑动，齿条的前后端分别与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连，数据采集及控制模块通过导线与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连接。齿轮轴上设置有两个限位板对齿轮轴进行限位固定，齿轮轴的一端设有卡槽，齿轮轴通过卡槽与方向盘固定连接。齿轮轴上的齿轮共有八个齿，模数为2.5；齿条共有二十四个齿，模数为2.5。第一感觉模拟器和第二感觉模拟器的内腔中与齿条的连接端均设置有顶片，其中齿条的前端能够与第一感觉模拟器中的顶片相接触，齿条的后端能够与第二感觉模拟器中的顶片相接触，齿条向前滑动时能够驱使第一感觉模拟器中的顶片向第一感觉模拟器的内腔中进行滑动，齿条向后滑动时能够驱使第二感觉模拟器中的顶片向第二感觉模拟器的内腔中进行滑动。第一感觉模拟器和第二感觉模拟器的结构相同，第一感觉模拟器和第二感觉模拟器的内腔中均包括有顶片、第一滑动片、第二滑动片和第三滑动片，其中顶片设在第一感觉模拟器和第二感觉模拟器与齿条的连接端，第一滑动片、第二滑动片和第三滑动片依次设在顶片的后部，顶片与第一滑动片之间的腔体中填充有液压油，第一滑动片和第二滑动片设在第一限位块和第二限位块之间，第三滑动片设在第二限位块与第三限位块之间，第一滑动片的后部连接有第一线性弹簧，第一线性弹簧的后端固定在第三滑动片的前部，第二滑动片的后部连接有第二线性弹簧，第二线性弹簧套设在第一线性弹簧上，第二线性弹簧的后端固定在第二限位块的前部，第三滑动片的后部连接有第三线性弹簧，第三线性弹簧的后端固定在腔体后部的垫片上，腔体后部的垫片与腔体底部之间设置有压力敏感电阻，压力敏感电阻通过导线与数据采集及控制模块相连接。数据采集及控制模块包括有转角模拟控制器、固定电阻、保护电阻、电源和控制开关，其中第一感觉模拟器和第二感觉模拟器中的两个压力敏感电阻与固定电阻、保护电阻、电源和控制开关串联连接，第一感觉模拟器中的压力敏感电阻与固定电阻串联后再与转角模拟控制器进行并联连接，即第一感觉模拟器中的压力敏感电阻与固定电阻串联两端的电压与转角模拟控制器两端电压保持一致。转角模拟控制器、固定电阻、保护电阻、电源、控制开关和压力敏感电阻均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。本技术的工作原理：当驾驶人转动转向盘时，转向盘的转动带动齿轮轴以及齿条的运动，进而第一感觉模拟器和第二感觉模拟器内部的线性弹簧产生形变而产生弹簧力，弹簧力即用于有效的转向感觉模拟。又因为第一感觉模拟器和第二感觉模拟器内部线性弹簧的布置形式，在驾驶人转动转向盘的过程中第一感觉模拟器和第二感觉模拟器中能够产生多个阶段的感觉模拟，通过选择合适的线性弹簧刚度能够使该模拟装置的感觉模拟效果尽可能地贴切于真实情况。此外，基于不同转角大小对压力敏感电阻的阻值影响不同，电压Uab与转向盘转角yk之间存在一一对应关系，通过拉格朗日多项式获取的拟合函数实现了转向盘转角的获取，至此，便实现了转向感觉的贴切模拟以及较高精度的转向盘转角测量。本技术的有益效果：本技术提供的用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置，各组成部分之间连接可靠，检测维修十分方便；本技术贴切地提供了转向盘转动过程中多个阶段的不同的路感模拟效果。为科研、教学提供了新型的工具手段，在实现转向路感贴切模拟、转向盘转角较高精度测量的同时也降低了实现的成本。附图说明图1为本技术所述装置整体结构示意图。图2为本技术所述第一感觉模拟器和第二感觉模拟器内部结构示意图。图3为本技术所述数据采集及控制模块电路原理结构示意图。1、齿轮轴2、齿条3、第一感觉模拟器4、第二感觉模拟器5、数据采集及控制模块6、底板7、齿轮8、限位板9、卡槽10、顶片11、第一滑动片12、第二滑动片13、第三滑动片14、第一限位块15、第二限位块16、第三限位块17、第一线性弹簧18、第二线性弹簧19、第三线性弹簧20、垫片21、压力敏感电阻22、转角模拟控制器23、固定电阻24、保护电阻25、电源26、控制开关。具体实施方式请参阅图1至图3所示：本技术提供的用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置包括有齿轮轴1、齿条2、第一感觉模拟器3、第二感觉模拟器4和数据采集及控制模块5，其中齿条2装配在一底板6上，齿条2能够沿底板6进行前后纵向滑动，齿轮轴1上设置有齿轮7，齿轮轴1通过该齿轮7与齿条2相啮合，齿轮轴1的一端与方向盘相连接，方向盘的转动带动齿轮轴1驱使齿条2进行前后滑动，齿条2的前后端分别与第一感觉模拟器3和第二感觉模拟器4相连，数据采集及控制模块5通过导线与第一感觉模拟器3和第二感觉模拟器4相连接。齿轮轴1上设置有两个限位板8对齿轮轴1进行限位固定，齿轮轴1的一端设有卡槽9，齿轮轴1通过卡槽9与方向盘固定连接。齿轮轴1上的齿轮7共有八个齿，模数为2.5；齿条2共有二十四个齿，模数为2.5。第一感觉模拟器3和第二感觉模拟器4的内腔中与齿条2的连接端均设置有顶片10，其中齿条2的前端能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置，其特征在于：包括有齿轮轴、齿条、第一感觉模拟器、第二感觉模拟器和数据采集及控制模块，其中齿条装配在一底板上，齿条能够沿底板进行前后纵向滑动，齿轮轴上设置有齿轮，齿轮轴通过该齿轮与齿条相啮合，齿轮轴的一端与方向盘相连接，方向盘的转动带动齿轮轴驱使齿条进行前后滑动，齿条的前后端分别与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连，数据采集及控制模块通过导线与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置，其特征在于：包括有齿轮轴、齿条、第一感觉模拟器、第二感觉模拟器和数据采集及控制模块，其中齿条装配在一底板上，齿条能够沿底板进行前后纵向滑动，齿轮轴上设置有齿轮，齿轮轴通过该齿轮与齿条相啮合，齿轮轴的一端与方向盘相连接，方向盘的转动带动齿轮轴驱使齿条进行前后滑动，齿条的前后端分别与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连，数据采集及控制模块通过导线与第一感觉模拟器和第二感觉模拟器相连接。2.根据权利要求1所述的一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置，其特征在于：所述的齿轮轴上设置有两个限位板对齿轮轴进行限位固定，齿轮轴的一端设有卡槽，齿轮轴通过卡槽与方向盘固定连接。3.根据权利要求1所述的一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置，其特征在于：所述的齿轮轴上的齿轮共有八个齿，模数为2.5；齿条共有二十四个齿，模数为2.5。4.根据权利要求1所述的一种用于驾驶模拟器的新型转向盘力反馈装置，其特征在于：所述的第一感觉模拟器和第二感觉模拟器的内腔中与齿条的连接端均设置有顶片，其中齿条的前端能够与第一感觉模拟器中的顶片相接触，齿条的后端能够与第二感觉模拟器中的顶片相接触，齿条向前滑动时能够驱使第一感觉模拟器中的顶片向第一感觉模拟器的内腔中进行滑动，齿条向后滑动时能够驱使第二感觉模拟器中的顶片向第二感觉模拟器的内腔中进行滑动。5.根据权利要求1所述的一种用于驾驶模拟器...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冰，李伟男，赵健，韩嘉懿，胡志强，柯敏，武维祥，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22