一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置制造方法及图纸

一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置，它包含方向盘，第一、二旋转轴，第一~四齿轮，第一~四轴承，轴承套管，轴承套管固装板，转向装置框架前板、底板、后板，限位件，阻挡件，角度测量传感器，电机。轴承套管、轴承套管固装板和第一、二轴承用于安装第一旋转轴，第一旋转轴上套接有方向盘、第一、三齿轮，第二齿轮安装在电机轴端并与第一齿轮啮合，第三、四轴承用于安装第二旋转轴，第四齿轮套在第二旋转轴上并与第三齿轮啮合，限位件及阻挡件实现限位功能，电机实现振动和回正功能，接于第二旋转轴端部的角度测量传感器实现转角测量功能，角度测量传感器可选用霍尔角度传感器、电位器、光电编码器、磁敏角度传感器等，灵活方便。

Steering gear for driving simulator with gear limit and motor drive

A steering gear steering device with a gear limit and motor driven driving simulator, which includes the steering wheel, the first, second axis of rotation, the first ~ four gear, the first four bearing, the bearing casing, the bearing casing fixed plate, the front plate, the bottom plate, the rear plate of the steering gear frame, the limit part, the barrier, angle measuring sensor, motor. The bearing sleeve, bearing sleeve fixing plate and first, second bearing are used to install the first rotating shaft. The first rotating shaft is fitted with a steering wheel and first, third gear. The second gear is mounted on the shaft end of the motor and meshes with the first gear. The third, fourth bearing is used to install the second rotating shaft, and the fourth gear sleeve is on the second axis of rotation and is on the second axis. Third gear meshing, limiting parts and blocking parts to realize the limit function, the motor realizes vibration and return function, and the angle measuring sensor is connected to the end of second axis to measure the function of angle measurement. The angle sensor can choose Holzer angle sensor, potentiometer, photoelectric coder, magnetic sensitive angle sensor and so on, flexible square It is.

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置
本技术涉及驾驶模拟器
，尤其涉及驾驶模拟器转向装置。
技术介绍
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虚拟驾驶训练环境，学员通过驾驶模拟器的操作部件与模拟驾驶软件进行交互，从而学习驾驶技能。利用模拟驾驶技术对新学员进行培训，不仅可以安全、高效地训练新学员，且具有成本低、零排放、绿色环保的特点；若充分利用模拟驾驶训练方法，将可以带来显著地经济效益和社会效益。驾驶模拟器通常包括方向盘、离合器、脚刹、油门、手刹、转向灯、雨刮、档位等操作部件。与方向盘相连的机构即为转向装置，它是汽车模拟器所有操作部件中最复杂也最为重要的操作部件，转向装置的仿真度将直接影响用户对整个汽车模拟器的体验。通常来说，驾驶模拟器中的转向装置需要有如下功能：限位、回正和转角测量，如果要获得更好的体验，通常转向装置还可以增加振动功能。限位：通常，驾驶模拟器方向盘转动的时候其转动角度受到限制，通常包括±720度（即方向盘从中位开始可以向左或向右转两圈）和±540度（即方向盘从中位开始可以向左或向右转一圈半）两种。回正：在车辆的行驶过程中，如果方向盘转动了一定的角度，则方向盘会自动回正到中位。转角测量：为了使得模拟驾驶程序与方向盘联动，需要随时知道方向盘的转动角度，因此就需要在方向盘上安装转角测量传感器。振动仿真：模拟驾驶过程中车辆遇到颠簸路面、碰撞等异常情况时，方向盘会产生振动。在现有技术中，参考中国专利ZL201520879731.8所描述的齿轮齿条式汽车驾驶模拟器转向装置，其利用方向柱、万向节与齿轮齿条进行配合，将方向盘的旋转运动转化为齿条的直线运动，并在齿条直线运动的过程中，基于蜗杆上设置的弹簧的压缩能力，使得转向装置实现回正与限位，同时，配合第一铆钉以及第二铆钉使得驱动杆上的条形磁铁在直线运动过程中磁场发生变化，导致霍尔器件的电压变化，实现方向盘角度测量的功能；虽然该方案也能实现汽车驾驶模拟器的回正、限位以及角度测量等基本功能，但是由于蜗杆阻力较大，需要配合较大的弹簧才能回正方向盘，导致方向盘回正力过大，安全性和手感较差；参考中国专利ZL201420372533.8所描述的机械式回正的汽车驾驶模拟器转向装置，其在方向盘转动时，通过齿轮配合旋转带动了旋转轴旋转，进而带动了限位旋柄、第一条形磁铁和第二条形磁铁旋转，当限位旋柄向左或向右旋转触碰到限位块时，方向盘无法继续转动，这就是方向盘的限位功能。在旋转过程中，旋转轴上的两个弹簧还会提供给给方向盘一个自动回正的扭矩，实现方向盘自动回正，第一条形磁铁和第二条形磁铁旋转时与霍尔角度传感器的相对角度发生变化，从而输出不同的电压值，从而实现转角测量。同时，参考中国专利ZL201520224226.X所描述的双弹簧回正的汽车驾驶模拟器转向装置，其与中国专利ZL201420372533.8实现方案基本类似，改进了弹簧的安装位置，便于对弹簧进行拆装。但是这两项专利不可避免的缺点在于:（1）方向盘处于中心位置附近时，两弹簧的形变较小，使回正力矩较小，使方向盘在中心位置附近时较难自动回到正中心位。（2）限位块和限位旋柄占用较大空间，使转向装置体积较大。（3）采用了两个弹簧进行回正驱动，成本较高，两个弹簧的个体差异性易导致左右向回正力度不一致。综上，现有技术中提供的驾驶模拟器转向装置虽然也能提供基本的如回正、限位角度测量等功能，但无法提供较佳的安全性和手感性，或者必然浪费较大的空间使得转向装置体积较大以及左右回正力度不一致等技术问题，用户体验较差。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置，其特征在于，它包括方向盘1、第一旋转轴2、第一轴承3、轴承套管4、第二轴承5、轴承套管固装板6、第一齿轮7、转向装置框架前板8、第三齿轮11、转向装置框架底板12、转向装置框架后板13、第二旋转轴14、第三轴承15、第四齿轮16、阻挡件17、限位件18、第四轴承19、角度测量传感器20、至少一组电机9及与所述电机9配合的第二齿轮10，转向装置框架前板8、转向装置框架底板12和转向装置框架后板13用于构成转向装置框架本体，轴承套管4端部设置有轴承套管固装板6，轴承套管4两端分别设有第一轴承3和第二轴承5，第一旋转轴2穿入第一轴承3和第二轴承5中，第一旋转轴2的两端分别套接有方向盘1和第三齿轮11，第一旋转轴2套接有第一齿轮7，第一齿轮7位于第二轴承5与第三齿轮11之间，第二齿轮10安装在电机9轴端并与第一齿轮7啮合，电机9安装在转向装置框架前板8上，第二旋转轴14两端套接有第三轴承15和第四轴承19，第四齿轮16套接在第二旋转轴14上并与第三齿轮11啮合，限位件18设置于第四齿轮16的侧面，阻挡件17设置于第四齿轮16旁并固定安装在所述转向装置框架本体上，阻挡件17与限位件18位于第四齿轮16的同一侧，所述第二旋转轴14的一端设置有所述角度测量传感器20。可选的，本技术中，可采用多个电机对转向装置进行驱动，电机均安装在转向装置框架前板8上，每个电机的中心轴上均接有与电机配合的齿轮，接在每个电机上的齿轮均与所述第一齿轮7啮合。可选的，所述角度测量传感器20具体包括第一条形磁铁20-1、第二条形磁铁20-2、电路板20-3和霍尔角度传感器20-4，所述第一条形磁铁20-1和所述第二条形磁铁20-2粘合在一起，并一起粘在所述第二旋转轴14的末端，在所述第一条形磁铁20-1和所述第二条形磁铁20-2的一侧非接触式地设置有所述电路板20-3，所述电路板20-3上设置有所述霍尔角度传感器20-4。可选的，所述角度测量传感器20包括圆形磁铁20-5、电路板20-3和霍尔角度传感器20-4，所述圆形磁铁20-5的N极和S极处于同圆面，所述圆形磁铁20-5粘在所述第二旋转轴14的末端，在所述圆形磁铁20-5的外侧非接触式地设置所述电路板20-3，所述电路板20-3上设置有所述霍尔角度传感器20-4。可选的，所述角度测量传感器20采用电位器20-6。可选的，所述角度测量传感器20采用光电编码器20-7。可选的，所述角度测量传感器20采用磁敏角度传感器20-8。可选的，所述阻挡件17具体包括第一阻挡件17-1和第二阻挡件17-2，所述第一阻挡件17-1和第二阻挡件17-2设置于所述第四齿轮16旁，且所述第一阻挡件17-1和第二阻挡件17-2固定安装在所述转向装置框架本体上，所述限位件18具体包括限位件18-1，所述限位件18-1固定于所述第四齿轮16的侧面且与所述第一阻挡件17-1和第二阻挡件17-2处于第四齿轮16同侧。可选的，所述阻挡件17具体包括阻挡件17-3，所述阻挡件17-3设置于所述第四齿轮16旁，且所述阻挡件17-3固定安装在所述转向装置框架本体上，所述限位件18具体包括第一限位件18-2和第二限位件18-3，所述第一限位件18-2和第二限位件18-3固定于所述第四齿轮16的侧面且与所述阻挡件17-3处于第四齿轮16同侧。可选的，所述阻挡件17具体包括第一阻挡件17-1和第二阻挡件17-2，所述第一阻挡件17-1和第二阻挡件17-2设置于所述第四齿轮16旁，且所述第一阻挡件17-1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置，其特征在于，它包括方向盘1、第一旋转轴2、第一轴承3、轴承套管4、第二轴承5、轴承套管固装板6、第一齿轮7、转向装置框架前板8、第三齿轮11、转向装置框架底板12、转向装置框架后板13、第二旋转轴14、第三轴承15、第四齿轮16、阻挡件17、限位件18、第四轴承19、角度测量传感器20、至少一组电机9及与所述电机9配合的第二齿轮10，转向装置框架前板8、转向装置框架底板12和转向装置框架后板13用于构成转向装置框架本体，轴承套管4端部设置有轴承套管固装板6，轴承套管4两端分别设有第一轴承3和第二轴承5，第一旋转轴2穿入第一轴承3和第二轴承5中，第一旋转轴2的两端分别套接有方向盘1和第三齿轮11，第一旋转轴2套接有第一齿轮7，第一齿轮7位于第二轴承5与第三齿轮11之间，第二齿轮10安装在电机9轴端并与第一齿轮7啮合，电机9安装在转向装置框架前板8上，第二旋转轴14两端套接有第三轴承15和第四轴承19，第四齿轮16套接在第二旋转轴14上并与第三齿轮11啮合，限位件18设置于第四齿轮16的侧面，阻挡件17设置于第四齿轮16旁并固定安装在所述转向装置框架本体上，阻挡件17与限位件18位于第四齿轮16的同一侧，所述第二旋转轴14的一端设置有所述角度测量传感器20。...

【技术特征摘要】
1.一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置，其特征在于，它包括方向盘1、第一旋转轴2、第一轴承3、轴承套管4、第二轴承5、轴承套管固装板6、第一齿轮7、转向装置框架前板8、第三齿轮11、转向装置框架底板12、转向装置框架后板13、第二旋转轴14、第三轴承15、第四齿轮16、阻挡件17、限位件18、第四轴承19、角度测量传感器20、至少一组电机9及与所述电机9配合的第二齿轮10，转向装置框架前板8、转向装置框架底板12和转向装置框架后板13用于构成转向装置框架本体，轴承套管4端部设置有轴承套管固装板6，轴承套管4两端分别设有第一轴承3和第二轴承5，第一旋转轴2穿入第一轴承3和第二轴承5中，第一旋转轴2的两端分别套接有方向盘1和第三齿轮11，第一旋转轴2套接有第一齿轮7，第一齿轮7位于第二轴承5与第三齿轮11之间，第二齿轮10安装在电机9轴端并与第一齿轮7啮合，电机9安装在转向装置框架前板8上，第二旋转轴14两端套接有第三轴承15和第四轴承19，第四齿轮16套接在第二旋转轴14上并与第三齿轮11啮合，限位件18设置于第四齿轮16的侧面，阻挡件17设置于第四齿轮16旁并固定安装在所述转向装置框架本体上，阻挡件17与限位件18位于第四齿轮16的同一侧，所述第二旋转轴14的一端设置有所述角度测量传感器20。2.根据权利要求1所述的一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置，其特征在于，所述角度测量传感器20具体包括第一条形磁铁20-1、第二条形磁铁20-2、电路板20-3和霍尔角度传感器20-4，所述第一条形磁铁20-1和所述第二条形磁铁20-2粘合在一起，并一起粘在所述第二旋转轴14的末端，在所述第一条形磁铁20-1和所述第二条形磁铁20-2的一侧非接触式地设置有所述电路板20-3，所述电路板20-3上设置有所述霍尔角度传感器20-4。3.根据权利要求1所述的一种齿轮限位和电机驱动的驾驶模拟器转向装置，其特征在于，所述角度测量传感器20包括圆形磁铁20-5、电路板20-3和霍尔角度传感器20-4，所述圆形磁铁20-5的N极和S极处于同圆面，所述圆形磁铁20-5粘在所述第二旋转轴14的末端，在所述圆形...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡十华，曾纪国，
申请(专利权)人：南昌墨泥软件有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36