一种方向盘力反馈装置和驾驶模拟系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种方向盘力反馈装置，包括：方向盘、转向连接组件、直角转换器、角度编码器、扭矩传感器和驱动组件；方向盘通过转向连接组件和直角转换器的一端连接；直角转换器的另一端连接传动轴，传动轴通过第一联轴器和角度编码器连接；传动轴通过第二联轴器和扭矩传感器连接；扭矩传感器通过第三联轴器和驱动组件连接；扭矩传感器、角度编码器和驱动组件分别和力反馈控制系统电连接；力反馈控制系统用于接收扭矩传感器发送的扭矩值、角度编码器发送的旋转角度值以及根据预设程序控制驱动组件输出力矩的大小。本实用新型专利技术的有益效果是：通过构建更加接近真实车辆方向控制结构的力反馈装置使车辆的转向的模拟更加的合理和贴合实际。

【技术实现步骤摘要】
一种方向盘力反馈装置和驾驶模拟系统
本技术属于模拟驾驶
，具体涉及一种方向盘力反馈装置和驾驶模拟系统。
技术介绍
方向盘力反馈装置是车辆驾驶训练模拟器非常重要的组成部分，它主要为训练者提供随着车辆运动状态变化的实时操纵力感模拟，方向盘力反馈效果的好坏直接影响驾驶员操纵模拟器的沉浸感，影响模拟训练的准确性。因此方向盘力反馈装置及其控制要能准确反映被模拟车辆的结构参数、运动参数、模拟路段特性等因素，以达到良好的力感效果。目前，常规的驾驶模拟器方向盘力反馈装置大多采用弹簧来模拟体感阻力矩效果，这种方式只能粗略的模拟车辆及运动特性，不适用于要求较高的专业训练模拟器。而市售的方向盘力反馈装置虽然也具有一定的力反馈效果，但结构都比较简单不能反映真实的车辆转向结构和状态，尤其是对于而各种工程车辆、特种车辆现有的反馈装置并不合理。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的结构都比较简单不能反映真实的车辆转向结构和状态的问题，本技术提供了一种方向盘力反馈装置和驾驶模拟系统，其具有使车辆的转向的模拟更加的合理和贴合实际等特点。本技术所采用的技术方案为：一种方向盘力反馈装置，其特征在于，包括：方向盘、转向连接组件、直角转换器、角度编码器、扭矩传感器和驱动组件；所述直角转换器、所述角度编码器、所述扭矩传感器和所述驱动组件设置于同一水平线上；所述方向盘通过转向连接组件和所述直角转换器的一端连接；所述直角转换器的另一端连接传动轴，所述传动轴通过第一联轴器和所述角度编码器连接；r>所述传动轴通过第二联轴器和所述扭矩传感器连接；所述扭矩传感器通过第三联轴器和所述驱动组件连接；所述扭矩传感器、所述角度编码器和所述驱动组件分别和力反馈控制系统电连接；所述力反馈控制系统用于接收所述扭矩传感器发送的扭矩值、所述角度编码器发送的旋转角度值以及根据预设程序控制所述驱动组件输出力矩的大小。进一步地，所述方向盘力反馈装置还包括：安装基座，所述直角转换器、所述角度编码器、所述扭矩传感器和所述驱动组件依次固定在所述安装基座上。进一步地，所述驱动组件包括：伺服电机和减速机，所述伺服电机的转轴和所述减速机连接，所述减速机和所述第三联轴器连接。进一步地，所述安装基座上设有电机支架，所述电机支架设置在所述减速机和所述第三联轴器之间的所述安装基座上用于支撑和固定所述减速机。进一步地，所述电机支架上设有扭矩传感器支架用于固定所述扭矩传感器。进一步地，所述安装基座还设有编码器固定架，所述编码器固定架设置于所述第二联轴器和所述角度编码器之间用于固定所述角度编码器。进一步地，所述转向连接组件包括：转向柱和万向节，所述转向柱的一端和所述方向盘连接，所述转向柱的另一端和所述万向节连接，所述万向节和所述直角转换器连接。进一步地，所述第一联轴器、所述第二联轴器和所述第三联轴器均为弹性联轴器。进一步地，所述安装基座上设有固定孔。一种驾驶模拟系统，包括以上所述的方向盘力反馈装置。本技术的有益效果为：通过将直角转换器、角度编码器、扭矩传感器和驱动组件设置于同一水平线上，由直角转换器作为和包括方向盘以及转向连接组件的方向控制部的操作动作的中间转换器，形成了模拟真实特种车辆的驾驶的方向盘的操作系统，使对方向盘力矩的模拟更加的接近真实的汽车驾驶模式，并配合相应的力反馈控制系统根据传感器的数据和预设的模拟程序对驱动组件的控制可满足各种方向盘阻力矩需求、综合考虑车辆结构、动力特性、路段特性等因素，力反馈更真实和准确。通过构建更加接近真实车辆方向控制结构的力反馈装置使车辆的转向的模拟更加的合理和贴合实际。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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技术的一些实施例，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是根据一示例性实施例提供的方向盘力反馈装置的结构图；图2是根据一示例性实施例提供的力反馈控制系统的原理图。图中1-方向盘；2-转向连接组件；21-转向柱；22-万向节；3-直角转换器；4-角度编码器；5-扭矩传感器；6-驱动组件；61-伺服电机；62-减速机；7-第一联轴器；8-传动轴；9-第二联轴器；10-第三联轴器；11-安装基座；12-电机支架；13-扭矩传感器支架；14-编码器固定架；15-固定孔。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。参照图1所示，本技术的实施例提供了一种方向盘力反馈装置，包括：方向盘1、转向连接组件2、直角转换器3、角度编码器4、扭矩传感器5和驱动组件6；直角转换器3、角度编码器4、扭矩传感器5和驱动组件6设置于同一水平线上；方向盘1通过转向连接组件2和直角转换器3的一端连接；直角转换器3的另一端连接传动轴8，传动轴8通过第一联轴器7和角度编码器4连接；传动轴8通过第二联轴器9和扭矩传感器5连接；扭矩传感器5通过第三联轴器10和驱动组件6连接；扭矩传感器5、角度编码器4和驱动组件6分别和力反馈控制系统电连接；力反馈控制系统用于接收扭矩传感器5发送的扭矩值、角度编码器4发送的旋转角度值以及根据预设程序控制驱动组件6输出力矩的大小。具体的，现有的汽车力反馈模拟装置，大多采用和方向盘1连接的简单的杠杆后连接角度编码器4、扭矩传感器5、驱动机构和反馈控制系统进行反馈扭矩的模拟和控制，主要依靠对驱动机构的反馈控制来模拟转向助力，这种方式并不能很好的和汽车实际的转向结构相媲美，距离真实的汽车转向还有很大的差距；而本技术通过采用直角转换器3作为方向盘1以及转向连接组件2和角度编码器4、扭矩传感器5和驱动组件6构成的扭矩反馈部，能够组成接近真实的驾驶模拟装置，通过加入直角转换器3作为模拟装置的中间转换装置使方向盘1在转动时能够模拟出真实的转向的感受进而构建更加接近真实车辆方向控制结构的力反馈装置使车辆的转向的模拟更加的合理和贴合实际，配合力反馈控制系统使力反馈更真实和准确。参照图2所示，作为上述实施例可行的实现方式，力反馈控制系统的工作过程包括：力反馈控制系统开机启动后，嵌入式控制器通过旋转编码器读取当前方向盘1角度，若角度为设定的零位，则静止不动，若角度不在设定的零位，则控制电机以恒定转速驱动方向盘1角度归零。方向盘1角度归零后，车辆未启动前，方向盘1为锁止状态，设置伺服电机61转矩为最大值。点火启动车辆后，解锁方向盘1，设置伺服电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方向盘力反馈装置，其特征在于，包括：方向盘、转向连接组件、直角转换器、角度编码器、扭矩传感器和驱动组件；/n所述直角转换器、所述角度编码器、所述扭矩传感器和所述驱动组件设置于同一水平线上；/n所述方向盘通过转向连接组件和所述直角转换器的一端连接；/n所述直角转换器的另一端连接传动轴，所述传动轴通过第一联轴器和所述角度编码器连接；/n所述传动轴通过第二联轴器和所述扭矩传感器连接；/n所述扭矩传感器通过第三联轴器和所述驱动组件连接；/n所述扭矩传感器、所述角度编码器和所述驱动组件分别和力反馈控制系统电连接；/n所述力反馈控制系统用于接收所述扭矩传感器发送的扭矩值、所述角度编码器发送的旋转角度值以及根据预设程序控制所述驱动组件输出力矩的大小。/n

【技术特征摘要】
1.一种方向盘力反馈装置，其特征在于，包括：方向盘、转向连接组件、直角转换器、角度编码器、扭矩传感器和驱动组件；
所述直角转换器、所述角度编码器、所述扭矩传感器和所述驱动组件设置于同一水平线上；
所述方向盘通过转向连接组件和所述直角转换器的一端连接；
所述直角转换器的另一端连接传动轴，所述传动轴通过第一联轴器和所述角度编码器连接；
所述传动轴通过第二联轴器和所述扭矩传感器连接；
所述扭矩传感器通过第三联轴器和所述驱动组件连接；
所述扭矩传感器、所述角度编码器和所述驱动组件分别和力反馈控制系统电连接；
所述力反馈控制系统用于接收所述扭矩传感器发送的扭矩值、所述角度编码器发送的旋转角度值以及根据预设程序控制所述驱动组件输出力矩的大小。


2.根据权利要求1所述的方向盘力反馈装置，其特征在于，还包括：安装基座，所述直角转换器、所述角度编码器、所述扭矩传感器和所述驱动组件依次固定在所述安装基座上。


3.根据权利要求2所述的方向盘力反馈装置，其特征在于，所述驱动组件包括：伺服电机和减速机，所述伺服电机的转轴和所述减速机连接，所述减速机和所述第三联轴器连接。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李占伟，赵俊，
申请(专利权)人：航天科工系统仿真科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11