本申请公开了模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构，其包括：上位机以及设置在模拟器内部的微控制器和力反馈组件，其中，上位机用于记录模拟器的行车状态、车速和路况等信息，并根据模拟器的行车状态、车速和路况等信息计算出方向盘的反馈力矩，将计算出的方向盘的反馈力矩输送至微控制器；力反馈组件包括底板和中轴，底板的顶部设置有端板，端板的内部转动安装有与方向盘连接轴相连接的中轴。本申请公开的方向盘回位及纠偏力反馈机构能够让学员在模拟训练时感受到各种真实路况中的车辆方向盘的反馈力，避免了因方向盘的反馈力错误而对学员造成错误的引导的情况发生，提高了学员的仿真体验感，保证了模拟器的训练效果。保证了模拟器的训练效果。保证了模拟器的训练效果。
【技术实现步骤摘要】
模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构
[0001]本专利技术涉及模拟器力反馈
，具体涉及模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构。
技术介绍
[0002]驾驶模拟器是一种实装驾驶训练的模拟设备，它利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的驾驶训练环境，训练人员通过模拟器的操作部件与虚拟的环境进行交互，从而进行驾驶训练广义上的驾驶模拟器包括汽车驾驶模拟器、飞机驾驶模拟器、船舶驾驶模拟器等，凡是用来“驾驶”的模拟设备，均可以称之为驾驶模拟器，驾驶模拟器座舱由驾驶舱座、视景计算机、显视屏、操作传感器、数据采集卡、耳机和话筒等组成，座舱包含了与真实车辆相同的操作部件，能够消除驾驶初学者的恐惧心理，适时规范驾驶者的操作，为驾驶培训提供有力帮助，也为训练人员提供了方便和趣味性。
[0003]然而，为了提高了模拟器的仿真体验，现有模拟器主要采用弹簧等机械式传动装置对方向盘进行回位，让学员感受到弹簧反作用力带来的方向盘反馈力，但是，学员通过弹簧反作用力感受到的方向盘反馈力是根据学员转动方向盘的力的大小来反馈的，与真实驾驶中车辆方向盘的反馈力有偏差，而且，不同路况中的车辆方向盘的反馈力之间均不相同，错误的方向盘反馈力容易对学员造成错误的引导，降低了模拟器的训练效果，影响了学员的仿真体验感。因此，本领域技术人员提供了模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构，包括：上位机以及设置在模拟器内部的微控制器和力反馈组件，其中，上位机用于记录模拟器的行车状态、车速和路况等信息，并根据模拟器的行车状态、车速和路况等信息计算出方向盘的反馈力矩，将计算出的方向盘的反馈力矩输送至微控制器；力反馈组件包括底板和中轴，底板的顶部设置有端板，端板的内部转动安装有与方向盘连接轴相连接的中轴，并且，底板的顶部位于端板的内侧依次设置有立板、侧板，侧板远离立板的一端设置有力矩传感器，中轴位于端板内侧的一端贯穿于端板、立板和侧板并插接在力矩传感器检测口的内部，且力矩传感器远离中轴一端安装在光电编码器的驱动轴上，侧板的外壁位于力矩传感器的两侧均设置有驱动电机，驱动电机的输出端设置有输出轴，输出轴贯穿侧板延伸至其内侧，输出轴位于侧板内侧的一端设置有第三传动齿轮，中轴的外壁位于立板和侧板之间的部分设置有第一传动齿轮，两个第三传动齿轮均与第一传动齿轮相啮合，中轴的外壁位于端板和立板之间的部分设置有转盘，转盘靠近侧板的一端插接有呈对称分布的两个限位柱，并且，转盘的外壁位于两个限位柱的
下方插接有磁钢，立板的外壁底部设置有呈对称分布的两个用于检测磁钢信息的霍尔传感器；微控制器用于接收力矩传感器、光电编码器和霍尔传感器的数据信息，并将力矩传感器、光电编码器和霍尔传感器的数据信息输送至上位机。
[0007]优选地，中轴位于端板内部的一端贯穿于端板并延伸至其外部，且中轴位于端板外部的一端安装在方向盘的连接轴上。
[0008]优选地，两个驱动电机呈对称安装在侧板的外壁，并且，两个驱动电机分别用于驱动中轴正向或反向转动。
[0009]优选地，底板的顶部位于端板和转盘之间设置有支撑座，支撑座的内部转动安装有双联齿轮，并且，中轴的外壁、转盘的端面与双联齿轮的前后齿牙对应的位置处分别设置有第二传动齿轮、第四传动齿轮，第二传动齿轮、第四传动齿轮分别与双联齿轮的前后齿牙相啮合。
[0010]优选地，力矩传感器为中轴式传感器，且力矩传感器远离中轴一端的中心轴安装在光电编码器的驱动轴上，光电编码器通过驱动轴、中心轴的旋转检测方向盘的转向角度。
[0011]优选地，端板、立板、侧板和转盘的内部均设置有轴承座，中轴通过轴承座转动安装在端板、立板、侧板和转盘的内部。
[0012]优选地，转盘的外壁均匀的设置有若干个用于插接限位柱、磁钢的插槽。
[0013]优选地，微控制器上设置有光耦隔离电路和电机驱动电路，光耦隔离电路的输入端与微控制器的输出端相连接，光耦隔离电路的输出端与电机驱动电路的输入端相连接，电机驱动电路的输出端与驱动电机相连接，且微控制器通过光耦隔离电路和电机驱动电路控制驱动电机运转。
[0014]优选地，电机驱动电路上设置有电流检测电路，电流检测电路的另一端安装在微控制器的ADC采集端。
[0015]优选地，上位机上设置有RS485通讯模块，RS485通讯模块包括RS485通讯线，RS485通讯线的两端分别插接在上位机和微控制器上的RS485接口上，上位机和微控制器通过RS485通讯线连接。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0017]通过在模拟器的内部设置力反馈组件，可先通过上位机记录模拟器中的行车状态、车速以及路况等信息，并根据模拟器中的行车状态、车速以及路况等信息计算出方向盘的反馈力矩，再将通过RS485通讯模块将方向盘的力反馈力矩信息输送至微控制器中，让微控制器根据力反馈力矩信息控制驱动电机工作，让驱动电机通过第三传动齿轮和第一传动齿轮的啮合驱动中轴转动，并带动方向盘转动，让驾驶员感受到方向盘转向的反馈力，能够让学员在模拟训练时感受到各种真实路况中的车辆方向盘的反馈力，避免了因方向盘的反馈力错误而对学员造成错误的引导的情况发生，提高了学员的仿真体验感，保证了模拟器的训练效果，并且，在驾驶员转动方向盘驱动中轴转动时，可由力矩传感器和光电编码器检测中轴转动的力矩和角度，验证驾驶员感受到的方向盘的反馈力矩与上位机计算出的方向盘的力反馈力矩是否一致，进一步的提高了模拟器方向盘的仿真程度。
附图说明
[0018]图1为根据本专利技术一实施例的方向盘回位及纠偏力反馈机构的结构框图；
[0019]图2为根据本专利技术一实施例的力反馈组件的结构示意图；
[0020]图3为根据本专利技术一实施例的转盘的立体示意图；
[0021]图4为根据本专利技术一实施例的方向盘力反馈的流程框图。
[0022]图中：1、上位机；11、RS485通讯模块；2、微控制器；21、光耦隔离电路；22、电机驱动电路；23、电流检测电路；3、力反馈组件；31、底板；311、端板；312、立板；313、侧板；32、中轴；321、第一传动齿轮；322、第二传动齿轮；33、力矩传感器；34、光电编码器；35、驱动电机；351、第三传动齿轮；36、转盘；361、限位柱；362、磁钢；363、第四传动齿轮；364、插槽；37、霍尔传感器；38、支撑座；39、双联齿轮。
具体实施方式
[0023]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构，其特征在于，包括：上位机(1)以及设置在模拟器内部的微控制器(2)和力反馈组件(3)，其中，所述上位机(1)用于记录模拟器的行车状态、车速和路况等信息，并根据模拟器的行车状态、车速和路况等信息计算出方向盘的反馈力矩，将计算出的方向盘的反馈力矩输送至所述微控制器(2)；所述力反馈组件(3)包括底板(31)和中轴(32)，所述底板(31)的顶部设置有端板(311)，所述端板(311)的内部转动安装有与方向盘连接轴相连接的中轴(32)，并且，所述底板(31)的顶部位于所述端板(311)的内侧依次设置有立板(312)、侧板(313)，所述侧板(313)远离所述立板(312)的一端设置有力矩传感器(33)，所述中轴(32)位于所述端板(311)内侧的一端贯穿于所述端板(311)、立板(312)和侧板(313)并插接在所述力矩传感器(33)检测口的内部，且所述力矩传感器(33)远离所述中轴(32)一端安装在光电编码器(34)的驱动轴上，所述侧板(313)的外壁位于所述力矩传感器(33)的两侧均设置有驱动电机(35)，所述驱动电机(35)的输出端设置有输出轴，所述输出轴贯穿所述侧板(313)延伸至其内侧，所述输出轴位于所述侧板(313)内侧的一端设置有第三传动齿轮(351)，所述中轴(32)的外壁位于所述立板(312)和侧板(313)之间的部分设置有第一传动齿轮(321)，两个所述第三传动齿轮(351)均与所述第一传动齿轮(321)相啮合，所述中轴(32)的外壁位于所述端板(311)和立板(312)之间的部分设置有转盘(36)，所述转盘(36)靠近所述侧板(313)的一端插接有呈对称分布的两个限位柱(361)，并且，所述转盘(36)的外壁位于两个所述限位柱(361)的下方插接有磁钢(362)，所述立板(312)的外壁底部设置有呈对称分布的两个用于检测所述磁钢(362)信息的霍尔传感器(37)；所述微控制器(2)用于接收所述力矩传感器(33)、光电编码器(34)和霍尔传感器(37)的数据信息，并将所述力矩传感器(33)、光电编码器(34)和霍尔传感器(37)的数据信息输送至所述上位机(1)。2.根据权利要求1所述的模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构，其特征在于，所述中轴(32)位于所述端板(311)内部的一端贯穿于所述端板(311)并延伸至其外部，且所述中轴(32)位于所述端板(311)外部的一端安装在方向盘的连接轴上。3.根据权利要求1所述的模拟器方向盘回位及纠偏力反馈机构，其特征在于，两个所述驱动电机(35)呈对称安装在所述侧板(313)的外壁，并且，两个...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔培华，王栋，
申请(专利权)人：徐州九鼎机电总厂，
类型：发明
国别省市：
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