本實用新型專利技術涉及車輛模擬駕駛操作裝置，具體講就是車輛方向盤反饋裝置，包括機架，機架布置有按實車姿態布置的方向盤和轉向管柱，所述的轉向管柱與力矩電機之間連接轉軸，轉軸的兩端分別與轉向管柱、力矩電機的輸出軸同步轉動連接，裝置還包括采集方向盤轉動角度的轉角傳感器，轉角傳感器采集到的轉角信號輸送至控制器，控制器輸出控制信號至電機控制器，電機控制器輸出驅動信號驅動力矩電機輸出轉動力矩，轉角傳感器采集信號并輸出到控制器，控制器輸出控制信號電機控制器，電機控制器輸出驅動信號驅動力矩電機輸出轉動力矩，這樣轉動方向盤的受訓者便可以真實感受到來自系統提供的模擬真實路況的阻尼力矩，可以獲得仿真體會。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及車輛模擬駕駛操作裝置，具體講就是車輛方向盤模擬操作裝置。
技術介紹
隨著社會發展，汽車已經走進尋常百姓家，駕校培養出一批又一批的馬路新秀，有些卻是潛在的“馬路殺手”，導致交通事故每年都在大幅增長，究其原因還是因為駕駛員在駕校學習、實戰的時間不夠，對駕駛操作掌握不熟練。因此需要一套先進的技術對駕駛員進行專業化培訓。計算機技術的高速發展，虛擬圖像技術的廣泛應用，使得用計算機模擬系統進行駕駛訓練成為現實，駕駛模擬器就是基于虛擬現實技術的能正確模擬車輛駕駛動作，獲得實車駕駛感覺的仿真設備。駕駛人員在駕駛模擬器上進行模擬駕駛時，通過方向盤模擬機構，油門剎車模擬踏板和檔位模擬設備配合來控制駕駛模擬器的運動。駕駛模擬器的操作系統主要包括:方向盤操縱模擬系統、油門及剎車踏板模擬系統。其中方向盤操縱系統最為關鍵，其模擬的逼真程度直接影響駕駛人員的轉向操縱感覺。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種方向盤訓練操作裝置，模擬車輛日常駕駛過程中的車輛轉向系統的受力情況，使受訓者在實際駕駛車輛前有得到充分而有效的訓練。為實現上述目的，本技術采用了以下技術方案:一種方向盤反饋裝置，包括機架，機架布置有按實車姿態布置的方向盤和轉向管柱，所述的轉向管柱與力矩電機之間連接轉軸，轉軸的兩端分別與轉向管柱、力矩電機的輸出軸同步轉動連接，裝置還包括采集方向盤轉動角度的轉角傳感器，轉角傳感器采集到的轉角信號輸送至控制器，控制器輸出控制信號至電機控制器，電機控制器輸出驅動信號驅動力矩電機輸出轉動力矩。上述技術方案中，轉角傳感器采集到方向盤、轉向管柱及轉軸同步轉動的角度和轉速信號并輸出到控制器，控制器接受到轉角傳感器采集到的轉角信號后輸出控制信號電機控制器，電機控制器輸出驅動信號驅動力矩電機輸出轉動力矩，力矩電機輸出的轉動力矩方向與方向盤的轉動方向互為反向，這樣轉動方向盤的受訓者便可以真實感受到來自系統提供的模擬真實路況的阻尼力矩，可以獲得仿真體會，這樣通過訓練設備的操作即可獲得初步的駕駛體驗，為后續的路試駕駛提供操作經驗。【附圖說明】圖1是本技術的立體結構圖；圖2是圖1中的A部分放大圖；圖3是本技術的原理框圖；圖4是本技術的另一角度的立體結構圖。【具體實施方式】結合圖1-4，方向盤反饋裝置包括機架10，機架10布置有按實車姿態布置的方向盤20和轉向管柱21，所述的轉向管柱21與力矩電機30之間連接轉軸40，轉軸40的兩端分別與轉向管柱21、力矩電機30的輸出軸同步轉動連接，裝置還包括采集方向盤20轉動角度的轉角傳感器50，轉角傳感器50采集到的轉角信號輸送至控制器60，控制器60輸出控制信號至電機控制器31，電機控制器31輸出驅動信號驅動力矩電機30輸出轉動力矩。方向盤20模擬布置成成品車的格局，也可以采用產品車的轉向總成中的方向盤20及轉向管柱21，轉向管柱21以下部件的連接按本技術提供的方案構成。實際操作中，方向盤10向左或右轉向時，轉角傳感器50及時采集到其轉動角度和轉動速度信號并傳輸給控制器60，電機控制器31接收控制器60發出的控制信號并輸出驅動信號驅動力矩電機30提供轉動力矩，及時響應方向盤20的轉向動作，力矩電機30提供的反向力矩讓受訓者體驗到駕駛車輛時來自路面的回饋力，這樣為受訓者提供了轉動方向盤20時應當采用的轉向力度和轉向速度，確保安全駕駛車輛。一般鋪裝路況下，轉向操作的地面回饋力大小是適度的，采用力矩電機30完全可以提供仿真的轉向回饋力。在路面或路況特別的情況下，回饋力則區別很大。如泥濘路面、碎石路面、彈坑路面，甚至是需要騎壓馬路牙，各種情況的轉向回饋則顯著不同，單純采用力矩電機30提供回饋力往往無法實現，所以本技術采用了加設制動的方式加以優化解決，具體就是轉軸40還與磁粉制動器70相連，磁粉制動器70固定在機架10上的立板11上且其中的磁粉制動器70的殼體和定子摩擦盤71空套在轉軸40上，與定子摩擦盤71配合的轉子摩擦盤72與轉軸40同步轉動連接。控制器60根據具體的路況對應輸出控制信號，啟動磁粉制動器70動作，在力矩電機30提供的回饋力的基礎上增加合適的回饋力，甚至當路況處在車輪位于溝槽內時，由于槽壁的干涉使得轉向動作無法完成，此時定子摩擦盤71和轉子摩擦盤72在通電吸合的情況下完全抱死，方向盤20也將無法轉動，當然根據具體路況定子摩擦盤71和轉子摩擦盤72依據通電大小確定吸合程度，兩者之間以摩擦力的作用形式傳遞到方向盤20上，讓受訓者得以體會。作為商品車來講，其方向盤20的轉動最大角度是有限的，并根據車身尺寸而以車輛最小轉彎半徑的表述給出車輛的有關性能數據，為了與車輛的方向盤20的轉動最大角度對應，需要對方向盤20的轉角范圍予以限定，以下是具體的優選方案:裝置還包括限制方向盤20轉動角度的角度限位機構80，角度限位機構80包括轉軸40軸身上設置的螺桿41及與其配合的螺母90，螺母90與桿件91相連、桿件91的一端懸伸并與限位槽或孔101配合構成直線位移運動，桿件91或螺母90移動方向上的兩端設置限定桿件91直線位移行程的限位機構。方向盤20轉動時，螺桿41隨之同步轉動并帶動與其配合的螺母90直線位移，因為，在保證螺桿41和螺母90相對轉動的前提下，同時桿件91受到限位槽或孔101的限定，螺母90作直線運動，并且螺母90移動時受到兩端限位的約束，這樣也就確定了方向盤20轉動角度。為了確保方向盤回正時的轉速適當，此時實際的駕駛操作人員幾乎只是將手輕附在方向盤上而無需握持方向盤，可以由回饋力矩完成轉向回位，具體方案是所述的力矩電機30的轉軸與減速器31相連，減速器31的輸出軸與轉軸40由聯軸器相連。通過減速器31輸出的轉速基本可以滿足要求。自力矩電機30至轉向管柱21之間的轉軸40的軸身上，依次布置轉角傳感器50、磁粉制動器70和角度限位機構80。部件如此布置可以使裝置簡化結構。為了優化布置和簡化結構，本技術的優選方案是所述的角度限位機構80包括副支架100，副支架100上的平行于轉軸40的支板102上開設限位孔101，限位孔101可以設置成條形孔且限位孔101的長度方向與轉軸40軸向平行，限位孔101為條形孔時則可以利用其兩端限定螺母90的移動行程，該方案的作用是前述的桿件91或螺母90移動方向上的兩端設置限定桿件91直線位移行程的限位機構的具體實例。桿件91中段與螺母90相連，其一懸伸端置于限位孔101處，桿件91的另一懸伸段的移動路徑的對應位置上設置位置傳感器110，位置傳感器110設置在機架10上。位置傳感器110的設置位置可以選定方向盤20處于中心位置是對應的桿件91位置。具體裝配時，所述的轉角傳感器50的殼體布置在機架10上的立板11上，轉角傳感器50的內置轉套固套在轉軸40。限位孔101的旁側位置處設置定位螺釘103，轉軸40上設置有徑向布置的盲孔與定位螺釘103配合定位，轉軸40與轉向管柱21之間采用萬向節聯軸器120連接，轉軸40與水平面之間的夾角小于轉向管柱21與水平面之間的夾角。這樣通過萬向節聯軸器120的過渡，可以將轉軸40與轉向管柱21呈夾角式布置，可以有效降低方向盤20的高度。【主權項】1.一種方向盤反饋裝置，包括機架(1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種方向盤反饋裝置，包括機架(10)，機架(10)布置有按實車姿態布置的方向盤(20)和轉向管柱(21)，其特征在于：所述的轉向管柱(21)與力矩電機(30)之間連接轉軸(40)，轉軸(40)的兩端分別與轉向管柱(21)、力矩電機(30)的輸出軸同步轉動連接，裝置還包括采集方向盤(20)轉動角度的轉角傳感器(50)，轉角傳感器(50)采集到的轉角信號輸送至控制器(60)，控制器(60)輸出控制信號至電機控制器(31)，電機控制器(31)輸出驅動信號驅動力矩電機(30)輸出轉動力矩。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王文兵，顏和順，王春暉，王軍，李堯堯，張華峰，汪校，
申請(專利權)人：合肥同智機電控制技術有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽;34
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