汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺及汽車駕駛模擬器的制作方法

本發(fā)明涉及汽車模擬駕駛設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺及汽車駕駛模擬器。

背景技術(shù)：

模擬駕駛又稱汽車駕駛仿真，或汽車虛擬駕駛。模擬駕駛讓體驗(yàn)者在一個(gè)虛擬的駕駛環(huán)境中，使其感受接近真實(shí)效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗(yàn)。

汽車駕駛模擬系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的駕駛訓(xùn)練設(shè)備，它是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，將汽車模擬駕駛訓(xùn)練、駕駛考核、學(xué)員檔案管理集中于一體的綜合性、多功能駕駛培訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，從功能上可分為駕駛艙控制操作系統(tǒng)、車輛動力學(xué)模型仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理及考核系統(tǒng)等。它能夠正確模擬駕駛動作并在主要性能上獲得實(shí)車駕駛感覺的訓(xùn)練設(shè)備。

現(xiàn)有技術(shù)中，汽車模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的硬件包括：

(1)模擬駕駛艙(參見附圖1)：采用與實(shí)體車輛完全相同的仿真汽車駕駛室環(huán)境及全部操縱機(jī)構(gòu)，通過采用大屏幕顯示器模擬駕駛過程中的外部場景，在駕駛艙前進(jìn)方向的縱向及軸向配備相應(yīng)的驅(qū)動裝置，模擬車輛運(yùn)行中的振動、顛簸、搖擺及顫動等動作，所有可操縱機(jī)構(gòu)均裝有傳感器，用以檢測各可操縱機(jī)構(gòu)的當(dāng)前狀態(tài)，為計(jì)算實(shí)時(shí)生成圖形提供必要的基本數(shù)據(jù)。

(2)運(yùn)動模擬平臺(參見附圖2)：該運(yùn)動模擬平臺是以三個(gè)液壓缸來實(shí)現(xiàn)三自由度運(yùn)動模擬——即沿Z軸移動，沿X、Y軸轉(zhuǎn)動。三自由度運(yùn)動平臺是由三支油缸，上、下各三只萬向鉸鏈和上、下兩個(gè)平臺組成，下平臺固定的基礎(chǔ)上，借助三只油缸的伸縮運(yùn)動，完成上平臺在空間三個(gè)自由度(X，Y，Z，)的運(yùn)動，從而可以模擬出各種空間運(yùn)動姿態(tài)。

當(dāng)顯示器顯示出不同的地貌時(shí)，傳感器會適時(shí)地把相應(yīng)的資料傳給PC機(jī)，從而控制液壓缸的伸縮，達(dá)到運(yùn)動模擬的效果?？梢员容^真實(shí)地模擬車輛在行駛過程中的振動、顛簸、搖擺及顫動等動作。

現(xiàn)有技術(shù)中，三自由度運(yùn)動平臺存在以下缺陷：

1、現(xiàn)有運(yùn)動平臺都是安裝在地面與模擬駕駛艙之間，這樣就造成汽車駕駛模擬器本體離地面的距離增大，降低了用戶逼真駕駛體驗(yàn)感的同時(shí)，增加了設(shè)備的占用空間。

2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)有運(yùn)動平臺因?yàn)槭侨挥透着c上下平臺安裝鏈接，所以上下平臺與油缸之間必須有防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，增加了設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。

3、施工困難，現(xiàn)有運(yùn)動平臺因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的問題，都會在地面預(yù)埋安裝件，所以都會對地面澆筑混凝土，以增加平臺的穩(wěn)定性，而且只能安裝在沒有地下室的一樓。因此，安裝復(fù)雜、施工困難，且對安裝環(huán)境有嚴(yán)格要求。

4、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，現(xiàn)有運(yùn)動平臺都是三個(gè)自由度的，所以必須加裝防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，但是防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)現(xiàn)在還沒有很好的解決方案，所以現(xiàn)有的運(yùn)動平臺都會晃動。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺及汽車駕駛模擬器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中三自由度運(yùn)動平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用空間大且結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，安裝在汽車駕駛模擬器本體中，包括：前輪組件和后輪組件，其中，所述前輪組件包括左前輪組件和右前輪組件，

其中，所述左前輪組件包括左前輪電動缸、左前輪上連接件、左前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承和左前輪下連接件；所述左前輪電動缸的底部通過左前輪下連接件與汽車駕駛模擬器本體的車輛左前輪殼相連，所述左前輪電動缸的頂部依次通過所述左前輪上連接件和左前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承與汽車駕駛模擬器本體的左前輪穴相連；

所述右前輪組件包括右前輪電動缸、右前輪上連接件、右前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承和右前輪下連接件；所述右前輪電動缸的底部通過右前輪下連接件與汽車駕駛模擬器本體的車輛右前輪殼相連，所述右前輪電動缸的頂部依次通過所述右前輪上連接件和右前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承與汽車駕駛模擬器本體的右前輪穴相連；

所述后輪組件包括后輪電動缸、后輪下鉸接件、后輪連接萬向軸、后輪上鉸接件和龍門架；所述后輪電動缸的底部通過后輪下鉸接件與所述后輪連接萬向軸鉸接，所述后輪連接萬向軸的兩端分別與汽車駕駛模擬器本體的左后輪和右后輪相連；所述后輪電動缸的頂部通過所述后輪上鉸接件和龍門架與汽車駕駛模擬器本體的車身相連。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸和右前輪電動缸皆與地面垂直設(shè)置。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸和右前輪電動缸關(guān)于車身的軸線對稱。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸和右前輪電動缸分別與左車輪和右前輪接觸設(shè)置，且位于同一水平高度上。

優(yōu)選地，所述后輪電動缸與地面垂直設(shè)置，且位于車身的軸線上。

優(yōu)選地，所述龍門架的底部固定在兩后輪的連接軸上，所述龍門架的底部設(shè)有通孔，所述后輪上鉸接件穿過所述通孔與車身相連。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸、右前輪電動缸和后輪電動缸結(jié)構(gòu)相同。

另外，本發(fā)明還提出了一種汽車駕駛模擬器，包括汽車駕駛模擬器本體及上述的汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，其中，所述汽車駕駛模擬器本體包括汽車模擬駕駛艙、左前輪、右前輪、左后輪和右后輪。

優(yōu)選地，所述汽車駕駛模擬器，還包括四個(gè)輪胎定位支架，四個(gè)所述輪胎定位支架分別用于固定所述左前輪、右前輪、左后輪和右后輪，四個(gè)所述輪胎定位支架通過固定件與地面固定連接。

優(yōu)選地，所述固定件為膨脹螺絲，在混凝土厚度大于10cm的地面，通過膨脹螺絲將四個(gè)所述輪胎定位支架固定在指定位置處。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，至少具備以下有益效果：

本發(fā)明提供的這種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，將左前輪電動缸的伸縮以左前輪為支點(diǎn)通過左前輪上連接件傳遞到左前輪穴，在通過后輪下鉸接件為支點(diǎn)，使車輛左前升高或者降低(模擬左前輪行駛時(shí)壓倒物體或者車輛傾斜)；右前輪電動缸的伸縮以右前輪為支點(diǎn)通過右前輪上連接件傳遞到右前輪穴，通過后輪下鉸接件為支點(diǎn)，使車輛右前升高或者降低(模擬右前輪行駛時(shí)壓倒物體或者車輛傾斜)；后輪電動缸的伸縮以下鉸接件、后輪連接萬向軸、后輪為支點(diǎn)，通過后輪上鉸接件、龍門架傳遞到后車身，使車輛后部升高或者降低(模擬后輪行駛時(shí)壓倒物體或者車輛俯仰)；三個(gè)電動缸同時(shí)伸縮模擬車輛的高低。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的這種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，在實(shí)現(xiàn)三自由度運(yùn)動的同時(shí)，將現(xiàn)有技術(shù)中三自由度運(yùn)動平臺的相關(guān)組件集成到汽車駕駛模擬器本體(包括汽車模擬駕駛艙、左前輪、右前輪、左后輪和右后輪)中，提高了設(shè)備的集成度，安裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。

另外，現(xiàn)有運(yùn)動平臺必須有防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，而本發(fā)明采用汽車駕駛模擬器本體的車輛底盤作為防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使用，不需要加裝任何防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，相比現(xiàn)有技術(shù)，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，進(jìn)一步簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低了安裝復(fù)雜度。

本發(fā)明提供的這種汽車駕駛模擬器，由于安裝時(shí)不需要預(yù)埋件，只需要通過固定件膨脹螺絲固定到地面即可，因此只要混凝土厚度大于10cm即可安裝，所以安裝時(shí)地面不需要施工，可以安裝在任意樓層，降低了安裝成本和施工難度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明背景技術(shù)提供的模擬駕駛艙的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明背景技術(shù)提供的三自由度運(yùn)動模擬平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺的前側(cè)視圖；

圖4為圖3所示的汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺的后側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

參見圖3和圖4，本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，安裝在汽車駕駛模擬器本體中，包括：前輪組件和后輪組件，其中，所述前輪組件包括左前輪組件和右前輪組件，

其中，所述左前輪組件包括左前輪電動缸1、左前輪上連接件2、左前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承3和左前輪下連接件4；所述左前輪電動缸1的底部通過左前輪下連接件4與汽車駕駛模擬器本體的車輛左前輪殼相連，所述左前輪電動缸1的頂部依次通過所述左前輪上連接件2和左前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承3與汽車駕駛模擬器本體的左前輪穴相連；

所述右前輪組件包括右前輪電動缸5、右前輪上連接件6、右前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承7和右前輪下連接件8；所述右前輪電動缸5的底部通過右前輪下連接件8與汽車駕駛模擬器本體的車輛右前輪殼相連，所述右前輪電動缸5的頂部依次通過所述右前輪上連接件6和右前輪轉(zhuǎn)向壓力軸承7與汽車駕駛模擬器本體的右前輪穴相連；

所述后輪組件包括后輪電動缸9、后輪下鉸接件10、后輪連接萬向軸11、后輪上鉸接件12和龍門架13；所述后輪電動缸9的底部通過后輪下鉸接件10與所述后輪連接萬向軸11鉸接，所述后輪連接萬向軸11的兩端分別與汽車駕駛模擬器本體的左后輪和右后輪相連；所述后輪電動缸9的頂部通過所述后輪上鉸接件12和龍門架13與汽車駕駛模擬器本體的車身14相連。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的這種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，將左前輪電動缸1的伸縮以左前輪為支點(diǎn)通過左前輪上連接件2傳遞到左前輪穴，在通過后輪下鉸接件10為支點(diǎn)，使車輛左前升高或者降低(模擬左前輪行駛時(shí)壓倒物體或者車輛傾斜)；右前輪電動缸5的伸縮以右前輪為支點(diǎn)通過右前輪上連接件6傳遞到右前輪穴，通過后輪下鉸接件10為支點(diǎn)，使車輛右前升高或者降低(模擬右前輪行駛時(shí)壓倒物體或者車輛傾斜)；后輪電動缸9的伸縮以下鉸接件、后輪連接萬向軸11、后輪為支點(diǎn)，通過后輪上鉸接件12、龍門架13傳遞到后車身，使車輛后部升高或者降低(模擬后輪行駛時(shí)壓倒物體或者車輛俯仰)；三個(gè)電動缸同時(shí)伸縮模擬車輛的高低。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的這種汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，在實(shí)現(xiàn)三自由度運(yùn)動的同時(shí)，將現(xiàn)有技術(shù)中三自由度運(yùn)動平臺的相關(guān)組件集成到汽車駕駛模擬器本體(包括汽車模擬駕駛艙、左前輪、右前輪、左后輪和右后輪)中，提高了設(shè)備的集成度，安裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。

另外，現(xiàn)有運(yùn)動平臺必須有防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，而本發(fā)明采用汽車駕駛模擬器本體的車輛底盤作為防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使用，不需要加裝任何防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，相比現(xiàn)有技術(shù)，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，進(jìn)一步簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低了安裝復(fù)雜度。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸1和右前輪電動缸5皆與地面垂直設(shè)置。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸1和右前輪電動缸5關(guān)于車身的軸線對稱。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸1和右前輪電動缸5分別與左車輪和右前輪接觸設(shè)置，且位于同一水平高度上。

優(yōu)選地，所述后輪電動缸9與地面垂直設(shè)置，且位于車身的軸線上。

優(yōu)選地，所述龍門架13的底部固定在兩后輪的連接軸上，所述龍門架13的底部設(shè)有通孔，所述后輪上鉸接件12穿過所述通孔與車身相連。

優(yōu)選地，所述左前輪電動缸1、右前輪電動缸5和后輪電動缸9結(jié)構(gòu)相同。

另外，本發(fā)明還提出了一種汽車駕駛模擬器，包括汽車駕駛模擬器本體及上述的汽車駕駛模擬器三自由度模擬運(yùn)動平臺，其中，所述汽車駕駛模擬器本體包括汽車模擬駕駛艙、左前輪、右前輪、左后輪和右后輪。

優(yōu)選地，所述汽車駕駛模擬器，還包括四個(gè)輪胎定位支架，四個(gè)所述輪胎定位支架分別用于固定所述左前輪、右前輪、左后輪和右后輪，四個(gè)所述輪胎定位支架通過固定件與地面固定連接。

優(yōu)選地，所述固定件為膨脹螺絲，在混凝土厚度大于10cm的地面，通過膨脹螺絲將四個(gè)所述輪胎定位支架固定在指定位置處。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的這種汽車駕駛模擬器，由于安裝時(shí)不需要預(yù)埋件，只需要通過固定件膨脹螺絲固定到地面即可，因此只要混凝土厚度大于10cm即可安裝，所以安裝時(shí)地面不需要施工，可以安裝在任意樓層，降低了安裝成本和施工難度。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術(shù)語“多個(gè)”指兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確的限定。