自动回正的汽车驾驶训练器方向盘模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能够自动回正的汽车驾驶训练器方向盘模拟装置。其结构为方向盘与转向轴固定，转向轴通过减速箱与丝杠相接，丝杠螺母与丝杠构成传动副。丝杠由机架支撑，两根弹簧分别固定于机架的内壁。丝杠螺母设有连杆，连杆两端分别固定于两根弹簧的中间位置，其中连杆的一端接与位移传感器，实时将方向盘的转向角度传递给汽车驾驶训练器的信号处理系统。同时弹簧的压缩、拉伸可将方向盘转向角度与车轮的位置准确定位。撤销操舵力后保证了方向盘自动平稳回正，并且无反弹现象。学员操纵过程中，方向盘随转动角度变化而产生真实的力感反馈。同时本装置安装简单，维护方便，环保性能好，具有较强的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车驾驶训练模拟器中带有真实力感的方向盘装置。
技术介绍
机场消防车属于专用于扑救飞机火灾的消防车辆，作为民航安全的第一要务，一 旦航空器在港出现火警，机场消防车必须在第一时间赶到现场控制火情，以最大限度保证 乘客安全。正是由于机场消防车特殊的工作特点，所以消防车驾驶员较普通机动车驾驶员 有更高的技术要求。机场消防模拟器就是用来培训机场消防车驾驶员而设计。驾驶员在模拟训练过程中要通过视觉、听觉、以及身体的感觉等来感知车辆的运 动状态，其中重要的反馈信息之一是方向盘给驾驶员的真实力感反馈。目前汽车驾驶训练 模拟器的方向盘有双拉伸弹簧机构、双压缩弹簧机构、双扭转弹簧机构和双涡卷弹簧机构 等。上述机构设计的缺陷为，转向盘的起始力矩不是太大就是太小，而且转向盘自动回正性 能不好。“回正”是指将方向盘转过一个角度后，当撤去操舵力时，车轮可以自动恢复到中位 的过程。上述列出的方向盘机构，无法模拟真实的驾驶盘力感信息，因此也就无法使学员体 会到驾驶真实车辆的感觉。本专利技术的提出可以使这一问题得到良好的解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够自动回正的汽车驾驶训练器方向盘模拟装置，在学 员操纵方向盘过程中，会随转动角度变化而产生真实的力感反馈，同时当操纵力撤销后，驾 驶盘可自动复位到起始位置。以下结合附图给本专利技术的工作原理结构进行说明如图所示，自动回正的汽车驾 驶训练器方向盘模拟装置具有方向盘、转向轴、减速箱、丝杠、丝杠螺母、弹簧、位移传感器、 连杆等。方向盘与转向轴、减速箱、丝杠等依次连接固定，丝杠螺母旋入丝杠构成传动副。关 键在于丝杠螺母带有连杆，连杆的两端均固定于两根弹簧的中间位置，而且其中连杆的一 端接与位移传感器。连杆处于弹簧的中间位置时，模拟车轮也处于“正轮”位置。当转动方 向盘时，转向轴经减速箱带动丝杠转动，丝杠的旋转使得丝杠螺母产生线性位移。由于与丝 杠螺母固定为一体的连杆处于两根弹簧的正中间位置，所以丝杠螺母的上下移动使得每根 弹簧均同时产生压缩和拉伸运动。可以想象，无论方向盘正转或反转，都会产生力感反馈， 同时连杆的一端与位移传感器相接，位移传感器会实时将方向盘的转向角度传递给汽车驾 驶训练器的信号处理系统。而且由于弹簧产生的压缩和拉伸运动，使得(驾驶)学员撤去操 舵力时，车轮可以自动恢复到正轮位置。本专利技术与现有装置相比，其突出的优点是(1)采用了弹簧、丝杠结构，可以真实模拟力感信息，能吸收或减弱方向盘在传力时的 震动能量，使得方向盘回正力柔和、连续、稳定，更逼真于实际汽车的驾驶系统，给汽车驾驶 练习者以驾驶真车的感觉。(2)将弹簧的线性压缩、拉伸与位移传感器结合，可以将方向盘转向角度与车轮的3位置准确定位。撤销操舵力后保证了驾驶盘的自动平稳回正，并且回正后无反弹现象。(3)方向盘传力稳定性好，方向盘的转动角度无论大或小均能提供均衡的回正力， 同时本装置体积小、安装拆卸方便，适宜在各种类型的汽车驾驶模拟器上推广应用。附图说明所示附图为本专利技术的原理结构简图。 具体实施例方式以下通过实施例并结合附图对本专利技术的结构原理做进一步的说明。自动回正的汽 车驾驶训练器方向盘模拟装置方向盘1与转向轴2的一端固定，转向轴2的另一端接于减 速箱3输入端，减速箱3输出端与丝杠4相接，丝杠螺母5旋入丝杠4构成传动副。丝杠两 端由机架6支撑，两根弹簧分别固定于机架6的内壁。丝杠螺母5设有连杆8，连杆8的一 端固定于第一根弹簧7-1的中间位置，连杆8的另一端亦固定于第二根弹簧7-2的中间位 置并接与位移传感器9。当方向盘做顺时针转动时，带动转向轴并通过减速箱带动丝杠转动。减速箱是几 个不同模数齿轮的组合，通过齿轮传动比的改变，使方向盘小角度的转动驱使丝杠螺母产 生较大的位移。方向盘顺时针转动，丝杠螺母将向下移动，由于连杆与丝杠螺母固定为一 体，连杆向下压迫两个弹簧1/2段的同时又将另外1/2段弹簧拉伸。于是两个弹簧整体同 时产生向上的弹力，阻止连杆向下移动，即弹簧通过丝杠螺母产生阻止方向盘顺时针转动 的阻力，从而产生方向盘回正的力感。当方向盘做逆时针转动时，亦然。由于方向盘处于中 位位置，丝杠螺母以及连杆所处的位置，弹簧不会发生弹性形变，加之丝杠本身具有阻尼筒 的作用，保证了方向盘在自动回正过程中力感平滑，并且回正后不会出现震荡。位移传感器 的安装也可以置于第一根弹簧侧。本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动回正的汽车驾驶训练器方向盘模拟装置，具有方向盘、转向轴、减速箱、丝杠、丝杠螺母、弹簧、位移传感器、连杆，其特征是方向盘（１）与转向轴（２）的一端固定，转向轴（２）的另一端接于减速箱（３）输入端，减速箱（３）输出端与丝杠（４）相接，丝杠螺母（５）旋入丝杠（４）构成传动副，丝杠两端由机架（６）支撑，两根弹簧分别固定于机架（６）的内壁，丝杠螺母（５）设有连杆（８），连杆（８）的一端固定于第一根弹簧（７－１）的中间位置，连杆（８）的另一端亦固定于第二根弹簧（７－２）的中间位置并接与位移传感器（９）。

【技术特征摘要】
自动回正的汽车驾驶训练器方向盘模拟装置，具有方向盘、转向轴、减速箱、丝杠、丝杠螺母、弹簧、位移传感器、连杆，其特征是方向盘(1)与转向轴(2)的一端固定，转向轴(2)的另一端接于减速箱(3)输入端，减速箱(3)输出端与丝杠(4)相接，丝杠螺母(5)旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢志伟，贾立山，陈飞，于之靖，高建树，王立文，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]