一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于機動車模擬駕駛領(lǐng)域，公開了一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置。該裝置包括轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱，所述轉(zhuǎn)向柱上從上到下依次安裝有阻尼器、轉(zhuǎn)角傳感器、力矩電機；所述力矩電機位于轉(zhuǎn)向柱的下端部；所述轉(zhuǎn)角傳感器的輸出端與力矩電機的驅(qū)動控制電路的輸入端電相連。該裝置采用力矩電機，力矩電機具有力矩線性特性可調(diào)的優(yōu)點，可以改變力矩線性參數(shù)來模擬不同路況和車速下的方向盤的回正力矩。
【專利說明】一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機動車模擬駕駛領(lǐng)域，具體涉及一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來人機交互的汽車模擬駕駛器被汽車制造商廣泛利用，以此來節(jié)省建模及研發(fā)時間，降低成本。汽車模擬駕駛器在駕駛員培訓、人機交互系統(tǒng)的設(shè)計等方面得到了廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向盤裝置是人機交互的接口，駕駛員操作過程中所感受到的反饋力是一個重要反饋信息，它提供了車輛與路面之間的交互情況，這對駕駛員來說非常重要。目前，模擬駕駛器轉(zhuǎn)向力反饋裝置多種多樣，國內(nèi)外學者對此進行了大量研究，其中“慣性一彈簧一阻尼”系統(tǒng)是一種簡單、有效的力反饋模型，該系統(tǒng)的物理模型為轉(zhuǎn)向盤、彈簧和阻尼器，轉(zhuǎn)向盤能夠回正到中位。但是系統(tǒng)的可調(diào)性差，只能通過更換硬件的方式來解決，不便于調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置，利用此裝置能夠模擬不同路況下方向盤回正力矩。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0005]一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置，包括轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向柱上從上到下依次安裝有阻尼器、轉(zhuǎn)角傳感器、力矩電機；所述力矩電機位于轉(zhuǎn)向柱的下端部；所述轉(zhuǎn)角傳感器的輸出端與力矩電機的驅(qū)動控制電路的輸入端電相連。
[0006]本實用新型的特點和改進在于:
[0007]所述阻尼器為新銳志方向盤阻尼器。
[0008]所述轉(zhuǎn)角傳感器為銳志89245-0N020方向盤轉(zhuǎn)角傳感器。
[0009]所述力矩電機為FE1-002力矩電機。
[0010]本實用新型采用了以上技術(shù)方案后，當駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，帶動轉(zhuǎn)角傳感器、力矩電機和阻尼器，轉(zhuǎn)角傳感器將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號傳遞給力矩電機的驅(qū)動控制電路，力矩電機輸出回正力矩，回正力矩和阻尼器的阻尼力矩共同作用產(chǎn)生反饋力矩作用于轉(zhuǎn)向盤，反饋給駕駛者，轉(zhuǎn)角越大，回正力矩越大。當駕駛者松開方向盤時，力矩電機產(chǎn)生的回正力矩使方向盤回正。采用力矩電機，力矩電機具有力矩線性特性可調(diào)的優(yōu)點，可以改變力矩線性參數(shù)來模擬不同路況和車速下的方向盤的回正力矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0012]圖1為本實用新型的一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為轉(zhuǎn)角傳感器與力矩電機的電路連接示意圖。
[0014]圖中:1、轉(zhuǎn)向盤；2、轉(zhuǎn)向柱；3、阻尼器；4、轉(zhuǎn)角傳感器；5、力矩電機?！揪唧w實施方式】
[0015]參照圖1，為本實用新型的一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括轉(zhuǎn)向盤I和轉(zhuǎn)向柱2，轉(zhuǎn)向柱2上從上到下依次安裝有阻尼器3、轉(zhuǎn)角傳感器4、力矩電機5 ;力矩電機5位于轉(zhuǎn)向柱2的下端部；轉(zhuǎn)角傳感器4的輸出端與力矩電機5的驅(qū)動控制電路的輸入端電相連。
[0016]如圖2所示，力矩電機5的驅(qū)動控制電路包括單片機AT89S51和電機驅(qū)動芯片MSK4201。轉(zhuǎn)角傳感器4的輸出端與單片機AT89S51的I/O輸入端電連接，單片機AT89S51的I/O輸出端與電機驅(qū)動芯片MSK4201的輸入端電連接，電機驅(qū)動芯片MSK4201的輸出端與力矩電機5的控制端電連接。
[0017]電機驅(qū)動芯片MSK4201是MSK公司生產(chǎn)的H橋芯片，用于力矩電機的控制和開關(guān)放大器的控制。使用者只需要提供TTL電平信號就可控制電機四相位運行。電機驅(qū)動芯片MSK4201的內(nèi)部驅(qū)動電路可以為每一個半橋提供反向擊穿保護。
[0018]轉(zhuǎn)向盤I和轉(zhuǎn)向柱2，充當駕駛模擬器的轉(zhuǎn)向裝置，轉(zhuǎn)向盤I采用寶馬728轉(zhuǎn)向盤；阻尼器3采用新銳志方向盤阻尼器，當轉(zhuǎn)向盤I轉(zhuǎn)動時阻尼器3提供反方向阻尼力；轉(zhuǎn)角傳感器4米用銳志89245-0N020方向盤轉(zhuǎn)角傳感器,用于檢測轉(zhuǎn)向盤I的轉(zhuǎn)角，并將轉(zhuǎn)角信號傳輸給力矩電機5的驅(qū)動控制電路；驅(qū)動控制電路根據(jù)轉(zhuǎn)角傳感器4輸入的角度信號,控制力矩電機輸出相應(yīng)大小和方向的回正力矩，力矩電機5米用深圳市大族電機科技有限公司的FE1-002力矩電機，用于接收驅(qū)動控制電路輸出的轉(zhuǎn)角信號并輸出變化的回正力矩，轉(zhuǎn)角越大，回正力矩越大，回正力矩方向與轉(zhuǎn)角方向相反。當駕駛者松開轉(zhuǎn)向盤I時，回正力矩使轉(zhuǎn)向盤I回正。
[0019]工作原理如下，當駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤I時，帶動轉(zhuǎn)向柱2、阻尼器3、轉(zhuǎn)角傳感器4和力矩電機5同時轉(zhuǎn)動。阻尼器3產(chǎn)生阻尼力矩，阻止轉(zhuǎn)向盤I轉(zhuǎn)動，其阻尼力矩一直和轉(zhuǎn)向盤I的轉(zhuǎn)向相反。轉(zhuǎn)向盤I帶動轉(zhuǎn)角傳感器4轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)角傳感器4檢測轉(zhuǎn)向盤I轉(zhuǎn)角的大小和方向，并將轉(zhuǎn)角的大小和方向傳輸給力矩電機5的驅(qū)動控制電路。驅(qū)動控制電路根據(jù)轉(zhuǎn)角傳感器4輸入的轉(zhuǎn)角的大小和方向，輸出相應(yīng)的控制信號控制力矩電機5輸出相應(yīng)大小和方向的回正力矩，阻止轉(zhuǎn)向盤I轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向盤I轉(zhuǎn)角由小到大轉(zhuǎn)動時，力矩電機5輸出反方向的回正力矩也越來越大，當駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤I時，回正力矩使方向盤I回正，這時阻尼器3仍然產(chǎn)生和方向盤I轉(zhuǎn)動方向相反的阻尼力矩。力矩電機5具有力矩線性特性可調(diào)的優(yōu)點，通過改變力矩電機5的力矩線性參即可模擬不同路況和車速下方向盤的回正力矩。
[0020]盡管以上結(jié)合附圖對本實用新型的實施方案進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在說明書的啟示下，在不脫離本實用新型權(quán)利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本實用新型保護之列。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置，包括轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向柱上從上到下依次安裝有阻尼器、轉(zhuǎn)角傳感器、力矩電機；所述力矩電機位于轉(zhuǎn)向柱的下端部；所述轉(zhuǎn)角傳感器的輸出端與力矩電機的驅(qū)動控制電路的輸入端電相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置，所述阻尼器為新銳志方向盤阻尼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置，所述轉(zhuǎn)角傳感器為銳志89245-0N020方向盤轉(zhuǎn)角傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬駕駛器的轉(zhuǎn)向裝置，所述力矩電機為FE1-002力矩電機。
【文檔編號】G09B9/04GK203644242SQ201320799080
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】朱永振, 徐遠新 申請人:長安大學