汽车驾驶模拟器

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汽车驾驶模拟器
申请号	CN200910307747.0	申请日	2009-09-25	公开(公告)号	CN101739857B	公开(公告)日	2011-09-14
申请人	东莞市新雷神仿真控制有限公司;			发明人	章晓朋; 葛海松; 林新华;
摘要	汽车驾驶模拟器，涉及一种模拟操作效果的驾驶模拟器，包括安装在汽车刹车装置上的A传感器、安装在离合器上的B传感器、安装在档位上的C传感器、安装在油门上的D传感器、安装在方向盘轴承上的E传感器、A数据采集卡及A数据控制卡，A数据采集卡通过传感器采集到的汽车模拟操作动作传给A数据控制卡，A数据控制卡将信号进行处理对电脑发出相应的数据信号，电脑中随即发出相应效果的视频和声频，本发明有益的效果在于：能全方位的多个不同角度对驾驶真实汽车作出模拟，既有多道路的不同行驶感受又有操作上的全面感受。
权利要求	1.汽车驾驶模拟器，包括底座、五个液压缸、安装在底座上用于模拟驾驶的汽车、液压缸控制装置及电脑，其中四个液压缸的下端分别连接在与所述汽车之车轮对应的底座上，所述四个液压缸的上端分别连接在车轮放置槽的底部，车轮放置槽两侧分别设置有滑轨，该滑轨在设置在底座上的滑道内滑动，车轮放置槽在滑道限制方向上运动；第五个液压缸设置在底座的轴线所在的垂直平面内，且第五个液压缸的一端连接在底座上，另一端连接在所述汽车底部上；五个液压缸分别与液压缸控制装置连接，液压缸控制装置与电脑连接，其特征在于：还包括安装在所述汽车刹车装置上的A传感器、安装在离合器上的B传感器、安装在档位上的C传感器、安装在油门上的D传感器、安装在方向盘轴承上的E传感器、振动电机、仪表驱动卡、A数据采集卡及A数据控制卡；安装在所述汽车刹车装置上的A传感器、安装在离合器上的B传感器、安装在档位上的C传感器、安装在油门上的D传感器及安装在方向盘轴承上的E传感器皆有一信号输出线，且所有信号输出线与A数据采集卡的输入端连接，A数据采集卡的输出端与A数据控制卡的输入端连接，A数据控制卡的输出端连接着电脑；仪表驱动卡包括B数据采集卡和B数据控制卡，B数据采集卡的输入端与电脑连接，B数据采集卡输出端与B数据控制卡连接，B数据控制卡的输出端与汽车驾驶模拟器上仪表盘中的时速表、发动机转速表及水温表连接；振动电机安装在驾驶座下方且与驾驶座椅接触，振动电机包括一汽车启动信号采集控制装置，汽车启动信号采集控制装置有一输入端和一输出端，输入端与汽车点火装置连接，输出端与振动电机连接。 2. 根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于：所述安装在汽车刹车装置上的A传感器是液压传感器，其安装在刹车装置的油路连接管路里面；所述安装在汽车离合器上的B传感器是位置传感器，其安装在离合器拉绳旁边，不与离合器拉绳接触；所述安装在汽车档位上的C传感器也是位置传感器，其安装在档位拉绳旁边，不与档位拉绳接触；所述安装在汽车油门上的D传感器是拉力传感器，其安装在油门的拉绳上；所述安装在汽车方向盘轴承上的E传感器是光电传感器，光电传感器安装在方向盘轴承的底部，并对着前轮的钢圈，在汽车驾驶模拟器的其中一前轮上安装有一白色反色体，白色反色体反光面与光电传感器对应。 3. 根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于：安装在汽车刹车装置上的液压传感器输出模拟量信号，安装在汽车离合器上的位置传感器输出数字量信号，安装在汽车档位上的位置传感器输出数字量信号，安装在汽车油门上的拉力传感器输出模拟量信号，安装在汽车方向盘轴承上的光电传感器输出模拟量信号。 4. 根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于：安装在汽车档位上的位置传感器可发出4至6个档位的数字量信号。 5. 根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于：B数据控制卡的输出端还可以与汽车上仪表盘中充电指示灯、发动机故障指示灯、安全带指示灯、气囊指示灯、ABS指示灯、转向灯指示灯、远光灯指示灯及气囊指示灯连接。 6. 根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟器，其特征在于：所述汽车的方向盘底座横轴上安装有可增强驾驶员手感的气弹簧。
说明书全文	汽车驾驶模拟器技术领域 [0001] 本发明涉及汽车驾驶模拟技术领域，尤其涉及一种模拟操作效果的驾驶模拟器。背景技术 [0002] 随着汽车越来越多的进入人们的生活，学习汽车驾驶的人也日益增多，新学员在培训过程中，因为是第一次驾驶，对汽车驾驶的认识处在一种陌生状态，会产生心理上的紧张和行动上的拘束，如此一来对车辆的破坏性很大，另外对学员和旁人的人生安全都构成很大威胁，为此，人们就研究了不同类型的汽车驾驶模拟器，使新学员在模拟器上熟悉车内的布局，例如刹车装置、离合器及油门的位置，还可以熟悉方向盘操作情况，这样一来就减少了新学员对教练车的破坏，降低了训练成本，减少了对道路空间的占用，同时也确保了学员和旁人的人身安全。 [0003] 目前已有一些汽车驾驶模拟器能让驾驶者感受汽车在道路上行驶过程中的左右拐弯、路面不平、刹车或者加速时，车体的左右摇晃、上下颠簸、前俯后仰的各种真实动感效果，如中国专利200720052911.4是本发明的权利人早期公开的一种汽车驾驶模拟器，能使驾驶者在驾驶模拟器上体验到真实的汽车在道路上行驶的各种感受，但是根据市场调查和客户的反应，认为学员在该装置操作过程的一些操作感受不能体验到，虽然在中国专利200720052929.4中本发明的权利人公开过一种汽车驾驶模拟器之换挡装置，能让学员在驾驶过程中体验挂档的一些视觉和声觉上的感受，但是不能全方位的模拟到汽车驾驶过程中必定发生的一些其他感受，例如在操作刹车、踩离合器、加油门及打方向盘时，汽车本身产生的视觉听觉以及汽车本身产生的与之对应的运动上的反应没有表达出来，所以学员在这方便的体验还是空白，不能达到一种高仿真的模拟驾驶的效果；另外现有汽车模拟器仪表盘内仪表的数据在很大程度没有和驾驶者的操作的动作相匹配，甚至是仪表盘内仪表的数据处于不动的原始归零状态。发明内容 [0004] 本发明旨在提供一种全方位的汽车驾驶模拟器，不仅能让驾驶者体会到汽车在道路上的各种运动感受，还能全方位的体验到操作刹车装置、离合器、档位、油门及方向盘时的各种视觉和声觉上的感受，同时驾驶者在操作各种动作时，涉及到有仪表显示操作程度的在仪表盘内的仪表上还发生相应的数据变化。 [0005] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：汽车驾驶模拟器，包括底座、五个液压缸、安装在底座上用于模拟驾驶的汽车、液压缸控制装置及电脑，其中四个液压缸的下端分别连接在与所述汽车之车轮对应的底座上，所述四个液压缸的上端分别连接在车轮放置槽的底部，车轮放置槽两侧分别设置有滑轨，该滑轨在设置在底座上的滑道内滑动，车轮放置槽在滑道限制方向上运动；第五个液压缸设置在底座的轴线所在的垂直平面内，且第五个液压缸的一端连接在底座上，另一端连接在所述汽车底部上；五个液压缸分别与液压缸控制装置连接，液压缸控制装置与电脑连接。 [0006] 汽车驾驶模拟器还包括安装在所述汽车刹车装置上的A传感器、安装在离合器上的B传感器、安装在档位上的C传感器、安装在油门上的D传感器、安装在方向盘轴承上的E传感器、振动电机、仪表驱动卡、A数据采集卡及A数据控制卡。 [0007] 安装在所述汽车刹车装置上的A传感器、安装在离合器上的B传感器、安装在档位上的C传感器、安装在油门上的D传感器及安装在方向盘上的E传感器皆有一信号输出线，且所有信号输出线与A数据采集卡的输入端连接，A数据采集卡的输出端与A数据控制卡的输入端连接，A数据控制卡的输出端连接着电脑。 [0008] 仪表驱动卡包括B数据采集卡和B数据控制卡，B数据采集卡的输入端与电脑连接，B数据采集卡输出端与B数据控制卡连接，B数据控制卡的输出端与汽车驾驶模拟器上仪表盘中的时速表、发动机转速表及水温表连接。 [0009] 振动电机安装在驾驶座下方且与驾驶座椅接触，振动电机包括一汽车启动信号采集控制装置，汽车启动信号采集控制装置有一输入端和一输出端，输入端与汽车点火装置连接，输出端与振动电机连接。 [0010] 对上述技术方案进行进一步阐述： [0011] 所述安装在汽车刹车装置上的A传感器是液压传感器，其安装在刹车装置的油路连接管路里面；所述安装在汽车离合器上的B传感器是位置传感器，其安装在离合器拉绳旁边，不与离合器拉绳接触；所述安装在汽车档位上的C传感器也是位置传感器，其安装在档位拉绳旁边，不与档位拉绳接触；所述安装在汽车油门上的D传感器是拉力传感器，其安装在油门的拉绳上；所述安装在汽车方向盘上的E传感器是光电传感器，光电传感器安装在方向盘轴承的的底部，并对着前轮的钢圈，在汽车驾驶模拟器的其中一前轮上安装有一白色反色体，白色反色体反光面与光电传感器对应。 [0012] 所述安装在汽车刹车装置上的液压传感器输出模拟量信号，安装在汽车离合器上的位置传感器输出数字量信号，安装在汽车档位上的位置传感器输出数字量信号，安装在汽车油门上的拉力传感器输出模拟量信号，安装在汽车方向盘上的光电传感器输出模拟量信号。 [0013] 所述安装在汽车档位上的位置传感器可发出4至6个档位的数字量信号。 [0014] 所述B数据控制卡的输出端还可以与汽车上仪表盘中充电指示灯、发动机故障指示灯、安全带指示灯、气囊指示灯、ABS指示灯、转向灯指示灯、远光灯指示灯及气囊指示灯连接。 [0015] 所述汽车的方向盘底座横轴上安装有可增强驾驶员手感的气弹簧。 [0016] 本发明有益的效果在于：一、A数据采集卡通过安装在所述汽车刹车装置上的A传感器、安装在所述汽车离合器上的B传感器、安装在所述汽车档位上的C传感器、安装在所述汽车油门上的D传感器及安装在所述汽车方向盘上的E传感器采集到驾驶者在刹车装置、离合器、档位、油门及方向盘上的各种操作信号，A数据采集卡把采集到的信号传给A数据控制卡，A数据控制卡对信号进行处理变成一种数据信号再传给电脑，电脑通过特定的软件发出与驾驶者所操作装置相对应的仿真视频声频，使驾驶者体验到如同真实驾驶般的感受；二、仪表驱动卡上的B数据采集卡把从电脑上采集到挂档、加油门及踩刹车等信号传给B数据控制卡，B数据控制卡对信号进行分析后发出相应的信号驱动时速表、发动机转速表及水温表，使时速表、发动机转速表及水温表作出相应的数据指示；三、在驾驶座下方安装有振动电机，汽车启动信号采集控制装置通过采集到汽车点火的信号并控制驾驶座下方安装的振动电机使其发出振动，并带动驾驶座振动，驾驶者就能体验到真实汽车启动时振动的感觉；四、安装在汽车档位上的位置传感器可发出4至6个档位的数字量信号，使得驾驶者能体会到汽车在多个不同档位时的变化；五、汽车的方向盘底座横轴上安装有一气弹簧，增强了驾驶者在打方向盘时的手感，如同在真的打方向盘一般。附图说明 [0017] 图1是本发明工作方框图； [0018] 图2是本发明仪表驱动卡工作方框图。具体实施方式 [0019] 以下结合附图说明一个较佳实施例更详细地说明本发明的技术方案和结构特点。 [0020] 参见图1、图2所示，本发明的结构中包括安装在所述汽车刹车装置上的A传感器、安装在离合器上的B传感器、安装在档位上的C传感器、安装在油门上的D传感器、安装在方向盘轴承上的E传感器、振动电机、仪表驱动卡、A数据采集卡及A数据控制卡；安装在所述汽车刹车装置上的A传感器、安装在离合器上的B传感器、安装在档位上的C传感器、安装在油门上的D传感器及安装在方向盘上的E传感器皆有一信号输出线，且所有信号输出线与A数据采集卡的输入端连接，A数据采集卡的输出端与A数据控制卡的输入端连接，A数据控制卡的输出端连接着电脑；仪表驱动卡包括B数据采集卡和B数据控制卡，B数据采集卡的输入端与电脑连接，B数据采集卡输出端与B数据控制卡连接，B数据控制卡的输出端与汽车驾驶模拟器上仪表盘中的时速表、发动机转速表及水温表连接；振动电机安装在驾驶座下方且与驾驶座椅接触，振动电机包括一汽车启动信号采集控制装置，汽车启动信号采集控制装置有一输入端和一输出端，输入端与汽车点火装置连接，输出端与振动电机连接；汽车的方向盘底座横轴上安装有可增强驾驶员手感的气弹簧。 [0021] 当驾驶者按下模拟汽车点火装置准备发动模拟汽车时，所述汽车启动信号采集控制装置就会采集到启动信号，汽车启动信号采集控制装置随即对安装在驾驶座下面的振动电机发出启动信号，振动电机产生振动，驾驶者即体会到真实汽车点火启动瞬间的振动感受。 [0022] 在电脑视频中道路行驶过程中，驾驶者根据道路情况会作出刹车、踩离合器、挂档位、踩油门及打方向盘等操作，当电脑视频中道路上有障碍物时，驾驶者踩下刹车，A传感器感觉到这一动作，发出信号，信号随即被A数据采集卡采集到，A数据采集卡将信号传给A数据控制卡，A数据控制卡将信号进行处理后传给电脑，电脑即会发出真实汽车刹车时的视觉效果和声觉效果；当电脑视频中道路驶入不同路段时，驾驶者需要踩离合器换档位，当踩下离合器时，B传感器感觉到这一动作，发出信号，信号随即被B数据采集卡采集到，B数据采集卡将信号传给B数据控制卡，B数据控制卡将信号进行处理后传给电脑，电脑即会发出真实汽车踩下离合器的视觉效果和声觉效果；在换挡时，C传感器感觉到这一动作，发出信号，信号随即被C数据采集卡采集到，C数据采集卡将信号传给C数据控制卡，C数据控制卡将信号进行处理后传给电脑，电脑即会发出真实汽车换档位时的视觉效果和声觉效果，且根据多个不同档位能产生多个档位的视觉效果和声觉效果；驾驶者根据电脑视频中道路的情况需要加速或减速时，驾驶者就加油门或踩油门，D传感器感觉到这一动作，发出信号，信号随即被D数据采集卡采集到，D数据采集卡将信号传给D数据控制卡，D数据控制卡将信号进行处理后传给电脑，电脑即会发出真实汽车加油门或减油门时的视觉效果和声觉效果；在电脑视频中道路出现拐弯或者障碍物打方向盘时，E传感器感觉到这一动作，发出信号，信号随即被E数据采集卡采集到，E数据采集卡将信号传给E数据控制卡，E数据控制卡将信号进行处理后传给电脑，电脑即会发出真实汽车加油门或减油门时的视觉效果和声觉效果，并且在打方向盘时，安装在方向盘底座横轴上的气弹簧对驾驶者使出作用力的方向有一个反作用力，使得驾驶者更有手感。 [0023] 当汽车因为视频中出现的不同道路的情况而发生运动变化，根据汽车行驶时间不同模拟的汽车降温装置水温也在变化的时候，B数据采集卡采集到这一信号，并且把信号传给B数据控制卡，B数据控制卡对数据进行处理后相应的对时速表、发动机转速表及水温表进行驱动，使得表盘上的显示与驾驶者的动作和感受一致。 [0024] 以上所述仅是本发明一个较佳实施例，而并非对其所做的任何限定，对于本领域工作人员来说，应予理解的是，在本发明技术实质下，其还可应用于电器内更多其他的设备上，且还可对其作出若干变形和修饰，故凡依本发明技术方案所做的微小变化或润饰，或应用领域的改变，皆应视为在其保护范围之内。