專(zhuān)利名稱(chēng)：駕駛模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種駕駛模擬器，其再現(xiàn)車(chē)輛行駛時(shí)，在轉(zhuǎn)向時(shí)旋轉(zhuǎn)、 滑移時(shí)的狀態(tài)。
背景技術(shù)：
目前，如圖4所示，公開(kāi)有在底座100上通過(guò)6軸自由度的動(dòng)作 用的促動(dòng)器101支承主體102的駕駛模擬器。主體102通過(guò)由6個(gè)電動(dòng)缸體構(gòu)成的動(dòng)作用促動(dòng)器IOI，實(shí)現(xiàn)沿上 下、前后、左右方向移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)(平搖)、翻滾、縱搖(例如，專(zhuān)利 文獻(xiàn)1)。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的駕駛模擬器在動(dòng)作用促動(dòng)器101的結(jié) 構(gòu)上，存在旋轉(zhuǎn)(平搖)角及翻滾(橫搖)角自然有限且不能再現(xiàn)車(chē) 輛向滑移橫置、或橫轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)這類(lèi)問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:(日本)特開(kāi)2000-132084號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種駕駛 模擬器，可以再現(xiàn)在車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)旋轉(zhuǎn)、滑移時(shí)的狀態(tài)。本發(fā)明是為解決上述現(xiàn)有的問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，在權(quán)利要求范圍內(nèi)記 載的各發(fā)明中，作為駕駛模擬器分別采用下述的各技術(shù)手段。(1)第一方面提供一種駕駛模擬器，其特征在于，具備固定臺(tái)、沿左右方向可移動(dòng)地載置在該固定臺(tái)上的橫向平移臺(tái)、可旋轉(zhuǎn)地載置 在該橫向平移臺(tái)上的偏轉(zhuǎn)臺(tái)、可翻滾地將前后軸支承在該偏轉(zhuǎn)臺(tái)上的 翻滾臺(tái)。(2) 第二方面在第一方面的基礎(chǔ)上，提供一種駕駛模擬器，其特 征在于，在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)和所述固定臺(tái)之間，具備安裝在所述橫向平移臺(tái)上的環(huán)狀的偏轉(zhuǎn)用軌道；安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)下面且沿所述該偏轉(zhuǎn)用軌道滑動(dòng)的多個(gè)偏轉(zhuǎn)用 滑塊；安裝在所述橫向平移臺(tái)上且偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。(3) 第三方面在第二方面的基礎(chǔ)上，提供一種駕駛模擬器，其特 征在于，所述偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由安裝在所述橫向平移臺(tái)上的偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng) 伺服馬達(dá)、將該偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)的輸出傳遞到所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)傳遞裝置構(gòu)成。(4) 第四方面在第一 第三方面中任一方面的基礎(chǔ)上，提供一種 駕駛模擬器，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)可無(wú)限旋轉(zhuǎn)地載置在所述固定 臺(tái)上。(5) 第五方面在第一 第四方面中任一方面的基礎(chǔ)上，提供一種 駕駛模擬器，其特征在于，所述翻滾臺(tái)可無(wú)限翻滾地載置在所述偏轉(zhuǎn) 臺(tái)上。(6) 第六方面在第一 第五方面中任一方面的基礎(chǔ)上，提供一種 駕駛模擬器，其特征在于，具備翻滾驅(qū)動(dòng)裝置，其安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái) 上，并且翻滾驅(qū)動(dòng)所述翻滾臺(tái)。(7) 第七方面在第六方面的基礎(chǔ)上，提供一種駕駛模擬器，其特征在于，所述翻滾驅(qū)動(dòng)裝置由安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)上的翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服 馬達(dá)、將該翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)的輸出傳遞到所述翻滾臺(tái)的翻滾旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)傳遞裝置構(gòu)成。(8) 第八方面在第一 第七方面中任一方面的基礎(chǔ)上，提供一種 駕駛模擬器，其特征在于，在所述固定臺(tái)和所述橫向平移臺(tái)之間，具備在所述固定臺(tái)上沿左右方向并排延伸地安裝的一對(duì)橫向平移用軌道；安裝在所述橫向平移臺(tái)的下面且沿所述一對(duì)橫向平移用軌道滑動(dòng) 的橫向平移用滑塊；安裝在所述固定臺(tái)上且沿橫方向驅(qū)動(dòng)所述橫向平移臺(tái)的橫向平移 驅(qū)動(dòng)裝置。(9) 第九方面在第八方面的基礎(chǔ)上，提供一種駕駛模擬器，其特 征在于，所述橫向平移驅(qū)動(dòng)裝置由安裝在所述橫向平移臺(tái)下面的前后 方向中央部的橫向平移用齒條、和安裝在所述固定臺(tái)上并且在輸出軸 上具有與該橫向平移用齒條嚙合的橫向平移用小齒輪的橫向平移伺服 馬達(dá)構(gòu)成。(10) 第十方面在第八方面的基礎(chǔ)上，提供一種駕駛模擬器，其 特征在于，所述橫向平移驅(qū)動(dòng)裝置為安裝在所述固定臺(tái)和所述橫向平 移臺(tái)之間的缸體促動(dòng)器。(11) 第十一方面在第一方面的基礎(chǔ)上，提供一種駕駛模擬器， 其特征在于，所述駕駛模擬器在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)和所述固定臺(tái)之間具備安裝在所 述橫向平移臺(tái)上的環(huán)狀的偏轉(zhuǎn)用軌道；安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)下面且沿所 述該偏轉(zhuǎn)用軌道滑動(dòng)的多個(gè)偏轉(zhuǎn)用滑塊；安裝在所述橫向平移臺(tái)上并 且經(jīng)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬所述駕駛模擬器具備安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)上并且經(jīng)由翻滾旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置翻滾驅(qū)動(dòng)所述翻滾臺(tái)的翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)；所述駕駛模擬器在所述固定臺(tái)和所述橫向平移臺(tái)之間具備在所述固定臺(tái)上沿左右方向并排延伸地安裝的一對(duì)橫向平移用軌道；安裝在所述橫向平移臺(tái)下面且沿所述一對(duì)橫向平移用軌道滑動(dòng)的橫向平移用滑塊；安裝在所述固定臺(tái)上且沿橫向驅(qū)動(dòng)所述橫向平移臺(tái)的橫向平 移伺服馬達(dá)；所述駕駛模擬器還具備檢測(cè)所述橫向平移臺(tái)左右方向位置的橫 向平移位置傳感器；檢測(cè)所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的偏轉(zhuǎn)角度的偏轉(zhuǎn)角度傳感器； 檢測(cè)所述翻滾臺(tái)的翻滾角度的翻滾角度傳感器，控制監(jiān)視裝置，該控制監(jiān)視裝置具有-輸入并存儲(chǔ)車(chē)身滑移角度目標(biāo)值、車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值、及車(chē) 身橫向加速度目標(biāo)值的分配率的輸入器；基于自所述輸入器發(fā)送的所述車(chē)身滑移角度目標(biāo)值和利用所述偏 轉(zhuǎn)角度傳感器檢測(cè)處理得到的偏轉(zhuǎn)角度計(jì)測(cè)值來(lái)對(duì)所述偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺 服馬達(dá)進(jìn)行PID控制的偏轉(zhuǎn)角度PID控制器；基于自所述輸入器發(fā)送的所述車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值和分配率來(lái) 計(jì)算橫向平移加速度目標(biāo)值及翻滾角加速度目標(biāo)值的分配器；對(duì)自所述分配器發(fā)送的所述橫向平移加速度目標(biāo)值及翻滾角加速 度目標(biāo)值進(jìn)行二次積分而計(jì)算橫向平移位移目標(biāo)值及翻滾角度目標(biāo)值 的二次積分器；基于自所述二次積分器發(fā)送的所述橫向平移位移目標(biāo)值和利用橫 向平移位置傳感器檢測(cè)處理得到的橫向位移計(jì)測(cè)值來(lái)對(duì)所述橫向平移 伺服馬達(dá)進(jìn)行PID控制的橫向平移位移PID控制器；基于自所述二次積分器發(fā)送的所述翻滾角度目標(biāo)值和利用所述翻 滾角度傳感器檢測(cè)處理得到的翻滾角度計(jì)測(cè)值來(lái)對(duì)所述翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺 服馬達(dá)進(jìn)行PID控制的翻滾角度PID控制器。在權(quán)利要求范圍內(nèi)記載的各權(quán)利要求項(xiàng)的發(fā)明的駕駛模擬器具備固定臺(tái)、可沿左右方向移動(dòng)地載置在該固定臺(tái)上的橫向平移臺(tái)、 可旋轉(zhuǎn)地載置在該固定臺(tái)上的偏轉(zhuǎn)臺(tái)、可翻滾地將前后軸支承在該偏 轉(zhuǎn)臺(tái)上的翻滾臺(tái)，因此，能夠?qū)④?chē)身回轉(zhuǎn)角度、翻滾角度控制得較大， 因此可以再現(xiàn)車(chē)輛行駛時(shí)的轉(zhuǎn)彎時(shí)的極限舉動(dòng)即漂移現(xiàn)象、橫向回轉(zhuǎn) 現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的駕駛模擬器的側(cè)視圖；圖2是同后視圖； 圖3是同控制框圖；圖4是現(xiàn)有的駕駛模擬器的立體圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1 固定臺(tái)2 橫向平移臺(tái)3 橫向平移用軌道4 橫向平移用滑塊5 橫向平移用齒條6 橫向平移用小齒輪7 橫向平移伺服馬達(dá) 10偏轉(zhuǎn)臺(tái)10a偏轉(zhuǎn)臺(tái)水平部 10b偏轉(zhuǎn)臺(tái)垂直臂部 11環(huán)狀偏轉(zhuǎn)用軌道 12偏轉(zhuǎn)用滑塊 13偏轉(zhuǎn)軸連接軸套 14偏轉(zhuǎn)軸 15偏轉(zhuǎn)從動(dòng)帶輪 16偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)用皮帶 17偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)帶18偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)19偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)安裝臺(tái)20翻滾臺(tái)20a翻滾臺(tái)水平部20b翻滾臺(tái)垂直臂部21a、 21b 翻滾軸承22翻滾軸23翻滾軸從動(dòng)帶輪24翻滾軸驅(qū)動(dòng)用皮帶25翻滾軸驅(qū)動(dòng)帶輪26翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)27翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)安裝臺(tái)28座椅30控制監(jiān)視裝置31輸入器32偏轉(zhuǎn)角度PID控制器33分配器34二次積分器35橫向平移位移PID控制器36二次積分器37翻滾角度PID控制器40橫向平移位置傳感器41偏轉(zhuǎn)角度傳感器42翻滾角度傳感器具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)圖1 圖3說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式。圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛模擬器的側(cè)視圖，圖2是該駕駛模 擬器的后視圖，圖3是該駕駛模擬器控制框圖。另外，關(guān)于橫向平移機(jī)構(gòu)(橫向平移用齒條、橫向平移用小齒輪、橫向平移伺服馬達(dá)等)在圖1中省略圖示，只在圖2中圖示，關(guān)于座 椅、翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)、偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)在圖2中省略圖示， 只在圖1中圖示。首先，根據(jù)圖1、圖2對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛模擬器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行 說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛模擬器由設(shè)置在試驗(yàn)場(chǎng)等的地板上的固定 臺(tái)1、在固定臺(tái)1上沿左右方向滑動(dòng)(橫向平移)的橫向平移臺(tái)2、在 橫向平移臺(tái)2上無(wú)限旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)(偏搖)臺(tái)10、在偏轉(zhuǎn)臺(tái)IO上沿左右 方向無(wú)限翻滾的翻滾(橫搖)臺(tái)20構(gòu)成。另外，固定臺(tái)1、橫向平移臺(tái)2、偏轉(zhuǎn)臺(tái)10及翻滾臺(tái)20由于制作 成框架(框)狀，由此可使裝置整體輕量化。艮口，如圖1、圖2中所示，在固定臺(tái)1上的前后位置安裝有一對(duì)橫 向平移用齒條3。在此，在圖1中，自座椅28的位置將翻滾臺(tái)垂直臂部20b的方向 設(shè)定為前方方向。一對(duì)橫向平移用齒條3分別沿駕駛模擬器的左右方向并排延伸。在各橫向平移用齒條3上沿橫向平移用齒條3可滑動(dòng)地分別載置 有至少2個(gè)橫向平移用滑塊4。在橫向平移用滑塊4上安裝有橫向平移臺(tái)2。另外，如在圖2圖示(在圖1中省略圖示)，在橫向平移臺(tái)2的 下面前后方向中央附近的右側(cè)或左側(cè)安裝有橫向平移用齒條5。另一方面，在固定臺(tái)1上安裝有帶制動(dòng)器及減速機(jī)的橫向平移伺 服馬達(dá)7。在橫向平移伺服馬達(dá)7的輸出軸上安裝有橫向平移用小齒輪6，橫 向平移用小齒輪6與橫向平移臺(tái)2下面的橫向平移用齒條5嚙合。另外，橫向平移驅(qū)動(dòng)裝置由橫向平移用小齒輪6、橫向平移用齒條 5及橫向平移伺服馬達(dá)7構(gòu)成，但替代這些，也可以是將橫向平移驅(qū)動(dòng) 裝置安裝在固定臺(tái)1和橫向平移臺(tái)2之間，其各端部分別軸支承在固 定臺(tái)1或橫向平移臺(tái)2上的缸體促動(dòng)器。而且，通過(guò)驅(qū)動(dòng)橫向平移伺服馬達(dá)7，橫向平移臺(tái)2經(jīng)由橫向平移 用小齒輪6及橫向平移用齒條5在固定臺(tái)1上沿左右方向移動(dòng)(橫向 平移)。另外，在橫向平移伺服馬達(dá)7上安裝有用于檢測(cè)橫向平移臺(tái)2的 移動(dòng)量或位置的橫向平移位置傳感器40。另外，橫向平移位置傳感器40可以檢測(cè)帶減速機(jī)的橫向平移伺服 馬達(dá)7的減速機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)速，也可以檢測(cè)內(nèi)部伺服電機(jī)自身的轉(zhuǎn) 速。進(jìn)而，也可以檢測(cè)橫向平移臺(tái)2的左右方向位置。在橫向平移臺(tái)2上安裝有環(huán)狀的偏轉(zhuǎn)用軌道11。在偏轉(zhuǎn)用軌道11上沿偏轉(zhuǎn)用軌道11可滑動(dòng)地(圓運(yùn)動(dòng))載置有多個(gè)(至少3個(gè))劣弧片狀的偏轉(zhuǎn)用滑塊12。在偏轉(zhuǎn)用滑塊12上安裝有偏轉(zhuǎn)(偏搖)臺(tái)10。在偏轉(zhuǎn)臺(tái)10的中央下面，經(jīng)由偏轉(zhuǎn)軸連接軸套13及偏轉(zhuǎn)軸14安 裝有偏轉(zhuǎn)軸從動(dòng)帶輪15。另一方面，如在圖1中圖示(在圖2中省略圖示)，在橫向平移 臺(tái)2上，經(jīng)由偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)安裝臺(tái)19安裝有帶制動(dòng)器及減速機(jī) 的偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)18。在偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)18的輸出軸上安裝有偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)帶輪17。在偏轉(zhuǎn)軸從動(dòng)帶輪15及偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)帶輪17上巻掛有偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng) 用皮帶16。而且，通過(guò)驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)18，經(jīng)由偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)帶輪17、 偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)用皮帶16及偏轉(zhuǎn)軸從動(dòng)帶輪15，偏轉(zhuǎn)臺(tái)IO在橫向平移臺(tái) 2上可無(wú)限旋轉(zhuǎn)(360度偏轉(zhuǎn))。另外，由偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)帶輪17、偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)用皮帶16及偏轉(zhuǎn)軸從動(dòng) 帶輪15組成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置并不限定于此，也可以由相互嚙合的 齒輪等構(gòu)成。另外，在橫向平移臺(tái)2上安裝且偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)臺(tái)IO的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝 置由該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置及偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)18構(gòu)成。另外，在偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)18上安裝有用于檢測(cè)偏轉(zhuǎn)臺(tái)10的 旋轉(zhuǎn)角度或位置的偏轉(zhuǎn)角度傳感器41。另外，偏轉(zhuǎn)角度傳感器41可以檢測(cè)帶減速機(jī)的偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬 達(dá)18的輸出軸的轉(zhuǎn)速，也可以檢測(cè)內(nèi)部的伺服馬達(dá)自身的轉(zhuǎn)速。進(jìn)而，也可以檢測(cè)偏轉(zhuǎn)臺(tái)io的旋轉(zhuǎn)角度。偏轉(zhuǎn)臺(tái)10側(cè)面形狀制作成3字狀(或u字狀)的形式，由水平的 偏轉(zhuǎn)臺(tái)水平部10a和在偏轉(zhuǎn)臺(tái)水平部10a的前后端向上方延伸的一對(duì)偏 轉(zhuǎn)臺(tái)重直臂部10b構(gòu)成。而且，在各偏轉(zhuǎn)臺(tái)垂直臂部10b的上端安裝有用于可翻滾(橫搖) 地支承后述的翻滾(橫搖)臺(tái)20的翻滾軸承21a、 21b。在偏轉(zhuǎn)臺(tái)10的內(nèi)側(cè)可翻滾地配設(shè)有側(cè)面形狀制成3字狀(或U字 狀)的形式的翻滾(橫搖)臺(tái)20。艮P，翻滾臺(tái)20由座椅28、圖示略的方向盤(pán)、可裝載各計(jì)測(cè)設(shè)備等 的翻滾臺(tái)水平部20a、在翻滾臺(tái)水平部20a的前后端向上方延伸的一對(duì) 翻滾臺(tái)垂直臂部20b構(gòu)成。而且， 一對(duì)翻滾臺(tái)垂直臂部20b的上部安裝有一對(duì)翻滾軸22，各 翻滾軸22由偏轉(zhuǎn)臺(tái)垂直臂部10b的上端的翻滾軸承21a、21b可旋轉(zhuǎn)地 支承。在翻滾軸22的另一端安裝有翻滾軸從動(dòng)帶輪23。另一方面，在偏轉(zhuǎn)臺(tái)10上，經(jīng)由翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)安裝臺(tái)27 安裝有制動(dòng)器及帶減速機(jī)的翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)26。在翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺動(dòng)馬達(dá)26的輸出軸上安裝有翻滾軸驅(qū)動(dòng)帶輪25。在翻滾軸從動(dòng)帶輪23及翻滾軸驅(qū)動(dòng)帶輪25上巻掛有翻滾軸驅(qū)動(dòng) 用皮帶24。翻滾驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)26，翻滾臺(tái)20經(jīng)由翻滾軸驅(qū)動(dòng)帶輪 25、翻滾軸驅(qū)動(dòng)用皮帶24及翻滾軸從動(dòng)帶輪23在偏轉(zhuǎn)臺(tái)IO上可沿左 右方向無(wú)限翻滾(橫搖)。另外，由翻滾軸驅(qū)動(dòng)帶輪25、翻滾軸驅(qū)動(dòng)用皮帶24及翻滾軸從動(dòng) 帶輪23組成的翻滾旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置不限定于此，也可以由相互嚙合 的齒輪等構(gòu)成。另外，在偏轉(zhuǎn)臺(tái)10上安裝并且翻滾驅(qū)動(dòng)翻滾臺(tái)20的翻滾驅(qū)動(dòng)裝 置由該翻滾旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置及翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)26構(gòu)成。另外，在翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)26上安裝有用于檢測(cè)翻滾臺(tái)20的 翻滾角度的翻滾角度傳感器4 2 。另外，翻滾角度傳感器42不限于檢測(cè)帶減速機(jī)的翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服 馬達(dá)26的輸出軸的轉(zhuǎn)速，也可以檢測(cè)內(nèi)部的伺服馬達(dá)自身的轉(zhuǎn)速。進(jìn)而，也可以檢測(cè)翻滾臺(tái)20的翻滾角度。其次，根據(jù)圖3對(duì)駕駛模擬器的控制監(jiān)視裝置進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，控制監(jiān)視裝置30由輸入器31、偏轉(zhuǎn)角度PID控制 器32、分配器33、 二次積分器34、橫向平移位移PID控制器35、 二 次積分器36及翻滾角度PID控制器37等構(gòu)成。在駕駛模擬器的試驗(yàn)開(kāi)始(可動(dòng))前，預(yù)先向輸入器31輸入并儲(chǔ)存車(chē)身滑移角度(偏轉(zhuǎn)角度)目標(biāo)值、車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值(時(shí)間 系列數(shù)據(jù)或時(shí)間波形)、及車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值的分配率。
駕駛模擬器試驗(yàn)(可動(dòng))開(kāi)始后，在各時(shí)刻的車(chē)身滑移角度目標(biāo)
值被發(fā)送到偏轉(zhuǎn)角度PID控制器32。
另一方面，從偏轉(zhuǎn)角度傳感器41向偏轉(zhuǎn)角度PID控制器32輸入 與偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)18的眾所周知的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的脈沖列。
在偏轉(zhuǎn)角度PID控制器32,基于來(lái)自偏轉(zhuǎn)角度傳感器41的脈沖 列及偏轉(zhuǎn)軸從動(dòng)帶輪15、偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)帶輪17的減速比等計(jì)算偏轉(zhuǎn)臺(tái) 10及翻滾臺(tái)20的偏轉(zhuǎn)(偏搖)角度計(jì)測(cè)值。
而且，偏轉(zhuǎn)角度PID控制器32基于車(chē)身滑移角度目標(biāo)值和偏轉(zhuǎn)角 度計(jì)測(cè)值進(jìn)行PID計(jì)算，按照偏轉(zhuǎn)臺(tái)IO的偏轉(zhuǎn)角度達(dá)到車(chē)身滑移角度 目標(biāo)值的方式控制偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)18。
另外，駕駛模擬器試驗(yàn)(可動(dòng))開(kāi)始后，與上述偏轉(zhuǎn)角度的控制 同步，在各時(shí)刻的車(chē)身加速度目標(biāo)值及分配率被發(fā)送到分配器33。
在分配器33中，基于車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值及分配率來(lái)計(jì)算橫向 平移加速度目標(biāo)值及翻滾角加速度目標(biāo)值。
另外，分配率為60%和80%時(shí)，橫向平移加速度目標(biāo)值=車(chē)身橫 向加速度目標(biāo)值X 0.6、翻滾角加速度目標(biāo)值=車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值X 0.8。
另外，各分配率在車(chē)身行駛調(diào)整階段進(jìn)行搭載體感而從輸入器31 輸入接近實(shí)際乘坐感覺(jué)的分配率。該分配率可以為任意值，例如設(shè)定為50%、 50%，或者也可以與 上述相反地設(shè)定為80%、 60%。
計(jì)算出的橫向平移加速度目標(biāo)值及翻滾角加速度目標(biāo)值被分別發(fā) 送到二次積分器34、 36。
在二次積分器34，接收到的橫向平移加速度目標(biāo)值被二次積分， 計(jì)算出橫向平移位移目標(biāo)值。
計(jì)算出的橫向平移位移目標(biāo)值被發(fā)送到橫向平移位移PID控制器35。
另外，在二次積分器36，接收到的翻滾角加速度目標(biāo)值被二次積 分，計(jì)算翻滾角度目標(biāo)值。
計(jì)算出的翻滾角度目標(biāo)值被發(fā)送到翻滾角度PID控制器37。
另一方面，從橫向平移位置傳感器40向橫向平移位移PID控制器 35輸入與橫向平移伺服馬達(dá)7的眾所周知的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的脈沖列。
在橫向平移位移PID控制器35中，基于來(lái)自橫向平移位置傳感器 40的脈沖列及橫向平移用齒條5、橫向平移用小齒輪6的減速比等計(jì) 算橫向平移臺(tái)2、偏轉(zhuǎn)臺(tái)10及翻滾臺(tái)20的橫向位移計(jì)測(cè)值。
而且，橫向平移位移PID控制器35基于橫向平移位移目標(biāo)值和橫 向位移計(jì)測(cè)值進(jìn)行PID計(jì)算，按照橫向平移臺(tái)2的左右方向位置達(dá)到 橫向平移位移目標(biāo)值的方式控制橫向平移伺服馬達(dá)7。
另外，從翻滾角度傳感器42向翻滾角度PID控制器37輸入與翻 滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)26的眾所周知的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的脈沖列。在翻滾角度PID控制器37，基于來(lái)自翻滾角度傳感器42的脈沖 列及翻滾軸驅(qū)動(dòng)帶輪25、翻滾軸從動(dòng)帶輪23的減速比等，計(jì)算翻滾臺(tái) 20的翻滾角度計(jì)測(cè)值。
而且，翻滾角度PID控制器37基于翻滾角度目標(biāo)值和翻滾角度計(jì) 測(cè)值進(jìn)行PID計(jì)算，并按照翻滾臺(tái)20的翻滾角度達(dá)到翻滾角度目標(biāo)值 的方式控制翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)26。
這樣，基于輸入到控制監(jiān)視裝置30的輸入器31的車(chē)身滑移角度 (偏轉(zhuǎn)角度)目標(biāo)值、車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值，可以使翻滾臺(tái)20偏轉(zhuǎn)、 橫向平移、翻滾。
另外，基于來(lái)自控制監(jiān)視裝置30中的偏轉(zhuǎn)角度PID控制器32、 分配器33、 二次積分器34、橫向平移位移PID控制器35、 二次積分器 36、翻滾角度PID控制器37及橫向平移位置傳感器40、偏轉(zhuǎn)角度傳感 器41、翻滾角度傳感器42的信號(hào)的各角度、位置的運(yùn)算器不限于各電 路單元(IC單元卡)，還包含電子計(jì)算機(jī)的程序(或小程序(sequence)) 的方式。
本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛模擬器如上述那樣構(gòu)成，特別是由于可以 較大控制車(chē)身的旋轉(zhuǎn)角度、翻滾角度，從而可以再現(xiàn)車(chē)身回轉(zhuǎn)時(shí)的現(xiàn) 象。
艮口，與現(xiàn)有的情況不同，可以無(wú)限旋轉(zhuǎn)、無(wú)限翻滾，因此，可以 再現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)彎時(shí)的極限舉動(dòng)即漂移現(xiàn)象、橫向回轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
而且，通過(guò)使用本發(fā)明實(shí)施方式的駕駛模擬器進(jìn)行車(chē)身試驗(yàn)，可 以進(jìn)行線(xiàn)控轉(zhuǎn)向型的新的駕駛方式的控制方法的研究、轉(zhuǎn)彎極限時(shí)的 駕駛穩(wěn)定性的研究、新的懸架裝置的研討、含有考慮到駕駛員的特性的輔助控制的新操控方式的控制方法的研究、人 汽車(chē)系統(tǒng)的理想的 車(chē)輛控制法的研究等。
以上，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施 方式，不用說(shuō)在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)其具體結(jié)構(gòu)增加各種變更。
例如，若通過(guò)至少3個(gè)上下動(dòng)用的油壓缸支承固定臺(tái)1，則就可以
作成能夠較大控制車(chē)身的旋轉(zhuǎn)角度、翻滾角度的6自由度的駕駛模擬器。
權(quán)利要求
1.一種駕駛模擬器，其特征在于，具備固定臺(tái)、沿左右方向可移動(dòng)地載置在該固定臺(tái)上的橫向平移臺(tái)、可旋轉(zhuǎn)地載置在該橫向平移臺(tái)上的偏轉(zhuǎn)臺(tái)、和可翻滾地將前后軸支承在該偏轉(zhuǎn)臺(tái)上的翻滾臺(tái)。
2. 如權(quán)利要求l所述的駕駛模擬器，其特征在于，在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái) 和所述固定臺(tái)之間，具備安裝在所述橫向平移臺(tái)上的環(huán)狀的偏轉(zhuǎn)用軌道；安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)下面且沿所述所述偏轉(zhuǎn)用軌道滑動(dòng)的多個(gè)偏轉(zhuǎn) 用滑塊；和安裝在所述橫向平移臺(tái)上且偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述的駕駛模擬器，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 裝置由安裝在所述橫向平移臺(tái)上的偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)、將該偏轉(zhuǎn)軸 驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)的輸出傳遞到所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的駕駛模擬器，其特征在于， 所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)可無(wú)限旋轉(zhuǎn)地載置在所述固定臺(tái)上。
5. 如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的駕駛模擬器，其特征在于， 所述翻滾臺(tái)可無(wú)限翻滾地載置在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)上。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的駕駛模擬器，其特征在于， 具備翻滾驅(qū)動(dòng)裝置，其安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)上，并且翻滾驅(qū)動(dòng)所述翻滾
7.如權(quán)利要求6所述的駕駛模擬器，其特征在于，所述翻滾驅(qū)動(dòng) 裝置由安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)上的翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)、將該翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)的輸出傳遞到所述翻滾臺(tái)的翻滾旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的駕駛模擬器，其特征在于，在所述固定臺(tái)和所述橫向平移臺(tái)之間，具備在所述固定臺(tái)上沿左右方向并排延伸地安裝的一對(duì)橫向平移用軌道；安裝在所述橫向平移臺(tái)的下面且沿所述一對(duì)橫向平移用軌道滑動(dòng)的橫向平移用滑塊；和安裝在所述固定臺(tái)上且沿橫方向驅(qū)動(dòng)所述橫向平移臺(tái)的橫向平移 驅(qū)動(dòng)裝置。
9. 如權(quán)利要求8所述的駕駛模擬器，其特征在于，所述橫向平移 驅(qū)動(dòng)裝置由安裝在所述橫向平移臺(tái)下面的前后方向中央部的橫向平移 用齒條、和安裝在所述固定臺(tái)上并且在輸出軸上具有與該橫向平移用 齒條嚙合的橫向平移用小齒輪的橫向平移伺服馬達(dá)構(gòu)成。
10. 如權(quán)利要求8所述的駕駛模擬器，其特征在于，所述橫向平 移驅(qū)動(dòng)裝置為安裝在所述固定臺(tái)和所述橫向平移臺(tái)之間的缸體促動(dòng) 器。
11. 如權(quán)利要求l所述駕駛模擬器，其特征在于， 所述駕駛模擬器在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)和所述固定臺(tái)之間具備安裝在所述橫向平移臺(tái)上的環(huán)狀的偏轉(zhuǎn)用軌道；安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)下面且沿所 述該偏轉(zhuǎn)用軌道滑動(dòng)的多個(gè)偏轉(zhuǎn)用滑塊；以及安裝在所述橫向平移臺(tái) 上并且經(jīng)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳遞裝置偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺服 馬達(dá)；所述駕駛模擬器具備安裝在所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)上并且經(jīng)由翻滾旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)傳遞裝置翻滾驅(qū)動(dòng)所述翻滾臺(tái)的翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)；所述駕駛模擬器在所述固定臺(tái)和所述橫向平移臺(tái)之間具備在所 述固定臺(tái)上沿左右方向并排延伸地安裝的一對(duì)橫向平移用軌道；安裝在所述橫向平移臺(tái)下面且沿所述一對(duì)橫向平移用軌道滑動(dòng)的橫向平移 用滑塊；以及安裝在所述固定臺(tái)上且沿橫向驅(qū)動(dòng)所述橫向平移臺(tái)的橫 向平移伺服馬達(dá)；所述駕駛模擬器還具備檢測(cè)所述橫向平移臺(tái)左右方向位置的橫 向平移位置傳感器；檢測(cè)所述偏轉(zhuǎn)臺(tái)的偏轉(zhuǎn)角度的偏轉(zhuǎn)角度傳感器； 檢測(cè)所述翻滾臺(tái)的翻滾角度的翻滾角度傳感器；以及控制監(jiān)視裝置，該控制監(jiān)視裝置具有輸入并存儲(chǔ)車(chē)身滑移角度目標(biāo)值、車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值、及車(chē) 身橫向加速度目標(biāo)值的分配率的輸入器；基于自所述輸入器發(fā)送的所述車(chē)身滑移角度目標(biāo)值和利用所述偏 轉(zhuǎn)角度傳感器檢測(cè)處理得到的偏轉(zhuǎn)角度計(jì)測(cè)值來(lái)對(duì)所述偏轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)伺 服馬達(dá)進(jìn)行PID控制的偏轉(zhuǎn)角度PID控制器；基于自所述輸入器發(fā)送的所述車(chē)身橫向加速度目標(biāo)值和分配率來(lái) 計(jì)算橫向平移加速度目標(biāo)值及翻滾角加速度目標(biāo)值的分配器；對(duì)自所述分配器發(fā)送的所述橫向平移加速度目標(biāo)值及翻滾角加速 度目標(biāo)值進(jìn)行二次積分而計(jì)算橫向平移位移目標(biāo)值及翻滾角度目標(biāo)值 的二次積分器；基于自所述二次積分器發(fā)送的所述橫向平移位移目標(biāo)值和利用橫 向平移位置傳感器檢測(cè)處理得到的橫向位移計(jì)測(cè)值來(lái)對(duì)所述橫向平移 伺服馬達(dá)進(jìn)行PID控制的橫向平移位移PID控制器；基于自所述二次積分器發(fā)送的所述翻滾角度目標(biāo)值和利用所述翻 滾角度傳感器檢測(cè)處理得到的翻滾角度計(jì)測(cè)值來(lái)對(duì)所述翻滾軸驅(qū)動(dòng)伺 服馬達(dá)進(jìn)行PID控制的翻滾角度PID控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種駕駛模擬器，在現(xiàn)有的駕駛模擬器中，存在旋轉(zhuǎn)角自然有限且不能再現(xiàn)車(chē)輛滑移橫置時(shí)的狀態(tài)這類(lèi)問(wèn)題。本發(fā)明提供一種駕駛模擬器，其具備固定臺(tái)、在固定臺(tái)上沿左右方向可移動(dòng)地載置的橫向平移臺(tái)、在固定臺(tái)(1)上可旋轉(zhuǎn)地載置的偏轉(zhuǎn)臺(tái)、在偏轉(zhuǎn)臺(tái)上可翻滾地軸支承其前后的翻滾臺(tái)。由此，可以最大限度地控制車(chē)身的旋轉(zhuǎn)角度，可以再現(xiàn)車(chē)身回轉(zhuǎn)時(shí)的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)A63G31/00GK101558435SQ200880001048
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者作野誠(chéng), 時(shí)山智, 清水將之, 野崎博路 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社;野崎博路