本實(shí)用新型涉及駕駛模擬器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

汽車駕駛模擬器是一種能正確模擬汽車的駕駛操縱動(dòng)作，獲得實(shí)車駕駛感覺的仿真系統(tǒng)。目前的汽車駕駛模擬器集合了傳感器、計(jì)算機(jī)三維實(shí)時(shí)動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)接口、人工智能、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等多種先進(jìn)技術(shù)，主要用于駕駛員的培訓(xùn)，也可以對(duì)微觀交通進(jìn)行仿真，對(duì)汽車的控制特性進(jìn)行研究。汽車駕駛模擬器具有安全性高、再現(xiàn)性好的特點(diǎn)。利用駕駛模擬器來進(jìn)行研究和訓(xùn)練，可方便地模擬各種道路環(huán)境、天氣狀況，分析汽車的技術(shù)性能指標(biāo)，從而可以節(jié)省大量的自然資源，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在汽車駕駛模擬器中，模擬轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用于對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行模擬，其主要包括機(jī)械系統(tǒng)以及與之相連的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)用于獲取駕駛員的操縱數(shù)據(jù)，并對(duì)所述操作數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)方向盤及電機(jī)進(jìn)行控制。

機(jī)械系統(tǒng)用于提供駕駛員操作平臺(tái)，通常包括方向盤、與方向盤連接的螺紋桿以及與螺紋桿連接的電機(jī)，其中，螺紋桿通過螺紋副可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于套筒內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的模擬轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能很好的模擬真實(shí)車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤時(shí)，方向盤帶動(dòng)螺紋桿旋轉(zhuǎn)，螺紋桿在旋轉(zhuǎn)數(shù)圈后，被螺紋副抱緊固定，螺紋副在抱緊后會(huì)對(duì)螺桿產(chǎn)生較大的預(yù)緊力，這樣需要駕駛員施加反方向的很大的力才能將擰動(dòng)，這種情況給人的感覺與真實(shí)車輛轉(zhuǎn)向給人的感覺存在較大差異。

為了使方向盤能夠模擬真車的操作手感，需要對(duì)方向盤 進(jìn)行改造，增加力反饋裝置，以模擬方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的阻力和自動(dòng)回正的功能。一般的改造后的方向盤有三部分：方向盤，方向盤管柱和力反饋電機(jī)，此種機(jī)構(gòu)的方向盤能夠滿足一般的應(yīng)用需求。由于力反饋不能很好的讓操作者感受到真實(shí)駕駛的感覺，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟 待解決的技術(shù)問題，為此有需要進(jìn)一步改進(jìn)的余地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、操作方便、模擬果好、安全可靠的方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器包括套裝在彈簧導(dǎo)桿上的左彈簧和右彈簧，左彈簧的左端與右彈簧的右端分別頂壓在彈簧座上，彈簧座固定在截面為U型的支架的底部，簧導(dǎo)桿的中部套裝有彈簧推動(dòng)環(huán)，左彈簧的右端與右彈簧的左端分別頂壓在彈簧推動(dòng)環(huán)，彈簧推動(dòng)環(huán)通過導(dǎo)向桿穿過U型支架的底部與設(shè)置在U型支架內(nèi)的齒條連接，齒條通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與方向盤傳動(dòng)軸傳動(dòng)連接，方向盤傳動(dòng)軸一端通過萬向節(jié)與方向盤的主軸連接，傳動(dòng)軸的另一端裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)軸與方向盤傳動(dòng)軸分別通過軸承座支撐在支架上。

其中優(yōu)選的技術(shù)方案是，在所述彈簧座上設(shè)有彈簧壓力傳感器，壓力傳感器與旋轉(zhuǎn)編碼器分別與控制器連接，通過控制器分析彈簧壓力與方向盤轉(zhuǎn)角之間的對(duì)用關(guān)系。

優(yōu)選的技術(shù)方案還有，在所述U型支架的底部彈簧推動(dòng)環(huán)的兩側(cè)設(shè)有位移傳傳感器，位移傳感器與旋轉(zhuǎn)編碼器分別與控制器連接，通過控制器分析彈簧位移量與方向盤轉(zhuǎn)角之間的對(duì)用關(guān)系。

進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與齒條嚙合的第一小齒輪，第一小齒輪設(shè)置在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸的兩端分別伸出至支架的外部，在傳動(dòng)軸的一端裝有大齒輪，所述大齒輪與設(shè)置在方向盤傳動(dòng)軸上的第二小齒輪嚙合。

進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，在所述向盤傳動(dòng)軸的一端與旋轉(zhuǎn)編碼器之間通過聯(lián)軸器連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，在所述截面為U型的支架的底部開設(shè)有用于導(dǎo)向桿滑動(dòng)的滑槽。

優(yōu)選的技術(shù)方案還有，在所述支架為槽鋼，所述彈簧座為連接在槽鋼底部的角鐵。

進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述控制器為單片機(jī)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：所述方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器通過左彈簧與右彈簧及齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合。將方向盤的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為水平的位移，然后通過設(shè)置在助力轉(zhuǎn)換器上的彈簧產(chǎn)生阻力，給人的感覺就有一個(gè)實(shí)車助力操縱感覺。本實(shí)用新型的一種方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器，完全不同于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型操作簡單、快捷、節(jié)省成本，達(dá)到了高效、實(shí)用性強(qiáng)的目的。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；。

圖中：1、彈簧導(dǎo)桿；2、左彈簧；3、右彈簧；4、彈簧座；5、支架；6、彈簧推動(dòng)環(huán)；7、齒條；8、方向盤傳動(dòng)軸；9、方向盤的主軸；10、旋轉(zhuǎn)編碼器；11、傳動(dòng)軸；12、軸承座；13、壓力傳感器；14、位移傳傳感器；15、第一小齒輪；16、大齒輪；17、第二小齒輪；18、滑槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如附圖1所示：本實(shí)用新型是一種方向盤彈性助力轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器包括套裝在彈簧導(dǎo)桿1上的左彈簧和2右彈簧3，左彈簧2的左端與右彈簧3的右端分別頂壓在彈簧座4上，彈簧座4固定在截面為U型的支架5的底部，簧導(dǎo)桿1的中部套裝有彈簧推動(dòng)環(huán)6，左彈簧2的右端與右彈簧3的左端分別頂壓在彈簧推動(dòng)環(huán)6，彈簧推動(dòng)環(huán)6通過導(dǎo)向桿穿過U型支架5的底部與設(shè)置在U型支架5內(nèi)的齒條7連接，齒條7通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與方向盤傳動(dòng)軸8傳動(dòng)連接，方向盤傳動(dòng)軸8一端通過萬向節(jié)與方向盤的主軸9連接，傳動(dòng)軸8的另一端裝有旋轉(zhuǎn)編碼器10，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)軸11與方向盤傳動(dòng)軸9分別通過軸承座12支撐在支架5上。

本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方案是，在所述彈簧座4上設(shè)有彈簧的壓力傳感器13，壓力傳感器13與旋轉(zhuǎn)編碼器10分別與控制器連接，通過控制器分析彈簧壓力與方向盤轉(zhuǎn)角之間的對(duì)用關(guān)系?？蓪椈赏苿?dòng)環(huán)6位于中間位置時(shí)的壓力傳感器的初始信號(hào)輸出量設(shè)定為零，當(dāng)方向盤旋轉(zhuǎn)到不同角度時(shí)，所對(duì)應(yīng)的壓力數(shù)值，可與向盤旋轉(zhuǎn)的角度一一對(duì)應(yīng)，也就是方向盤在旋轉(zhuǎn)時(shí)扭力與旋轉(zhuǎn)的角度可以相互轉(zhuǎn)換。

本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方案還有，在所述U型支架5的底部彈簧推動(dòng)環(huán)6的兩側(cè)也可以設(shè)有位移傳傳感器14，位移傳感器14與旋轉(zhuǎn)編碼器10分別與控制器連接，通過控制器分析彈簧位移量與方向盤轉(zhuǎn)角之間的對(duì)用關(guān)系。

本實(shí)用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案還有，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與齒條7嚙合的第一小齒輪15，第一小齒輪15設(shè)置在傳動(dòng)軸11上，傳動(dòng)軸11的兩端分別伸出至支架5的外部，在傳動(dòng)軸11的一端裝有大齒輪16，所述大齒輪16與設(shè)置在方向盤傳動(dòng)軸9上的第二小齒輪17嚙合。

本實(shí)用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案還有，在所述向盤傳動(dòng)軸9的一端與旋轉(zhuǎn)編碼器10之間通過聯(lián)軸器連接。

本實(shí)用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案還有，在所述截面為U型的支架5的底部開設(shè)有用于導(dǎo)向桿滑動(dòng)的滑槽18。

本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方案還有，在所述支架5為槽鋼，所述彈簧座4為連接在槽鋼底部的角鐵。

本實(shí)用新型進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案還有，所述控制器為單片機(jī)或采用PLC控制器。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。