一种踏板力度反馈装置及汽车驾驶模拟器的制作方法

1.本技术涉及汽车、赛车模拟器技术领域，更具体地，涉及一种踏板力度反馈装置及汽车驾驶模拟器。


背景技术：

2.汽车、赛车模拟器是一种模拟真实驾驶体验的游戏设备，一般包括方向盘、踏板、档把等；赛车模拟器的踏板包括油门、刹车、离合三部分，赛车模拟器通过获取踏板位移等方式计算取得踩踏踏板的力度，进而根据踩踏力度控制赛车模拟器的运行状态，以模拟真实开车过程中对油门刹车离合的控制，例如将踏板与编码器连接，踩踏踏板时编码器获取踏板的旋转角度，编码器旋转角度发给控制器，再由控制器进行计算得出踩踏踏板的力度，但这种踏板力度反馈装置的计算复杂，且脚感反馈不真实、脚感单调。


技术实现要素：

3.本技术实施例在于提供一种踏板力度反馈装置及汽车驾驶模拟器，用于解决现有技术踏板力度反馈装置计算复杂，且脚感反馈不真实、脚感单调的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供一种踏板力度反馈装置，采用了如下所述的技术方案：
5.一种踏板力度反馈装置，包括：底座、踏板、压力传感组件和阻尼组件；所述踏板的一端与所述底座转动连接，所述压力传感组件设于所述底座上且与所述踏板间隔设置，所述阻尼组件的两端分别连接所述踏板和压力传感组件，所述阻尼组件远离所述压力传感组件的一端与所述底座间隔设置，所述踏板朝向所述压力传感组件倾斜设置。
6.进一步地，所述阻尼组件包括活塞件、阻尼件；所述活塞件的一端与所述踏板连接，所述活塞件的另一端滑设于所述压力传感组件内，所述阻尼件套设于所述活塞件的外周，且所述阻尼件的两端分别抵接所述踏板和压力传感组件。
7.进一步地，所述压力传感组件包括压力传感器、导向件和支架，所述支架与所述底座转动连接，所述压力传感器和导向件均设于所述支架上，且所述导向件与所述压力传感器临近所述踏板的一面连接，所述活塞件远离所述踏板的一端滑设于所述导向件内，所述阻尼件远离所述踏板的一端与所述导向件抵接。
8.进一步地，所述压力传感组件还包括两个第一转轴，所述第一转轴分别固设于所述支架的两侧，所述第一转轴远离所述支架的一端设有限位片；所述底座相对的两侧向下凹陷形成限位槽，所述第一转轴转动设于所述限位槽内，所述限位片的直径大于所述限位槽的槽径。
9.进一步地，所述导向件包括第一导向块和第二导向块，所述第一导向块开设有贯穿上下两端的第一导向槽，所述第二导向块开设有贯穿上下两端的第二导向槽；所述第一导向块设于所述支架临近所述踏板的一面，所述压力传感器设于所述支架远离所述踏板的一面，所述第二导向块的一端滑设于所述第一导向槽内并与所述压力传感器抵接，所述第
二导向块远离所述压力传感器的一端与所述阻尼件抵接，所述活塞件滑设于所述第二导向槽内。
10.进一步地，所述第二导向块远离所述压力传感器的一端向外延伸形成限位部，所述阻尼件与所述限位部抵接；所述限位部与所述第一导向块远离所述压力传感器的一端的距离和所述压力传感器的量程相等。
11.进一步地，所述活塞件包括固定轴、第二转轴和活塞杆，所述固定轴固设于所述踏板上并与所述底座间隔设置，所述第二转轴套设于固定轴的外周，所述活塞杆的一端与所述第二转轴连接，所述活塞杆的另一端滑设于所述压力传感组件内，所述阻尼件套设于所述活塞杆的外周，且所述阻尼件的两端分别抵接所述第二转轴和压力传感组件。
12.进一步地，所述阻尼件包括第一弹性件和阻尼块，所述第一弹性件和阻尼块依次套设于所述活塞件的外周，所述第一弹性件的两端分别与所述踏板和阻尼块抵接，所述阻尼块远离所述第一弹性件的一端与所述压力传感组件抵接。
13.进一步地，所述阻尼件还包括第一垫圈和第二垫圈，所述第一垫圈和第二垫圈均套设于所述活塞件的外周，所述第一垫圈位于所述踏板和第一弹性件之间，所述第二垫圈位于所述第一弹性件和阻尼块之间。
14.为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供一种汽车驾驶模拟器，采用了如下所述的技术方案：
15.一种汽车驾驶模拟器，包括如上所述的踏板力度反馈装置。
16.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：当向下踩踏踏板时，踏板远离底座的一端朝向设于底座上的压力传感组件做顺时针运动，使阻尼组件受力压缩且同时向压力传感组件施力，使得压力传感组件获取向下踩踏踏板的力的反馈值，无需通过旋转角度计算踩踏踏板的力，降低计算难度；当继续向下踩踏踏板时，踏板不断向阻尼组件施力，使阻尼组件不断向压力传感组件施力，使得压力传感组件实时获取向下踩踏踏板的力的反馈值；当松开踏板或减小踩踏踏板的力度时，阻尼组件的受力减少并逐渐恢复原形，使踏板跟随踩踏方的脚，实现跟脚的效果，脚感反馈真实，且阻尼组件减少对压力传感组件的施力，使得压力传感组件实时获取向下踩踏踏板的力的反馈值；另外，在力的相互作用下，阻尼组件在受力过程中同时向踏板施加推力，使踩踏踏板时具有阻尼感，使得踩踏踏板时的脚感反馈真实，更加还原真实驾车的驾车体验。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例提供的一种踏板力度反馈装置的立体图；
19.图2是图1的侧视图；
20.图3是图2中a-a处的剖视图。
21.附图标记：1、底座；11、限位槽；12、防滑片；13、第二弹性件；14、第三转轴；2、踏板；3、压力传感组件；31、压力传感器；311、通孔；32、导向件；321、第一导向块；322、第一导向槽；323、第二导向块；324、第二导向槽；325、安装槽；326、限位部；33、支架；34、第一转轴；
35、限位片；4、阻尼组件；41、活塞件；411、固定轴；412、第二转轴；413、活塞杆；42、阻尼件；421、第一弹性件；422、阻尼块；423、第一垫圈；424、第二垫圈。
具体实施方式
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
23.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.本技术实施例提供一种踏板力度反馈装置，如图1至图3所示，所述踏板力度反馈装置包括：底座1、踏板2、压力传感组件3和阻尼组件4；所述踏板2的一端与所述底座1转动连接，所述压力传感组件3设于所述底座1上且与所述踏板2间隔设置，所述阻尼组件4的两端分别连接所述踏板2和压力传感组件3，所述阻尼组件4远离所述压力传感组件3的一端与所述底座1间隔设置，所述踏板2朝向所述压力传感组件3倾斜设置。
25.本技术实施例提供的一种踏板力度反馈装置的工作原理及有益效果为：当向下踩踏踏板2时，踏板2远离底座1的一端朝向设于底座1上的压力传感组件3做顺时针运动，使阻尼组件4受力压缩且同时向压力传感组件3施力，使得压力传感组件3获取向下踩踏踏板2的力的反馈值，无需通过旋转角度计算踩踏踏板2的力，降低计算难度；当继续向下踩踏踏板2时，踏板2不断向阻尼组件4施力，使阻尼组件4不断向压力传感组件3施力，使得压力传感组件3实时获取向下踩踏踏板2的力的反馈值；当松开踏板2或减小踩踏踏板2的力度时，阻尼组件4的受力减少并逐渐恢复原形，使踏板2跟随踩踏方的脚，实现跟脚的效果，脚感反馈真实，且阻尼组件4减少对压力传感组件3的施力，使得压力传感组件3实时获取向下踩踏踏板2的力的反馈值；另外，在力的相互作用下，阻尼组件4在受力过程中同时向踏板2施加推力，使踩踏踏板2时具有阻尼感，使得踩踏踏板2时的脚感反馈真实，更加还原真实驾车的驾车体验。
26.进一步地，所述阻尼组件4包括活塞件41、阻尼件42；所述活塞件41的一端与所述踏板2连接，所述活塞件41的另一端滑设于所述压力传感组件3内，所述阻尼件42套设于所述活塞件41的外周，且所述阻尼件42的两端分别抵接所述踏板2和压力传感组件3。将阻尼件42套设在活塞件41外周可以避免踩踏踏板2的过程中阻尼件42发生弯曲，进而以避免压力传感组件3获取的力的反馈值不准，并使得阻尼件42的受力始终为活塞件41的轴向，不易发生失稳现象；在向下踩踏踏板2时，踏板2带动活塞件41朝向设于底座1上的压力传感组件3做顺时针运动，在不断踩踏踏板2的过程中，踏板2不断对阻尼件42施力，使阻尼件42不断被压缩，且活塞件41不断朝向压力传感组件3运动，而将活塞件41远离所述踏板2的一端设置为滑设于压力传感组件3内，可以避免活塞件41与压力传感组件3之间产生的力过大而导
致的活塞件41弯折及压力传感组件3损坏。
27.所述压力传感组件3包括压力传感器31、导向件32和支架33，所述支架33与所述底座1转动连接，所述压力传感器31和导向件32均设于所述支架33上，且所述导向件32与所述压力传感器31临近所述踏板2的一面连接，所述活塞件41远离所述踏板2的一端滑设于所述导向件32内，所述阻尼件42远离所述踏板2的一端与所述导向件32抵接。在向下踩踏踏板2时，踏板2带动活塞件41和阻尼件42朝向设于底座1上的压力传感组件3做顺时针运动，活塞件41在导向件32中滑动，而阻尼件42受力压缩且同时向导向件32施力，通过导向件32将力传导到压力传感器31上，使得压力传感器31获取向下踩踏踏板2的力的反馈值；在不断踩踏踏板2或松开踏板2的过程中，活塞件41与底座1之间的角度在不断的变化，压力传感器31和导向件32设置与底座1转动连接的支架33上，且活塞件41远离踏板2的一端滑设于导向件32内，故在踏板2的运动过程中活塞件41带动导向件32、压力传感器31和支架33转动，进而使压力传感组件3跟随活塞件41与底座1之间的角度变化进行旋转，进一步避免活塞件41发生弯折，增加使用寿命。
28.进一步地，所述压力传感器31上开设有供所述活塞件41穿过的通孔311；避免活塞件41的运动行程过大时与压力传感器31产生碰撞，进一步避免活塞件41弯折及压力传感组件3损坏。
29.进一步地，所述压力传感组件3还包括两个第一转轴34，所述第一转轴34分别固设于所述支架33的两侧，所述第一转轴34远离所述支架33的一端设有限位片35；所述底座1相对的两侧向下凹陷形成限位槽11，所述第一转轴34转动设于所述限位槽11内，所述限位片35的直径大于所述限位槽11的槽径。通过限位槽11和第一转轴34实现支架33的转动自由；设置限位片35可以防止第一转轴34在转动过程中从限位槽11内脱落，增加了稳定性；而向下凹槽的限位槽11便于将第一转轴34取出，进而方便后续的拆卸、更换配件等维护工作。
30.进一步地，所述导向件32包括第一导向块321和第二导向块323，所述第一导向块321开设有贯穿上下两端的第一导向槽322，所述第二导向块323开设有贯穿上下两端的第二导向槽324；所述第一导向块321设于所述支架33临近所述踏板2的一面，所述压力传感器31设于所述支架33远离所述踏板2的一面，所述第二导向块323的一端滑设于所述第一导向槽322内并与所述压力传感器31抵接，所述第二导向块323远离所述压力传感器31的一端与所述阻尼件42抵接，所述活塞件41滑设于所述第二导向槽324内。将第二导向块323的一端滑设于第一导向块321的第一导向槽322内，使第一导向块321支撑第二导向块323，可以避免第一导向块321发生弯折；在向下踩踏踏板2时，踏板2带动活塞件41和阻尼件42朝向设于底座1上的压力传感组件3做顺时针运动，活塞件41在第二导向块323的第二导向槽324中滑动，而阻尼件42受力压缩且同时向第二导向块323施力，第二导向块323朝向压力传感器31运动，通过第二导向块323将力传导到压力传感器31上，使得压力传感器31获取向下踩踏踏板2的力的反馈值。
31.进一步，所述第二导向块323远离所述压力传感器31的一端设有安装槽325，所述阻尼件42远离所述踏板2的一端位于所述安装槽325内；增加阻尼件42的稳定性，防止阻尼件42与第二导向块323脱落。
32.进一步地，所述第二导向块323远离所述压力传感器31的一端向外延伸形成限位部326，所述阻尼件42与所述限位部326抵接；所述限位部326与所述第一导向块321远离所
述压力传感器31的一端的距离和所述压力传感器31的量程相等。当第二导向块323朝向压力传感器31运动，且第二导向块323的运动行程大于或等于压力传感器31的量程时，限位部326与第一导向块321远离压力传感器31的一端抵接，使得第二导向块323无法继续朝向压力传感器31的方向运动，而超出压力传感器31量程的力通过第一导向块321和支架33传递给底座1，避免作用于踏板2上的力过大而踩爆压力传感器31；另一方面当阻尼件42变硬或更换了超出压力传感器31量程的阻尼件42时，限制限位部326与第一导向块321远离压力传感器31的一端的距离，也可以实现保护压力传感器31的目的。
33.进一步地，所述安装槽325设于所述限位部326远离所述压力传感器31的一端。
34.进一步地，所述活塞件41包括固定轴411、第二转轴412和活塞杆413，所述固定轴411固设于所述踏板2上并与所述底座1间隔设置，所述第二转轴412套设于固定轴411的外周，所述活塞杆413的一端与所述第二转轴412连接，所述活塞杆413的另一端滑设于所述压力传感组件3内，所述阻尼件42套设于所述活塞杆413的外周，且所述阻尼件42的两端分别抵接所述第二转轴412和压力传感组件3。在向下踩踏踏板2时，踏板2带动活塞件41和阻尼件42朝向设于底座1上的压力传感组件3做顺时针运动，活塞件41中的活塞杆413在导向件32中滑动，而阻尼件42受力压缩且同时向导向件32施力，通过导向件32将力传导到压力传感器31上，使得压力传感组件3获取向下踩踏踏板2的力的反馈值；在不断踩踏踏板2或松开踏板2的过程中，活塞件41与设于底座1上的压力传感组件3之间的角度在不断的变化，而活塞杆413远离踏板2的一端滑设于压力传感组件3内，故在踏板2的运动过程中第二转轴412带动活塞杆413绕固定轴411的外周转动，进而使活塞杆413跟随活塞件41与底座1之间的角度变化进行旋转，进一步避免活塞杆413发生弯折，增加使用寿命。
35.在一个优选的实施例中，所述压力传感组件3与所述底座1转动连接，且活塞件41与所述踏板2转动连接。固定轴411与压力传感组件3的位置相当于两点连线，在不断踩踏踏板2或松开踏板2的过程中，该连线与底座1和踏板2之间的角度都存在变化，若仅设置压力传感组件3与底座1转动连接，则需要在压力传感组件3上开设有一个较大的供活塞件41运动的槽，导致压力传感组件3的体积大，若仅设置活塞件41与踏板2转动转接，则需要设置一个直径较大的固定轴411以满足活塞杆413与第二转轴412连接的一端的旋转角度，导致固定轴411和第二转轴412的体积大，故本技术中的压力传感组件3与所述底座1转动连接且活塞件41与所述踏板2转动连接，使得即满足踩踏踏板2的需求，又减小踏板力度反馈装置中各零件的体积。
36.进一步地，所述阻尼件42包括第一弹性件421和阻尼块422，所述第一弹性件421和阻尼块422依次套设于所述活塞件41的外周，所述第一弹性件421的两端分别与所述踏板2和阻尼块422抵接，所述阻尼块422远离所述第一弹性件421的一端与所述压力传感组件3抵接。第一弹性件421和阻尼块422的刚度不同，采用第一弹性件421和阻尼块422可以模拟真实驾车中踩踏踏板时的非线性力的反馈体验。
37.在一个优选地实施例中，所述第一弹性件421远离所述阻尼块422的一端与所述第二转轴412抵接。
38.具体地，所述第一弹性件421为压缩弹簧。
39.进一步地，所述阻尼件42还包括第一垫圈423和第二垫圈424，所述第一垫圈423和第二垫圈424均套设于所述活塞件41的外周，所述第一垫圈423位于所述踏板2和第一弹性
件421之间，所述第二垫圈424位于所述第一弹性件421和阻尼块422之间；第一垫圈423和第二垫圈424利于第一弹性件421和阻尼块422的安装，也可以避免第一弹性件421对阻尼块422的干扰。
40.在一个优选的实施例中，所述第一垫圈423位于所述第二转轴412和第一弹性件421之间。
41.进一步地，所述踏板力度反馈装置还包括第二弹性件13，所述第二弹性件13的两端分别与踏板2和底座1抵接，所述第二弹簧与所述压力传感组件3和阻尼组件4间隔设置；在向下踩踏踏板2时，在踏板2的作用下第二弹性件13发生形变，当松开踏板2或减小踩踏踏板2的力度时，第二弹性件13逐渐恢复原形，进一步使踏板2跟随踩踏方的脚，实现跟脚的效果，脚感反馈真实。
42.进一步地，所述底座1上固设有第三转轴14，所述踏板2的两侧和第二弹性件13套设于所述第三转轴14的外周，所述第二弹性件13位于所述踏板2的两侧之间。
43.具体地，所述第二弹性件13为扭力弹簧。
44.进一步地，所述底座1远离所述踏板2的一面设有防滑片12；增加底座1与安装面之间的摩擦力，防止踩踏踏板2时底座1产生位移。
45.进一步地，所述底座1和踏板2的横截面均为u型。
46.本技术实施例还提供一种汽车驾驶模拟器，所述汽车驾驶模拟器包括如上所述的踏板力度反馈装置。所述踏板力度反馈装置实时获取向下踩踏踏板的力的反馈值，汽车驾驶模拟器根据踩踏力度控制运行状态，以模拟真实开车过程中对油门刹车离合的控制。
47.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。