一种驾驶模拟运动平台以及驾驶模拟器的制作方法

1.本技术属于驾驶模拟装置技术领域，具体涉及一种驾驶模拟运动平台以及驾驶模拟器。


背景技术：

2.汽车驾驶模拟器将虚拟现实技术应用于汽车驾驶系统中，通过计算机技术产生汽车行驶过程中的虚拟视景、音响效果和运动仿真，使驾驶员沉浸到虚拟驾驶环境中，产生实车驾驶感觉，从而体验、认识和学习现实世界中的汽车驾驶，既能安全、有效地提高驾驶员技术水平，又能降低各种费用。汽车驾驶模拟器作为交通安全系统的重要组成部分，能够提高驾驶员的安全意识，降低事故发生率。因此汽车驾驶模拟器受到国内外交通安全领域的广泛关注。
3.目前的驾驶模拟器一般重点关注如何模拟真实的转向、换挡等驾驶场景，从视觉上达到真实的驾驶体验，但是未考虑不同驾驶操作对于驾驶员所产生的体感冲击，因此仍然难以模拟真实的驾驶体验。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种驾驶模拟运动平台以及驾驶模拟器，能够模拟启动、转向、正常行驶等驾驶场景下车辆所发生的振动情况，使得模拟驾驶更接近于真实驾驶体验。
5.实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种驾驶模拟运动平台，包括上层平台、下层平台、铰支座和两个伸缩装置；所述上层平台通过所述铰支座和两个所述伸缩装置安装于所述下层平台上方；两个所述伸缩装置间隔设置，且两个所述伸缩装置与所述铰支座呈三角形分布；两个所述伸缩装置均包括固定部分和移动部分，所述固定部分和所述移动部分中的其中一个与所述上层平台连接，另一个与所述下层平台连接。
6.可选的，所述驾驶模拟运动平台还包括外壳，所述上层平台封装于所述外壳内部；所述上层平台的竖直投影与所述下层平台的竖直投影具有非重叠区。
7.可选的，所述上层平台的面积大于所述下层平台，以使所述上层平台的竖直投影完全覆盖所述下层平台的竖直投影。
8.可选的，两个所述伸缩装置沿第一方向间隔设置，且沿垂直于所述第一方向的第二方向，两个所述伸缩装置位于所述铰支座的同侧；
9.两个所述伸缩装置的间距设置为当两个所述伸缩装置的伸缩量的差值为d时，所述外壳与所述下层平台之间具有间隙，其中d为所述伸缩装置的最大伸缩量；
10.所述铰支座的高度设置为所述伸缩装置的伸缩量为0.5d时所述上层平台与所述下层平台之间的间距。
11.可选的，所述铰支座为两自由度万向节；两个所述伸缩装置与所述上层平台和所述下层平台均铰接固定。
12.可选的，所述固定部分上套设有安装框，所述固定部分与所述安装框铰接，所述安装框铰接安装于所述上层平台或所述下层平台上；所述移动部分通过十字万向节与所述下层平台或所述上层平台铰接。
13.可选的，所述伸缩装置为电缸，所述电缸的缸体构成所述固定部分，所述电缸的活塞构成所述移动部分；所述缸体与所述上层平台铰接，所述活塞与所述下层平台铰接。
14.可选的，所述驾驶模拟运动平台还包括控制器，所述控制器与两个所述伸缩装置均电连接。
15.可选的，所述上层平台和/或所述下层平台为框架结构；所述下层平台的下表面上设置有至少3个滚轮。
16.基于同样的发明构思，本技术还提供一种驾驶模拟器，包括上述的驾驶模拟运动平台。
17.由上述技术方案可知，本实用新型提供的驾驶模拟运动平台，包括上层平台、下层平台、铰支座和两个伸缩装置，上层平台通过铰支座和两个伸缩装置安装于下层平台上方，上层平台用于安装驾驶模拟器的其他组件，下层平台为装置的支撑基础，两个伸缩装置与铰支座呈三角形分布，共同支撑上层平台，两个伸缩装置均包括固定部分和移动部分，固定部分和移动部分中的其中一个与上层平台连接，另一个与下层平台连接。两个伸缩装置用于驱动上层平台运动，从而使得上层平台产生振动、倾斜等动作，模拟实车驾驶时底盘的运动情况。
18.本实用新型提供的驾驶模拟器，座椅以及其他操作组件均可安装于该驾驶模拟运动平台上，驾驶模拟运动平台充当实车中底盘的作用，当两个伸缩装置的伸缩量相同、且与铰支座的支撑高度不同时，则驾驶模拟器主体部分呈现出前倾或后仰的姿态，可以模拟上坡、下坡时实车的姿态，当两个伸缩装置的伸缩量不同时，则驾驶模拟器主体部分呈现出左、右横摆时实车的姿态，当两个伸缩装置的伸缩量快速变化时，则可在驾驶模拟器上模拟启动时、车辆行驶时的震动感，使得模拟驾驶更接近于真实驾驶体验。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例1中驾驶模拟运动平台的结构示意图。
20.图2为图1的主视图。
21.图3为图1的左视图。
22.图4为图1的俯视图。
23.图5为本实用新型实施例2中驾驶模拟器的结构示意图。
24.附图标记说明：100-驾驶模拟运动平台；110-上层平台；120-下层平台，121-安装板；130-铰支座；140-伸缩装置，141-固定部分，142-移动部分；150-安装框；160-滚轮；170-十字万向节。
25.1000-驾驶模拟器；100-驾驶模拟运动平台；200-支撑主体；300-座椅；400-显示屏；500-方向盘；600-换向组件；700-换挡组件；800-驾驶控制组件；900-驻车制动组件。
具体实施方式
26.为了使本技术所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本技术，下面结合附图，
通过具体实施例对本技术技术方案作详细描述。
27.针对现有技术的驾驶模拟器仅关注如何模拟真实的转向、换挡等驾驶场景，从视觉上达到真实的驾驶体验，未考虑不同驾驶操作对于驾驶员所产生的体感冲击，导致仍然难以模拟真实的驾驶体验的技术问题。本实用新型提供一种驾驶模拟运动平台以及驾驶模拟器，能够模拟启动、转向、正常行驶等驾驶场景下车辆所发生的振动情况，使得模拟驾驶更接近于真实驾驶体验。
28.下面结合具体实施例对本技术的内容进行详细介绍：
29.实施例1：
30.本实用新型实施例提供一种驾驶模拟运动平台100，其结构如图1至图4所示，整体包括上层平台110、下层平台120、铰支座130和两个伸缩装置140。其中上层平台110通过铰支座130和两个伸缩装置140安装于下层平台120上方，上层平台110用于安装驾驶模拟器1000的其他组件，例如座椅300、制动机构等，下层平台120为驾驶模拟运动平台100的支撑基础。两个伸缩装置140间隔设置，且两个伸缩装置140与铰支座130呈三角形分布，从而稳定的支撑上层平台110。两个伸缩装置140均包括固定部分141和移动部分142，固定部分141和移动部分142中的其中一个与上层平台110连接，另一个与下层平台120连接。两个伸缩装置140用于驱动上层平台110运动，在初始状态下，上层平台110与下层平台120平行，在伸缩装置140的驱动下，上层平台110的姿态可改变，从而使得上层平台110产生振动、倾斜等动作，模拟实车驾驶时底盘的运动情况。
31.由于驾驶模拟运动平台100在工作时，下层平台120保持静止而上层平台110运动，因此上层平台110与下层平台120可能发生干涉。为了避免干涉，一般是将上层平台110与下层平台120的间距加大，但是会导致驾驶模拟运动平台100乃至整个驾驶模拟器1000的体积增加。具体参见图1，本实施例中，上层平台110与下层平台120的面积和/或形状不同，使得上层平台110的竖直投影与下层平台120的竖直投影具有非重叠区，非重叠区的存在可以减少上层平台110与下层平台120发生干涉的情况。
32.具体的，可将上层平台110与下层平台120设计为面积不同的相似形状，例如长宽均不同的长方形结构；也可将上层平台110与下层平台120的形状设置为不同，例如上层平台110采用长方形，下层平台120采用圆盘结构。具体方式本技术不做限制。
33.进一步参阅图1，本实施例中，上层平台110与下层平台120均为长方形平台，且上层平台110与下层平台120的中心位于同一竖直线上，上层平台110的面积大于下层平台120，以使上层平台110的竖直投影完全覆盖下层平台120的竖直投影。由于下层平台120的面积小上层平台110，因此上层平台110的边缘下方无任何障碍物，由此保证上层平台110在运动时不会受到干涉。上层平台110、下层平台120均可采用框架结构，降低驾驶模拟运动平台100的整体重量，在其他实施例中，上层平台110、下层平台120还可采用实心板件，上层平台110、下层平台120的具体结构本技术不做限制。
34.本实施例中，该驾驶模拟运动平台100还包括外壳(图中未示出)，外壳可以保护上层平台110、铰支座130和两个伸缩装置140，上层平台110封装于外壳内部。根据实际情况也可将下层平台120包覆在外壳内，本技术不做限制。为了方便驾驶模拟运动平台100整体移动，可在下层平台120的下表面上设置至少3个滚轮160，滚轮160优选福马脚轮，承载能力强，且具有良好的减震效果。
35.为了避免干涉，两个伸缩装置140与铰支座130的位置以及高度均需要对应设置。具体的，本实施例中，两个伸缩装置140沿第一方向间隔设置，且沿垂直于第一方向的第二方向，两个伸缩装置140位于铰支座130的同侧。当将驾驶模拟运动平台100安装在驾驶模拟器1000上时，可将驾驶员的模拟驾驶方向作为第二方向，即前后方向为第二方向，则左右方向为第一方向。为保证上层平台110的稳定性，优选将两个伸缩装置140与铰支座130呈等腰三角形布置，铰支座130位于等腰三角形的顶点位置，且铰支座130同时还位于驾驶模拟运动平台100乃至整个驾驶模拟器1000的重心，由此可以尽量减小伸缩装置140的受力。
36.两个伸缩装置140的具体位置，以及两个伸缩装置140的间距均会影响上层平台110边缘的位移。具体是伸缩装置140越靠近驾驶模拟运动平台100的第二方向对称轴，则上层平台110边缘的位移越大，越容易发生干涉。因此两个伸缩装置140的间距应当满足以下条件：当两个伸缩装置140的伸缩量的差值达到伸缩装置140的最大伸缩量d时，上层平台110与下层平台120之间、以及外壳与下层平台120之间具有间隙，不会发生干涉。
37.本实施例中驾驶模拟运动平台100为两自由度运动平台，铰支座130同样也仅具有两个转动自由度，铰支座130具体采用两自由度万向节，在上层平台110和下层平台120上均固定有若干安装板121，两自由度万向节的两端通过螺钉分别安装在上层平台110和下层平台120上。两个伸缩装置140与上层平台110和下层平台120均铰接固定，保证上层平台110能够顺畅摆动。
38.具体参见图1，伸缩装置140的固定部分141上套设有安装框150，固定部分141通过销轴与安装框150铰接，安装框150通过销轴铰接安装于上层平台110/下层平台120上，且安装框150的两个用于铰接的销轴呈十字设置。移动部分142通过十字万向节160与下层平台120/上层平台110铰接。
39.为了方便操作，初始状态下，伸缩装置140应当具有一定的预伸长量，使得伸缩装置140能够自由地调节。对应点，铰支座130的高度应当与该预伸长量相匹配，本实施例中预伸长量为伸缩装置140最大伸缩量d的一半，即铰支座130的高度等于伸缩装置140的伸缩量为0.5d时上层平台110与下层平台120之间的间距。
40.伸缩装置140具体可以采用气缸、液压缸、电缸、滚珠丝杠等结构，本技术不做限制。参见图1至图4，本实施例中伸缩装置140为电缸，则电缸的缸体构成固定部分141，电缸的活塞构成移动部分142。电缸倒装，其缸体与上层平台110铰接、活塞与下层平台120铰接。该驾驶模拟运动平台100还包括控制器(图中未示出)，控制器与两个电缸均电连接，控制两个电缸活塞的伸缩量。
41.当两个伸缩装置140的伸缩量相同、且与铰支座130的支撑高度不同时，则驾驶模拟器1000主体部分呈现出前倾或后仰的姿态，可以模拟上坡、下坡时实车的姿态，当两个伸缩装置140的伸缩量不同时，则驾驶模拟器1000主体部分呈现出左、右横摆时实车的姿态，当两个伸缩装置140的伸缩量快速变化时，则可在驾驶模拟器1000上模拟启动时、车辆行驶时的震动感，使得模拟驾驶更接近于真实驾驶体验。
42.实施例2：
43.基于同样的发明构思，本实施例提供一种驾驶模拟器1000，包括主体部分以及实施例1的驾驶模拟运动平台100，主体部分安装于驾驶模拟运动平台100上，具体是安装于上层平台110上。主体部分应当至少包括座椅300、显示屏400、方向盘500、换向组件600、换挡
组件700、驾驶控制组件800、驻车制动组件900以及必要的支撑主体200，如图5所示。该驾驶模拟器1000中，驾驶模拟运动平台100的具体结构可参考实施例1，其他组件的结构可以参照现有技术的相关公开，此处不展开说明。
44.上述各部件通过驾驶模拟控制装置集中控制，通过采集相应的传感器信号，能够在显示屏400上实时显示模拟动画，驾驶模拟控制装置还可作为该驾驶模拟运动平台100的控制器，驾驶模拟控制装置向驾驶模拟运动平台100的两个电缸发出对应指令，可使驾驶模拟运动平台100的的上层平台110前后俯仰、左右横摆或者振动，可在驾驶模拟器1000上模拟启动时、车辆行驶时的震动感，使得模拟驾驶更接近于真实驾驶体验。
45.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
46.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。