一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的制作方法

文档序号:10618502
一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,包括底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统;所述车辆体感驱动模拟系统固定连接在所述底盘支撑架上,且所述座椅系统安装设置在所述车辆体感驱动模拟系统上;所述车辆体感驱动模拟系统用于驱动所述座椅系统完成车辆的模拟动作;所述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置;每个所述驱动单元装置包括驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆。本发明提供的一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,具有诸多方面的技术优势,因此其必将带来良好的市场前景和经济效益。
【专利说明】
一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统
技术领域
[0001]本发明涉及仿真游戏设备技术领域,尤其涉及一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统。【背景技术】
[0002]众所周知,在日常生活中人们对模拟驾驶游戏装置或汽车驾驶模拟器装置越来越熟知。
[0003]常见的模拟驾驶游戏装置是由方向盘控制装置以及油门模拟装置和离合模拟装置控制结合游戏软件最终在计算机屏幕(或是设备屏幕)上实现游戏的一种游戏装置,即一种遥控模拟驾驶类的游戏系统。
[0004]常见的汽车驾驶模拟器装置其与模拟驾驶游戏装置结构大同小异;汽车驾驶模拟器装置是模拟汽车驾驶动作,获得实车驾驶感觉的仿真设备,其甚至可以作为汽车驾驶培训工具被使用。
[0005]常见的汽车驾驶模拟器装置也是由方向盘控制装置以及油门模拟装置、离合模拟装置和计算机、视屏等结构组成;同样其由计算机实时生成三维图像,以模拟汽车驾驶的运行环境。汽车驾驶模拟器装置其也能根据驾驶者输入的加速、刹车、转向等信号,将车辆的响应动作通过视频和音频设备反馈给驾驶者(让驾驶者可以从屏幕画面上感觉车辆加速、 减速、转向,甚至通过画面抖动感觉到车辆颠簸等,同时通过音频变化上感觉加速、减速等)。
[0006]但是,目前绝大多数模拟驾驶游戏装置或是汽车驾驶模拟器装置都无法有效实施更为逼真的动作模拟,尤其对于能促进沉浸感的真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作(力反馈),例如:由汽车加上行驶所带来的推背感模拟;由汽车制动惯性产生的身体前倾和自动回位的体感模拟以及减震动作模拟、抖动动作模拟等等,因而影响了汽车驾驶模拟器装置或是模拟驾驶游戏装置的实车驾驶感觉。
[0007]所以说传统技术中的模拟驾驶游戏装置或是汽车驾驶模拟器装置的模拟技术大多数都着重放在驾驶动作模拟方面的研究了(即模拟驾驶开车,换挡,踩刹车等动作),其往往忽视了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作;然而“真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作”这方面的模拟技术往往也是最难实现,最难攻克的技术要点。
[0008]综上,如何设计一款具有上述“真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作”这方面的模拟功能的驱动模拟系统,是本领域技术人员急待解决的技术问题。
【发明内容】

[0009]本发明的目的在于提供一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,用以解决上述技术问题。
[0010]为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0011]本发明一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,包括底盘支撑架、车辆体感驱动1?拟系统、座椅系统;
[0012]所述车辆体感驱动模拟系统固定连接在所述底盘支撑架上,且所述座椅系统安装设置在所述车辆体感驱动模拟系统上;
[0013]所述车辆体感驱动模拟系统用于驱动所述座椅系统完成车辆的模拟动作;所述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置;每个所述驱动单元装置包括驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆;其中,所述驱动电机与所述减速器以及所述转动轴依次同轴方向键连接;所述转动轴与L形状的摆动轴的一端转动配合,L形状的摆动轴的另一端与所述驱动杆的底端球面铰接,且所述驱动杆的顶端与所述座椅系统的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置围绕所述座椅系统圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统球面铰接;每个所述驱动单元装置用于驱动所述座椅系统的一角,若干个所述驱动单元装置用于驱动整个所述座椅系统。[〇〇14]优选的,作为一种可实施方案;还包括计算机主机;所述计算机主机内设置有信号采集装置;[〇〇15]所述信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;所述计算机主机接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;所述计算机主机分别与所述信号采集装置以及所述车辆体感驱动模拟系统连接;所述车辆模拟控制信号主要包括加速模拟控制信号、上坡模拟控制信号、减速模拟控制信号、下坡模拟控制信号、转向模拟控制信号、撞击模拟控制信号;
[0016]所述车辆体感驱动模拟系统用于根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后倾动作(即推背感模拟);所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执行前倾动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据转向模拟控制信号执行左、右惯性倾倒动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作。
[0017]优选的,作为一种可实施方案;所述底盘支撑架具体包括主框管架以及设置在所述主框管架上的正六边形底盘;且所述主框管架与所述正六边形底盘之间通过连接管固定连接。
[0018]优选的,作为一种可实施方案;所述座椅系统具体包括座舱框架以及设置在所述座舱框架上的座椅;所述座舱框架连接的显示屏、方向盘控制装置、离合模拟装置、刹车模拟装置、油门模拟装置、档位操作杆装置、控制箱等本发明不再一一赘述。
[0019]优选的,作为一种可实施方案;所述驱动单元装置的数量为六个,其中,每两个所述驱动单元装置为一组,共三组所述驱动单元装置;
[0020]三组所述驱动单元装置分别均匀间隔分布;三组所述驱动单元装置具体分别球面铰接于在所述座椅系统上的所述座舱框架的圆周方向的三个铰接处;三个铰接处之间的夹角为120度;三组所述驱动单元装置用于共同驱动所述座椅系统实施三维立体且三个方位的驱动调节动作。[0021 ]优选的,作为一种可实施方案;在每组所述驱动单元装置的结构中:每两个所述驱动单元装置为一组,其中一个所述驱动单元装置即为第一驱动单元装置,另一个所述驱动单元装置即为第二驱动单元装置;所述第一驱动单元装置与所述第二驱动单元装置相对设置。
[0022]优选的,作为一种可实施方案;在每组所述驱动单元装置的结构中:所述第一驱动单元装置上的驱动杆与所述第二驱动单元装置上的驱动杆呈“八”字形分布设置;且所述第一驱动单元装置上的驱动电机的安装位置与所述第二驱动单元装置上的驱动电机的安装位置相对,分别位于所述正六边形底盘的相邻两个边缘处。
[0023]优选的,作为一种可实施方案;所述驱动电机为直流驱动电机或伺服驱动电机。
[0024]优选的,作为一种可实施方案;所述减速器具体为行星减速器、齿轮减速器、摆线针轮减速器中的任意一种减速器。[〇〇25]优选的,作为一种可实施方案;所述L形状的摆动轴具体为20Cr轴或40Cr轴。
[0026]优选的,作为一种可实施方案;所述驱动杆具体包括驱动杆本体以及设置在所述驱动杆本体两端的球套。
[0027]优选的,作为一种可实施方案;所述底盘支撑架的底部还设置有多个脚垫;多个所述脚垫沿着所述底盘支撑架的轮廓线上间隔分布设置。所述脚垫为ABS工程塑料脚垫、PEEK 工程塑料脚垫、PC工程塑料脚垫、橡胶脚垫、硅胶脚垫、EVA泡棉脚垫中的任意一种。所述底盘支撑架的前部表面上还设置有音箱设备;且所述底盘支撑架的前部以及后部还设置有均匀分布的配重块。
[0028]与现有技术相比,本发明实施例的优点在于:
[0029]本发明提供的一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其为最重要的机械驱动结构部分,其包括底盘支撑架、车辆体感驱动模拟系统、座椅系统组成。所述车辆体感驱动模拟系统用于驱动所述座椅系统完成车辆的模拟动作;所述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置;
[0030]上述所述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置(例如:六个驱动单元装置分成三组进行驱动);所述车辆体感驱动模拟系统主要用于驱动所述座椅系统以及连带着驱动所述座椅系统上面的各个装置实施随动,进而完成车辆的模拟动作;很显然, 上述车辆体感驱动模拟系统由若干个驱动单元装置构成;然而,每个所述驱动单元装置都由驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆等结构构成;其中,所述驱动电机与所述减速器以及所述转动轴依次同轴方向键连接;所述转动轴与L形状的摆动轴的一端转动配合,L形状的摆动轴的另一端与所述驱动杆的底端球面铰接,且所述驱动杆的顶端与所述座椅系统的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置围绕所述座椅系统圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统球面铰接;每个所述驱动单元装置用于驱动所述座椅系统的一角,若干个所述驱动单元装置用于驱动整个所述座椅系统;上述驱动单元装置由特殊的结构构造组成,其可以完成曲柄摇杆机构的执行结构,其完全不同于现有的反馈驱动系统(例如:其完全不同于现有的液压模拟驱动或是简单的弹簧系统反馈驱动),其通过曲柄摇杆运动副来实现对座椅系统的模拟驱动。相比较传统模拟驱动方式,其驱动方式更加复杂,由于其驱动运动曲线更加丰富,所以模拟驱动效果更好,可以模拟出更为逼真的车辆体感运动; 在曲柄摇杆机构中,转动轴充当的是曲柄,驱动杆充当的是连杆,座椅类似为摇杆。通常曲柄主动,连杆和摇杆从动。上述座椅系统的运动曲线,也并不是有单一的驱动单元装置实现的,而是由若干个驱动单元装置共同驱动实现的;所以说,由若干个驱动单元装置构成车辆体感驱动模拟系统其可以模仿出更多的模拟动作(例如:急速加速时(或是上坡时)的座椅系统快速后倾运动,减速时(或是下坡时)的座椅系统前倾运动,转弯时的座椅系统惯性向左或是向右倾斜运动以及撞击时的座椅系统抖动运动,很显然这些都是传统简单的液压模拟驱动或是伸缩杆驱动不能够实现的);
[0031]所以说,上述车辆体感驱动模拟系统,其逼真的实现了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作;上述车辆体感驱动模拟系统,通过创新的结构设计以及理念,将仿真驾驶游戏设备系统的技术设计提升了一个台阶。【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】的技术方案,下面将对【具体实施方式】描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
[0033]图1为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的主视结构示意图;
[0034]图2为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的一视角下的立体示意图;
[0035]图3为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏设备系统的另一视角下的立体示意图;
[0036]图4为图3中仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的局部放大结构示意图;
[0037]图5为图4中仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的局部放大结构示意图;
[0038]图6为图4中仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的局部放大结构示意图;
[0039]图7为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统中一个驱动单元装置的结构示意图;
[0040]图8为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统中的驱动杆结构示意图;
[0041]图9为图3中仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的右侧侧视结构示意图;
[0042]图10为图3中仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的左侧侧视结构示意图;[〇〇43]图11为本发明实施例提供的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的电控系统的原理示意图;
[0044]附图标记说明:底盘支撑架100;主框管架101;正六边形底盘102;脚垫103;车辆体感驱动模拟系统200;驱动单元装置201;驱动电机202;减速器203;转动轴204;摆动轴205; 驱动杆206;第一驱动单元装置207;第二驱动单元装置208;座椅系统300;座舱框架301;座椅302;方向盘控制装置400;油门模拟装置500;离合模拟装置600;刹车模拟装置700;档位操作杆装置800;计算机主机900;显示屏1000;控制箱1100;配重块1200。【具体实施方式】
[0045]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0046]参见图1、图9、图10,本发明实施例提供的一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,包括底盘支撑架1〇〇、车辆体感驱动模拟系统200、座椅系统300;
[0047]需要说明的是,如图2和图3所示的仿真驾驶游戏设备系统,除了上述仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统之外,游戏设备系统还包括其他结构;例如:方向盘控制装置400、 油门模拟装置500、离合模拟装置600、刹车模拟装置700、档位操作杆装置800、计算机主机 900、显示屏1000、控制箱1100、配重块1200等等结构,但是其不属于本发明侧重强调的技术内容;具体而言,座椅系统300以及固定连接在所述座椅系统300上的方向盘控制装置400、 油门模拟装置500、离合模拟装置600、刹车模拟装置700、档位操作杆装置800、计算机主机 900、显示屏1000、控制箱1100等等结构,其属于控制系统的部分,其不属于仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统(即主要机械驱动部分)的结构,对此不再一一赘述;[〇〇48]所述车辆体感驱动模拟系统200固定连接在所述底盘支撑架100上,且所述座椅系统300安装设置在所述车辆体感驱动模拟系统200上;所述车辆体感驱动模拟系统200用于驱动所述座椅系统300完成车辆的模拟动作;所述车辆体感驱动模拟系统200具体包括若干个驱动单元装置201;[〇〇49] 每个所述驱动单元装置201包括驱动电机202、减速器203、转动轴204、L形状的摆动轴205和驱动杆206(另参见图8);其中,所述驱动电机202与所述减速器203以及所述转动轴204依次同轴方向键连接;所述转动轴204与L形状的摆动轴205的一端转动配合,L形状的摆动轴205的另一端与所述驱动杆206的底端球面铰接,且所述驱动杆206的顶端与所述座椅系统300的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置201围绕所述座椅系统300圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统300球面铰接;每个所述驱动单元装置201用于驱动所述座椅系统300的一角,若干个所述驱动单元装置201用于驱动整个所述座椅系统300;
[0050]分析上述主要结构可知:本发明提供的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其为最重要的机械驱动结构部分,其包括底盘支撑架100、车辆体感驱动模拟系统200、座椅系统300组成。所述车辆体感驱动模拟系统200用于驱动所述座椅系统300完成车辆的模拟动作;所述车辆体感驱动模拟系统200具体包括若干个驱动单元装置201;[〇〇511上述所述车辆体感驱动模拟系统200具体包括若干个驱动单元装置201(例如:六个驱动单元装置分成三组进行驱动);所述车辆体感驱动模拟系统200主要用于驱动所述座椅系统300以及连带着驱动所述座椅系统上面的各个装置实施随动,进而完成车辆的模拟动作;很显然,上述车辆体感驱动模拟系统200由若干个驱动单元装置201构成;然而,每个所述驱动单元装置201都由驱动电机202、减速器203、转动轴204、L形状的摆动轴205和驱动杆206等结构构成;其中,所述驱动电机202与所述减速器203以及所述转动轴204依次同轴方向键连接;所述转动轴204与L形状的摆动轴205的一端转动配合,L形状的摆动轴205的另一端与所述驱动杆206的底端球面铰接,且所述驱动杆206的顶端与所述座椅系统300的底部一端球面铰接;若干个所述驱动单元装置201围绕所述座椅系统300圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统300球面铰接;每个所述驱动单元装置201用于驱动所述座椅系统300的一角,若干个所述驱动单元装置201用于驱动整个所述座椅系统300;上述驱动单元装置由特殊的结构构造组成,其可以完成曲柄摇杆机构的执行结构,其完全不同于现有的反馈驱动系统(例如:其完全不同于现有的液压模拟驱动或是简单的弹簧系统反馈驱动),其通过曲柄摇杆运动副来实现对座椅系统的模拟驱动。相比较传统模拟驱动方式,其驱动方式更加复杂,由于其驱动运动曲线更加丰富,所以模拟驱动效果更好,可以模拟出更为逼真的车辆体感运动;在曲柄摇杆机构中,转动轴充当的是曲柄,驱动杆充当的是连杆,座椅类似为摇杆。通常曲柄主动,连杆和摇杆从动。上述座椅系统300的运动曲线,也并不是有单一的驱动单元装置201实现的,而是由若干个驱动单元装置201共同驱动实现的;所以说,由若干个驱动单元装置201构成车辆体感驱动模拟系统其可以模仿出更多的模拟动作(例如:急速加速时(或是上坡时)的座椅系统快速后倾运动,减速时(或是下坡时)的座椅系统前倾运动,转弯时的座椅系统惯性向左或是向右倾斜运动以及撞击时的座椅系统抖动运动,很显然这些都是传统简单的液压模拟驱动或是伸缩杆驱动不能够实现的)。所以说,上述车辆体感驱动模拟系统200,其逼真的实现了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作;上述车辆体感驱动模拟系统,通过创新的结构设计以及理念,将仿真驾驶游戏设备系统的技术设计提升了一个台阶。[〇〇52]需要说明的是,本发明提供的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其中,车辆体感驱动模拟系统200具体包括若干个驱动单元装置201;然而同时,每个所述驱动单元装置 201还包括驱动电机202、减速器203、转动轴204、L形状的摆动轴205和驱动杆206等等这样的具体构造,其在设计时车辆体感驱动模拟系统的每一个具体结构构造都具有显著的合理性。
[0053]对此,下面对本发明实施例提供的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统的具体结构以及具体技术效果做一下详细的说明:[〇〇54]还包括计算机主机;所述计算机主机900内设置有信号采集装置901;所述信号采集装置901根据实时画面信息解析出反馈控制信号;所述计算机主机900接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;所述计算机主机900分别与所述信号采集装置901以及所述车辆体感驱动模拟系统200连接(参见图11);所述车辆模拟控制信号主要包括加速模拟控制信号、上坡模拟控制信号、减速模拟控制信号、下坡模拟控制信号、转向模拟控制信号、撞击模拟控制信号;
[0055]所述车辆体感驱动模拟系统用于根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后倾动作(即推背感模拟);所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执行前倾动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据转向模拟控制信号执行左、右惯性倾倒动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作。
[0056]需要说明的是,上述仿真驾驶游戏设备系统,是通过信号采集装置901、计算机主机900(即包括计算机硬件也包括其他软件)以及车辆体感驱动模拟系统200实现的协调模拟控制。即所述信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;然后所述计算机主机接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;最终通过车辆体感驱动模拟系统来完成相应的驱动动作。[〇〇57]例如:上述车辆体感驱动模拟系统可以根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后倾动作;上述车辆体感驱动模拟系统还可以根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执行前倾动作;上述车辆体感驱动模拟系统还可以根据转向模拟控制信号执行左、 右惯性倾倒动作;上述车辆体感驱动模拟系统还可以根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作。需要说明的是,触发上述控制信号是根据游戏画面信息得到的(即画面内车辆的真实车身姿态),所以说模拟出的动作也是真实车身姿态动作;上述车辆体感驱动模拟系统可以根据不同的模拟控制信号执行不同的、多种多样的、千变万化的驱动动作,显然这是传统技术无法实现的。[〇〇58]优选的,作为一种可实施方案;如图2,所述底盘支撑架100具体包括主框管架101 以及设置在所述主框管架上的正六边形底盘102;且所述主框管架101与所述正六边形底盘 102之间通过连接管固定连接。
[0059]优选的,作为一种可实施方案;所述底盘支撑架100的底部还设置有多个脚垫103; 多个所述脚垫103沿着所述底盘支撑架100的轮廓线上间隔分布设置。所述脚垫103为ABS工程塑料脚垫、PEEK工程塑料脚垫、PC工程塑料脚垫、橡胶脚垫、硅胶脚垫、EVA泡棉脚垫中的任意一种。且所述底盘支撑架100的前部以及后部还设置有均匀分布的配重块1200。
[0060]优选的,作为一种可实施方案;如图2以及图3所示,所述座椅系统300具体包括座舱框架301以及设置在所述座舱框架上的座椅302;所述座舱框架301连接的方向盘控制装置400、油门模拟装置500、离合模拟装置600、刹车模拟装置700、档位操作杆装置800、显示屏1000、控制箱1100等本发明不再一一赘述。
[0061]优选的,作为一种可实施方案;如图2以及图3所示,所述驱动单元装置201的数量为六个(参见图7,其为一个驱动单元装置);每两个所述驱动单元装置201为一组,共三组所述驱动单元装置201;[〇〇62]三组所述驱动单元装置201分别均匀间隔分布;三组所述驱动单元装置201具体分别球面铰接于在所述座椅系统300上的所述座舱框架301的圆周方向的三个铰接处;三个铰接处之间的夹角为120度;三组所述驱动单元装置201用于共同驱动所述座椅系统300实施三维立体且三个方位的驱动调节动作。
[0063]优选的,作为一种可实施方案;参见图4、图5以及图6,在每组所述驱动单元装置的结构中:每两个所述驱动单元装置201为一组,其中一个所述驱动单元装置即为第一驱动单元装置207,另一个所述驱动单元装置即为第二驱动单元装置208;所述第一驱动单元装置 207与所述第二驱动单元装置208相对设置。[〇〇64] 所述第一驱动单元装置207上的驱动杆206与所述第二驱动单元装置208上的驱动杆206呈“八”字形分布设置;且所述第一驱动单元装置207上的驱动电机202的安装位置与所述第二驱动单元装置208上的驱动电机202的安装位置相对,分别位于所述正六边形底盘 102的相邻两个边缘处。[〇〇65]需要说明的是,所述第一驱动单元装置207上的驱动电机202的安装位置与所述第二驱动单元装置208上的驱动电机202的安装位置相对,分别位于所述正六边形底盘102的相邻两个边缘处。即三组所述驱动单元装置中的驱动电机需要均匀分布在正六边形底盘上了,这样有利于将三组驱动单元装置实现更有效的驱动。与此同时,很显然,所述第一驱动单元装置207上的驱动杆206与所述第二驱动单元装置208上的驱动杆206呈“八”字形分布设置;很显然,“八字形”的分布形式可以保证车辆体感驱动模拟系统驱动动作更加稳定且可靠。
[0066]优选的,作为一种可实施方案;所述驱动电机202为直流驱动电机或伺服驱动电机;[〇〇67]需要说明的是,在驱动单元装置的结构中,驱动电机是动力输出的动力设备。它的主要作用是产生驱动转矩,作为驱动杆等机械零件的动力源。很显然,上述驱动电机可以选择很多种形式的电机,例如:可以选择直流电机和交流电机,或是异步电动机(即感应电动机和交流换向器电动机),同步电动机(即永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机)等等。但是结合仿真驾驶游戏设备的本身设计要求,可以优选选择使用直流电机;因为,直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能。同时,直流电机具有较好的低速运动性能,因为驱动电机在驱动时不需要太快的转速,但是其对低速运行的稳定性以及可抗载荷性能有一定的要求。
[0068]与此同时,直流电机还具有节省空间,可靠耐用,承受过载能力高,功率高,能耗低,性能优越,振动小,噪音低等诸多的技术优势。
[0069]另外,需要说明的是,上述驱动电机还可以优选使用伺服驱动电机;上述伺服驱动电机需要配合伺服器协同使用,上述伺服驱动电机具有可复制性,可以大量的装配到仿真驾驶游戏设备系统中;由于驱动单元装置为六个,所以至少需要六个伺服驱动电机;如果选择普通电机,则还需要分别调整电机的输出功率和转矩等;伺服驱动电机不需要再进行调教,配合伺服器(即伺服控制器)即可直接使用进行驱动控制。例如:一拖多的伺服控制器, 一台伺服控制器可以控制多个伺服电机。另外,伺服控制器直接连接旋转变压器或编码器, 构成速度、位移控制闭环系统。然而通用变频器只能组成开环控制系统。与此同时,伺服电机可以将电压信号转化为转矩和转速,所以其控制速度,位置精度非常准确,也不需要复杂的调教。
[0070]优选的,作为一种可实施方案;所述减速器203具体为行星减速器、齿轮减速器、摆线针轮减速器中的任意一种减速器。
[0071]需要说明的是,减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮一蜗杆传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。使用它的目的是降低转速,增加转矩。上述减速器可以选择使用多种:例如:齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器、摆线针轮减速器等。但是结合仿真驾驶游戏设备的本身设计要求,可以优选选择使用行星减速器、齿轮减速器、摆线针轮减速器中的一种;
[0072]蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能,可以有较大的减速比,输入轴和输出轴不在同一轴线上,也不在同一平面上。但是一般体积较大,传动效率不高,精度不高,因此其并不适用于仿真驾驶游戏设备的车辆体感驱动模拟系统上。谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的,体积不大、精度很高,但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。行星减速器其优点是结构比较紧凑,回程间隙小、精度较高,使用寿命很长,额定输出扭矩可以做的很大。齿轮减速器具有体积小,传递扭矩大的特点。齿轮减速器在模块组合体系基础上设计制造,有极多的电机组合、安装形式和结构方案,传动比分级细密,满足不同的使用工况,实现机电一体化。齿轮减速器传动效率高,耗能低,性能优越。摆线针轮减速器是一种采用摆线针齿啮合行星传动原理的传动机型,是一种理想的传动装置,具有许多优点,用途广泛,并可正反运转。所以说,选择以上减速器更加适合车辆体感驱动模拟系统的设计要求和驱动单元装置本身的驱动要求。[〇〇73]优选的,作为一种可实施方案;所述L形状的摆动轴205具体为20Cr轴或40Cr轴。 [〇〇74]需要说明的是,在驱动单元装置的结构中,摆动轴是重要的传动结构;通常轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。常用的碳素钢有30、40、50钢等,其中最常用的为45钢。为保证轴材料的机械性能,应对轴材料进行调质或正火处理。轴受载荷较小或用于不重要的场合时,可普通碳素钢(如Q235A、Q275等)作为轴的材料。但是,本发明中的驱动单元装置的摆动轴需要抵御一定的重力载荷,同时应该具有一定的材质可靠性。所以该摆动轴优选选择合金钢材质的摆动轴;需要补充说明的是,合金钢具有较高的机械性能,可淬火性也较好,可以在传递大功率,要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用,如20Cr(用于载荷较大,而且强度高、韧性及耐磨均较好),40Cr(用于载荷较大,韧性及耐磨均较好)等。
[0075]优选的,作为一种可实施方案;所述驱动杆206具体包括驱动杆本体以及设置在所述驱动杆本体两端的球套。
[0076]需要说明的是,上述驱动杆底端的球套是要与摆动轴的球头连接的,上述驱动杆顶端的球套是要与座椅系统底端伸出杆上的球头连接,这样就形成了若干个驱动单元装置围绕座椅系统圆周方向上一圈,且分别与座椅系统形成一种球面铰接的连接方式;[〇〇77]很显然,球面铰接的连接方式是车辆体感驱动模拟系统的重要技术特征之一,驱动杆的驱动运动比较多样,这样需要适应更强的连接方式,很显然驱动杆与座椅系统的球面铰接以及其与摆动轴的球面铰接,都很大程度上适应了驱动单元装置的多样性运动方式。其不仅可以是驱动更加柔和,同时也能保证车辆体感驱动模拟系统驱动方式的连续性和稳定性。
[0078]综上所述,本发明提供的一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,至少具有如下技术优点:
[0079]1、本发明提供一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其该创新的结构布局设计可以保证仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统具有超强的模拟功能。
[0080]上述车辆体感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置(例如:六个驱动单元装置分成三组进行驱动);车辆体感驱动模拟系统主要用于驱动所述座椅系统以及连带着驱动所述座椅系统上面的各个装置实施随动,进而完成车辆的模拟动作;很显然,上述车辆体感驱动模拟系统由若干个驱动单元装置构成;然而,每个所述驱动单元装置都由驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆等结构构成;若干个所述驱动单元装置围绕所述座椅系统圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统球面铰接;每个所述驱动单元装置用于驱动所述座椅系统的一角,若干个所述驱动单元装置用于驱动整个所述座椅系统;上述驱动单元装置由特殊的结构构造组成,其可以完成曲柄摇杆机构的执行结构,其完全不同于现有的反馈驱动系统(例如:其完全不同于现有的液压模拟驱动或是简单的弹簧系统反馈驱动),其通过曲柄摇杆运动副来实现对座椅系统的模拟驱动。
[0081]相比较传统模拟驱动方式,其驱动方式更加复杂,由于其驱动运动曲线更加丰富, 所以模拟驱动效果更好,可以模拟出更为逼真的车辆体感运动;上述车辆体感驱动模拟系统,其逼真的实现了真实车辆模拟动作以及车辆触觉反馈模拟动作;上述车辆体感驱动模拟系统,通过创新的结构设计以及理念,将仿真驾驶游戏设备系统的技术设计提升了一个台阶。很显然,上述车辆体感驱动模拟系统采用了稳定的四杆机构驱动结构设计,这样可以驱动机构运动更加平稳、更加可靠,承受载荷更大,噪音更低,同时有利于整车仿真驾驶游戏设备系统驱动运动形式的多样化。其完全不同于现有的液压模拟驱动或是简单的弹簧系统反馈驱动,其通过曲柄摇杆运动副来实现对座椅系统的模拟驱动。相比较传统模拟驱动方式,其驱动方式更加复杂,由于其驱动运动曲线更加丰富,所以模拟驱动效果更好,可以模拟出更为逼真的车辆体感运动。
[0082]2、有关控制系统:本发明提供的一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,具有创新的控制系统;信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;计算机主机接收反馈控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;车辆体感驱动模拟系统可以根据上述不同的模拟控制信号执行不同的驱动动作,进而来实现模拟。即信号采集装置一计算机主机(除硬件系统还包括软件系统)一车辆体感驱动模拟系统构成的三级控制系统,实现信号采集、信号处理以及机械驱动动作执行,进而完成体感模拟动作。上述仿真驾驶游戏设备系统,是通过信号采集装置、车辆体感驱动模拟系统以及计算机主机(即包括计算机硬件也包括其他软件)实现的协调模拟控制。很显然,上述车辆体感驱动模拟系统可以根据不同的模拟控制信号执行不同的、多种多样的、千变万化的驱动动作,显然这是传统技术无法实现的。
[0083]3、本发明提供一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其在具体结构中,上述驱动单元装置都由驱动电机、减速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆等结构构成;而且, 每个结构都具有相应的技术设计(例如:所述驱动电机为直流驱动电机;所述减速器具体为行星减速器、齿轮减速器、摆线针轮减速器中的任意一种减速器。所述L形状的摆动轴具体为20Cr轴或40Cr轴。所述驱动杆具体包括驱动杆本体以及设置在所述驱动杆本体两端的球套);上述各个结构的设计可以最终保证车辆体感驱动模拟系统具有有效的模拟功能,并最大程度上保证了车辆体感驱动模拟系统的操控性能以及可靠性。
[0084]很显然,本发明公开了一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,具有模拟功能强大逼真,体感模拟效果显著等等诸多方面的技术优势。因此,本发明提供的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统必将会带来良好的市场前景和经济效益。
[0085]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,包括底盘支撑架、车辆体感 驱动模拟系统、座椅系统;所述车辆体感驱动模拟系统固定连接在所述底盘支撑架上,且所述座椅系统安装设置 在所述车辆体感驱动模拟系统上;所述车辆体感驱动模拟系统用于驱动所述座椅系统完成车辆的模拟动作;所述车辆体 感驱动模拟系统具体包括若干个驱动单元装置;每个所述驱动单元装置包括驱动电机、减 速器、转动轴、L形状的摆动轴和驱动杆;其中,所述驱动电机与所述减速器以及所述转动轴 依次同轴方向键连接;所述转动轴与L形状的摆动轴的一端转动配合,L形状的摆动轴的另 一端与所述驱动杆的底端球面铰接,且所述驱动杆的顶端与所述座椅系统的底部一端球面 铰接;若干个所述驱动单元装置围绕所述座椅系统圆周方向上一圈,且均与所述座椅系统 球面铰接;每个所述驱动单元装置用于驱动所述座椅系统的一角,若干个所述驱动单元装 置用于驱动整个所述座椅系统。2.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,还包括计 算机主机;所述计算机主机内设置有信号采集装置;所述信号采集装置根据实时画面信息解析出反馈控制信号;所述计算机主机接收反馈 控制信号,并根据所述反馈控制信号解析得到车辆模拟控制信号;所述计算机主机分别与 所述信号采集装置以及所述车辆体感驱动模拟系统连接;所述车辆模拟控制信号主要包括 加速模拟控制信号、上坡模拟控制信号、减速模拟控制信号、下坡模拟控制信号、转向模拟 控制信号、撞击模拟控制信号;所述车辆体感驱动模拟系统用于根据加速模拟控制信号或上坡模拟控制信号执行后 倾动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据减速模拟控制信号或下坡模拟控制信号执 行前倾动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据转向模拟控制信号执行左、右惯性倾 倒动作;所述车辆体感驱动模拟系统还用于根据撞击模拟控制信号执行颠簸抖动动作。3.根据权利要求2所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,所述底盘支撑架具体包括主框管架以及设置在所述主框管架上的正六边形底盘;且所 述主框管架与所述正六边形底盘之间通过连接管固定连接。4.根据权利要求3所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,所述座椅系统具体包括座舱框架以及设置在所述座舱框架上的座椅。5.根据权利要求4所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,所述驱动单元装置的数量为六个,其中,每两个所述驱动单元装置为一组,共三组所述 驱动单元装置;三组所述驱动单元装置分别均匀间隔分布;三组所述驱动单元装置具体分别球面铰接 于在所述座椅系统上的所述座舱框架的圆周方向的三个铰接处;三个铰接处之间的夹角为 120度;三组所述驱动单元装置用于共同驱动所述座椅系统实施三维立体且三个方位的驱 动调节动作。6.根据权利要求5所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,在每组所述驱动单元装置的结构中:每两个所述驱动单元装置为一组,其中一个所述 驱动单元装置即为第一驱动单元装置,另一个所述驱动单元装置即为第二驱动单元装置; 所述第一驱动单元装置与所述第二驱动单元装置相对设置;所述第一驱动单元装置上的驱动杆与所述第二驱动单元装置上的驱动杆呈“八”字形 分布设置;且所述第一驱动单元装置上的驱动电机的安装位置与所述第二驱动单元装置上 的驱动电机的安装位置相对,分别位于所述正六边形底盘的相邻两个边缘处。7.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,所述驱动电机为直流驱动电机或伺服驱动电机。8.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,所述减速器具体为行星减速器、齿轮减速器、摆线针轮减速器中的任意一种减速器。9.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,所述L形状的摆动轴具体为20Cr轴或40Cr轴。10.根据权利要求1所述的仿真驾驶游戏车辆体感驱动模拟系统,其特征在于,所述驱动杆具体包括驱动杆本体以及设置在所述驱动杆本体两端的球套。
【文档编号】G09B9/04GK105999695SQ201610620791
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】李永刚
【申请人】北京帕班科技有限公司
再多了解一些
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