专利名称：一种汽车安全驾驶教育模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车驾驶的交通安全宣传教育领域，具体为一种汽车安全驾驶教育模拟装置。
背景技术：
汽车驾驶模拟器作为一种驾驶训练的教学设备已经广泛应用到驾驶培训实践中， 它利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的驾驶训练环境，通过计算机技术产生汽车行驶过程中的虚拟视景、声音效果和车辆运动仿真，使驾驶学员沉浸到虚拟驾驶环境中而产生实车驾驶感觉，从而体验、认识和学习车辆驾驶技术。相对于传统的实车教学训练，驾驶模拟器不仅安全、高效、无污染、低能耗，而且能够消除驾驶初学者的恐惧心理，提高教学效率。 用于汽车安全驾驶教育的驾驶模拟装置可以通过训练，规范驾驶者的操作，提高驾驶人的交通安全意识，降低交通事故发生率。驾驶模拟器主要由视景系统、声音系统、操控部件、驾驶座舱、计算机系统等组成。 现有的驾驶模拟器存在以下缺陷1、没有运动部件，座舱不能提供车身运动的体感，不能真实反映车辆运行姿态的变化，驾驶车辆真实感较差。2、操控部件以仿制为主，部分甚至采用游戏机装备，驾驶操控功能不完备，如操控部件较实车减少、方向盘不具有回正功能、手排挡存在缺陷、挂挡不顺畅、仪表无法动态显示等，操控部件的功能、操控手感等与实车差距较大。3、驾驶座舱没有包围外壳，呈开放式，驾驶硬件环境与真车存在差距，模拟驾驶的沉浸感较差。上述这些缺陷严重影响了驾驶模拟的真实感。
发明内容本实用新型提供一种汽车安全驾驶教育模拟装置，其使得驾驶模拟的真实感好， 从而使得驾驶者能更好地感受到安全驾驶的重要性。一种汽车安全驾驶教育模拟装置，其包括驾驶座舱、底座、以及驾驶座舱前方的显示器，所述驾驶座舱包括座椅部件、仪表台、转向装置、换挡装置、离合部件、刹车部件、油门部件，其特征在于所述底座具体为六自由度机电运动平台，所述驾驶座舱支承于所述六自由度机电运动平台，所述换挡装置具体为机械互锁式汽车换挡机构模拟装置，所述转向装置具体为采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置。其进一步特征在于所述底座也可以为三自由度机电运动平台，所述驾驶座舱支承于所述三自由度机电运动平台；所述驾驶座舱的一侧开装有进口，所述进口通向所述座椅部件，所述驾驶座舱除去进口的四周均封闭；所述显示器为三个，三个所述的显示器形成的水平视场角为120° 140°，垂直视场角25° 35°。采用本实用新型的上述结构后，由于驾驶座舱支承于六自由度机电运动平台，且换挡装置具体为机械互锁式汽车换挡机构模拟装置，转向装置具体为采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置，驾驶者在操作过程中，换挡感觉真实，转向感觉真实，且能够真实体验到车身运动的体感，真实反映车辆运行姿态的变化，驾驶车辆真实感好，从而使得驾驶者能更好地感受到安全驾驶的重要性。
图1为本实用新型的主视图结构示意图；图2为本实用新型中六自由度机电运动平台的结构示意图；图3为本实用新型中三自由度机电运动平台的结构示意图；图4为本实用新型中机械互锁式汽车换挡机构模拟装置的结构示意图；图5为本实用新型中采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置的结构示意图；图6为本实用新型中采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置的主体结构的内部结构示意图。
具体实施方式
见图1，其包括驾驶座舱1、底座2、以及驾驶座舱1前方的显示器3，驾驶座舱1包括座椅部件4、仪表台5、转向装置6、换挡装置7、离合部件、刹车部件、油门部件，底座2具体为多自由度机电运动平台，驾驶座舱1支承于多自由度机电运动平台，多自由度机电运动平台具体为六自由度机电运动平台或三自由度机电运动平台，转向装置6具体为采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置，换挡装置7具体为机械互锁式汽车换挡机构模拟装置，驾驶座舱1的一侧开装有进口 8，进口 8通向座椅部件4，驾驶座舱1除去进口 8的四周均封闭；显示器3为三个显示器，显示器3形成的水平视场角为120° 140°，垂直视场角为 25° 35°。离合部件、刹车部件、油门部件属于现有成熟结构，图中未画出。六自由度机电运动平台，见图2，其包括平台上底板9、平台下底板10、连接于平台上底板和下底板之间的六支电动缸组件11，电动缸组件11的一端与上铰支座组件12连接后，通过上铰支座13连接座连接平台上底板9，电动缸组件11的另一端与下铰支座组件14 连接后，通过下铰支座15连接座连接平台下底板10，六支电动缸组件11用于通过接收控制指令实现沿X、Y、Z三轴直线运动、沿X、Y、Z三轴转动或直线运动与转动的复合运动。三自由度机电运动平台，见图3，其包括平台上底板16、平台下底板17、连接于平台上底板16和下底板17之间的三个电动缸组件18、三个防扭臂19，电动缸组件18的一端与上铰支座组件20连接后，通过上铰支座21连接座连接平台上底板16，电动缸组件18的另一端与下铰支座组件22连接后，通过下铰支座23连接座连接平台下底板17，防扭臂19 通过上支座对、下支座25分别连接平台上底板16、平台下底板17，三个电动缸组件18用于通过接收控制指令，分别实现绕X轴转动、绕Y轴转动、沿Z轴平动以及复合运动，三个防扭臂19用于稳定平台，防止倾倒。机械互锁式汽车换挡机构模拟装置，见图4，其包括变速操纵器沈、挡位插孔27、 连杆观、轴套四、挡位拉杆30、机械互锁装置31、位置传感器及其对应的安装支架32，变速操纵器沈上设置有挡位插孔27，变速操纵器沈下部通过连杆观、轴套四与安装在机械互锁装置31中的挡位拉杆30相连，机械互锁装置31内部的离合销与离合踏板相连，位置传感器通过对应的支架32安装在机械互锁装置31上(图中未画出，属于现有成熟技术)。 采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置，见图5、图6，其包括转向轴33、主体结构34、驱动电机35、控制器36、转向盘38、A/D转换器42，转向轴33、驱动电机35连接到主体结构34上，主体结构34见图6，其通过花键套轴37与转向轴33相连，转向轴33的另一端安装有转向盘38，花键套轴37的另一端与减速齿轮副中的主动齿轮39轴相连，主动齿轮39与从动齿轮40啮合。主动齿轮39轴的另一端安装有驱动电机35，从动齿轮40轴上安装有角度传感器41。上位机通过控制器36控制驱动电机35，A/D转换器42接收角度传感器41的信息后传递至上位机。
权利要求1.一种汽车安全驾驶教育模拟装置，其包括驾驶座舱、底座、以及驾驶座舱前方的显示器，所述驾驶座舱包括座椅部件、仪表台、转向装置、换挡装置、离合部件、刹车部件、油门部件，其特征在于所述底座具体为六自由度机电运动平台，所述驾驶座舱支承于所述六自由度机电运动平台，所述换挡装置具体为机械互锁式汽车换挡机构模拟装置，所述转向装置具体为采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置。
2.根据权利要求1所述的一种汽车安全驾驶教育模拟装置，其特征在于所述底座也可以为三自由度机电运动平台，所述驾驶座舱支承于所述三自由度机电运动平台。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车安全驾驶教育模拟装置，其特征在于所述驾驶座舱的一侧开装有进口，所述进口通向所述座椅部件，所述驾驶座舱除去进口的四周均封闭。
4.根据权利要求1或2所述的一种汽车安全驾驶教育模拟装置，其特征在于所述显示器为三个，三个所述的显示器形成的水平视场角为120° 140°，垂直视场角 25° ；35°。
专利摘要本实用新型提供一种汽车安全驾驶教育模拟装置，其使得驾驶模拟的真实感好，从而使得驾驶者能更好地感受到安全驾驶的重要性。其包括驾驶座舱、底座、以及驾驶座舱前方的显示器，所述驾驶座舱包括座椅部件、仪表台、转向装置、换挡装置、离合部件、刹车部件、油门部件，其特征在于所述底座具体为六自由度机电运动平台，所述驾驶座舱支承于所述六自由度机电运动平台，所述换挡装置具体为机械互锁式汽车换挡机构模拟装置，所述转向装置具体为采用力矩电机驱动的汽车转向动态模拟装置。
文档编号G09B9/04GK202110684SQ20112020300
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者刘东波, 尤志栋, 王长君, 高岩 申请人:公安部交通管理科学研究所