一种安全带张力模拟器的制作方法

本实用新型涉及车辆仿真技术领域，具体涉及一种安全带张力模拟器。

背景技术：

汽车驾驶模拟器是一种利用虚拟现实仿真技术营造虚拟驾驶环境的设备，广泛应用在驾驶员驾驶技能培训，人因工程研究，汽车驾驶辅助功能的验证等。驾驶环境越贴近真实驾驶，越能起到好的效果。当前驾驶模拟器可以相对容易的模拟驾驶环境中的视觉、听觉信号，但是对驾驶员躯体受到的作用力很难模拟。在正常驾驶车辆过程中，驾驶员以较大减速度进行制动时，会受到安全带作用在肩部、腹部的拉力。而在现有的紧凑型驾驶模拟器多为静态的，无法模拟出安全带对驾驶员的作用力；配有motion模块的驾驶模拟器，可以模拟汽车在纵向、横向和垂直方向的机械运动，给驾驶员近乎贴近真实驾驶情况的感受，但是成本较高，无法普及。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种安全带张力模拟器，可以在一定程度上模拟汽车制动时安全带带给驾驶员的力，又能控制成本。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种安全带张力模拟器，包括驾驶员输入系统、安全带控制系统以及驾驶模拟系统，所述驾驶模拟系统分别与所述驾驶员输入系统以及所述安全带控制系统连接；

所述驾驶员输入系统包括方向盘与踏板，所述驾驶模拟系统包括主机电脑与视景模拟系统，所述主机电脑内设仿真软件，所述仿真软件包括车辆动力学模块，所述车辆动力学模块与所述驾驶员输入系统连接，用于接收驾驶员输入系统传输的指令以驱动车辆行驶，并将车辆的加速度信息传输至所述安全带控制系统；

所述安全带控制系统包括驾驶座椅、安全带、电机以及电机控制器，所述电机控制器与所述车辆动力学模块以及所述电机连接，所述电机控制器根据加速度信息控制所述电机的电压；所述安全带的一端与所述驾驶座椅的一侧连接有卡扣，所述安全带的另一端缠设于所述电机的驱动轴上。

优选的，所述车辆动力学模块根据事先设定的车辆动力学模型得到车辆的实时加速度，并通过串口协议传输至所述电机控制器。

优选的，所述仿真软件还包括场景模块，所述视景模拟系统包括三个显示器，所述显示器与所述仿真软件连接，所述场景模块与所述车辆动力学模块将场景信息输送至所述显示器。

优选的，还包括与所述主机电脑连接的汽车仪表，所述汽车仪表与所述主机电脑之间通过can总线连接，所述仿真软件的车辆动力学模块将车辆的行驶信息传输至所述汽车仪表实时显示。

优选的，所述电机控制器根据车辆的实时加速度大小对所述电机的电压进行控制，驱动所述电机转动，当加速度为负值时，所述电机控制器控制所述电机转动，使得所述安全带回收。

优选的，所述显示器与所述主机电脑之间通过hdmi接口连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型根据制动减速度大小，通过电机回收安全带，施加力于驾驶员躯体，使得其与真实驾驶车辆此过程受到的力相似，既可以在一定程度上模拟汽车制动时安全带带给驾驶员的力，又能控制成本。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型原理框图；

图中标记为：1.驾驶座椅；2.安全带；3.电机。

具体实施方式

如图1-图2所示，一种安全带张力模拟器，包括驾驶员输入系统、安全带2控制系统以及驾驶模拟系统，驾驶模拟系统分别与驾驶员输入系统以及安全带2控制系统连接。

驾驶员输入系统包括方向盘与踏板，驾驶员通过方向盘与踏板驾驶汽车，驾驶员输入系统将驾驶员的指令传输至驾驶模拟系统。

驾驶模拟系统包括主机电脑与视景模拟系统，主机电脑内设仿真软件(如scaner)，仿真软件包括车辆动力学模块，车辆动力学模块与驾驶员输入系统连接，用于接收驾驶员输入系统传输的指令以驱动车辆行驶，并将车辆的加速度信息传输至安全带2控制系统，具体的，车辆动力学模块根据事先设定的车辆动力学模型得到车辆的实时加速度，并通过串口协议传输至电机控制器。

仿真软件还包括场景模块，视景模拟系统包括三个显示器，显示器与仿真软件连接，显示器与主机电脑之间通过hdmi接口连接，场景模块与车辆动力学模块将场景信息输送至显示器。

一种安全带张力模拟器，还包括与主机电脑连接的汽车仪表，汽车仪表与主机电脑之间通过can总线连接，仿真软件的车辆动力学模块将车辆的行驶信息传输至汽车仪表实时显示。

安全带控制系统包括驾驶座椅1、安全带2、电机3以及电机控制器，电机控制器与车辆动力学模块以及电机3连接，电机控制器根据加速度信息控制电机3的电压，安全带2的一端与驾驶座椅1的一侧连接有卡扣，此卡扣的固定结构与现有的安全带2固定结构一致，安全带2的另一端缠设于电机3的驱动轴上。

具体的，电机控制器根据车辆的实时加速度大小对电机3的电压进行控制，驱动电机3转动，当加速度为负值时，电机控制器控制电机3转动，使得安全带2回收。

如图1-图2所示，一种安全带张力模拟器，驾驶员输入系统将驾驶员的操作指令传输至驾驶模拟系统中的仿真软件的车辆动力学模块，驱动车辆行驶，场景模块与车辆动力学模块将场景信息与车辆信息输送至显示器与汽车仪表，用于与驾驶员交互，同时，车辆动力学模块根据事先设定的车辆动力学模型得到车辆的实时加速度，并通过串口协议传输至电机控制器，电机控制器根据加速度信息控制电机3的电压，具体的，当加速度为负值即车辆减速时电机控制器根据加速度大小控制输入电机3的电压，驱动电机3转动，回收安全带2，给驾驶员施加拉力，使得其与真实驾驶车辆此过程受到的力相似，既可以在一定程度上模拟汽车制动时安全带2带给驾驶员的力，又能控制成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种安全带张力模拟器，其特征在于，包括驾驶员输入系统、安全带控制系统以及驾驶模拟系统，所述驾驶模拟系统分别与所述驾驶员输入系统以及所述安全带控制系统连接；

所述驾驶员输入系统包括方向盘与踏板，所述驾驶模拟系统包括主机电脑与视景模拟系统，所述主机电脑内设仿真软件，所述仿真软件包括车辆动力学模块，所述车辆动力学模块与所述驾驶员输入系统连接，用于接收驾驶员输入系统传输的指令以驱动车辆行驶，并将车辆的加速度信息传输至所述安全带控制系统；

所述安全带控制系统包括驾驶座椅、安全带、电机以及电机控制器，所述电机控制器与所述车辆动力学模块以及所述电机连接，所述电机控制器根据加速度信息控制所述电机的电压；所述安全带的一端与所述驾驶座椅的一侧连接有卡扣，所述安全带的另一端缠设于所述电机的驱动轴上。

2.根据权利要求1所述的一种安全带张力模拟器，其特征在于，所述车辆动力学模块根据事先设定的车辆动力学模型得到车辆的实时加速度，并通过串口协议传输至所述电机控制器。

3.根据权利要求1所述的一种安全带张力模拟器，其特征在于，所述仿真软件还包括场景模块，所述视景模拟系统包括三个显示器，所述显示器与所述仿真软件连接，所述场景模块与所述车辆动力学模块将场景信息输送至所述显示器。

4.根据权利要求1所述的一种安全带张力模拟器，其特征在于，还包括与所述主机电脑连接的汽车仪表，所述汽车仪表与所述主机电脑之间通过can总线连接，所述仿真软件的车辆动力学模块将车辆的行驶信息传输至所述汽车仪表实时显示。

5.根据权利要求1所述的一种安全带张力模拟器，其特征在于，所述电机控制器根据车辆的实时加速度大小对所述电机的电压进行控制，驱动所述电机转动，当加速度为负值时，所述电机控制器控制所述电机转动，使得所述安全带回收。

6.根据权利要求3所述的一种安全带张力模拟器，其特征在于，所述显示器与所述主机电脑之间通过hdmi接口连接。

技术总结
本实用新型提供一种安全带张力模拟器，包括驾驶员输入系统、安全带控制系统以及驾驶模拟系统，驾驶模拟系统分别与驾驶员输入系统以及安全带控制系统连接；驾驶模拟系统包括主机电脑与视景模拟系统，主机电脑内设仿真软件，仿真软件包括车辆动力学模块，车辆动力学模块与驾驶员输入系统连接，用于接收驾驶员输入系统传输的指令以驱动车辆行驶，并将车辆的加速度信息传输至安全带控制系统；安全带控制系统包括驾驶座椅、安全带、电机以及电机控制器，电机控制器与车辆动力学模块以及电机连接，电机控制器根据加速度信息控制电机的电压；安全带的一端与驾驶座椅的一侧连接有卡扣，安全带的另一端缠设于电机的驱动轴上。

技术研发人员：李清勇;高博;李月;白玉峰
受保护的技术使用者：苏州智行众维智能科技有限公司
技术研发日：2020.09.30
技术公布日：2021.07.23