一种用于模拟机方向盘的自复位方法及结构与流程

本发明属于模拟机方向盘，尤其涉及一种用于模拟机方向盘的自复位方法及结构。

背景技术：

1、载具的模拟驾驶是虚拟驾驶中应用较为广泛和性价比较高的一种解决方案。虚拟驾驶可以是多种载具驾驶室的仿真，如高铁及地铁机车驾驶、轮船驾驶、飞行模拟驾驶等，也可作为在商业领域进行车辆、游船、飞行器等的培训和预体验设备，具有广泛的市场发展潜力。为了给驾驶员更好的驾驶体验，载具常会对方向盘配设转动后的角度自复位机构，但是真实载具方向盘的转向装置结构复杂，多需要配置电动马达或液压系统等机构，制造及维护使用的成本相对较高，明显不适合用于模拟机的应用初衷，因此，一些相关的制造商会为模拟机单独设计结构较为简易的方向盘自复位机构，如在公开号为cn201122360y的中国实用新型专利中公开的一种汽车驾驶模拟器之转向复位装置，提出了以气弹簧作为方向盘的复位主件，气体在气弹簧内被阻尼及压缩时，能吸收或减弱方向盘在传力时的震动能量，使得方向盘的复位动作柔和、连续、稳定，更逼真于实际汽车的复位动作，给汽车驾驶练习者以身临真车的感觉；但是发明人认为，此类的自复位机构采用的是切线方向的复位支撑力，对方向盘转轴杆与气弹簧之间配合的位置关系提出了较高的要求，当方向盘转轴杆与气弹簧配合角度不良时，极易引起气弹簧伸缩滞塞，进而影响气弹簧的使用寿命，需要后期经常维护调试，增加此类自复位机构后期的使用维护成本，同时，为了给气弹簧留置伸缩和转动的空间，此类的自复位机构需要占用较宽的横向区域，为模拟机的空间布局提出了一定的要求。为此，需要设计出一种用于模拟机方向盘的自复位方法及结构。

2、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强理解本公开的背景，并且因此可以包括不构成现有技术的信息。

技术实现思路

1、发明人通过研究发现，现有的自复位机构多采用的是切线方向的复位支撑力，对方向盘转轴杆与气弹簧之间配合的位置关系提出了较高的要求，当方向盘转轴杆与气弹簧配合角度不良时，极易引起气弹簧伸缩滞塞，进而影响气弹簧的使用寿命，需要后期经常维护调试，增加此类自复位机构后期的使用维护成本，同时，为了给气弹簧留置伸缩和转动的空间，此类的自复位机构需要占用较宽的横向区域，为模拟机的空间布局提出了一定的要求。

2、鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种用于模拟机方向盘的自复位方法及结构，具体技术方案如下：

3、一种用于模拟机方向盘的自复位方法，包括方向盘，所述方向盘周向限位连接有左右旋丝杠，所述左右旋丝杠的左螺纹和右螺纹分别配设一个丝杠螺母，所述丝杠螺母配设有周向转动限位机构，所述左右旋丝杠上套设有线圈弹簧，所述线圈弹簧的一端与所述丝杠螺母的端面固定连接，对所述左右旋丝杠施加转动的力时，所述左右旋丝杠的螺纹带动所述丝杠螺母轴向移动，所述丝杠螺母施加扭力给所述线圈弹簧产生扭力蓄能，需要自复位时，取消对所述左右旋丝杠施加转动的力，扭力蓄能使得所述线圈弹簧为所述丝杠螺母施加复位的轴向力，所述丝杠螺母带动所述左右旋丝杠转动实现自复位。

4、一种用于模拟机方向盘的自复位结构，采用如上述的用于模拟机方向盘的自复位方法进行自复位，包括方向盘，所述方向盘周向限位连接有左右旋丝杠，所述左右旋丝杠的下端设有轴套连接件，所述左右旋丝杠的左螺纹和右螺纹分别配设一个丝杠螺母，两个所述丝杠螺母分别设为螺母ⅰ和螺母ⅱ，所述丝杠螺母配设有周向转动限位机构，所述左右旋丝杠上套设有线圈弹簧，所述线圈弹簧的一端与所述丝杠螺母的端面固定连接。

5、在本公开的一些实施例中，所述线圈弹簧为线圈压缩弹簧。

6、在本公开的一些实施例中，所述线圈压缩弹簧的两个端部分别与所述螺母ⅰ和所述螺母ⅱ的内端面固定连接。

7、在本公开的一些实施例中，所述方向盘下部连接有转向轴组件，所述转向轴组件下部配接所述左右旋丝杠。

8、在本公开的一些实施例中，还包括底板，所述轴套连接件装配于所述底板，所述线圈压缩弹簧设有两个，分别为弹簧ⅰ和弹簧ⅱ，所述弹簧ⅰ固定连接于所述转向轴组件与所述螺母ⅰ之间，所述弹簧ⅱ固定连接于所述底板与所述螺母ⅱ之间。

9、在本公开的一些实施例中，所述轴套连接件包括滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述左右旋丝杠过盈配合，所述滚动轴承的外圈与所述底板固定连接。

10、在本公开的一些实施例中，所述左右旋丝杠外侧设有竖向的导轨，所述导轨与所述左右旋丝杠平行，所述丝杠螺母侧面设有与所述导轨滑动配合的通道。

11、在本公开的一些实施例中，所述导轨为导向光杆，所述通道为与所述导向光杆配用的开口槽或通孔。

12、在本公开的一些实施例中，所述左右旋丝杠为双向滚珠丝杠。

13、相比较现有技术而言，本发明具有以下有益效果：本公开通过采用左右旋丝杠，两个丝杠螺母通过线圈弹簧扭力的两个方向的蓄能来实现自动回中，占用空间小，易于装配，可以有效提高模拟机结构的集成度；左右旋丝杠，线圈弹簧结构简单，易于制造或采购，造价便宜，有效降低成本；通过线圈弹簧扭力的蓄能来实现自动复位，纯机械结构，无能耗无污染；线圈弹簧弹性疲劳失效后，更换线圈弹簧即可，线圈弹簧还可以回收利用；为方向盘的设计带来了新的技术启示。

技术特征：

1.一种用于模拟机方向盘的自复位方法，包括方向盘（1），其特征在于：所述方向盘（1）周向限位连接有左右旋丝杠（2），所述左右旋丝杠（2）的左螺纹和右螺纹分别配设一个丝杠螺母（3），所述丝杠螺母（3）配设有周向转动限位机构，所述左右旋丝杠（2）上套设有线圈弹簧（4），所述线圈弹簧（4）的一端与所述丝杠螺母（3）的端面固定连接，对所述左右旋丝杠（2）施加转动的力时，所述左右旋丝杠（2）的螺纹带动所述丝杠螺母（3）轴向移动，所述丝杠螺母（3）施加扭力给所述线圈弹簧（4）产生扭力蓄能，需要自复位时，取消对所述左右旋丝杠（2）施加转动的力，扭力蓄能使得所述线圈弹簧（4）为所述丝杠螺母（3）施加复位的轴向力，所述丝杠螺母（3）带动所述左右旋丝杠（2）转动实现自复位。

2.一种用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，采用如权利要求1所述的用于模拟机方向盘的自复位方法进行自复位，包括方向盘（1），所述方向盘（1）周向限位连接有左右旋丝杠（2），所述左右旋丝杠（2）的下端设有轴套连接件，所述左右旋丝杠（2）的左螺纹和右螺纹分别配设一个丝杠螺母（3），两个所述丝杠螺母（3）分别设为螺母ⅰ（31）和螺母ⅱ（32），所述丝杠螺母（3）配设有周向转动限位机构，所述左右旋丝杠（2）上套设有线圈弹簧（4），所述线圈弹簧（4）的一端与所述丝杠螺母（3）的端面固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，所述线圈弹簧（4）为线圈压缩弹簧。

4.根据权利要求3所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，所述线圈压缩弹簧的两个端部分别与所述螺母ⅰ（31）和所述螺母ⅱ（32）的内端面固定连接。

5.根据权利要求3所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，所述方向盘（1）下部配设有转向轴组件（5），所述转向轴组件（5）下部配接所述左右旋丝杠（2）。

6.根据权利要求5所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，还包括底板（6），所述轴套连接件装配于所述底板（6），所述线圈压缩弹簧设有两个，分别为弹簧ⅰ（41）和弹簧ⅱ（42），所述弹簧ⅰ（41）固定连接于所述转向轴组件（5）与所述螺母ⅰ（31）之间，所述弹簧ⅱ（42）固定连接于所述底板（6）与所述螺母ⅱ（32）之间。

7.根据权利要求6所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，所述轴套连接件包括滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述左右旋丝杠（2）过盈配合，所述滚动轴承的外圈与所述底板（6）固定连接。

8.根据权利要求2或3所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，所述左右旋丝杠（2）外侧设有竖向的导轨（7），所述导轨（7）与所述左右旋丝杠（2）平行，所述丝杠螺母（3）侧面设有与所述导轨（7）滑动配合的通道。

9.根据权利要求8所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，所述导轨（7）为导向光杆，所述通道为与所述导向光杆配用的开口槽或通孔。

10.根据权利要求2或3所述的用于模拟机方向盘的自复位结构，其特征在于，所述左右旋丝杠（2）为双向滚珠丝杠。

技术总结
本发明公开了一种用于模拟机方向盘的自复位方法，属于模拟机方向盘技术领域，方向盘周向限位连接左右旋丝杠，左右旋丝杠配设两个丝杠螺母，丝杠螺母配设有周向转动限位机构，左右旋丝杠上套设有线圈弹簧，线圈弹簧的一端与丝杠螺母的端面固定连接，对左右旋丝杠施加转动的力时，左右旋丝杠的螺纹带动丝杠螺母轴向移动，通过丝杠螺母施加扭力给线圈弹簧产生扭力蓄能实现自复位。还公开了一种用于模拟机方向盘的自复位结构。本公开通过采用左右旋丝杠，两个丝杠螺母通过线圈弹簧扭力的两个方向的蓄能来实现自动回中，占用空间小，易于装配，可以有效提高模拟机结构的集成度。

技术研发人员：王国臣,鹿存鸣,李群
受保护的技术使用者：徐州硕博电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15