CN105869472A

CN105869472A - 一种汽车驾驶模拟器

Info

Publication number: CN105869472A
Application number: CN201610491125.8A
Authority: CN
Inventors: 徐次香
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2016-08-17

Abstract

一种汽车驾驶模拟器，包括有PLC控制器，PLC控制器配备有存储器，PLC控制器的输入端连接总线接口电路与A/D转换电路，输出端连接显示器和语音模块，语音模块通讯连接扬声器；A/D转换电路分别连接安装在对应离合器踏板的传动系上的角度传感器和安装在手刹上的拉力传感器；在刹车踏板上装有弹力开关A，油门踏板上装有弹力开关B，弹力开关A与弹力开关B均连接总线接口电路；刹车踏板和油门踏板由共用的编码器A采集其踩踏量与踩踏速度信息，编码器A与总线接口电路相连接；本发明成本低、汽车驾驶模拟效果好，尤其方便了学员准确掌握对汽车刹车踏板与油门踏板的操作，以便迅速提高驾驶技能。

Description

一种汽车驾驶模拟器

技术领域

本发明涉及汽车驾驶模拟技术领域，尤其是一种模拟操作效果的汽车驾驶模拟器。

背景技术

当前，随着汽车越来越多地进入人们的生活，学习汽车驾驶的人也日益增多，新学员在培训的过程中，因为是第一次驾驶，对汽车驾驶的认识处在一种陌生的状态，会产生心理上的紧张和行动上的拘束，如此一来对车辆的破坏性很大，另外对学员和其他人的安全都构成很大的威胁，为此，人们就研究了不同种类的汽车驾驶模拟器，使得新学员通过汽车模拟器来熟悉汽车的驾驶操作。

然而，现有的汽车驾驶模拟器结构简单、功能单一，一般通过在离合器踏板、油门踏板、刹车踏板、手刹及方向盘对应的位置安装传感器，这些传感器采集到的信息通过电脑进行处理后通过显示器显示出来。这种汽车驾驶模拟器不仅所需安装的传感器数量多，成本高，而且只能粗略的显示汽车的驾驶情况，汽车驾驶模拟效果差，比如：在采集汽车驾驶使用最频繁的油门踏板与刹车踏板及离合器踏板的信息时，当前只能模拟学员在驾驶时，踩踏油门踏板或刹车踏板或离合器踏板这项动作，由于离合器踏板在操作时，只须踩踏到位，从而不会对学员的驾驶操作带来困惑，而油门踏板与刹车踏板的操作较为复杂，当前的汽车模拟器不能具体反应油门踏板或刹车踏板的踩踏量（踩踏行程）和踩踏速度，从而不利于学员迅速掌握汽车在行驶过程中对油门踏板与刹车踏板的操作。

发明内容

本发明的目的就是要解决当前汽车驾驶模拟器结构简单、功能单一、成本高，汽车驾驶模拟效果差的问题，为此一种成本低、模拟效果好的汽车驾驶模拟器，实现对汽车离合器踏板、刹车踏板、油门踏板和手刹及汽车转向的动作采集与实时模拟。

本发明的具体方案是：一种汽车驾驶模拟器，其特征是：包括有PLC控制器，PLC控制器配备有存储器，PLC控制器的输入端连接总线接口电路与A/D转换电路，输出端连接显示器和语音模块，语音模块通讯连接扬声器；A/D转换电路分别连接安装在对应离合器踏板的传动系上的角度传感器和安装在手刹上的拉力传感器；在刹车踏板上装有弹力开关A，油门踏板上装有弹力开关B，弹力开关A与弹力开关B均连接总线接口电路；在刹车踏板和油门踏板所对应的传动系上均装有连杆机构，对应连接传动齿条A和传动齿条B，传动齿条A与齿轮A相啮合，传动齿条B与齿轮B相啮合，其中齿轮A与齿轮B对应套装在两个棘轮机构上，两个棘轮机构安装在同一根转轴上，并且运动方向相反；在转轴上装有编码器A，编码器A与总线接口电路相连接。

本发明中所述连杆机构由杠杆和拉杆组成，杠杆的一端与刹车踏板或油门踏板所对应的传动系相铰接，杠杆的另一端与拉杆的一端相铰接，拉杆的另一端分别铰接传动齿条A或传动齿条B；传动齿条A和传动齿条B均设置在限位槽中。

本发明中在汽车的方向盘的转轴上装有主调向齿轮，主调向齿轮与调向齿条相啮合；汽车的一对转向轮的内侧分别连接转向节，每个转向节上均装有转向杆，并且每根转向杆上配装有与调向齿条相啮合的副调向齿轮，在其中一根转向杆上还装有编码器B，编码器B与总线接口电路相连接。

本发明中汽车的安全带的扣件内装有磁性开关，磁性开关连接总线接口电路，PLC控制器的输出端连接车载指示灯，车载指示灯包括汽车仪表盘上的安全带指示灯、刹车盘指示灯、ABS指示灯、手刹指示灯和电子油门灯以及转向灯指示灯。

本发明成本低、汽车驾驶模拟效果好，通过采用PLC控制器、显示器和语音模块以及用于信号采集的各个传感器，在实现对汽车离合器踏板、刹车踏板、油门踏板和手刹及汽车转向的动作采集与实时模拟的同时，尤其实现了对汽车刹车踏板、油门踏板的踩踏量与踩踏速度信息的采集，从而大大方便了学员准确掌握对汽车刹车踏板与油门踏板的操作，以便迅速提高驾驶技能。

附图说明

图1是本发明的控制结构框图；

图2是本发明中用于采集刹车踏板与油门踏板信息的编码器A的安装结构示意图；

图3是本发明中用于采集汽车转向轮转动角度信息的编码器B的安装结构示意图。

图中：1—PLC控制器，2—总线接口电路，3—A/D转换电路，4—语音模块，5—显示器，6—扬声器，7—离合器踏板，8—刹车踏板，9—油门踏板，10—角度传感器，11—编码器B，12—拉力传感器，13—弹力开关A，14—弹力开关B，15—传动齿条A，16—传动齿条B，17—齿轮A，18—齿轮B，19—转轴，20—棘轮机构A，21—棘轮机构B，22—编码器A,23—杠杆，24—拉杆，25—磁性开关，26—车载指示灯，27—存储器，28—方向盘，29—主调向齿轮，30—调向齿条，31—转向轮，32—转向节，33—转向杆，34—副调向齿轮。

具体实施方式

参见图1-2，本发明包括有PLC控制,1，PLC控制器1配备有存储器27，PLC控制器1的I/O输入口连接总线接口电路2与A/D转换电路3，PLC控制器1的I/O输出口连接语音模块4，在PLC控制器1上设有HDMI接口（高清晰度多媒体接口），并通过HDMI连接线连接显示器5，语音模块4通讯连接扬声器6；A/D转换电路3分别连接安装在对应离合器踏板7的传动系上的角度传感器10和安装在手刹上的拉力传感器12；在刹车踏板8上装有弹力开关A13，油门踏板9上装有弹力开关B14，弹力开关A13与弹力开关B14均连接总线接口电路2；在刹车踏板8和油门踏板9所对应的传动系上均装有连杆机构，对应连接传动齿条A15和传动齿条B16，传动齿条A15与齿轮A17相啮合，传动齿条B16与齿轮B18相啮合，其中齿轮A17与齿轮B18对应套装在棘轮机构A20和棘轮机构B21上，两个棘轮机构安装在同一根转轴19上，并且运动方向相反；在转轴19上装有编码器A22，编码器A22与总线接口电路2相连接。

参见图2，本实施例中所述连杆机构由杠杆23和拉杆24组成，杠杆23的一端与刹车踏板8或油门踏板9所对应的传动系相铰接，杠杆23的另一端与拉杆24的一端相铰接，拉杆24的另一端分别铰接传动齿条A15或传动齿条B16；传动齿条A15和传动齿条B16均设置在限位槽中。当驾驶员踩踏刹车踏板8，刹车踏板8所对应的传动系带动连杆机构拉动传动齿条A15，从而使得齿轮A17以逆时针带动转轴19转动，此时编码器22采集刹车踏板8的踩踏量与踩踏速度信息；当驾驶员踩踏油门踏板9，油门踏板9所对应的传动系带动连杆机构拉动传动齿条B16，从而使得齿轮B18以顺时针带动转轴19转动，此时编码器22采集油门踏板9的踩踏量与踩踏速度信息。

参见图3，本实施例中在汽车的方向盘28的转轴上装有主调向齿轮29，主调向齿轮29与调向齿条30相啮合，调向齿条30设置在限位槽中；汽车的一对转向轮31（转向轮31为前轮或后轮）的内侧分别连接转向节32，每个转向节上均装有转向杆33，并且每根转向杆上配装有与调向齿条30相啮合的副调向齿轮34，在其中一根转向杆上还装有编码器B11，编码器B11与总线接口电路2相连接。

本实施例中汽车的安全带的扣件内装有磁性开关25，磁性开关25连接总线接口电路2，PLC控制器1的输出端连接车载指示灯26，车载指示灯26包括汽车仪表盘上的安全带指示灯、刹车盘指示灯、ABS指示灯、手刹指示灯和电子油门灯以及转向灯指示灯。

本发明在使用时，角度传感器10用于实现对离合器踏板7踩踏量（踩踏行程）的采集，拉力传感器12用于实现对手刹状态的采集，并且角度传感器10和拉力传感器12采集到的数据经过A/D转换电路3进行模数转换后传输给PLC控制器1；在存储器27中存储有驾驶人员操作离合器踏板与手刹的视频信息，PLC控制器1分别调用这些视频信息，并将这些视频信息及相应的传感器检测到的数据通过显示器5显示出来。

与此同时，由于齿轮A17与齿轮B18分别套装在两个转向相反的棘轮机构上，从而使得齿轮A17与齿轮B18只能沿着相反的方向驱动转轴19转动，并且通过同一个编码器A22同时实现对刹车踏板8与油门踏板9的踩踏量与踩踏速度信息的采集。

当驾驶员踩踏刹车踏板8时，编码器A22实时采集刹车踏板8的踩踏量（角度）与踩踏速度信息，并将这些信息传输给PLC控制器1，此时弹力开关A13闭合，将触发信号发送给PLC控制器1，PLC控制器1实时调用存储器27中存储的汽车刹车时相关行驶动态的视频信息，并在显示器5上将刹车踏板8的踩踏量与踩踏速度的信息及相应的视频信息显示出来，同时PLC控制器1实时驱动语音模块4，将相应的声音效果通过扬声器6显示出来；

当驾驶员踩踏油门踏板9时，编码器A22实时采集油门踏板9的踩踏量（角度）与踩踏速度信息，并将这些信息传输给PLC控制器1，此时弹力开关B14闭合，将触发信号发送给PLC控制器1，PLC控制器1实时调用存储器27中存储的汽车油门踏板9被踩踏时相关行驶动态的视频信息，并在显示器5上将油门踏板9的踩踏量与踩踏速度的信息及相应的视频信息显示出来，同时PLC控制器1实时驱动语音模块4，将相应的声音效果通过扬声器6显示出来。

当驾驶员操作方向盘28时，方向盘28转动产生的扭矩依次在主调向齿轮29、调向齿条30、副调向齿轮34的传动下同时带动两根转向杆33转动，两根转向杆33转动的同时通过转向节32驱动两个转向轮31发生偏转，在此过程中，两个转向轮31的偏转角度信息通过安装在转向轮31上的编码器B11采集，编码器B11实时将采集到的信息传输给PLC控制器1，PLC控制器1实时调用存储器27中存储的汽车转向时的相关行驶动态的视频信息，并在显示器5上将相关数据信息及相应的视频信息显示出来。

当安全带的卡舌***至扣件内时，磁性开关25闭合，则表示安全带已经系上，磁性开关25闭合时触发信号通过总线接口电路2发送给PLC控制器1，PLC控制器1 控制安全带指示灯闪亮（实际驾驶时，在安全带未系上时安全带指示灯闪亮）。与此同时，在驾驶员驾驶时踩踏离合器踏板7、刹车踏板8、油门踏板9或操作方向盘进行转向时，PLC控制器1控制相应的车载指示灯闪亮。

Claims

1.一种汽车驾驶模拟器，其特征是：包括有PLC控制器，PLC控制器配备有存储器，PLC控制器的输入端连接总线接口电路与A/D转换电路，输出端连接显示器和语音模块，语音模块通讯连接扬声器；A/D转换电路分别连接安装在对应离合器踏板的传动系上的角度传感器和安装在手刹上的拉力传感器；在刹车踏板上装有弹力开关A，油门踏板上装有弹力开关B，弹力开关A与弹力开关B均连接总线接口电路；在刹车踏板和油门踏板所对应的传动系上均装有连杆机构，对应连接传动齿条A和传动齿条B，传动齿条A与齿轮A相啮合，传动齿条B与齿轮B相啮合，其中齿轮A与齿轮B对应套装在两个棘轮机构上，两个棘轮机构安装在同一根转轴上，并且运动方向相反；在转轴上装有编码器A，编码器A与总线接口电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器，其特征是：所述连杆机构由杠杆和拉杆组成，杠杆的一端与刹车踏板或油门踏板所对应的传动系相铰接，杠杆的另一端与拉杆的一端相铰接，拉杆的另一端分别铰接传动齿条A或传动齿条B；传动齿条A和传动齿条B均设置在限位槽中。

3.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器，其特征是：在汽车的方向盘的转轴上装有主调向齿轮，主调向齿轮与调向齿条相啮合；汽车的一对转向轮的内侧分别连接转向节，每个转向节上均装有转向杆，并且每根转向杆上配装有与调向齿条相啮合的副调向齿轮，在其中一根转向杆上还装有编码器B，编码器B与总线接口电路相连接。

4.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶模拟器，其特征是：在汽车的安全带的扣件内装有磁性开关，磁性开关连接总线接口电路，PLC控制器的输出端连接车载指示灯，车载指示灯包括汽车仪表盘上的安全带指示灯、刹车盘指示灯、ABS指示灯、手刹指示灯和电子油门灯以及转向灯指示灯。