CN206505585U - 一种多用型vr驾驶座舱 - Google Patents

Abstract

一种多用型VR驾驶座舱，包括档位器、脚踏板、方向盘、VR头盔和VR座舱，使用者在进行车辆驾驶模拟之前，先选择要模拟的车型，虚拟视景交互软件***中的机电控制模块控制相应的程序控制挡板移动，模拟相应车型的档位设置和脚踏板设置，然后用户进行挂挡、方向盘和踩踏脚踏板的操作，并将变速杆的动作信号、方向盘的重力感应及脚踏板的压力等信号反馈给机电控制模块，进行相应车型的模拟操作。本实用新型结构精巧、设计合理、造价低，可不受车型限制模拟出不同车型的档位及脚踏板操作，解决使用者“看”和“触”的问题，车型不同，使用者“看到”、“触到”的具体档位设置和具体脚踏板设置也不同，实现了车辆驾驶模拟器的小型化、多用化和实用化。

Description

一种多用型VR驾驶座舱

技术领域

本实用新型属于VR驾驶技术领域，具体是一种多用型VR驾驶座舱。

背景技术

随着现代生活水平的提高，汽车已经成为人们生活中必不可少的一部分，因此也有越来越多的人到各种汽车驾驶培训机构学习驾驶，在实际的汽车驾驶培训中由于车少人多，训练效益往往不高。通过实践发现，利用VR仿真技术进行仿真驾驶训练能够提高训练效益，但是就利用VR仿真技术进行汽车驾驶训练而言，“像不像”和“真不真”的问题极为突出，在软件功能极为先进的今天，硬件设备的设计也极为重要，以往的汽车驾驶模拟器硬件部分基本上是一种车型配备一个驾驶座舱，从实用角度来看，如今车辆的种类是极其繁多的，驾驶操作部件也是有极大差异性的，特别是档位的切换操作，由于不同车型档位设置不同，操作差异性极大，而且，自动挡和手动挡的脚踏板也不相同，若要为每一种车型制作一种驾驶座舱是不现实的，也是难以完成的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术一种车型配备一个座舱，通用性弱、训练效益较低的问题，提供一种多用型VR驾驶座舱，结构精巧、设计合理，可以模拟不同车型的档位和脚踏板操作，并能进行操作，不受车型限制，结合VR技术实现了车辆驾驶模拟器小型化、多用化和实用化，而且节约了硬件成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多用型VR驾驶座舱，包括档位器、脚踏板、方向盘、VR头盔和VR座舱；所述的档位器包括横向滑轨，横向滑轨中间的前侧有一条与横向滑轨相垂直的前纵向滑轨，横向滑轨中间的后侧有一条与横向滑轨相垂直的后纵向滑轨；横向滑轨左端部的前后两侧各有至少一个档位感应槽，横向滑轨右端部的前后两侧各有至少一个档位感应槽，前纵向滑轨上有至少两个档位感应槽，后纵向滑轨上有至少两个档位感应槽；所述的档位感应槽内各嵌有一个档位感应器，所述的横向滑轨上还有一个可沿横向滑轨、前纵向滑轨和后纵向滑轨移动的档杆感应器，档杆感应器与变速杆底部固定连接；横向滑轨靠左端有第一程序控制挡板，第一程序控制挡板可沿横向滑轨的左半部分移动，横向滑轨靠右端有第二程序控制挡板，第二程序控制挡板可沿横向滑轨的右半部分移动，前纵向滑轨上有第三程序控制挡板，第三程序控制挡板可沿前纵向滑轨移动，后纵向滑轨上有第四程序控制挡板，第四程序控制挡板可沿后纵向滑轨移动；所述的脚踏板包括离合器踏板、制动踏板和加速踏板，离合器踏板右侧的座舱底板内设有升降杆，升降杆顶端靠铰接轴铰接有第五程序控制挡板，第五程序控制挡板可绕铰接轴旋转，所述的座舱底板上具有容许升降杆伸出的开口；所述的档杆感应器、档位感应器和第一程序控制档板、第二程序控制档板、第三程序控制档板、第四程序控制档板、第五程序控制挡板、升降杆、脚踏板和方向盘均通过信号线与虚拟视景交互软件***中的机电控制模块连接。

本实用新型多用型VR驾驶座舱中的五个程序控制挡板都由虚拟视景交互软件***中的机电控制模块输出控制信号，使程序控制挡板、第二程序控制挡板、第三程序控制挡板或第四程序控制挡板根据车型需要沿横向滑轨、前纵向滑轨或后纵向滑轨移动，留出或堵塞相应的档位感应槽来模拟不同车型的档位设置；升降杆根据选择的车型伸缩，同时第五程序控制挡板绕铰接轴旋转，从而覆盖在离合器踏板表面，用来模拟自动挡的两个脚踏板设置及手动挡的三个脚踏板设置，并通过档位感应器、档杆感应器、方向盘力反馈、脚踏板压力等设备反馈用户操作，模拟不同车型的变速杆操作、方向盘操作和脚踏板操作，以电信号反馈给机电控制模块进行模拟操作，从而结合虚拟视景仿真软件、VR驾驶座舱等实现模拟不同车型的驾驶操控。

本实用新型的多用型VR驾驶座舱由机电控制模块发出机电信号控制程序控制四个程序控制挡板移动模拟不同车型的档位设置，并通过档位感应器、档杆感应器反馈用户操作，模拟不同车型的档位操作，同时控制第五程序挡板旋转模拟手动挡或自动挡的脚踏板设置，结合USB总线与脚踏板的数字信号，通过踏下脚踏板的幅度，换算成相应的加权因子(0～1之间)，再乘以相应的汽车动力模型中的数值，定义虚拟场景中汽车动力模型的实际反馈效果，达到轻踩油门和重踩油门的效果。然后配合VR头盔，解决使用者“看”的问题，车型不同，使用者看到的具体档位设置和具体脚踏板设置也不同；还解决了用户操作中“触”的问题，实现了车辆驾驶模拟器的小型化、多用化和实用化。

本实用新型的多用型VR驾驶座舱结构精巧、设计合理、造价低，可不受车型限制模拟出不同车型的档位及脚踏板操作，结合VR技术实现了车辆驾驶模拟器小型化、多用化和实用化，极大节约硬件成本。

具体地，所述的变速杆由球形连接器、杆体和球头组成，所述的球形连接器固定在档杆感应器上，使变速杆在档位感应槽内的运动为圆滑运动，更加接近真实的车辆变速杆操作。

进一步地，横向滑轨上还固定有若干个挡块，所述的挡块位于相邻的两个档位感应槽之间，挡块可以防止变速杆在左右滑动时脱离横向滑轨。

具体地，所述的VR座舱是电气缸六自由度座舱，其中的方向盘、座椅、电气缸、VR头盔均采用现有市售产品。

附图说明

图1是本实用新型多用型VR驾驶座舱的档位器的初始状态示意图。

图2是本实用新型多用型VR驾驶座舱的离合器踏板的初始状态示意图。

图3是本实用新型多用型VR驾驶座舱的原理框图。

图4是本实用新型多用型VR驾驶座舱档位器模拟手动挡的档位设置示意图。

图5是本实用新型多用型VR驾驶座舱档位器模拟自动挡的档位设置示意图。

图6是本实用新型多用型VR驾驶座舱模拟自动挡车型的离合器踏板的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施方式对实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施方式仅以解释实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。

一种多用型VR驾驶座舱，如图1、图2所示，包括档位器、脚踏板、方向盘、VR头盔和VR座舱。档位器包括包括一条横向滑轨11，横向滑轨11中间的前侧有一条与横向滑轨11相垂直的前纵向滑轨12，横向滑轨11中间的后侧有一条与横向滑轨11相垂直的后纵向滑轨13。横向滑轨11左端部的前侧有一个第一档位感应槽21，第一档位感应槽21内嵌有第一档位感应器31，横向滑轨右端部的前侧有一个第七档位感应槽27，第七档位感应槽27内嵌有一个第七档位感应器37，前纵向滑轨12上有一个第三档位感应槽23和一个第四档位感应槽24，其中第三档位感应槽23与横向滑轨11相接，第三档位感应槽23内嵌有第三档位感应器33，第四档位感应槽24内嵌有第四档位感应器34，后纵向滑轨13上有一个第五档位感应槽25和一个第六档位感应槽26，其中第五档位感应槽25与横向滑轨11相接，第五档位感应槽25内嵌有第五档位感应器35，第六档位感应槽26内嵌有第六档位感应器36；横向滑轨11上还有一个档杆感应器4，所述的档杆感应器4可沿横向滑轨11、前纵向滑轨12和后纵向滑轨13移动，档杆感应器4与变速杆5底部固定连接，所述的变速杆5由球形连接器51、杆体52和球头53组成，其中球形连接器51固定在档杆感应器4上。横向滑轨11靠左端有第一程序控制挡板61，第一程序控制挡板61可沿横向滑轨11的左半部分移动，横向滑轨11靠右端有第二程序控制挡板62，第二程序控制挡板62可沿横向滑轨11的右半部分移动，前纵向滑轨12上有第三程序控制挡板63，第三程序控制挡板63可沿前纵向滑轨12移动，后纵向滑轨13上有第四程序控制挡板64，第四程序控制挡板64可沿后纵向滑轨13移动；横向滑轨11上还固定有四个挡块71、72、73、74，挡块71位于第一档位感应槽21与第三档位感应槽23之间，挡块72位于第二档位感应槽22与第五档位感应槽25之间，档位73位于第三档位感应槽23与第七档位感应槽27之间，档位74位于第五档位感应槽25与第八档位感应槽28之间，挡块71与挡块72之间的距离大于第一程序控制挡板61的长度，挡块73与挡块74之间的距离大于第二程序控制挡板62的长度。档杆感应器4、八个档位感应器和四个程序控制档板均分别通过信号线与虚拟视景交互软件***中的机电控制模块连接。

所述的脚踏板包括离合器踏板81、制动踏板和加速踏板(均与现有车辆上设置类似，故在此不再赘述)，离合器踏板81右侧的座舱底板100内设有升降杆9，升降杆9顶端靠铰接轴91铰接有第五程序控制挡板65，第五程序控制挡板65可绕铰接轴91旋转，所述的座舱底板100上具有容许升降杆伸出的开口，升降杆9和第五程序控制挡板65也与机电控制模块连接。

方向盘、VR头盔和VR座舱均为现有市售产品，其中VR头盔选择的高沉浸感显示的VR头盔，VR座舱选择电气缸六自由度座舱。

使用者在进行车辆驾驶模拟之前，先选择要模拟的车型，例如自动挡或手动挡，虚拟视景交互软件***中的机电控制模块控制相应的程序控制挡板移动，模拟相应车型的档位设置和脚踏板设置，然后用户进行挂挡、方向盘和踩踏脚踏板的操作，并将变速杆5的动作信号、方向盘的重力感应及脚踏板的压力等信号反馈给机电控制模块，进行相应车型的模拟操作，如图3所示。

假设使用者要模拟手动挡的操作，通过虚拟视景交互软件***中的机电控制模块控制第三程序控制挡板63和第四程序控制挡板64移动，堵塞第四档位感应槽24和第六档位感应槽26，留出第一档位感应槽21、第二档位感应槽22、第三档位感应槽23、第五档位感应槽25、第七档位感应槽27和第八档位感应槽28，分别对应手动挡的一档、二挡、三挡、四挡、五档和R挡(档位感应器4的初始位置设置为N档)，如图4所示，由于手动挡具有三个脚踏板，所以第五程序控制挡板保持初始位置，此时，三个脚踏板分别对应手动挡车辆的离合器踏板、刹车踏板和加速踏板，然后使用者根据需要进行驾驶操作，使变速杆5底部的档杆感应器4与对应的档位感应器接触，发出电信号给机电控制模块，进行挂挡模拟操作；同时将方向盘的重力感应数据和三个脚踏板的压力感应数据发送给机电控制模块，进行方向盘和脚踏板的模拟操作。

假设使用者要模拟自动挡的操作，通过虚拟视景交互软件***中的机电控制模块控制第一程序控制挡板61、第二程序控制挡板62和第四程序控制挡板64移动，堵塞第一档位感应槽21、第二档位感应槽22、第七档位感应槽27、第八档位感应槽28和第六档位感应槽26，留出第三档位感应槽23、第四档位感应槽24和第五档位感应槽25，分别对应自动挡的R档、P档和D档(档位感应器4的初始位置设置为N档)，如图5所示，同时，升降杆9从座舱底板100中伸出，将第五程序控制挡板65托起，然后第五程序控制挡板65绕铰接轴91旋转，覆盖在在离合器踏板81的表面上，使用者无法踩踏离合器踏板81，如图6所示，然后进行自动挡车型的模拟操作。

VR头盔采用高沉浸感显示，所以被程序控制挡板阻挡的部分不会显示，即“看不到”，同时由于程序控制挡板的阻挡，也“触不到”，所以使用者带上VR头盔后只能看到符合所选车型的档位设置及脚踏板设置，例如选择自动挡车型时，使用者通过VR头盔只能看到与自动挡相似的R档、P档、D档等档位以及制动踏板和加速踏板两个脚踏板，由于离合器踏板81被第五程序控制挡板65覆盖，则看不到也踩不到离合器踏板81。

以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种多用型VR驾驶座舱，包括档位器、脚踏板、方向盘、VR头盔和VR座舱，其特征在于：

所述的档位器包括横向滑轨，横向滑轨中间的前侧有一条与横向滑轨相垂直的前纵向滑轨，横向滑轨中间的后侧有一条与横向滑轨相垂直的后纵向滑轨；横向滑轨左端部的前后两侧各有至少一个档位感应槽，横向滑轨右端部的前后两侧各有至少一个档位感应槽，前纵向滑轨上有至少两个档位感应槽，后纵向滑轨上有至少两个档位感应槽；所述的档位感应槽内各嵌有一个档位感应器，所述的横向滑轨上还有一个可沿横向滑轨、前纵向滑轨和后纵向滑轨移动的档杆感应器，档杆感应器与变速杆底部固定连接；横向滑轨靠左端有第一程序控制挡板，第一程序控制挡板可沿横向滑轨的左半部分移动，横向滑轨靠右端有第二程序控制挡板，第二程序控制挡板可沿横向滑轨的右半部分移动，前纵向滑轨上有第三程序控制挡板，第三程序控制挡板可沿前纵向滑轨移动，后纵向滑轨上有第四程序控制挡板，第四程序控制挡板可沿后纵向滑轨移动；

所述的脚踏板包括离合器踏板、制动踏板和加速踏板，离合器踏板右侧的座舱底板内设有升降杆，升降杆顶端靠铰接轴铰接有第五程序控制挡板，第五程序控制挡板可绕铰接轴旋转，所述的座舱底板上具有容许升降杆伸出的开口；

所述的档杆感应器、档位感应器和第一程序控制档板、第二程序控制档板、第三程序控制档板、第四程序控制档板、第五程序控制挡板、脚踏板和方向盘均通过信号线与虚拟视景交互软件***中的机电控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的多用型VR驾驶座舱，其特征在于：所述的变速杆由球形连接器、杆体和球头组成，所述的球形连接器固定在档杆感应器上。

3.根据权利要求1或2所述的多用型VR驾驶座舱，其特征在于：横向滑轨上还固定有若干个挡块，所述的挡块位于相邻的两个档位感应槽之间。

4.根据权利要求1所述的多用型VR驾驶座舱，其特征在于：所述的VR座舱是电气缸六自由度座舱。