[发明专利]一种基于磁力作用的车辆驾驶模拟器侧倾感发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种驾驶模拟器侧倾感发生装置，特别是涉及一种基于磁力作用的驾驶模拟器侧倾感发生装置。

背景技术

为使驾驶模拟器能够在转弯时为驾驶员呈现较为真实的受力感受，人们通过驾驶模拟器座椅乃至整个驾驶模拟器驾驶室的运动向驾驶员施加作用力以模拟转弯行驶状态下驾驶员的侧倾感。一种汽车驾驶模拟器少自由度体感装置及其位姿调整方法（CN102013185，授权）通过改变两个伺服电动缸推杆伸长或缩短的长度来实现顶部模拟驾驶舱各铰接支点的运动，从而实现驾驶模拟器少自由度体感装置的侧倾位姿；一种汽车驾驶模拟器动感平台系统及模拟汽车驾驶的方法（CN105719530A，实质审查）通过驾驶室底部四个伺服电缸中左侧两个伺服电缸上升（下降）和右侧两个伺服电缸下降（上升）来实现转弯过程中因受离心力作用的侧倾感觉。

上述通过倾斜座椅来模拟车辆转弯情况驾驶员所受离心力的驾驶模拟器，虽然可以使驾驶员产生侧向的分力，但座椅平面的倾斜同时会导致驾驶员视角、驾驶操作角度的变化，从而影响驾驶员加速操作时的感受。而通过侧向移动以实现侧倾感的驾驶模拟器，侧倾感的生成受移动距离的限制，无法向驾驶员提供长时间转弯操作时的侧倾感受。如果根据力的相互作用原理，通过电磁铁吸引包覆于驾驶员躯干的软磁性材料，为驾驶员提供一个符合驾驶员质量的水平方向的侧向力以模拟转弯产生的离心力，将使驾驶员感受到更为真实的侧倾感。

发明内容

本发明为解决目前驾驶模拟器在模拟转弯工况时驾驶员感受到的侧倾感不够逼真且不能持续的缺陷，提出了一种基于磁力作用的车辆驾驶模拟器侧倾感发生装置。

为实现在不改变驾驶座椅空间姿态和位置的情况下模拟驾驶员所受的离心力，使驾驶员感受到更为真实的侧倾感受，本发明所述基于磁力作用的车辆驾驶模拟器侧倾感发生装置，包括侧向力数据采集模块、侧向力数据处理模块和侧向力执行模块。

所述侧向力数据采集模块，包括压力采集子模块、横摆角速度采集子模块和前轮转角采集子模块三部分。

所述压力采集子模块，通过安装在驾驶座椅上的压力传感器采集压力信息，并输出模拟信号，经数模转换得到数字信号，并将数字信号形式的压力值p传输到侧向力数据处理模块，用于左置电磁铁通电电流I_l的计算和右置电磁铁通电电流I_r的计算。

所述横摆角速度采集子模块，通过车辆驾驶模拟器数据接口采集当前驾驶模拟器所模拟的横摆角速度信息w，并将横摆角速度w传输到侧向力数据处理模块，用于装置中左置电磁铁通电电流I_l的计算和右置电磁铁通电电流I_r的计算。

所述前轮转角采集子模块，通过车辆驾驶模拟器数据接口采集当前驾驶模拟器所模拟的前轮转角信息，并将前轮转角传输到侧向力数据处理模块，用于装置中左置电磁铁通电电流I_l的计算和右置电磁铁通电电流I_r的计算。

所述侧向力数据处理模块，其功能为计算离心力F、左置电磁铁通电电流I_l和右置电磁铁通电电流I_r。

所述离心力F，由公式得到，其中L为驾驶模拟器车辆的轴距。

所述左置电磁铁通电电流I_l是这样得到的：当时，令左置电磁铁通电电流I_l=0；当时，令驾驶员夹克在驾驶座椅处所受左置电磁铁的磁力，I_l根据F_l与左置电磁铁通电电流I_l间对应关系f(F_l)=I_l得到。