CN108458881B - 一种可调整支架和模拟驾驶实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调整支架，包括：旋转盘，其径向相对两侧设置有第一凸起；翻转板，其设置在所述旋转盘上方，且与所述旋转盘相对面的两侧设置有第二凸起；其中，所述第二凸起设置在所述第一凸起内侧；通孔，其设置在所述第一凸起上，所述通孔内部周向固定安装有齿圈；翻转轴，其穿过所述第二凸起且与所述第二凸起固定连接，所述翻转轴一端可旋转设置在所述第一凸起上，另一端固定套设有第一齿轮；其中，所述第一齿轮与所述齿圈啮合，用于驱动所述翻转板绕所述翻转轴旋转；第一动力机构，其输出轴与所述翻转轴另一端偏心设置。本发明还提供一种模拟驾驶实验平台，采用上述的可调整支架，能够测试不同车型，通用性较强，且测试精度更高。

Description

一种可调整支架和模拟驾驶实验平台

技术领域

本发明涉及汽车驾驶模拟实验技术领域，更具体的是，本发明涉及一种可调整支架和模拟驾驶实验平台。

背景技术

先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System)，简称ADAS，是利用安装于车上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术。ADAS采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等，可以探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量，通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。早期的ADAS技术主要以被动式报警为主，当车辆检测到潜在危险时，会发出警报提醒驾车者注意异常的车辆或道路情况。对于最新的ADAS技术来说，主动式干预也很常见。

随着汽车工业的快速发展和汽车技术的进步，ADAS系统日趋完善，高校逐渐有条件进行ADAS实验，但由于不同车型需要不同的模拟试验平台，而且，现有的模拟驾驶平台结构布局松散、占地空间大，模拟操作不便，而且模拟平台的结构连接复杂，但仿真度却很低，降低了模拟驾驶的舒适度以及操作性能的准确度，模拟操作不精准，对模拟驾驶实验有很大的限制。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发了一种可调整支架，支撑柱的高度，旋转板的旋转角度和翻转板的旋转角度均可调节，适用性较强。

本发明还能够根据第一动力机构输出轴的旋转角度精确控制翻转板的旋转角度。

本发明还能根据第二齿轮的旋转角度精确控制支撑柱的上升高度。

本发明的另一个目的是还提供一种模拟驾驶实验平台，采用上述的可调整支架，能够测试不同车型，通用性较强。

本发明提供的技术方案为：

一种可调整支架，包括：

旋转盘，其径向相对两侧设置有第一凸起；

翻转板，其设置在所述旋转盘上方，且与所述旋转盘相对面的两侧设置有第二凸起；

其中，所述第二凸起设置在所述第一凸起内侧；

通孔，其设置在所述第一凸起上，所述通孔内部周向固定安装有齿圈；

翻转轴，其穿过所述第二凸起且与所述第二凸起固定连接，所述翻转轴一端可旋转设置在所述第一凸起上，另一端固定套设有第一齿轮；

其中，所述第一齿轮与所述齿圈啮合，用于驱动所述翻转板绕所述翻转轴旋转；

第一动力机构，其输出轴与所述翻转轴另一端偏心设置。

优选的是，还包括：

支撑柱；以及

旋转轴，其径向穿过所述支撑柱上部，所述旋转轴一端与所述旋转盘中心固定连接，用于驱动所述旋转盘旋转；

第二动力机构，其输出轴与所述旋转轴另一端固定连接。

优选的是，还包括：

支撑座，其内部为中空结构，所述支撑座相对侧面设置有滑槽；

齿条，其设置在所述支撑座内壁一侧；

第二齿轮，其设置在所述中空结构内且位于所述支撑柱下方，所述第二齿轮与所述齿条啮合；

第三动力机构，其与所述支撑座底部固定连接；

其中，所述支撑柱轴向设置在所述中空结构内，所述第二齿轮固定套设在所述第三动力机构的输出轴上，所述第三动力机构的输出轴两端穿过所述滑槽。

优选的是，还包括：

固定座，其为U型结构，且固定设置在所述支撑座下部；

固定螺栓，其设置在所述U型结构相对两侧且与所述固定座螺纹连接。

优选的是，还包括连接座，其设置在所述翻转板中心。

优选的是，所述第一动力机构、第二动力机构和第三动力机构均为驱动电机。

优选的是，所述翻转板的旋转角度满足：

其中，A为翻转板的旋转角度，r₀为第一齿轮的齿沟到第一齿轮中心的距离，h₁为第一齿轮的齿长，r为通孔的半径，h₂为齿圈的齿长，t为齿圈上齿的数量，Δt为齿圈和第一齿轮的齿差，d为第一动力机构输出轴与翻转轴的偏心距，α为第一动力机构输出轴旋转的角度。

优选的是，所述支撑柱的上升高度满足：

其中，h为支撑柱的上升高度，θ₂为齿条上的齿沟夹角，θ₁为第二齿轮的齿尖夹角，b₂为齿条的齿沟深度，b₁为第二齿轮的齿长，h_m为齿条的总长度，y为齿条上齿沟的个数，x为第二齿轮上齿的个数，β为第二齿轮的旋转角度。

相应地，本发明还提供一种模拟驾驶实验平台，包括：

台架，用于固定座椅；以及

立柱，其设置在所述台架前侧两端，所述立柱上分别固定设置有上述的可调整支架；

钢管横梁，其两端分别与所述可调整支架固定连接，用于支撑方向盘。

优选的是，还包括：

万向轮，其设置在所述台架上；

固定架，其固定设置在所述台架上，用于安装显示屏。

本发明所述的有益效果为：

(1)本发明所述的可调整支架，支撑柱的高度，旋转板的旋转角度和翻转板的旋转角度均可调节，适用性较强；还能够根据第一动力机构输出轴的旋转角度精确控制翻转板的旋转角度；还能根据第二齿轮的旋转角度精确控制支撑柱的上升高度。

(2)本发明所述的模拟驾驶实验平台，采用上述的可调整支架，能够测试不同车型，通用性较强，且测试精度更高。

附图说明

图1为本发明所述可调整支架的结构示意图。

图2为本发明所述可调整支架的剖视结构示意图。

图3为本发明所述旋转盘处的剖视放大示意图。

图4为本发明所述旋转盘处的局部放大示意图。

图5为本发明所述旋转盘处的局部放大示意图。

图6为本发明所述支撑座的局部放大示意图。

图7为本发明所述模拟驾驶实验平台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。

如图1-6所示，本发明提供一种可调整支架，包括：旋转盘110，其径向相对两侧设置有第一凸起111；翻转板120，其设置在所述旋转盘110上方，且与所述旋转盘110相对面的两侧设置有第二凸起121；其中，所述第二凸起121设置在所述第一凸起111内侧；通孔130，其设置在所述第一凸起111上，所述通孔130内部周向固定安装有齿圈131；翻转轴140，其穿过所述第二凸起121且与所述第二凸起121固定连接，所述翻转轴140一端可旋转设置在所述第一凸起111上(本实施例中是通过轴承可旋转设置在所述第一凸起上)，另一端固定套设有第一齿轮141；其中，所述第一齿轮141与所述齿圈131啮合，用于驱动所述翻转板120绕所述翻转轴140旋转，本实施例中，所述齿圈131和第一齿轮141相差1～4个齿，具体齿差数可以依据具体要求设计，齿差越小，传动比越大；齿差越大，传动比越小，为了防止由于齿数差很少引起的内啮合轮齿的干涉，二者均加工成大啮合角齿形。第一动力机构150，其输出轴151与所述翻转轴140另一端偏心设置。本实施例中，所述第一动力机构为驱动电机。当输出轴151旋转时，由于偏心设置，使得第一齿轮141能够沿所述齿圈131周向转动，使得翻转板120能够绕翻转轴140旋转，所述驱动电机能够正转和反转，且正转和反转的最大角度为90度。

作为本发明的另一实施例，还包括：支撑柱200；以及旋转轴210，其径向穿过所述支撑柱200上部，所述旋转轴210一端与所述旋转盘110中心固定连接，用于驱动所述旋转盘110旋转；第二动力机构220，其输出轴与所述旋转轴210另一端固定连接，用于驱动所述旋转轴210旋转，本实施例中，所述第二动力机构220仍为驱动电机。

作为本发明的另一实施例，还包括：支撑座300，其内部为中空结构，所述支撑座相对侧面设置有滑槽340，所述支撑柱200轴向设置在所述中空结构内；齿条310，其设置在所述支撑座300内壁一侧；第二齿轮320，其设置在所述中空结构内且位于所述支撑柱200下方，所述第二齿轮320与所述齿条310啮合；第三动力机构330，其与所述支撑座300底部固定连接，本实施例中，所述支撑座下部相对两侧伸出有固定轴350，所述固定轴350穿过所述滑槽340且与第三动力机构330固定连接；其中，所述第二齿轮320固定套设在所述第三动力机构的输出轴331上，所述输出轴331两端穿过所述滑槽340，所述第三动力机构330用于驱动所述第二齿轮320旋转，进而调节支撑柱200的上升高度。本实施例中，所述第三动力机构330也为驱动电机。

作为本发明的另一实施例，还包括：固定座400，其为U型结构，且固定设置在所述支撑座300下部；固定螺栓410，其设置在所述U型结构相对两侧且与所述固定座400螺纹连接。

作为本发明的另一实施例，还包括连接座500，其设置在所述翻转板120中心，且所述连接座500中心设置有矩形通孔，当钢管横梁两端与所述连接座固定连接时，能够沿连接座500轴向方向进行±25mm间距调整，适应性增强。

作为本发明的另一实施例，所述翻转板120的旋转角度满足：

其中，A为翻转板的旋转角度(°)，r₀为第一齿轮的齿沟到第一齿轮中心的距离(m)，h₁为第一齿轮的齿长(m)，r为通孔的半径(m)，h₂为齿圈的齿长(m)，t为齿圈上齿的数量，Δt为齿圈和第一齿轮的齿差，d为第一动力机构输出轴与翻转轴的偏心距(m)，α为第一动力机构输出轴旋转的角度(°)。

作为本发明的另一实施例，所述支撑柱200的上升高度满足：

其中，h为支撑柱的上升高度(m)，θ₂为齿条上的齿沟夹角(°)，θ₁为第二齿轮的齿尖夹角(°)，b₂为齿条的齿沟深度(m)，b₁为第二齿轮的齿长(m)，h_m为齿条的总长度(m)，y为齿条上齿沟的个数，x为第二齿轮上齿的个数，β为第二齿轮的旋转角度(rad)。

本发明所述的可调整支架，支撑柱的高度，旋转板的旋转角度和翻转板的旋转角度均可调节，适用性较强；还能够根据第一动力机构输出轴的旋转角度精确控制翻转板的旋转角度；还能根据第二齿轮的旋转角度精确控制支撑柱的上升高度。

如图7所示，本发明还提供一种模拟驾驶实验平台，包括：台架600，用于固定座椅，座椅和驾驶机构(即台架)空间位置关系也可调；以及立柱610，其设置在所述台架600前侧两端，所述立柱610上分别固定设置有上述的可调整支架，即将所述固定座400的U型开口套在立柱610上并通过固定螺栓410固定；钢管横梁(图中未示出)，其两端分别与所述可调整支架固定连接，用于支撑方向盘以及仪表内饰等，所述可调整支架可以根据不同车型进行调整。在台架600内部空间，可以加装电源和控制装置，通过T型螺栓与型材相连，牢固可靠。本实施例中，还包括：万向轮620，其设置在所述台架600上，使得整体装置方便移动、也可进行固定，节省人力物力；固定架(图中未示出)，其固定设置在所述台架600上，用于安装显示屏，显示模拟路况。

本发明所述的模拟驾驶实验平台，采用上述的可调整支架，能够测试不同车型，通用性较强，且测试精度更高。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种模拟驾驶实验平台，其特征在于，包括：

台架，用于固定座椅；以及

立柱，其设置在所述台架前侧两端，所述立柱上分别固定设置有可调整支架；

钢管横梁，其两端分别与所述可调整支架固定连接，用于支撑方向盘；

所述可调整支架，包括：

旋转盘，其径向相对两侧设置有第一凸起；

翻转板，其设置在所述旋转盘上方，且与所述旋转盘相对面的两侧设置有第二凸起；

其中，所述第二凸起设置在所述第一凸起内侧；

通孔，其设置在所述第一凸起上，所述通孔内部周向固定安装有齿圈；

翻转轴，其穿过所述第二凸起且与所述第二凸起固定连接，所述翻转轴一端可旋转设置在所述第一凸起上，另一端固定套设有第一齿轮；

其中，所述第一齿轮与所述齿圈啮合，用于驱动所述翻转板绕所述翻转轴旋转；

第一动力机构，其输出轴与所述翻转轴另一端偏心设置；

还包括：

支撑柱；以及

旋转轴，其径向穿过所述支撑柱上部，所述旋转轴一端与所述旋转盘中心固定连接，用于驱动所述旋转盘旋转；

第二动力机构，其输出轴与所述旋转轴另一端固定连接；

还包括：

支撑座，其内部为中空结构，所述支撑座相对侧面设置有滑槽；

齿条，其设置在所述支撑座内壁一侧；

第二齿轮，其设置在所述中空结构内且位于所述支撑柱下方，所述第二齿轮与所述齿条啮合；

第三动力机构，其与所述支撑座底部固定连接；

其中，所述支撑柱轴向设置在所述中空结构内，所述第二齿轮固定套设在所述第三动力机构的输出轴上，所述第三动力机构的输出轴两端穿过所述滑槽；

还包括：

固定座，其为U型结构，且固定设置在所述支撑座下部；

固定螺栓，其设置在所述U型结构相对两侧且与所述固定座螺纹连接；

还包括连接座，其设置在所述翻转板中心；

所述第一动力机构、第二动力机构和第三动力机构均为驱动电机；

所述翻转板的旋转角度满足：

其中，A为翻转板的旋转角度，r₀为第一齿轮的齿沟到第一齿轮中心的距离，h₁为第一齿轮的齿长，r为通孔的半径，h₂为齿圈的齿长，t为齿圈上齿的数量，△t为齿圈和第一齿轮的齿差，d为第一动力机构输出轴与翻转轴的偏心距，α为第一动力机构输出轴的旋转角度；

所述支撑柱的上升高度满足：

其中，h为支撑柱的上升高度，θ₂为齿条上的齿沟夹角，θ₁为第二齿轮的齿尖夹角，b₂为齿条的齿沟深度，b₁为第二齿轮的齿长，h_m为齿条的总长度，y为齿条上齿沟的个数，x为第二齿轮上齿的个数，β为第二齿轮的旋转角度。

2.如权利要求1所述的模拟驾驶实验平台，其特征在于，还包括：

万向轮，其设置在所述台架上；

固定架，其固定设置在所述台架上，用于安装显示屏。