一种重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器的制作方法

    专利2022-07-07  94


    本实用新型涉及一种驾驶模拟训练器,特别是关于训练器中的力感发生器部件。



    背景技术:

    重型车辆驾驶模拟训练器是重型车辆驾驶训练系统的重要组成部分,是驾驶员驾驶训练不可缺少的重要设备,主要基于半实物仿真技术和虚拟现实技术,模拟重型车辆驾驶的全部或部分功能、性能或某类特定系统,为受训人员提供不同天气、路况等复杂条件下的专项模拟训练,给受训人员提供逼真的操纵环境和视觉场景,实现不依赖于实车的重型车辆驾驶训练,从而达到提高驾驶训练水平的目的。随着仿真技术的进步,利用驾驶模拟训练器已经成为重型车辆驾驶员训练发展的重要方向,驾驶模拟训练器在驾驶培训中也逐渐发挥更重要的作用。

    力感发生器属于驾驶模拟训练器中的操纵力感发生部件,能够实现驾驶员在模拟驾驶中操纵档杆切换到不同档位时的力感模拟,解决模拟驾驶训练时没有操纵力感,与真实驾驶差距大,训练效果不明显的问题。

    现有的力感发生器相关参考文献较少,主要依靠机械、液压、电磁模拟等手段实现,且受到动力源限制,力值调节范围较小或不可调节,操作复杂。



    技术实现要素:

    本实用新型针对现有技术中的不足,提供一种重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器。该无源可调式力感发生器主要针对重型车辆驾驶模拟训练,实现了无需动力源、可任意切换、无级调节的大力值力感模拟,解决了重型车辆模拟驾驶时力值不可调或调节范围很小、操作不简便的问题。

    本实用新型所采取的技术方案如下:一种重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器,设置有液压缸、可调式节流阀和两位两通电磁换向阀;

    所述液压缸的缸体内设置有活塞板,所述活塞板上连接有活塞杆,所述活塞杆对外连接驾驶室的档杆;

    所述活塞板将缸体内腔分为液压腔a和液压腔b,由所述液压腔a接出一条油路ta,连接至所述两位两通电磁换向阀的一个油口,由所述液压腔b接出一条油路tb,连接至所述两位两通电磁换向阀的另一个油口,所述液压腔a、液压腔b、油路ta、油路tb和两位两通电磁换向阀构成封闭回路一;

    还有一条油路tc,连接在所述油路ta与油路tb之间,在所述油路tc上设置有所述可调式节流阀,所述液压腔a、液压腔b、油路ta、油路tb、油路tc和可调式节流阀构成封闭回路二;

    所述封闭回路一和封闭回路二为并联回路。

    进一步地,所述液压缸为双杆活塞缸,所述活塞板的两侧分别连接一活塞杆,所述档杆连接于其中任一活塞杆上。

    进一步地,所述可调式节流阀为手动阀。

    当需要所述档杆的力感值为0时,所述封闭回路一导通,所述封闭回路二阻断;

    当需要所述档杆的力感值不为0时,所述封闭回路二导通,所述封闭回路一阻断。

    与现有技术相比,本实用新型的优点体现在:1.采用两位两通电磁换向阀和可调式节流阀构成并联式液压回路结构,根据需要选择其中一条回路打开,两位两通电磁换向阀打开时档杆是无力感操作,可调式节流阀打开时档杆的力感值可调。调整节流阀开度,可在0—15000n范围内实现模拟力值的无级调节,利用电磁换向阀的通断可以切换力感有无,实现由当前力值与0力值之间的快速切换。2.另外,本装置可设置双杆活塞缸,两个活塞杆都可与档杆相连,可改变操纵方向,同时维护液压缸的整体平衡性。3.由于本装置无需动力源,即可实现大力值的力感模拟,使模拟操纵更加逼真,有助于提高训练效果。4.本装置结构简单,可靠性好。

    附图说明

    附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。

    图1为本实用新型力感发生器的结构原理图。

    具体实施方式

    下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述,其中附图构成本申请一部分,并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型。但本领域的技术人员应该知道,以下实施例并不是对本实用新型技术方案作的唯一限定,凡是在本实用新型技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动,均应视为属于本实用新型的保护范围。

    如图1所示,该无源可调式力感发生器主要部件有液压缸1、可调式节流阀2和两位两通电磁换向阀3。

    液压缸1的缸体内具有活塞板11,活塞板11上连接有活塞杆12,活塞杆伸出缸体外,对外与驾驶室的操纵档杆相连(操纵档杆在图1中未示出)。活塞板11将缸体内腔分为两个液压腔,液压腔a和液压腔b,活塞板11能够在活塞杆12的牵引下运动,致使两个液压腔的容积发生变化。

    进一步地,液压缸1可选择为双杆活塞缸,双杆活塞缸的活塞板11两侧能够分别连接一个活塞杆12,双杆活塞缸利于双向操作,也利于维持液压缸的操纵平衡。使用时可以根据需要将档杆连接于其中一侧活塞杆12上,也可以在两侧活塞杆12上各连接一个档杆(如果驾驶室设置允许的情况下),这样无需拆换,便于操作。

    由液压腔a、b分别接出一条油路,液压腔a接出的油路ta连接至两位两通电磁换向阀3的一个油口,液压腔b接出的油路tb连接至两位两通电磁换向阀3的另一个油口,两位两通电磁换向阀3通过油路ta和油路tb与液压缸1的两个液压腔连接构成封闭回路,以下称为封闭回路一。

    同时,还有一条油路tc,连接于油路ta与油路tb之间,在油路tc上设置有可调式节流阀2。可调式节流阀2与两位两通电磁换向阀3并联,可调式节流阀2通过油路tc和ta、tb与液压缸1的两个液压腔连接也构成封闭回路,以下称为封闭回路二。

    可调式节流阀2与两位两通电磁换向阀3构成两组并联回路,在驾驶模拟训练时,驾驶员扳动档杆,档杆会带动活塞杆12,使活塞板11移动,迫使液压油从一侧液压腔流出缸体,经其中一回路流至另一侧液压腔。

    当两位两通电磁换向阀3导通时,无论可调式节流阀2是何状态,液压油都在封闭回路一中流动,封闭回路二不通,此时档杆的力感值为0;

    当两位两通电磁换向阀3阻断,且可调式节流阀2打开时,液压油可在封闭回路二中流动,封闭回路一不通,此时可随时调节可调式节流阀2的开度,改变阻尼值,实现力感值大小的随意调节,据试验统计,可以在0—15000n范围内实现力感值的调节。

    本实用新型结构简单,操作方便,两位两通电磁换向阀3为电阀,随时通、断电即可,可调式节流阀2为手动阀,可设置在驾驶室内,驾驶员随时调节节流阀的开度即可。由于此过程不需要外力,因此称为无源调节,扳动档杆即可实现大力感值的模拟感受,使模拟操纵更加逼真,有助于提高训练效果。


    技术特征:

    1.一种重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器,其特征在于:设置有液压缸、可调式节流阀和两位两通电磁换向阀;

    所述液压缸的缸体内设置有活塞板,所述活塞板上连接有活塞杆,所述活塞杆对外连接驾驶室的档杆;

    所述活塞板将缸体内腔分为液压腔a和液压腔b,由所述液压腔a接出一条油路ta,连接至所述两位两通电磁换向阀的一个油口,由所述液压腔b接出一条油路tb,连接至所述两位两通电磁换向阀的另一个油口,所述液压腔a、液压腔b、油路ta、油路tb和两位两通电磁换向阀构成封闭回路一;

    还有一条油路tc,连接在所述油路ta与油路tb之间,在所述油路tc上设置有所述可调式节流阀,所述液压腔a、液压腔b、油路ta、油路tb、油路tc和可调式节流阀构成封闭回路二;

    所述封闭回路一和封闭回路二为并联回路。

    2.根据权利要求1所述的重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器,其特征在于:所述液压缸为双杆活塞缸,所述活塞板的两侧分别连接一活塞杆,所述档杆连接于其中任一活塞杆上。

    3.根据权利要求1所述的重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器,其特征在于:所述可调式节流阀为手动阀。

    4.根据权利要求1或3所述的重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器,其特征在于:

    当需要所述档杆的力感值为0时,所述封闭回路一导通,所述封闭回路二阻断;

    当需要所述档杆的力感值不为0时,所述封闭回路二导通,所述封闭回路一阻断。

    技术总结
    本实用新型公开一种重型车辆驾驶模拟训练器无源可调式力感发生器,设置有液压缸、可调式节流阀和两位两通电磁换向阀;液压缸活塞杆对外连接驾驶室的档杆;缸体的两个液压腔通过油路与两位两通电磁换向阀和可调式节流阀构成两个并联的封闭回路。当需要档杆力感值为0时,打开两位两通电磁换向阀,关闭可调式节流阀;当需要档杆的力感值可调时,关闭两位两通电磁换向阀,调节所述可调式节流阀的开度。本实用新型结构简单,性能可靠,无需动力源即可实现大力值的力感模拟,模拟操纵更加逼真。

    技术研发人员:张宏壮;乔廷婷;冯素丽;刘晓宇;龚琳
    受保护的技术使用者:中国人民解放军陆军装甲兵学院士官学校
    技术研发日:2020.07.22
    技术公布日:2021.03.16

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