陳艷+姜峰+李濱城++顧根

摘要： 針對(duì)汽車模擬器，本文采用了少自由度串并聯(lián)機(jī)構(gòu)取代傳統(tǒng)的座椅實(shí)現(xiàn)汽車的模擬運(yùn)動(dòng)。采用開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，以PC機(jī)作為上位機(jī)，固高四軸運(yùn)動(dòng)控制卡作為下位機(jī)。使用VC++6.0軟件編寫(xiě)機(jī)構(gòu)調(diào)試監(jiān)控界面，調(diào)試機(jī)構(gòu)使機(jī)構(gòu)能夠滿足汽車的多個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的要求，然后與虛擬仿真軟件Unity3D游戲引擎相結(jié)合，完成模擬器的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞： 汽車； 模擬器； 串并聯(lián)機(jī)構(gòu)； 運(yùn)動(dòng)控制卡

中圖分類號(hào)： TP311

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)： 2095-2163（2017）04-0009-04

0引言

汽車運(yùn)動(dòng)模擬器是一種先進(jìn)的培訓(xùn)設(shè)備，結(jié)合多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)＼[2＼]，可以創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)真實(shí)的駕駛訓(xùn)練環(huán)境。由于模擬器安全環(huán)保、培訓(xùn)效率高等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于駕校培訓(xùn)。傳統(tǒng)的汽車培訓(xùn)模擬器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一，只能讓駕駛員熟悉方向盤(pán)、離合器、剎車等部件的操作，不能達(dá)到實(shí)車駕駛的體驗(yàn)效果。針對(duì)傳統(tǒng)培訓(xùn)模擬器存在的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)的模擬器側(cè)重于增強(qiáng)培訓(xùn)的沉浸感和動(dòng)態(tài)真實(shí)性，從而為駕駛員提供高效、全面的駕駛培訓(xùn)。

1機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)

[JP3]為了滿足圖1中汽車的傾仰、平移、轉(zhuǎn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，模擬器需要一個(gè)具有沿x、y、z方向旋轉(zhuǎn)及沿z方向移動(dòng)的四自由度串并聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。[JP]

該機(jī)構(gòu)由頂平臺(tái)、中平臺(tái)、底平臺(tái)、3條結(jié)構(gòu)相同的支鏈組成。在每一條支鏈中，定長(zhǎng)桿的頂端通過(guò)球鉸與頂平臺(tái)連接，末端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與絲杠驅(qū)動(dòng)部件中的滑塊相連。絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)連接板固定于中平臺(tái)上，其中滑塊在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可以在滑道中上下移動(dòng)。中平臺(tái)和底平臺(tái)之間以軸承座、階梯軸、滾珠轉(zhuǎn)盤(pán)等部件做到了緊致連接。endprint