本實用新型屬于VR駕駛技術領域，具體是一種多用型VR駕駛座艙。

背景技術：

隨著現(xiàn)代生活水平的提高，汽車已經成為人們生活中必不可少的一部分，因此也有越來越多的人到各種汽車駕駛培訓機構學習駕駛，在實際的汽車駕駛培訓中由于車少人多，訓練效益往往不高。通過實踐發(fā)現(xiàn)，利用VR仿真技術進行仿真駕駛訓練能夠提高訓練效益，但是就利用VR仿真技術進行汽車駕駛訓練而言，“像不像”和“真不真”的問題極為突出，在軟件功能極為先進的今天，硬件設備的設計也極為重要，以往的汽車駕駛模擬器硬件部分基本上是一種車型配備一個駕駛座艙，從實用角度來看，如今車輛的種類是極其繁多的，駕駛操作部件也是有極大差異性的，特別是檔位的切換操作，由于不同車型檔位設置不同，操作差異性極大，而且，自動擋和手動擋的腳踏板也不相同，若要為每一種車型制作一種駕駛座艙是不現(xiàn)實的，也是難以完成的。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術一種車型配備一個座艙，通用性弱、訓練效益較低的問題，提供一種多用型VR駕駛座艙，結構精巧、設計合理，可以模擬不同車型的檔位和腳踏板操作，并能進行操作，不受車型限制，結合VR技術實現(xiàn)了車輛駕駛模擬器小型化、多用化和實用化，而且節(jié)約了硬件成本。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種多用型VR駕駛座艙，包括檔位器、腳踏板、方向盤、VR頭盔和VR座艙；所述的檔位器包括橫向滑軌，橫向滑軌中間的前側有一條與橫向滑軌相垂直的前縱向滑軌，橫向滑軌中間的后側有一條與橫向滑軌相垂直的后縱向滑軌；橫向滑軌左端部的前后兩側各有至少一個檔位感應槽，橫向滑軌右端部的前后兩側各有至少一個檔位感應槽，前縱向滑軌上有至少兩個檔位感應槽，后縱向滑軌上有至少兩個檔位感應槽；所述的檔位感應槽內各嵌有一個檔位感應器，所述的橫向滑軌上還有一個可沿橫向滑軌、前縱向滑軌和后縱向滑軌移動的檔桿感應器，檔桿感應器與變速桿底部固定連接；橫向滑軌靠左端有第一程序控制擋板，第一程序控制擋板可沿橫向滑軌的左半部分移動，橫向滑軌靠右端有第二程序控制擋板，第二程序控制擋板可沿橫向滑軌的右半部分移動，前縱向滑軌上有第三程序控制擋板，第三程序控制擋板可沿前縱向滑軌移動，后縱向滑軌上有第四程序控制擋板，第四程序控制擋板可沿后縱向滑軌移動；所述的腳踏板包括離合器踏板、制動踏板和加速踏板，離合器踏板右側的座艙底板內設有升降桿，升降桿頂端靠鉸接軸鉸接有第五程序控制擋板，第五程序控制擋板可繞鉸接軸旋轉，所述的座艙底板上具有容許升降桿伸出的開口；所述的檔桿感應器、檔位感應器和第一程序控制檔板、第二程序控制檔板、第三程序控制檔板、第四程序控制檔板、第五程序控制擋板、升降桿、腳踏板和方向盤均通過信號線與虛擬視景交互軟件系統(tǒng)中的機電控制模塊連接。

本實用新型多用型VR駕駛座艙中的五個程序控制擋板都由虛擬視景交互軟件系統(tǒng)中的機電控制模塊輸出控制信號，使程序控制擋板、第二程序控制擋板、第三程序控制擋板或第四程序控制擋板根據車型需要沿橫向滑軌、前縱向滑軌或后縱向滑軌移動，留出或堵塞相應的檔位感應槽來模擬不同車型的檔位設置；升降桿根據選擇的車型伸縮，同時第五程序控制擋板繞鉸接軸旋轉，從而覆蓋在離合器踏板表面，用來模擬自動擋的兩個腳踏板設置及手動擋的三個腳踏板設置，并通過檔位感應器、檔桿感應器、方向盤力反饋、腳踏板壓力等設備反饋用戶操作，模擬不同車型的變速桿操作、方向盤操作和腳踏板操作，以電信號反饋給機電控制模塊進行模擬操作，從而結合虛擬視景仿真軟件、VR駕駛座艙等實現(xiàn)模擬不同車型的駕駛操控。

本實用新型的多用型VR駕駛座艙由機電控制模塊發(fā)出機電信號控制程序控制四個程序控制擋板移動模擬不同車型的檔位設置，并通過檔位感應器、檔桿感應器反饋用戶操作，模擬不同車型的檔位操作，同時控制第五程序擋板旋轉模擬手動擋或自動擋的腳踏板設置，結合USB總線與腳踏板的數(shù)字信號，通過踏下腳踏板的幅度，換算成相應的加權因子(0～1之間)，再乘以相應的汽車動力模型中的數(shù)值，定義虛擬場景中汽車動力模型的實際反饋效果，達到輕踩油門和重踩油門的效果。然后配合VR頭盔，解決使用者“看”的問題，車型不同，使用者看到的具體檔位設置和具體腳踏板設置也不同；還解決了用戶操作中“觸”的問題，實現(xiàn)了車輛駕駛模擬器的小型化、多用化和實用化。

本實用新型的多用型VR駕駛座艙結構精巧、設計合理、造價低，可不受車型限制模擬出不同車型的檔位及腳踏板操作，結合VR技術實現(xiàn)了車輛駕駛模擬器小型化、多用化和實用化，極大節(jié)約硬件成本。

具體地，所述的變速桿由球形連接器、桿體和球頭組成，所述的球形連接器固定在檔桿感應器上，使變速桿在檔位感應槽內的運動為圓滑運動，更加接近真實的車輛變速桿操作。

進一步地，橫向滑軌上還固定有若干個擋塊，所述的擋塊位于相鄰的兩個檔位感應槽之間，擋塊可以防止變速桿在左右滑動時脫離橫向滑軌。

具體地，所述的VR座艙是電氣缸六自由度座艙，其中的方向盤、座椅、電氣缸、VR頭盔均采用現(xiàn)有市售產品。

附圖說明

圖1是本實用新型多用型VR駕駛座艙的檔位器的初始狀態(tài)示意圖。

圖2是本實用新型多用型VR駕駛座艙的離合器踏板的初始狀態(tài)示意圖。

圖3是本實用新型多用型VR駕駛座艙的原理框圖。

圖4是本實用新型多用型VR駕駛座艙檔位器模擬手動擋的檔位設置示意圖。

圖5是本實用新型多用型VR駕駛座艙檔位器模擬自動擋的檔位設置示意圖。

圖6是本實用新型多用型VR駕駛座艙模擬自動擋車型的離合器踏板的示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和具體實施方式對實用新型作進一步說明。此處所描述的具體實施方式僅以解釋實用新型，并不用于限定本實用新型的保護范圍。

一種多用型VR駕駛座艙，如圖1、圖2所示，包括檔位器、腳踏板、方向盤、VR頭盔和VR座艙。檔位器包括包括一條橫向滑軌11，橫向滑軌11中間的前側有一條與橫向滑軌11相垂直的前縱向滑軌12，橫向滑軌11中間的后側有一條與橫向滑軌11相垂直的后縱向滑軌13。橫向滑軌11左端部的前側有一個第一檔位感應槽21，第一檔位感應槽21內嵌有第一檔位感應器31，橫向滑軌右端部的前側有一個第七檔位感應槽27，第七檔位感應槽27內嵌有一個第七檔位感應器37，前縱向滑軌12上有一個第三檔位感應槽23和一個第四檔位感應槽24，其中第三檔位感應槽23與橫向滑軌11相接，第三檔位感應槽23內嵌有第三檔位感應器33，第四檔位感應槽24內嵌有第四檔位感應器34，后縱向滑軌13上有一個第五檔位感應槽25和一個第六檔位感應槽26，其中第五檔位感應槽25與橫向滑軌11相接，第五檔位感應槽25內嵌有第五檔位感應器35，第六檔位感應槽26內嵌有第六檔位感應器36；橫向滑軌11上還有一個檔桿感應器4，所述的檔桿感應器4可沿橫向滑軌11、前縱向滑軌12和后縱向滑軌13移動，檔桿感應器4與變速桿5底部固定連接，所述的變速桿5由球形連接器51、桿體52和球頭53組成，其中球形連接器51固定在檔桿感應器4上。橫向滑軌11靠左端有第一程序控制擋板61，第一程序控制擋板61可沿橫向滑軌11的左半部分移動，橫向滑軌11靠右端有第二程序控制擋板62，第二程序控制擋板62可沿橫向滑軌11的右半部分移動，前縱向滑軌12上有第三程序控制擋板63，第三程序控制擋板63可沿前縱向滑軌12移動，后縱向滑軌13上有第四程序控制擋板64，第四程序控制擋板64可沿后縱向滑軌13移動；橫向滑軌11上還固定有四個擋塊71、72、73、74，擋塊71位于第一檔位感應槽21與第三檔位感應槽23之間，擋塊72位于第二檔位感應槽22與第五檔位感應槽25之間，檔位73位于第三檔位感應槽23與第七檔位感應槽27之間，檔位74位于第五檔位感應槽25與第八檔位感應槽28之間，擋塊71與擋塊72之間的距離大于第一程序控制擋板61的長度，擋塊73與擋塊74之間的距離大于第二程序控制擋板62的長度。檔桿感應器4、八個檔位感應器和四個程序控制檔板均分別通過信號線與虛擬視景交互軟件系統(tǒng)中的機電控制模塊連接。

所述的腳踏板包括離合器踏板81、制動踏板和加速踏板(均與現(xiàn)有車輛上設置類似，故在此不再贅述)，離合器踏板81右側的座艙底板100內設有升降桿9，升降桿9頂端靠鉸接軸91鉸接有第五程序控制擋板65，第五程序控制擋板65可繞鉸接軸91旋轉，所述的座艙底板100上具有容許升降桿伸出的開口，升降桿9和第五程序控制擋板65也與機電控制模塊連接。

方向盤、VR頭盔和VR座艙均為現(xiàn)有市售產品，其中VR頭盔選擇的高沉浸感顯示的VR頭盔，VR座艙選擇電氣缸六自由度座艙。

使用者在進行車輛駕駛模擬之前，先選擇要模擬的車型，例如自動擋或手動擋，虛擬視景交互軟件系統(tǒng)中的機電控制模塊控制相應的程序控制擋板移動，模擬相應車型的檔位設置和腳踏板設置，然后用戶進行掛擋、方向盤和踩踏腳踏板的操作，并將變速桿5的動作信號、方向盤的重力感應及腳踏板的壓力等信號反饋給機電控制模塊，進行相應車型的模擬操作，如圖3所示。

假設使用者要模擬手動擋的操作，通過虛擬視景交互軟件系統(tǒng)中的機電控制模塊控制第三程序控制擋板63和第四程序控制擋板64移動，堵塞第四檔位感應槽24和第六檔位感應槽26，留出第一檔位感應槽21、第二檔位感應槽22、第三檔位感應槽23、第五檔位感應槽25、第七檔位感應槽27和第八檔位感應槽28，分別對應手動擋的一檔、二擋、三擋、四擋、五檔和R擋(檔位感應器4的初始位置設置為N檔)，如圖4所示，由于手動擋具有三個腳踏板，所以第五程序控制擋板保持初始位置，此時，三個腳踏板分別對應手動擋車輛的離合器踏板、剎車踏板和加速踏板，然后使用者根據需要進行駕駛操作，使變速桿5底部的檔桿感應器4與對應的檔位感應器接觸，發(fā)出電信號給機電控制模塊，進行掛擋模擬操作；同時將方向盤的重力感應數(shù)據和三個腳踏板的壓力感應數(shù)據發(fā)送給機電控制模塊，進行方向盤和腳踏板的模擬操作。

假設使用者要模擬自動擋的操作，通過虛擬視景交互軟件系統(tǒng)中的機電控制模塊控制第一程序控制擋板61、第二程序控制擋板62和第四程序控制擋板64移動，堵塞第一檔位感應槽21、第二檔位感應槽22、第七檔位感應槽27、第八檔位感應槽28和第六檔位感應槽26，留出第三檔位感應槽23、第四檔位感應槽24和第五檔位感應槽25，分別對應自動擋的R檔、P檔和D檔(檔位感應器4的初始位置設置為N檔)，如圖5所示，同時，升降桿9從座艙底板100中伸出，將第五程序控制擋板65托起，然后第五程序控制擋板65繞鉸接軸91旋轉，覆蓋在在離合器踏板81的表面上，使用者無法踩踏離合器踏板81，如圖6所示，然后進行自動擋車型的模擬操作。

VR頭盔采用高沉浸感顯示，所以被程序控制擋板阻擋的部分不會顯示，即“看不到”，同時由于程序控制擋板的阻擋，也“觸不到”，所以使用者帶上VR頭盔后只能看到符合所選車型的檔位設置及腳踏板設置，例如選擇自動擋車型時，使用者通過VR頭盔只能看到與自動擋相似的R檔、P檔、D檔等檔位以及制動踏板和加速踏板兩個腳踏板，由于離合器踏板81被第五程序控制擋板65覆蓋，則看不到也踩不到離合器踏板81。

以上所述的僅是本實用新型的一種實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干變型和改進，這些也應視為屬于本實用新型的保護范圍。