游戏赛车运动模拟器的结构设计与测试

发布时间：2020-08-22 02:10

【摘要】：游戏赛车运动模拟器可以用来模拟逼真且安全舒适的驾驶环境,广泛应用于驾驶技术培训和电竞娱乐中,具有良好的应用前景。本文运用机械设计和计算机应用技术,设计了一款可用于模拟驾驶游戏的运动模拟器,并对其运动学、静力学和瞬态动力学等进行了仿真分析。并且,通过座椅支架和十字联轴器的应变检测实验,对静力学和瞬态动力学仿真结果进行了实验验证。首先通过分析多种不同机构的运动特点,确定利用四杆机构可以实现模拟驾驶座椅的前后晃动、左右摇摆的运动效果。再通过模拟工况分析及结构尺寸计算,完成了运动模拟器总体结构设计方案,包括底架、电机、球头连接杆、座椅支架、十字联轴器以及方向盘支架等,并逐步构建了各组成零件及整体的三维模型。在此基础上,在solidworks中进行运动仿真分析,以确保所建立的模型符合模拟驾驶座椅的运动要求;接着在ANSYS中进行静力学和瞬态动力学分析,分别加载静态载荷和瞬时动态载荷的条件下,仿真分析其应力应变的分布及其变化特征,最终校核了结构的强度。最后,利用所搭建的游戏赛车运动模拟器,开展了主要承载部件的应变实测实验。在静力学仿真所确定的应力集中点粘贴应变片,加载静态的人体重量作为静态载荷后,运用静态应变仪测量应变数据,并且将人起身的瞬间的作为动态载荷,运用动态应变仪测量应变数据。最终将实测数据与仿真数据进行对比,验证了仿真的合理性、准确性。综上,本研究提出了一种游戏赛车运动平台的设计方案,并运用多种方法验证其结构、运动及强度的设计合理性。同时也对相关设备的故障预测及诊断奠定了理论基础。
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH122
【图文】：

游戏市场,实际销售

游乐业起步较晚，在 20 世纪 80 年代以前，几乎没有大放的深入，国家经济发展迅速，人们在生活水平不断提高游戏设备的需求量剧增[1]。游乐项目的受众也从幼小孩人，甚至是中老年人。我国游乐产业逐步形成了自身的特朝着多元化、高科技化的方向飞速发展[2]。车运动模拟器是一种高科技的游戏设备，运用机械设计和、可靠地模拟汽车驾驶环境，可以应用于模拟驾驶游戏及带给使用者逼真的驾驶体验，具有良好的发展前景。意义2017 年中国游戏产业报告》表明，2017 年，中国游戏行036.1 亿元，同比增长 17.7%，如图 1-1。其中，家用游戏亿元，同比增长 15.1%；游戏设备(前三季度销售收入 9935.8 亿元，同比增长 24.7%[3]，其占比可见图 1-2。

营业收入,行业

图 1-2 2017 年中国游戏行业营业收入规模游戏较为热门，为了能让使用者更好体验到赛车游戏的操作备正朝着虚拟现实及游戏动感性能等方面不断发展[4-5]。用的技术方案主要是将原先的游戏显示屏用 VR 头盔代替，可以产生物理反馈的游戏赛车模拟器代替，以这种方式在视供了良好的游戏体验[6-8]。综上，赛车运动模拟器的研究与。拟赛车的研究现状态模拟赛车的研究现状 70 年代左右，国外的科学家研究模拟器的主要领域是针对然后随着汽车行业也飞速发展，大量的用户需要体验驾驶算机技术的进步，各式各样的汽车模拟器逐渐的被开发出来

飞行模拟器

图 1- 3 飞行模拟器图 1- 4 驾驶模拟器到上世纪 80 年代，一些发达国家的汽车行业人员就开始将飞行模拟器引车驾驶模拟的研究方向[15-18]。比如美国的爱荷华大学就采用经典 Stewart 构开发了一款 6 自由度的汽车驾驶模拟器[19]，这款模拟器较之前不仅完感设计，加入了油门、刹车、离合和方向盘等，而且视觉效果也因为添加显示器和分屏后视镜而得到了提升。如图 1-4 所示，由美国福特汽车公司一款名字叫做 VIRTTEX 的驾驶模拟器，主要用于检测汽车安全性能方之后出现了能较好模拟真实赛车行驶运动平台状态的赛车运动模拟器，具性是荷兰 Cruden 公司研制的 Cruden Hexatech[22-23]。Cruden Hexatech 采用压控制，也是可以实现 6 自由度运动，如图 1-5 所示。实际上国外各种类拟器惯用多自由度、液压控制[13,24-25]，且成本较高，有必要研究低成本的制模拟驾驶运动平台。

【相似文献】