【摘要】：游戲賽車運動模擬器可以用來模擬逼真且安全舒適的駕駛環(huán)境,廣泛應用于駕駛技術(shù)培訓和電競娛樂中,具有良好的應用前景。本文運用機械設(shè)計和計算機應用技術(shù),設(shè)計了一款可用于模擬駕駛游戲的運動模擬器,并對其運動學、靜力學和瞬態(tài)動力學等進行了仿真分析。并且,通過座椅支架和十字聯(lián)軸器的應變檢測實驗,對靜力學和瞬態(tài)動力學仿真結(jié)果進行了實驗驗證。首先通過分析多種不同機構(gòu)的運動特點,確定利用四桿機構(gòu)可以實現(xiàn)模擬駕駛座椅的前后晃動、左右搖擺的運動效果。再通過模擬工況分析及結(jié)構(gòu)尺寸計算,完成了運動模擬器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,包括底架、電機、球頭連接桿、座椅支架、十字聯(lián)軸器以及方向盤支架等,并逐步構(gòu)建了各組成零件及整體的三維模型。在此基礎(chǔ)上,在solidworks中進行運動仿真分析,以確保所建立的模型符合模擬駕駛座椅的運動要求;接著在ANSYS中進行靜力學和瞬態(tài)動力學分析,分別加載靜態(tài)載荷和瞬時動態(tài)載荷的條件下,仿真分析其應力應變的分布及其變化特征,最終校核了結(jié)構(gòu)的強度。最后,利用所搭建的游戲賽車運動模擬器,開展了主要承載部件的應變實測實驗。在靜力學仿真所確定的應力集中點粘貼應變片,加載靜態(tài)的人體重量作為靜態(tài)載荷后,運用靜態(tài)應變儀測量應變數(shù)據(jù),并且將人起身的瞬間的作為動態(tài)載荷,運用動態(tài)應變儀測量應變數(shù)據(jù)。最終將實測數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進行對比,驗證了仿真的合理性、準確性。綜上,本研究提出了一種游戲賽車運動平臺的設(shè)計方案,并運用多種方法驗證其結(jié)構(gòu)、運動及強度的設(shè)計合理性。同時也對相關(guān)設(shè)備的故障預測及診斷奠定了理論基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：安徽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH122
【圖文】：

游樂業(yè)起步較晚，在 20 世紀 80 年代以前，幾乎沒有大放的深入，國家經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們在生活水平不斷提高游戲設(shè)備的需求量劇增[1]。游樂項目的受眾也從幼小孩人，甚至是中老年人。我國游樂產(chǎn)業(yè)逐步形成了自身的特朝著多元化、高科技化的方向飛速發(fā)展[2]。車運動模擬器是一種高科技的游戲設(shè)備，運用機械設(shè)計和、可靠地模擬汽車駕駛環(huán)境，可以應用于模擬駕駛游戲及帶給使用者逼真的駕駛體驗，具有良好的發(fā)展前景。意義2017 年中國游戲產(chǎn)業(yè)報告》表明，2017 年，中國游戲行036.1 億元，同比增長 17.7%，如圖 1-1。其中，家用游戲億元，同比增長 15.1%；游戲設(shè)備(前三季度銷售收入 9935.8 億元，同比增長 24.7%[3]，其占比可見圖 1-2。

圖 1-2 2017 年中國游戲行業(yè)營業(yè)收入規(guī)模游戲較為熱門，為了能讓使用者更好體驗到賽車游戲的操作備正朝著虛擬現(xiàn)實及游戲動感性能等方面不斷發(fā)展[4-5]。用的技術(shù)方案主要是將原先的游戲顯示屏用 VR 頭盔代替，可以產(chǎn)生物理反饋的游戲賽車模擬器代替，以這種方式在視供了良好的游戲體驗[6-8]。綜上，賽車運動模擬器的研究與。擬賽車的研究現(xiàn)狀態(tài)模擬賽車的研究現(xiàn)狀 70 年代左右，國外的科學家研究模擬器的主要領(lǐng)域是針對然后隨著汽車行業(yè)也飛速發(fā)展，大量的用戶需要體驗駕駛算機技術(shù)的進步，各式各樣的汽車模擬器逐漸的被開發(fā)出來

圖 1- 3 飛行模擬器 圖 1- 4 駕駛模擬器到上世紀 80 年代，一些發(fā)達國家的汽車行業(yè)人員就開始將飛行模擬器引車駕駛模擬的研究方向[15-18]。比如美國的愛荷華大學就采用經(jīng)典 Stewart 構(gòu)開發(fā)了一款 6 自由度的汽車駕駛模擬器[19]，這款模擬器較之前不僅完感設(shè)計，加入了油門、剎車、離合和方向盤等，而且視覺效果也因為添加顯示器和分屏后視鏡而得到了提升。如圖 1-4 所示，由美國福特汽車公司一款名字叫做 VIRTTEX 的駕駛模擬器，主要用于檢測汽車安全性能方之后出現(xiàn)了能較好模擬真實賽車行駛運動平臺狀態(tài)的賽車運動模擬器，具性是荷蘭 Cruden 公司研制的 Cruden Hexatech[22-23]。Cruden Hexatech 采用壓控制，也是可以實現(xiàn) 6 自由度運動，如圖 1-5 所示。實際上國外各種類擬器慣用多自由度、液壓控制[13,24-25]，且成本較高，有必要研究低成本的制模擬駕駛運動平臺。

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本文編號：2800128