【摘要】：游戲賽車運(yùn)動(dòng)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(yīng)用于駕駛技術(shù)培訓(xùn)和電競(jìng)娛樂中,具有良好的應(yīng)用前景。本文運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),設(shè)計(jì)了一款可用于模擬駕駛游戲的運(yùn)動(dòng)模擬器,并對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)等進(jìn)行了仿真分析。并且,通過座椅支架和十字聯(lián)軸器的應(yīng)變檢測(cè)實(shí)驗(yàn),對(duì)靜力學(xué)和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先通過分析多種不同機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),確定利用四桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)模擬駕駛座椅的前后晃動(dòng)、左右搖擺的運(yùn)動(dòng)效果。再通過模擬工況分析及結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算,完成了運(yùn)動(dòng)模擬器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,包括底架、電機(jī)、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(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析,以確保所建立的模型符合模擬駕駛座椅的運(yùn)動(dòng)要求;接著在ANSYS中進(jìn)行靜力學(xué)和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,分別加載靜態(tài)載荷和瞬時(shí)動(dòng)態(tài)載荷的條件下,仿真分析其應(yīng)力應(yīng)變的分布及其變化特征,最終校核了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。最后,利用所搭建的游戲賽車運(yùn)動(dòng)模擬器,開展了主要承載部件的應(yīng)變實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)。在靜力學(xué)仿真所確定的應(yīng)力集中點(diǎn)粘貼應(yīng)變片,加載靜態(tài)的人體重量作為靜態(tài)載荷后,運(yùn)用靜態(tài)應(yīng)變儀測(cè)量應(yīng)變數(shù)據(jù),并且將人起身的瞬間的作為動(dòng)態(tài)載荷,運(yùn)用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測(cè)量應(yīng)變數(shù)據(jù)。最終將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了仿真的合理性、準(zhǔn)確性。綜上,本研究提出了一種游戲賽車運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案,并運(yùn)用多種方法驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及強(qiáng)度的設(shè)計(jì)合理性。同時(shí)也對(duì)相關(guān)設(shè)備的故障預(yù)測(cè)及診斷奠定了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH122
【圖文】：

游樂業(yè)起步較晚，在 20 世紀(jì) 80 年代以前，幾乎沒有大放的深入，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人們?cè)谏钏讲粩嗵岣哂螒蛟O(shè)備的需求量劇增[1]。游樂項(xiàng)目的受眾也從幼小孩人，甚至是中老年人。我國(guó)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(yùn)動(dòng)模擬器是一種高科技的游戲設(shè)備，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和、可靠地模擬汽車駕駛環(huán)境，可以應(yīng)用于模擬駕駛游戲及帶給使用者逼真的駕駛體驗(yàn)，具有良好的發(fā)展前景。意義2017 年中國(guó)游戲產(chǎn)業(yè)報(bào)告》表明，2017 年，中國(guó)游戲行036.1 億元，同比增長(zhǎng) 17.7%，如圖 1-1。其中，家用游戲億元，同比增長(zhǎng) 15.1%；游戲設(shè)備(前三季度銷售收入 9935.8 億元，同比增長(zhǎng) 24.7%[3]，其占比可見圖 1-2。

圖 1-2 2017 年中國(guó)游戲行業(yè)營(yíng)業(yè)收入規(guī)模游戲較為熱門，為了能讓使用者更好體驗(yàn)到賽車游戲的操作備正朝著虛擬現(xiàn)實(shí)及游戲動(dòng)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(yàn)[6-8]。綜上，賽車運(yùn)動(dòng)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(guó)外的科學(xué)家研究模擬器的主要領(lǐng)域是針對(duì)然后隨著汽車行業(yè)也飛速發(fā)展，大量的用戶需要體驗(yàn)駕駛算機(jī)技術(shù)的進(jìn)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(jì) 80 年代，一些發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)的愛荷華大學(xué)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(jì)，加入了油門、剎車、離合和方向盤等，而且視覺效果也因?yàn)樘砑语@示器和分屏后視鏡而得到了提升。如圖 1-4 所示，由美國(guó)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(cè)汽車安全性能方之后出現(xiàn)了能較好模擬真實(shí)賽車行駛運(yùn)動(dòng)平臺(tái)狀態(tài)的賽車運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn) 6 自由度運(yùn)動(dòng)，如圖 1-5 所示。實(shí)際上國(guó)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(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

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本文編號(hào)：2800128