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猎犬式仿生人体工学赛车方向盘结构设计

项目分类:汽车类 发布时间:2021-11-01 ID:354140
  • 猎犬式仿生人体工学赛车方向盘结构设计

  这款仿生造型的转向操控部件,主要面向竞速类车辆、场地赛车以及改装乘用车辆的转向系统应用场景,区别于传统圆形方向盘的结构逻辑,整体采用非对称的猎犬式仿生轮廓,核心设计逻辑围绕高速行驶状态下的精准操控需求展开。从实际使用场景来看,场地竞速过程中驾驶员需要长时间保持握持姿态,传统全圆方向盘在大角度转向时容易出现手腕扭转角度过大、握持点位滑动的问题,这款结构在握持区域做了内凹的指位贴合设计,左右两侧的握持位对应人体手掌自然弯曲的弧度,预留的指槽可以让无名指与小指自然嵌入贴合,避免高速过弯时手部因为转向反力出现滑脱的情况。中间的连接区域做了加宽处理,一方面是为了提升整体结构的抗扭刚度,在转向输入扭矩达到峰值时不会出现结构形变导致的操控虚位,

  另一方面将功能按键的布置区域控制在拇指自然伸展的覆盖范围内,驾驶员不需要移动手掌握持位置就可以完成功能按键操作,减少高速行驶时手部离开握持区域的安全隐患。从安装边界来看,这款方向盘的中心安装孔采用大孔径设计,适配主流赛车转向柱的花键连接规格,安装端面的平面度公差控制在0.1mm以内,保证与转向柱连接后的同轴度,避免高速转动时出现动不平衡导致的方向盘抖动。整体轮廓的最大外廓尺寸控制在320mm范围内,相比传统民用车辆380mm左右的方向盘直径,更小的转动半径可以提升转向响应速度,适配竞速场景下快打方向的操作需求,同时外廓的突出部分做了圆弧过渡处理,避免紧急操作时棱角对手部造成磕碰。结构的壁厚采用渐变设计,握持区域的壁厚为5mm,

  保证握持的手感扎实不会出现薄壁结构的硌手感,中间连接区域的壁厚增加到8mm,搭配内部的加强筋结构,在整体重量控制在600g以内的前提下,侧向抗扭强度可以达到1200N·m,满足激烈驾驶时的大扭矩转向输入需求。握持区域的表面没有做额外的防滑凸起,而是通过轮廓曲面的贴合度实现自然防滑,减少长时间握持时的局部压强过高问题,降低驾驶员长时间竞速操作的手部疲劳感。左右两侧的延伸翼结构做了等强度轮廓优化,从中心区域到握持端的截面平滑过渡,不存在应力集中的直角拐点,经过有限元仿真验证,在极限转向载荷下,最大应力出现在中心安装孔周边,数值远低于常用铝合金或工程塑料的许用应力值,结构安全系数达到2.5以上,满足竞速场景的可靠性要求。

  这款转向部件的设计没有沿用传统方向盘的圆形惯性思维,完全从实际操控的人机交互逻辑出发,把握持稳定性、操作便捷性、结构强度三个核心需求做了平衡,既可以用于专业场地赛车的转向系统改装,也可以适配模拟驾驶设备的操控端使用,在保证结构强度的前提下优化了手部操作的人机工程表现,解决了传统圆形方向盘在大角度转向、高频操作场景下的握持痛点。

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