[發明專利]兩自由度微動座椅運動控制方法

有效

• 申請號: 201811036365.4
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN108958280B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 喻全海;王澳
• 申請（專利權）人: 成都泛美視界科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 成都正象知識產權代理有限公司 51252
• 代理人: 胡文莉

1.一種兩自由度微動座椅運動控制方法，其特征在于，運動控制器作為運動姿態算法解析及邏輯控制，通過控制兩臺伺服電機帶動電缸執行機構做出姿態運動模擬，兩臺伺服電機分別帶動座椅做出翻滾和俯仰動作；執行上位機命令的電機控制系統即伺服系統使用絕對位置方式控制，在通電后運動控制器與伺服系統通信讀取當前姿態位置數據，并寫入運動控制器的數據緩存寄存器，實現在斷電重啟后姿態位置數據讀取；所述絕對位置指基于零點為運動地址基準點；運動座椅默認工作在自動模式下，通電后運動座椅自主尋找零點位置，完成后指示燈亮起，便可接收上位機姿態位置數據進行運動姿態模擬；通過上位機發送使能信號開啟/關閉運動座椅運動使能，或手動開啟/關閉運動座椅運動使能；在運動過程中按下停止運動按鈕將停止姿態模擬，運動座椅低速返回至零點位置，返回過程/返回至零點時按下運行按鈕便可再次啟動；

所述運動控制器的邏輯控制包括：

a.運動控制器通過以太網連接接收上位機發送的模擬軟件的姿態角度、角速度，姿態角度姿態響應最小分辨率為0.1°，通過角速度及當前運動角度計算電機旋轉速度，數據包刷新頻率為1～200Hz；

b.運行周期固定為5ms，實時刷新解析運動數據；

c.運動控制器根據上位機發送的模擬軟件的姿態角度，結合運動座椅自身結構，解析當前角度對應的電機執行機構的位移地址，將解析完成的電機執行機構的位移地址通過高速脈沖端口發送至伺服系統；

d.運動控制器根據上位機發送的模擬軟件的角速度，結合當前絕對位置偏移量，實時運算電機運行速度，將運算完成的電機運行速度存入數據緩存寄存器；

e.運動控制器實時讀取運動座椅位置、速度、轉矩數據，運動控制器通過比較設定值與反饋值實時調整，以達到更加精確的位置、速度、轉矩控制；

f.運動過程中運動控制器可快速響應新的姿態位置及運動速度，當接收到新的運動地址及速度，立即執行新的運動數據；

g.支持絕對地址限位，絕對地址是指基于零點位置開始計算的位置偏移量，運動座椅最大運動范圍為翻滾±16°、俯仰±16°姿態模擬，運動座椅只能夠在限制絕對地址內運動，超出絕對地址限位，取最大/最小絕對地址運行；

所述運動控制器的運動姿態算法解析包括以下步驟：

S1.開始；

S2.接收上位機姿態角度、角速度，并將接收到的數據轉換為單精度浮點數，存入數據緩存寄存器，數據刷新頻率為1～200Hz；

S3.將姿態角度數據倍率縮小10倍，保留小數點后一位，精確到0.1°；

S4.將當前指令姿態角度與運動座椅運動姿態角度進行比較；將當前指令姿態角度與運動座椅運動姿態角度極限進行比較；

S5.若指令姿態角度＞運動座椅運動姿態角度，則寫入最大姿態角度；若指令姿態角度＜運動座椅運動姿態角度，則寫入最小姿態角度；若超出運動座椅運動姿態角度極限，則將極限姿態角度寫入數據緩存寄存器；

S6.通過位置反解算法解析電缸運行絕對定位地址，并寫入數據緩存寄存器；

S7.通過位置反解算法解析完成的姿態角度數據，轉換為電缸絕對定位地址；

S8.通過位置反解算法合成L/R電缸絕對定位地址；

S9.電缸絕對定位地址轉換為電機脈沖數；

S10.將轉換好的單精度脈沖數轉換為有符號的脈沖數；

S11.將有符號的脈沖數存入絕對定位地址寄存器，循環運行；

S12.退出；

位置反解算法具體如下：

A.Rx：翻滾角Ry：俯仰角l_i：單姿態電缸伸縮量l_o：電缸初始長度

a1：L電缸合成伸縮量a2：R電缸合成伸縮量A_i：結構夾角

B.i＝(1，2，3)；

a1＝l₁+l₃-l₀，a2＝l₂+l₃-l₀

2.根據權利要求1所述的一種兩自由度微動座椅運動控制方法，其特征在于，運動座椅還連接兩個緊急停止按鈕，在控制程序中設置為最高等級，按下后運動座椅立即減速停止在當前運動位置。