[發(fā)明專利]兩自由度微動座椅運動控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811036365.4
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN108958280B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻全海;王澳
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 51252
• 代理人: 胡文莉

本發(fā)明公開了一種兩自由度微動座椅運動控制方法，屬于飛行模擬領(lǐng)域，運動控制器作為運動姿態(tài)算法解析及邏輯控制，通過控制兩臺伺服電機帶動電缸執(zhí)行機構(gòu)做出姿態(tài)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。本發(fā)明有益效果：本發(fā)明使用高速運動控制器作為運動姿態(tài)算法解析及邏輯控制，通過控制伺服電機帶動電缸執(zhí)行機構(gòu)，可以快速的做出姿態(tài)、速度、體感運動響應，能夠完全模擬模擬器在低速運行時的振動顛簸，運動座椅最大運動范圍翻滾±16°、俯仰±16°姿態(tài)模擬，及最大姿態(tài)響應速度翻滾96°/s、俯仰113°/s。通過外部視景畫面加上運動座椅姿態(tài)模擬，能夠?qū)崿F(xiàn)近零延遲的體感操作，使得模擬更加真實。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行模擬領(lǐng)域,尤其是一種兩自由度微動座椅運動控制方法。

背景技術(shù)

目前市場上現(xiàn)有運動座椅均只能夠提供賽車的姿態(tài)模擬，對于地面顛簸振動及車輛撞擊時的高速姿態(tài)運動響應比較緩慢，數(shù)據(jù)包刷頻率較低，運動速度較為緩和，提供模擬內(nèi)容較為單一(均只能單一的模擬指定少量的賽車游戲)，基本不提供功能擴展，不能夠提供更為逼真的體感操作，且使用范圍較窄。因此，對于上述問題有必要提出一種兩自由度微動座椅運動控制方法。

零延遲：根據(jù)人眼“余暉效應”，視覺暫留約為0.04s，座椅控制器與上位機交換數(shù)據(jù)時間為0.005s/幀,座椅控制器運算周期為 0.01s，通過運算將運動輸出到座椅上，使得畫面與運動單周期運行時間小于0.04s人眼視覺暫留時間，使得體驗者無法區(qū)分兩次運動之間的時間暫留。

絕對位置：基于零點為運動地址基準點，編碼器采用絕對位置編碼器，斷電時由電池供電保持位置數(shù)據(jù)。

L/R電缸：左/右電缸簡稱，具體位置參考結(jié)構(gòu)示意圖2的6、7 位置。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種兩自由度微動座椅運動控制方法，解決現(xiàn)有運動座椅的速度響應慢，體感響應速度低，模擬內(nèi)容單一的問題。

一種兩自由度微動座椅運動控制方法，運動控制器作為運動姿態(tài)算法解析及邏輯控制，通過控制兩臺伺服電機帶動電缸執(zhí)行機構(gòu)做出姿態(tài)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(zhí)行上位機命令的電機控制系統(tǒng)即伺服系統(tǒng)使用絕對位置方式控制，在通電后運動控制器與伺服系統(tǒng)通信讀取當前姿態(tài)位置數(shù)據(jù)，并寫入運動控制器的數(shù)據(jù)緩存寄存器，實現(xiàn)在斷電重啟后姿態(tài)位置數(shù)據(jù)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(tài)位置數(shù)據(jù)進行運動姿態(tài)模擬；通過上位機發(fā)送使能信號開啟/關(guān)閉運動座椅運動使能，或手動開啟/關(guān)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(tài)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。

作為優(yōu)選，運動座椅還連接兩個緊急停止按鈕，在控制程序中設(shè)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。

作為優(yōu)選，還可以將運動座椅工作模式設(shè)置為手動，通過手動操控進行翻滾、俯仰運行，運行速度可調(diào)整，在后期維護提供方便的操作。

作為優(yōu)選，所述運動控制器通過使用脈沖串控制伺服電機運行，脈沖發(fā)送頻率為1～200Kpps。

作為優(yōu)選，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(wǎng)連接接收上位機發(fā)送的模擬軟件的姿態(tài)角度、角速度，姿態(tài)角度姿態(tài)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(zhuǎn)速度，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)；

c.運動控制器根據(jù)上位機發(fā)送的模擬軟件的姿態(tài)角度，結(jié)合運動座椅自身結(jié)構(gòu)，解析當前角度對應的電機執(zhí)行機構(gòu)的位移地址，將解析完成的電機運行地址通過高速脈沖端口發(fā)送至伺服系統(tǒng)；