[发明专利]两自由度微动座椅运动控制方法

说明书

本发明公开了一种两自由度微动座椅运动控制方法，属于飞行模拟领域，运动控制器作为运动姿态算法解析及逻辑控制，通过控制两台伺服电机带动电缸执行机构做出姿态运动模拟，两台伺服电机分别带动座椅做出翻滚和俯仰动作。本发明有益效果：本发明使用高速运动控制器作为运动姿态算法解析及逻辑控制，通过控制伺服电机带动电缸执行机构，可以快速的做出姿态、速度、体感运动响应，能够完全模拟模拟器在低速运行时的振动颠簸，运动座椅最大运动范围翻滚±16°、俯仰±16°姿态模拟，及最大姿态响应速度翻滚96°/s、俯仰113°/s。通过外部视景画面加上运动座椅姿态模拟，能够实现近零延迟的体感操作，使得模拟更加真实。

技术领域

本发明涉及飞行模拟领域,尤其是一种两自由度微动座椅运动控制方法。

背景技术

目前市场上现有运动座椅均只能够提供赛车的姿态模拟，对于地面颠簸振动及车辆撞击时的高速姿态运动响应比较缓慢，数据包刷频率较低，运动速度较为缓和，提供模拟内容较为单一(均只能单一的模拟指定少量的赛车游戏)，基本不提供功能扩展，不能够提供更为逼真的体感操作，且使用范围较窄。因此，对于上述问题有必要提出一种两自由度微动座椅运动控制方法。

零延迟：根据人眼“余晖效应”，视觉暂留约为0.04s，座椅控制器与上位机交换数据时间为0.005s/帧,座椅控制器运算周期为 0.01s，通过运算将运动输出到座椅上，使得画面与运动单周期运行时间小于0.04s人眼视觉暂留时间，使得体验者无法区分两次运动之间的时间暂留。

绝对位置：基于零点为运动地址基准点，编码器采用绝对位置编码器，断电时由电池供电保持位置数据。

L/R电缸：左/右电缸简称，具体位置参考结构示意图2的6、7 位置。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种两自由度微动座椅运动控制方法，解决现有运动座椅的速度响应慢，体感响应速度低，模拟内容单一的问题。

一种两自由度微动座椅运动控制方法，运动控制器作为运动姿态算法解析及逻辑控制，通过控制两台伺服电机带动电缸执行机构做出姿态运动模拟，两台伺服电机分别带动座椅做出翻滚和俯仰动作；执行上位机命令的电机控制系统即伺服系统使用绝对位置方式控制，在通电后运动控制器与伺服系统通信读取当前姿态位置数据，并写入运动控制器的数据缓存寄存器，实现在断电重启后姿态位置数据读取；所述绝对位置指基于零点为运动地址基准点；运动座椅默认工作在自动模式下，通电后运动座椅自主寻找零点位置，完成后指示灯亮起，便可接收上位机姿态位置数据进行运动姿态模拟；通过上位机发送使能信号开启/关闭运动座椅运动使能，或手动开启/关闭运动座椅运动使能；在运动过程中按下停止运动按钮将停止姿态模拟，运动座椅低速返回至零点位置，返回过程/返回至零点时按下运行按钮便可再次启动。

作为优选，运动座椅还连接两个紧急停止按钮，在控制程序中设置为最高等级，按下后运动座椅立即减速停止在当前运动位置。

作为优选，还可以将运动座椅工作模式设置为手动，通过手动操控进行翻滚、俯仰运行，运行速度可调整，在后期维护提供方便的操作。

作为优选，所述运动控制器通过使用脉冲串控制伺服电机运行，脉冲发送频率为1～200Kpps。

作为优选，所述运动控制器的逻辑控制包括：

a.运动控制器通过以太网连接接收上位机发送的模拟软件的姿态角度、角速度，姿态角度姿态响应最小分辨率为0.1°，通过角速度及当前运动角度计算电机旋转速度，数据包刷新频率为1～200Hz；

b.运行周期固定为5ms，实时刷新解析运动数据；

c.运动控制器根据上位机发送的模拟软件的姿态角度，结合运动座椅自身结构，解析当前角度对应的电机执行机构的位移地址，将解析完成的电机运行地址通过高速脉冲端口发送至伺服系统；