CN112362332B - 一种游戏手柄摇杆校准测试装置及校准测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种游戏手柄摇杆校准测试装置及校准测试方法,装置中的摇杆帽按压机构包括相连接的Z向按压驱动结构和按压结构;装置中的摇杆操控机构包括依次连接的X‑Y向驱动结构、翻转驱动结构和操控板,操控板上径向滑动配合连接有弹性操控结构。方法包括摇杆操控机构将摇杆推至与摇杆安装腔的内壁面接触,然后使摇杆沿着摇杆安装腔的内壁面进行360度旋转;旋转过程中,获取与摇杆联动的X向/Y向电位器的A/D转换值,并实时判断是否超出对应的第一预设限度值;对与获取的转换值一一对应的最大值和最小值分别进行归一化换算;对摇杆进行中心复归测试。本发明可确保校准结果的稳定性,提高游戏手柄质量的一致性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于游戏手柄摇杆校准技术领域,尤其涉及一种游戏手柄摇杆校准测试装置及校准测试方法。
背景技术
随着智能头戴产品(比如VR产品)的蓬勃发展,与智能头戴产品配套的游戏手柄对其本身的精度要求也越来越高,游戏手柄在出厂前通常需要对其摇杆进行校准测试。目前摇杆校准多采用人工手动校准方式,人工操控摇杆进行360度旋转,对摇杆在各个位置的电位信息进行记录;但是人工校准无法对旋转速度进行精确控制,且容易受校准者操作熟练程度和其它因素影响,致使校准结果不稳定,无法有效保证游戏手柄质量的一致性和可靠性。
鉴于此,亟需研发设计一可自动对游戏摇杆进行校准测试的游戏手柄摇杆校准测试装置及校准测试方法,以确保游戏手柄质量的一致性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种游戏手柄摇杆校准测试装置及校准测试方法,旨在克服上述现有技术中存在的手动校准结果不稳定导致的游戏手柄质量一致性和可靠性差的问题。
为解决上述现有技术中存在的技术问题,本发明实施例提供了一种游戏手柄摇杆校准测试装置,包括用于将摇杆帽按压到位的摇杆帽按压机构和既能控制所述摇杆在水平面上进行圆周运动又能进行斜方向运动的摇杆操控机构;
所述摇杆帽按压机构包括Z向按压驱动结构和与所述摇杆一一对应的按压结构,所述按压结构与所述Z向按压驱动结构的动力部连接;所述摇杆操控机构包括X-Y向驱动结构、与所述X-Y向驱动结构连接的翻转驱动结构以及与所述翻转驱动结构连接的操控板,所述操控板上设有用于与所述摇杆帽一一对应且与所述操控板径向滑动配合连接的弹性操控结构。
作为进一步改进,所述X-Y向驱动结构包括Y向驱动件和X向驱动件;所述X向驱动件与所述Y向驱动件的动力部连接,所述翻转驱动结构与所述X向驱动件的动力部连接;
或者,所述Y向驱动件与所述X向驱动件的动力部连接,所述翻转驱动结构与所述Y向驱动件的动力部连接。
作为进一步改进,所述翻转驱动结构包括摆动气缸和与所述摆动气缸的动力部连接的连接杆,所述连接杆与所述操控板连接。
作为进一步改进,所述操控板上设有与所述摇杆帽一一对应的圆形通孔,所述圆形通孔周部的所述操控板上设有多个与所述圆形通孔连通且沿径向延伸的安装槽。
作为进一步改进,所述弹性操控结构包括抵触件、滑动安装在所述安装槽内的滑块以及设置在所述滑块与所述安装槽的槽壁之间的弹性件;所述抵触件的外壁面与所述滑块抵靠接触,所述抵触件的内壁面用于与所述摇杆帽抵靠接触。
作为进一步改进,所述抵触件包括固定连接的上端盖和下端盖;
所述上端盖和所述下端盖均包括筒形抵触部和设置于所述筒形抵触部一端且径向延伸的环形限位部;所述筒形抵触部伸入所述圆形通孔内,且与所述滑块抵靠接触。
作为进一步改进,所述安装槽呈阶梯状,所述滑块包括与所述安装槽的大端相适配的第一滑动部和与所述安装槽的小端相适配的第二滑动部,所述第二滑动部的端面为与所述筒形抵触部的外壁面相适配的圆弧面。
本发明实施例还提供了一种游戏手柄摇杆校准测试方法,使用上述的游戏手柄摇杆校准测试装置;所述摇杆帽按压机构和所述摇杆操控机构均受控于控制系统,所述控制系统和游戏手柄均与测试PC通讯连接;所述校准测试方法包括:
S1、所述测试PC向所述控制系统发送校准测试指令,所述摇杆操控机构在所述控制系统的控制下,将所述操控板翻转至测试工位,翻转到位后将所述摇杆推至与摇杆安装腔的内壁面接触,然后按照预设的圆周运动轨迹使所述摇杆沿着所述摇杆安装腔的内壁面进行360度旋转;
S2、所述摇杆进行360度旋转过程中,所述测试PC实时获取与所述摇杆联动的X向/Y向电位器的A/D转换值,并实时判断X向A/D转换值和Y向A/D转换值是否超出对应的第一预设限度值;
S3、所述测试PC对与获取的所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值一一对应的最大值和最小值分别进行归一化换算;其中,所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值的最小值均对应十六进制0x00,所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值的最大值均对应十六进制0xFF;
S4、所述摇杆操控机构在所述控制系统的控制下,对所述摇杆进行中心复归测试。
作为进一步改进,对所述摇杆进行中心复归测试的具体步骤包括:
所述摇杆操控机构在所述控制系统的控制下,将所述摇杆由右上角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PupRight(Xur,Yur);
将所述摇杆由左上角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PupLeft(Xul,Yul);
将所述摇杆由右下角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PDownRight(Xdr,Ydr);
将所述摇杆由左下角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PDownleft(Xdl,Ydl);
判断X向位置差异D_centerX和Y向位置差异D_centerY是否在对应的第二预设限度范围内;
其中,D_centerX等于Max(Xur,Xdr)-Min(Xul,Xdl);
D_centerY=Max(Ydr,Ydl)-Min(Yur,Yul);Max为两个数值中的最大值,Min为两个数值中的最小值。
作为进一步改进,在执行步骤S1之前,所述游戏手柄摇杆校准测试方法还包括:
S0、所述测试PC向所述控制系统发送下压指令,所述摇杆帽按压机构在所述控制系统的控制下,使所述摇杆帽与所述摇杆组装到位,组装到位后所述摇杆帽按压机构复位。
由于采用了上述技术方案,本发明取得的有益效果如下:
本发明中的游戏手柄摇杆校准测试装置,包括用于将摇杆帽按压到位的摇杆帽按压机构和既能控制摇杆在水平面上进行圆周运动又能进行斜方向运动的摇杆操控机构;摇杆帽按压机构包括Z向按压驱动结构和与摇杆一一对应的按压结构,按压结构与Z向按压驱动结构的动力部连接;摇杆操控机构包括X-Y向驱动结构、与X-Y向驱动结构连接的翻转驱动结构以及与翻转驱动结构连接的操控板,操控板上设有用于与摇杆帽一一对应且与操控板径向滑动配合连接的弹性操控结构。本发明中的游戏手柄摇杆校准测试方法包括S1、测试PC向控制系统发送校准测试指令,摇杆操控机构在控制系统的控制下,将操控板翻转至测试工位,翻转到位后将摇杆推至与摇杆安装腔的内壁面接触,然后按照预设的圆周运动轨迹使摇杆沿着摇杆安装腔的内壁面进行360度旋转;S2、摇杆进行360度旋转过程中,测试PC实时获取与摇杆联动的X向/Y向电位器的A/D转换值,并实时判断否超出对应的第一预设限度值;S3、测试PC对获取的X向A/D转换值和Y向A/D转换值均进行归一化换算;S4、摇杆操控机构在控制系统的控制下对摇杆进行中心复归测试。
本发明不仅能获取摇杆在各个方位的归一化校准值还能获取中心复归测试结果;且整个校准过程无需人工参与便可自动完成;利用控制系统实现的自动测试可对测试过程进行精确控制,确保了校准结果的稳定性,极大提高了游戏手柄质量的一致性和可靠性。
附图说明
图1是游戏手柄的结构示意图;
图2是本发明游戏手柄摇杆校准测试装置的结构示意图;
图3是图2中摇杆帽按压机构的结构示意图;
图4是图2中摇杆操控机构的结构示意图;
图5是图4中操控板和弹性操控结构的安装结构分解图;
图6是图4中操控板和弹性操控结构的纵向剖视图;
图7是图4操控板和弹性操控结构的横向剖视图;
图8是图7中A处结构的放大图;
图9是本发明游戏手柄摇杆校准测试方法的流程图;
图10是图9中中心复归测试对应的状态参考图;
图中:1-摇杆帽按压机构,11-Z向按压驱动结构,12-按压结构,13-安装板,2-摇杆操控机构,21-Y向驱动件,22-X向驱动件,23-摆动气缸,24-连接杆,25-操控板,251-圆形通孔,252-安装槽,26-弹性操控结构,261-上端盖,262-下端盖,2621-筒形抵触部,2622-环形限位部,263-滑块,2631-圆弧面,264-弹性件,3-游戏手柄,31-摇杆,32-摇杆帽,33-摇杆安装腔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的游戏手柄摇杆校准测试装置及校准测试方法,用于对游戏手柄3(参见图1)的摇杆31(本实施附图所示为两个摇杆31)进行校准测试,摇杆31转动设置在游戏手柄3的摇杆安装腔33内,摇杆帽32组装在摇杆31上;游戏手柄3的具体结构与现有技术相同,在此不做赘述。
实施例一:
由图2至图8共同所示,本实施例公开了一种游戏手柄摇杆校准测试装置,包括用于将摇杆帽32按压到位的摇杆帽按压机构1和既能控制摇杆31在水平面上进行圆周运动又能进行斜方向运动的摇杆操控机构2;摇杆帽按压机构1和摇杆操控机构2可设置在同一个机架,也可以设置在两个独立的机架上。
其中,摇杆帽按压机构1包括Z向按压驱动结构11(优选电缸、气缸或直线电机)和与摇杆11一一对应的按压结构12;两个呈柱状结构的按压结构12借助安装板13与Z向按压驱动结构11的动力部连接。
其中,摇杆操控机构2包括X-Y向驱动结构、与X-Y向驱动结构连接的翻转驱动结构以及与翻转驱动结构连接的操控板25,操控板25上设有用于与摇杆帽32一一对应且与操控板25径向滑动配合连接的弹性操控结构。
本实施例中,X-Y向驱动结构包括Y向驱动件21和X向驱动件22;X向驱动件22与Y向驱动件21的动力部连接,翻转驱动结构与X向驱动件22的动力部连接;或者,Y向驱动件21与X向驱动件22的动力部连接,翻转驱动结构与Y向驱动件21的动力部连接。其中,Y向驱动件21、X向驱动件22优选电缸或直线电机,除此之外也可以旋转其它直线运动机构或旋转变直线运动机构,在此不一一列举。
本实施例中,翻转驱动结构包括摆动气缸23(优选在垂直水平面的竖向平面内可进行90度摆动的摆动气缸23)和与摆动气缸23的动力部连接的连接杆24,连接杆24与操控板25连接。测试时,摇杆帽按压机构1已进行了复位,摆动气缸23使操控板25由初始的避让工位(竖直状态,避让摇杆帽按压机构1)翻转至测完位(水平状态)。
本实施例中,操控板25上设有与摇杆帽32一一对应的圆形通孔251(两个),圆形通孔251周部的操控板25上设有多个与圆形通孔251连通且沿径向延伸的安装槽252;图中一个圆形通孔251与四个周向等间隔设置的安装槽252连通。
本实施例中,弹性操控结构26包括抵触件、滑动安装在安装槽252内的滑块263以及设置在滑块263与安装槽252的槽壁之间的弹性件264(优选弹簧);弹性件264可有效避免硬性接触对按键帽32造成损伤。抵触件的外壁面与滑块263抵靠接触,抵触件的内壁面用于与摇杆帽32抵靠接触。其中,抵触件包括固定连接的上端盖261和下端盖262;上端盖261和下端盖262的结构相同,下面以下端盖262为例进行详细说明,下端盖262包括筒形抵触部2621和设置于筒形抵触部2621一端且径向延伸的环形限位部2622;筒形抵触部2621伸入圆形通孔251内,且外周壁与滑块263抵靠接触。
为了防止滑块263从安装槽252内滑出;本实施例将安装槽252设计成阶梯状;滑块263包括与安装槽252的大端相适配的第一滑动部和与安装槽252的小端相适配的第二滑动部,且第二滑动部的端面为与筒形抵触部2611的外壁面相适配的圆弧面。
校准测试时,本实施例的游戏手柄摇杆校准测试装置需要与控制系统电连接,也就是说Y向驱动件21、X向驱动件22、摆动气缸23和Z向按压驱动结构11的动作时长和动作次序受控制系统控制,控制系统包括PIC可编程控制器,内部置入用于控制上述部件动作的程序代码和预设的运动轨迹、参数;根据工作过程和原理进行程序代码设置是本领域技术人员所常用的手段,在此不做赘述。
实施例二:
由图1、图2、图9和图10共同所示,本实施例公开了一种游戏手柄摇杆校准测试方法,使用上述的游戏手柄摇杆校准测试装置;将摇杆帽按压机构1和摇杆操控机构2与控制系统电连接,将控制系统和游戏手柄3均与测试PC借助USB建立通讯连接。校准测试方法包括:
S0、测试PC向控制系统发送下压指令,摇杆帽按压机构1(Z向按压驱动结构)在控制系统的控制下,使摇杆帽32与摇杆31组装到位,组装到位后摇杆帽按压机构1复位。测试前进行下压,可有效避免按键帽32浮高导致校准值差异。
S1、测试PC向控制系统发送校准测试指令,摇杆操控机构1在控制系统的控制下,将操控板25翻转至测试工位,翻转到位后将摇杆31推至与摇杆安装腔33的内壁面接触,然后按照预设的圆周运动轨迹使摇杆31沿着摇杆安装腔33的内壁面进行360度旋转。(其中,摆动气缸23使操控板25翻转至测试工位,Y向驱动件21和X向驱动件22安装预设的运动轨迹和参数进行协调动作,进行斜方向运动或圆周运动)。
S2、摇杆31进行360度旋转过程中,测试PC实时获取与摇杆31联动的X向/Y向电位器的A/D转换值(经游戏手柄3内部控制单元进行数模转换后的值),并实时判断X向A/D转换值和Y向A/D转换值是否超出对应的第一预设限度值。
S3、测试PC对与获取的X向A/D转换值和Y向A/D转换值一一对应的最大值和最小值分别进行归一化换算;其中,X向A/D转换值和Y向A/D转换值的最小值均对应十六进制0x00,X向A/D转换值和Y向A/D转换值的最大值均对应十六进制0xFF。
目的是将不同产品的满行程进行归一化,使不同产品量程范围在0x00~0xFF的同一量程标准下,便于在操作摇杆31时程序能识别摇杆31转动幅度。
S4、摇杆操控机构2在控制系统的控制下,对摇杆31进行中心复归测试。确保摇杆31X/Y两个方向释放后均能自动回到中心位置,且位置差异不超过限度值。
其中,步骤S4中对摇杆31进行中心复归测试的具体步骤包括:
摇杆操控机构2在控制系统的控制下,按照预设的斜方向运动轨迹,将摇杆31由右上角放回中心位置,获取此时X向A/D转换值和Y向A/D转换值,并记为PupRight(Xur,Yur)。即获得了第一个中心位置对应的X向A/D转换值和Y向A/D转换值。
将摇杆31由左上角放回中心位置,获取此时X向A/D转换值和Y向A/D转换值,并记为PupLeft(Xul,Yul)。即获得了第二中心位置对应的X向A/D转换值和Y向A/D转换值。
将摇杆31由右下角放回中心位置,获取此时X向A/D转换值和Y向A/D转换值,并记为PDownRight(Xdr,Ydr)。即获得了第三中心位置对应的X向A/D转换值和Y向A/D转换值。
将摇杆31由左下角放回中心位置,获取此时X向A/D转换值和Y向A/D转换值,并记为PDownleft(Xdl,Ydl);即获得了第四中心位置对应的X向A/D转换值和Y向A/D转换值。
判断X向位置差异D_centerX和Y向位置差异D_centerY是否在对应的第二预设限度范围内;
其中,D_centerX等于Max(Xur,Xdr)-Min(Xul,Xdl);
D_centerY=Max(Ydr,Ydl)-Min(Yur,Yul);Max为两个数值中的最大值,Min为两个数值中的最小值。
本发明不仅能获取摇杆31在各个方位的归一化校准值还能获取中心复归测试结果;且整个校准过程无需人工参与便可自动完成;利用控制系统实现的自动测试可对测试过程进行精确控制,确保了校准结果的稳定性,极大提高了游戏手柄质量的一致性和可靠性;再者,在测试前,利用摇杆帽按压机构将摇杆帽按压到位,可保证测试时校准值的准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,使用游戏手柄摇杆校准测试装置;所述游戏手柄摇杆校准测试装置包括用于将摇杆帽按压到位的摇杆帽按压机构和既能控制所述摇杆在水平面上进行圆周运动又能进行斜方向运动的摇杆操控机构;所述摇杆帽按压机构包括Z向按压驱动结构和与所述摇杆一一对应的按压结构,所述按压结构与所述Z向按压驱动结构的动力部连接;所述摇杆操控机构包括X-Y向驱动结构、与所述X-Y向驱动结构连接的翻转驱动结构以及与所述翻转驱动结构连接的操控板,所述操控板上设有用于与所述摇杆帽一一对应且与所述操控板径向滑动配合连接的弹性操控结构;
所述摇杆帽按压机构和所述摇杆操控机构均受控于控制系统,所述控制系统和游戏手柄均与测试PC通讯连接;所述校准测试方法包括:
S1、所述测试PC向所述控制系统发送校准测试指令,所述摇杆操控机构在所述控制系统的控制下,将所述操控板翻转至测试工位,翻转到位后将所述摇杆推至与摇杆安装腔的内壁面接触,然后按照预设的圆周运动轨迹使所述摇杆沿着所述摇杆安装腔的内壁面进行360度旋转;
S2、所述摇杆进行360度旋转过程中,所述测试PC实时获取与所述摇杆联动的X向/Y向电位器的A/D转换值,并实时判断X向A/D转换值和Y向A/D转换值是否超出对应的第一预设限度值;
S3、所述测试PC对与获取的所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值一一对应的最大值和最小值分别进行归一化换算;其中,所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值的最小值均对应十六进制0x00,所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值的最大值均对应十六进制0xFF;
S4、所述摇杆操控机构在所述控制系统的控制下,对所述摇杆进行中心复归测试。
2.根据权利要求1所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,所述X-Y向驱动结构包括Y向驱动件和X向驱动件;
所述X向驱动件与所述Y向驱动件的动力部连接,所述翻转驱动结构与所述X向驱动件的动力部连接;
或者,所述Y向驱动件与所述X向驱动件的动力部连接,所述翻转驱动结构与所述Y向驱动件的动力部连接。
3.根据权利要求1或2所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,所述翻转驱动结构包括摆动气缸和与所述摆动气缸的动力部连接的连接杆,所述连接杆与所述操控板连接。
4.根据权利要求1所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,所述操控板上设有与所述摇杆帽一一对应的圆形通孔,所述圆形通孔周部的所述操控板上设有多个与所述圆形通孔连通且沿径向延伸的安装槽。
5.根据权利要求4所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,所述弹性操控结构包括抵触件、滑动安装在所述安装槽内的滑块以及设置在所述滑块与所述安装槽的槽壁之间的弹性件;所述抵触件的外壁面与所述滑块抵靠接触,所述抵触件的内壁面用于与所述摇杆帽抵靠接触。
6.根据权利要求5所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,所述抵触件包括固定连接的上端盖和下端盖;
所述上端盖和所述下端盖均包括筒形抵触部和设置于所述筒形抵触部一端且径向延伸的环形限位部;所述筒形抵触部伸入所述圆形通孔内,且与所述滑块抵靠接触。
7.根据权利要求6所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,所述安装槽呈阶梯状,所述滑块包括与所述安装槽的大端相适配的第一滑动部和与所述安装槽的小端相适配的第二滑动部,所述第二滑动部的端面为与所述筒形抵触部的外壁面相适配的圆弧面。
8.根据权利要求1所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,对所述摇杆进行中心复归测试的具体步骤包括:
所述摇杆操控机构在所述控制系统的控制下,将所述摇杆由右上角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PupRight(Xur,Yur);
将所述摇杆由左上角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PupLeft(Xul,Yul);
将所述摇杆由右下角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PDownRight(Xdr,Ydr);
将所述摇杆由左下角放回中心位置,获取此时所述X向A/D转换值和所述Y向A/D转换值,并记为PDownleft(Xdl,Ydl);
判断X向位置差异D_centerX和Y向位置差异D_centerY是否在对应的第二预设限度范围内;
其中,D_centerX等于Max(Xur,Xdr)-Min(Xul,Xdl);
D_centerY=Max(Ydr,Ydl)-Min(Yur,Yul);Max为两个数值中的最大值,Min为两个数值中的最小值。
9.根据权利要求1或8所述的游戏手柄摇杆校准测试方法,其特征在于,在执行步骤S1之前,所述游戏手柄摇杆校准测试方法还包括:
S0、所述测试PC向所述控制系统发送下压指令,所述摇杆帽按压机构在所述控制系统的控制下,使所述摇杆帽与所述摇杆组装到位,组装到位后所述摇杆帽按压机构复位。
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