CN208207538U - 一种多自由度智能体感设备平台控制箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多自由度智能体感设备平台控制箱，包括开放设计的外壳，所述外壳由依次连接固定的前挡板、底板和后挡板组成；所述外壳内设置有伺服电动缸控制器、控制系统主控板、主控板支架、电源稳定器、电源适配器；所述伺服电动缸控制器为多个，固定在底板的左、右两侧；所述主控板支架固定在外壳的底板上，控制系统主控板、电源稳定器通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架上表面，电源适配器通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架下表面；电源稳定器、电源适配器和控制系统主控板依次相连。本实用新型提供了模块化设计的智能体感设备平台控制箱，可随时根据设备平台轴数自适应控制。

Description

一种多自由度智能体感设备平台控制箱

技术领域

本实用新型涉及智能体感设备平台控制，尤其涉及一种多自由度智能体感设备平台控制箱。

背景技术

目前的多自由度智能体感设备平台控制方法中的控制箱采用封闭环境，即组装完成后不可修改运动参数且不可增加执行单元，造成后期维护升级不便。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种多自由度智能体感设备平台控制箱。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种多自由度智能体感设备平台控制箱，包括开放设计的外壳，所述外壳由依次连接固定的前挡板、底板和后挡板组成；

所述外壳内设置有伺服电动缸控制器、控制系统主控板、主控板支架、电源稳定器、电源适配器；所述伺服电动缸控制器为多个，固定在底板的左、右两侧；所述主控板支架固定在外壳的底板上，控制系统主控板、电源稳定器通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架上表面，电源适配器通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架下表面；电源稳定器、电源适配器和控制系统主控板依次相连；

所述外壳的前挡板上设置有控制系统接口、伺服电动缸接口和控制箱电源接口，控制系统接口与控制系统主控板相连，伺服电动缸接口与伺服电动缸控制器相连，电源适配器与控制箱电源接口相连。

进一步地，所述外壳的前挡板和后挡板的左右两侧分别设有散热孔。

进一步地，所述伺服电动缸接口和控制系统接口均为I/O接口。

进一步地，所述外壳的前挡板上还设置有测试UP按钮、测试DOWN按钮、测试RESET按钮、控制箱电源指示灯、控制箱状态指示灯、控制箱自检指示灯和电源开关和控制箱电源保险丝，所述控制箱电源保险丝固定在制箱电源接口上。

进一步地，所述控制系统主控板包括：

数据采集模块，采集游戏中实时的模拟设备姿态数据，并发送给数据分析模块；

数据分析模块，接收数据采集模块发送的数据并进行分析，精简数据后发送到平台姿态模拟模块；

平台姿态分析模块，接收数据分析模块发送的数据，进行姿态分析，得到用于体感设备平台的姿态数据，发送到平台姿态模拟模块；

平台姿态模拟模块，通过平台模型进行姿态模拟，检测平台姿态分析模块得到的姿态数据是否有错误：如果姿态数据无误，将数据发送到数据解码模块；如果出现错误，平台姿态模拟模块对数据进行修正，并将修正后的数据发送到数据解码模块；

数据解码模块，对平台姿态模拟模块发送的数据进行数据解码，通过模数转换规则与脉码调制方法量化，将二进制值数据转化为8编码可量化的模拟信号，得出运动执行模块需要的正方向指令、负方向指令、脉冲序列、符号序列、转速、圈数的模拟信号信息后发送到数据输出模块；

数据输出模块，接收数据解码模块发送的数据，通过DDS分发数据规则，将数据分发到各个运动执行模块；

运动执行模块，接收数据输出模块发送的数据，驱动伺服电动缸做出相应动作，实现多自由度智能体感设备平台的体感模拟运动。

本实用新型将伺服电动缸控制器、控制箱电源适配器、主控线路板、控制箱电源稳定器、控制系统以及伺服电动缸I/O接口集成化设计，提供了模块化设计的智能体感设备平台控制箱，可随时根据设备平台轴数自适应控制。

本实用新型以简洁化、模块化、集成化为设计理念，将目前已知所有智能体感设备应用领域的驱动程序全部集成化，并且支持添加伺服电动缸，软件与中控箱自动识别并调整平台动态数据。执行单元伺服电动缸取消了动力传输媒介，直接将伺服电机与丝杆链接，减少了动力的损耗；可随时更换不同参数的伺服电机与丝杆，完美的适应不同应用平台。

附图说明

图1为本实用新型的体感设备平台控制箱的结构示意图。

图2为本实用新型的体感设备平台控制箱的控制方法的流程图。

图3为本实用新型中数据采集步骤的示意图。

图4为平台姿态分析和模拟步骤的流程图

图中：1、前挡板；2、底板；3、后挡板；4、伺服电动缸控制器；5、控制系统主控板；6、主控板支架；7、电源稳定器；8、电源适配器；9、散热孔；10、控制系统接口；11、伺服电动缸接口；12、控制箱电源接口；13、测试UP按钮；14、测试DOWN按钮；15、测试RESET按钮；16、控制箱电源指示灯；17、控制箱状态指示灯；18、控制箱自检指示灯；19、电源开关；20、控制箱电源保险丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1所示的体感设备平台控制箱，包括前挡板1、底板2和后挡板3依次连接固定组成开放的外壳；前挡板1和后挡板3的左右两侧分别设有散热孔9；

所述外壳内设置有伺服电动缸控制器4、控制系统主控板5、主控板支架 6、电源稳定器7、电源适配器8；所述伺服电动缸控制器4共4个，由弹簧垫盘螺丝对称固定在底板2的左、右两侧；所述主控板支架6固定在外壳的底板2 上，控制系统主控板5、电源稳定器7通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架6上表面，电源适配器8通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架6下表面；电源稳定器 7、电源适配器8和控制系统主控板5依次相连；

所述外壳的前挡板1上设置有控制系统接口10、伺服电动缸接口11和控制箱电源接口12，控制系统接口11与控制系统主控板5相连，伺服电动缸接口11 与伺服电动缸控制器4相连，电源适配器8与控制箱电源接口12相连；伺服电动缸接口11和控制系统接口10均为I/O接口。

所述外壳的前挡板上还设置有测试UP按钮13、测试DOWN按钮14、测试 RESET按钮15、控制箱电源指示灯16、控制箱状态指示灯17、控制箱自检指示灯18和电源开关19和控制箱电源保险丝20；控制箱电源保险丝20固定在控制箱电源接口12上；

供电系统由控制箱电源接口12将电力传输到电源适配器8，经电源适配器8 变压将220v变压至16V传送到电源稳定器7，电源稳定器7将电流传输至伺服电动缸接口11。

控制系统由控制系统接口10接收信号传输到控制系统主控板5，控制系统主控板5将信号分析，编译后传输到伺服电动缸接口11。

开关控制由控制系统电源开关19控制控制箱电源接口12，从而控制整个控制箱电源。

测试系统由测试UP按钮13、测试DOWN按钮14、测试RESET按钮15连接到控制系统主控板6，以最高权限驱动。

应用于多自由度智能体感设备平台控制箱的控制系统，包括数据采集模块、数据分析模块、平台姿态分析模块、平台姿态模拟模块、数据解码模块、数据输出模块和运动执行模块。

如图2所述，该体感设备平台控制系统的控制方法，包括以下步骤：

a、数据采集：数据采集模块采集游戏中实时的模拟设备姿态数据，并发送给数据分析模块；

所述姿态数据包括坐标系XYZ坐标、加速度、G力值、离心力、角速度

如图3所示，所述数据采集模块采集数据的方式包括：

①、通过游戏内核端口采集数据：游戏主机中，游戏内核程序接口与计算机内存交互数据时，通过API接口，利用信息回调函数与RPC远程调用，爬取智能体感设备平台控制系统需要的数据；和

②、通过网络通讯端口采集数据：操作者控制的游戏外设与游戏主机运行的游戏程序通过网络通讯接口相互接收发送信号，通过准确定位网络通讯接口地址，截取模拟游戏发出的I/O请求包、定位输入和输出通道，采集游戏程序网络通讯接口与游戏外设之间的数据；

b、数据分析：数据分析模块接收数据采集模块发送的数据并进行分析，精简数据后发送到平台姿态模拟模块；

所述数据进行分析的方法为：首先判断与用户是否有其他操作命令，如果有其他操作命令，发送该命令数据到平台姿态模拟模块；如果无其他操作命令，根据默认设置和用户设置剔除无用数据，并把精简的数据发送到平台姿态模拟模块；

c、平台姿态分析和模拟：如图4所示，在平台姿态分析模块，接收数据分析模块发送的数据，进行姿态分析，得到用于体感设备平台的姿态数据，发送到平台姿态模拟模块；平台姿态模拟模块通过平台模型进行姿态模拟，检测平台姿态分析模块得到的姿态数据是否有错误：如果姿态数据无误，将数据发送到数据解码模块；如果出现错误，平台姿态模拟模块对数据进行修正，并将修正后的数据发送到数据解码模块；

所述姿态分析的方法为：通过数据建构比例、欧拉角矩阵、Stewart平台规则算法，建立预设模型算法，将数据分析模块发送的数据导入，得到用于平台的姿态数据；

所述姿态模拟的方法为：在平台姿态模拟模块建立平台模型，将平台姿态分析模块得到的姿态数据导入平台模型，使用平台模型对姿态数据进行姿态模拟；所述平台检测模块检测姿态数据的内容包括：待检测姿态数据是否完整、待检测姿态数据有无异常，及平台模型的动作幅度是否超过阈值；

d、数据解码：数据解码模块对平台姿态模拟模块发送的数据进行数据解码，通过模数转换规则与脉码调制方法量化，将二进制值数据转化为8编码可量化的模拟信号，得出运动执行模块需要的正方向指令、负方向指令、脉冲序列、符号序列、转速、圈数的模拟信号信息后发送到数据输出模块；

e、数据输出：数据输出模块接收数据解码模块发送的数据，通过DDS分发数据规则，将数据分发到各个运动执行模块；

f、运动执行：运动执行模块接收数据输出模块发送的数据，通过运动控制卡、伺服电机驱动器、闭环控制器驱动伺服电动缸做出相应动作，实现多自由度智能体感设备平台的体感模拟运动。

本实用新型的体感设备平台控制系统中：

1.数据采集模块对接模拟游戏或模拟软件端口，通过本模块的数据采集功能获取体感参数，然后将体感参数发送到数据分析模块。

2.数据分析模块接收到体感参数后，分解数据，按照平台动作要求发送到数据编辑模块。

3.数据编辑模块将接收到的数据根据操作要求，进行动作幅度增强或减弱，数据经过编辑后通过控制单元(中控箱)的I/O数据接口传输到主控板。

4.主控板将接收到的数字信号转换成模拟信号，区分类型，通过信号分线器分别发送到伺服电机驱动器。

5.各个伺服驱动器接收到的模拟信号后，将模拟型号进行解码，确定执行单元中的伺服电机正反转、转速、圈数、扭矩、电流等详细数据，通过I/O数据接口发送到伺服电机。

6.伺服电机通过I/O数据接口接收到伺服驱动器发送过来的数据后，根据数据相应做工。

7.通过角度不同的驱动单元相互作用，使平台产生G力加速感，从而让操作者产生体感。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种多自由度智能体感设备平台控制箱，包括开放设计的外壳，其特征在于：所述外壳由依次连接固定的前挡板(1)、底板(2)和后挡板(3)组成；

所述外壳内设置有伺服电动缸控制器(4)、控制系统主控板(5)、主控板支架(6)、电源稳定器(7)、电源适配器(8)；所述伺服电动缸控制器(4)为多个，固定在底板(2)的左、右两侧；所述主控板支架(6)固定在外壳的底板(2)上，控制系统主控板(5)、电源稳定器(7)通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架(6)上表面，电源适配器(8)通过弹簧垫盘螺丝固定在主控板支架(6)下表面；电源稳定器(7)、电源适配器(8)和控制系统主控板(5)依次相连；

所述外壳的前挡板(1)上设置有控制系统接口(10)、伺服电动缸接口(11)和控制箱电源接口(12)，控制系统接口(10)与控制系统主控板(5)相连，伺服电动缸接口(11)与伺服电动缸控制器(4)相连，电源适配器(8)与控制箱电源接口(12)相连。

2.根据权利要求1所述的智能体感设备平台控制箱，其特征在于：所述外壳的前挡板(1)和后挡板(3)的左右两侧分别设有散热孔(9)。

3.根据权利要求1所述的智能体感设备平台控制箱，其特征在于：所述伺服电动缸接口(11)和控制系统接口(10)均为I/O接口。

4.根据权利要求1所述的智能体感设备平台控制箱，其特征在于：所述外壳的前挡板上还设置有测试UP按钮(13)、测试DOWN按钮(14)、测试RESET按钮(15)、控制箱电源指示灯(16)、控制箱状态指示灯(17)、控制箱自检指示灯(18)和电源开关(19)和控制箱电源保险丝(20)；所述控制箱电源保险丝(20)固定在控制箱电源接口(12)上。

5.根据权利要求1所述的智能体感设备平台控制箱，其特征在于：所述控制系统主控板(5)包括：

数据采集模块，采集游戏中实时的模拟设备姿态数据，并发送给数据分析模块；

数据分析模块，接收数据采集模块发送的数据并进行分析，精简数据后发送到平台姿态模拟模块；

平台姿态分析模块，接收数据分析模块发送的数据，进行姿态分析，得到用于体感设备平台的姿态数据，发送到平台姿态模拟模块；

平台姿态模拟模块，通过平台模型进行姿态模拟，检测平台姿态分析模块得到的姿态数据是否有错误：如果姿态数据无误，将数据发送到数据解码模块；如果出现错误，平台姿态模拟模块对数据进行修正，并将修正后的数据发送到数据解码模块；

数据解码模块，对平台姿态模拟模块发送的数据进行数据解码，通过模数转换规则与脉码调制方法量化，将二进制值数据转化为8编码可量化的模拟信号，得出运动执行模块需要的正方向指令、负方向指令、脉冲序列、符号序列、转速、圈数的模拟信号信息后发送到数据输出模块；

数据输出模块，接收数据解码模块发送的数据，通过DDS分发数据规则，将数据分发到各个运动执行模块；

运动执行模块，接收数据输出模块发送的数据，驱动伺服电动缸做出相应动作，实现多自由度智能体感设备平台的体感模拟运动。