TW200811689A - System and method for rocker controlling - Google Patents
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Description
200811689 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種搖桿控制系統及方法。 【先前技術】 在量測機台及工業控制領域,是透過操作搖桿的偏轉 或旋轉來控制多個馬達的啓停與轉動,從而實現機台及工 業設備的運動。該些機台、工業設備包括如三維量測:么, ==的遊戲機設備等,而搖桿是諸如工業手柄:遊 ^機:财。在這些由搖桿控制的機台或設備的運動過程 二=2!的平穩性及回應程度等性能指標無不受搖 〜響’如要求搖桿控制系統能夠迅速地控制 ^二機的啓動和停止’且可以較大播次的調節電機的運 要求;抖如需要能夠實現控制的即時性且 ㈣度阿,從而實現機台三維運動。 【發明内容】 桿容,本發明提供—種搖桿控㈣統,該搖 括—個用於控制設備 個控制電路,該柝 干口㈣及- 訊、偏轉及旋轅Γ _搖桿的開關狀態資 、位移邊化資訊,並按照配置的資料僂、矣 =則Γ該開關狀態資訊、偏轉及旋轉的位移變:ί 包作爲所述設備:::述電腦’該電腦處理該資料 電路—㈣平轉換子 π盗知照所述貧料傳送的編碼規則將該開關 200811689 狀態資訊、偏轉及旋轉的位移變化資訊編碼成所 並透過該電平轉換子電路將該資料包發送給所述電腦,= 電腦將所接收到的資料包按照所述的資料傳送的編碼規= 的逆過程分離處理得到該控制資訊。其中該電平轉換子電 路實現正負邏輯轉換。 所述控制電路還包括一個類比/數位轉換器,該類比/ 數位轉換器將所述搖桿的偏轉及旋轉的位移變化資訊轉換 爲數位資訊後發送給該微控制器。 所述控制電路還包括一個功率轉換子電路,該功率轉 換子電路將所述搖桿的偏轉及旋轉的位移變化資訊進行功 率放大及調整,並將放大及調整後的資訊發送給該類比/ 數位轉換器。 所述控制電路還包括一個開關信號處理子電路,該開 關信號處理子電路將所述搖桿的開關狀態資訊發送給該微 控制器。 本發明還提供一種搖桿控制方法,該方法包括如了步 驟:配置一台電腦與一個控制電路之間的資料傳送的編碼 規則;該控制電路採集搖桿的開關狀態資訊、偏轉及旋轉 的位移變化資訊,並按照所述的編碼規則將該開關狀態資 訊、偏轉及旋轉的位移變化資訊編碼成一個資料包發送給 所述電腦;及該電腦處理所述資料包並發送給搖桿所控制 的設備,作爲所述設備的控制資訊。 其中控制電路採集搖桿偏轉及旋轉的位移變化資訊 的步驟包括:採集搖桿偏轉及旋轉位移的類比電壓資訊; 200811689 放大及調整該類比電壓信號;轉換調整後的類比電壓信號 爲數位資訊。 其中電腦處理所述資料包並發送給搖桿所控制的設 備,作爲所述設備的控制資訊的步驟包括:判斷接收的資 料包是否符合所配置的資料傳送的編碼規則;若符合,則 將該資料包按照所述編碼規則的逆過程分離得到控制資 訊,並將該控制資訊發送給所述搖桿所控制的設備;若電 腦所接收的資料包不符合所配置的資料傳送的編碼規則, ® 則報錯及回饋錯誤資訊給用戶。 利用本發明的搖桿控制系統及方法,可透過將所採集 到的搖桿的偏轉及旋轉的位移狀態的類比電壓信號經過功 率調整後轉換爲數位資訊及所採集搖桿的開關狀態資訊, 發送給電腦,從而由電腦控制及改變所述設備在三維空間 内的精確運動,能夠使得設備啓動停止迅速,在速度改變 時使得運動平穩過渡。 _ 【實施方式】 參閱圖1所示,爲本發明搖桿控制系統較佳實施例的 硬體架構圖。該搖桿控制系統包括一台電腦1〇,一個控制 電路3及控制設備進行運動的搖桿4。其中,搖桿4可以透過 鈿、後、左、右及旋轉等移動來控制設備的運動。控制電 路3採集搖桿4的開關狀態資訊、偏轉及旋轉的位移變化資 訊知照配置的資料傳送的編瑪規則將該資訊發送給電腦 10。該控制電路3的詳細結構請參見圖2。電腦1〇是通用的 個人電腦(Personal Computer,Pc),用於提供友善的操作 9 200811689 介面,其触㈣電路3發㈣上料訊,減所述編碼規 .則的逆過程分離處理得到控制資訊再發送給設備以控制設 備的運動。在本較佳實施例中,搖桿的偏轉及旋轉位移變 化資訊用來作爲設備驅動信號,在本較佳實施例中,該設 備是量測機台2,所述量測機台可以是通用的三維量測機 台’如三維座標量測機台。在其他實施例中,該設備還可 以疋遊戲機或是其他用搖桿進行控制的設備。 參閱圖2所π,爲本發明搖桿控制系統較佳實施例的 控制電路的硬體框架圖。該控制電路3包括一個電平轉換子 電路、-個微控制器32、一個類比/數位轉換器(下稱a/d 轉換器)33、-個開關信號處理子電路取一個功率轉換 子電路35 〇 其中電腦10的串列埠打與微控制器32透過電平轉換子 電路3工相連接進行通訊。該串列埠轉出負邏輯電平,、微 控制器32的串列埠輸出是正邏輯電平,二者之間用該電平 ,換子電路31進行轉換,該電平轉換子電路可以是心232 晶片,串列埠通訊採用rS232標準。 在搖桿4控制量測機台2在三維空間内運動的過程 中,該搖桿4的三個偏轉及旋轉位移變化資訊由三個電位器 轉換爲變化賴比電壓信號,該三個類比電壓信號比較 弱’同時由於電位器參數不同導致輸出類比電壓數值不一 樣。該功率轉換子電路35連接搖桿4,接收搖桿4偏轉及旋 轉産生的所述的三個類比電壓信號並對該所接收的類比電 壓信號進行功率放大及調整。該功率轉換子電路%可以採 200811689 用比較運算放大器LF347。 Μ A/D轉換器33連接該功率轉換子電路35及微控制器 32。該A/D轉換器33將上述經過功率放大及調整的類比電 壓信號轉換爲數位資訊傳送給微控制器32。 開關信號處理子電路34連接搖桿4與微控制器32,其 採集搖桿4的五個開關狀態資訊,用來表示量測機台2的一 些附加功此包括應急開關、鏡頭倍率切換、電機的啓動等。 該開關信號處理子電路34設置五個開關標誌表示開關狀態 是否發生,其採集搖桿4的五個開關狀態的資訊,當該開關 閉合時可用字元“ 1”表示,當該開關斷開時可用字元 “〇”表示。該開關信號處理子電路34將所採集到的上述開 關狀態資訊發送給微控制器32。 微控制器32接收上述五個開關狀態資訊、三個偏轉及 旋轉的位移變化的數位資訊,按照設定的編碼規則將該開 關狀態資訊和數位資訊進行編碼組成一個資料包,比如用 •兩個數位表示一個仿真資訊,一個字元表示一個開關狀態 資訊,加上資料包開頭和結尾,再將該資料包發送給電腦 10 〇 電腦10透過串料11接收上述資料包,按照編碼規則 的逆過程,解碼後可從中分離出搖桿的五個開關狀態資 訊、二個偏轉及旋轉位移變化資訊,提供給量測機台2作爲 控制貢訊。 . 參閱圖3所示,爲本發明搖桿控制方法較佳實施例流 程圖。首先,配置電腦10與微控制器32進行資訊傳輪需要 11 200811689 ,,又置的,訊串列埠的參數,包括串列埠號、通訊串列傳輸 •速率、貝料位7〇元等,其中微控制器%的串列埠參數與電 細10的串列埠參數保持一致;設定電腦1〇向微控制器珊 运貧料的格式,再配置微控制器32與電腦10之間傳送接收 資料的編碼規則(步驟3〇〇)。電腦1〇按照設定的格式向微 控制器發送貢料,以引起微控制器32的通訊中斷,該資料 可以是一個命令(步驟S3〇2)。微控制器32接收到上述命 令後,採集搖桿4的控制資訊,並對所採集到的資訊進行處 理後發送給電腦10 (步驟S304)。電腦1〇接收上述資訊, 分離出搖桿的開關狀態資訊、偏轉及旋轉的位移變化資 訊,再發送給量測機台2作爲量測機台2的控制資訊(步驟 S306 ) ° 參閱圖4所示,爲本發明搖桿控制方法中電腦進行控 制的流程圖。首先,電腦10配置串列埠通訊參數。在配置 過程中,判斷參數配置是否成功(S4〇2)。如果串列埠發 •生衝突,即配置沒有成功,則報錯並提示用戶進行更改錯 誤的參數配置’並返回步驟S402 (步驟404)。如果配置成 功,則向微控制器32發送資料以引起微控制器以的通訊中 斷’該資料可以是採集搖桿資訊的命令,然後等待微控制 器32發送回資料(步驟S406)。當接收到微控制器32=送 回的資料時,判斷接收到的資料是否符合配置的編碼規則 (步驟S408)。如果符合配置的編碼規則,則將所接收到 的資料按照編碼規則的逆過程解碼後分離出搖桿的開關狀 態資訊、偏轉及旋轉的位移變化資訊,作爲量測機台2的狀 12 200811689 態標誌、和控制資訊(步驟S410)。該電腦10向量測機台2發 送所分離的狀態標誌和控制資訊(步驟S412)。其中,在 步驟S408中所接收到的資料如果不符合配置的編痛規 則’則報錯’將錯誤資訊回饋給用戶,並返回步驊重 新接收資料(步驟S4〇7)。在該步驟討〇7中,用戶根據問 題的難度還可以選擇重啓該搖桿控制系統。 參閱圖5所示,是本發明搖桿控制方法較佳實施例的 微控制1§進行資料獲取的流程。配置完微控制器32的串列 埠參數後’微控制||32等待接收電腦1G發送的資料(少雜 S502)。當該微控制器32接收到電腦1〇透過串列埠仪發达 來的育料後,引起該微控制器32的通訊中斷(步驟S5〇6)。 該微控制器32開始進行搖桿4的資訊採集,接收經過功率轉 換子電路35採集的再由A/D轉換器%轉換來的搖桿4的偏 轉及旋轉位移變化的數位資訊,及由開關錢處理子電路 34採集的搖桿4的開關狀態標誌、(步驟S510)。該微控制器 32按照配置的編碼規則將上述數位資訊和開關狀態資訊進 行編碼組成—個資料包,比如用兩個數位表示-個仿真資 ^ 個子元表示—個開關狀態資訊,加上資料包開頭和 結尾(步驟S512)。該微控制器32再將該編碼得到的資料 包發送給電腦1G (步驟S514)。該微控制器32等待接收電 腦10發送的命令、採集搖桿#訊、發送該資訊的過程是一 個不停的迴圈過程,該過程會在電源切斷的情況下终止, 在下次接通電源時再繼續。 〜 本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定 13 200811689 本發明。任何熟悉此項技藝者,在不脫離本發明之精神和 範圍内,當可做更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視 後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明搖桿控制系統較佳實施例的硬體架構 圖。 圖2係本發明搖桿控制系統較佳實施例的控制電路的 硬體框架圖。 圖3係本發明搖桿控制方法較佳實施例流程圖。 圖4係本發明搖桿控制方法中電腦進行控制的流程 圖。 圖5係本發明搖桿控制方法中微控制器進行資料獲取 的流程。 【主要元件符號說明】 量測機台 2 電騰 10 控制電路 3 搖桿 4 串列埠 11 電平轉換子電路 31 微控制器 32 A/D轉換器 33 開關信號處理子電路 34 功率轉換子電路 35
Claims (1)
- 200811689 十、申請專利範圍 h種搖才干控制系統,該系統包括一個用於控制設備 的搖桿及:台電腦,該系統還包括—個控制電路,該控制 電路=於知集該搖桿的開關狀態資訊、偏轉及旋轉的位移 =貝訊’並按照配置的資料傳送的編碼規則將該開關狀 態貢訊、、偏轉及旋轉的位移變化資訊編碼成〆個資料包發 所述㈣’該電腦處理該資料包作爲所述設備的控制2.如申請專鄉圍第1_述之搖椁控㈣統,所述控 制電^包括-個微控制器及—個電平轉換子電路,該微控 制器=所述資料傳送的編碼規則將該開關狀態資訊、偏 轉綠轉的位移變化資訊編碼成所述資料包並透過該 轉換子電路將該資料包私详认 _ 子電路實現正負邏=所述電腦,其中該電平轉換 射HI專利範圍第2項所述之搖桿控制系統,所述和 := 個類比/數位轉換器,該類比/數位轉換; 將所述搖杯的偏轉及旋轉的位移變 後發送給該微控制器。 貝L…、數位資郭 二tr利範圍第3項所述之搖桿控制系統,㈣ 制電路還包括一個功率轉換子雷 ^ 所述搖桿的偏轉及旋轉的位彳”功率轉換子電辟 整,並將放大及齡後”訊㈣率放大及 5.如申賴議第4項所數位轉⑸ 制電路還包括一個開關信號處理 干工制系統,所述 处理子電路,該開關信號處 15 200811689 子電路將所述搖桿的開·㈣訊發送給該微控 6·如申請專利難第]項所述之搖桿控 … 該電腦將所接㈣的資料包按照所述的資㈣、、、,其中, 則的逆過程分離處理得刺㈣資訊。、編竭規 7·—種搖桿控制方法,該方法包括如下步驟: 配置一電腦與一控制電路之間的資料 則; k的、扁瑪規 該控制電路採集一搖桿的開關狀態資訊 的位移變化資訊,並按賴述的編碼簡將該開 :述=及Γ的位移變化資訊編碼成-個資料包發送給 該電腦處理所述資料包並將處理後得到的資 給搖桿所控制的設備,作爲所述設備的控制資訊。" 8.如申請專利範圍第7項所述之搖桿控制方法,其中控 制電路採集搖桿偏轉及旋轉的位移變化資訊的步驟包括= 採集搖桿偏轉及旋轉位移的類比電壓資訊; 放大及調整該類比電壓信號; 轉換調整後的類比電壓信號爲數位資訊。 9·如申請專利範圍第7項所述之搖桿控制方法,其中電 腦處理所述資料包並將處理後得到的資訊發送給搖桿所控 制的設備,作爲所述設備的控制資訊的步驟包括: 判斷接收的資料包是否符合所配置的資料傳送的編 碼規則; 若符合,則將該資料包按照所述編碼規則的逆過程分 16 200811689 離得到控制資訊,並將該控制資訊發送給所述搖桿所控制 的設備。 10.如申請專利範圍第9項所述之搖桿控制方法,該方 法還包括步驟: 若電腦所接收的資料包不符合所配置的資料傳送的 編碼規則,則報錯及回饋錯誤資訊給用戶。17
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