動(dòng)感模擬VR六軸三屏賽車 仿真賽車模擬器 商場景區(qū)游樂園設(shè)備

時(shí)間：2022-07-14作者：江蘇悠娛部落智能科技有限公司瀏覽：192

拓普互動(dòng)六軸體感賽車是由六支伺服電動(dòng)缸，上、下各六支萬向鉸鏈和上、下兩個(gè)平臺組成，下平臺固定在基礎(chǔ)上，借助六支伺服電動(dòng)缸的伸縮運(yùn)動(dòng)，完成上平臺在空間六個(gè)自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運(yùn)動(dòng)。

研發(fā)原理是依據(jù)六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器是對飛機(jī)、艦船、宇航和車載設(shè)備等進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能和可靠性研究的模擬試驗(yàn)裝置，也是相應(yīng)飛行員、船員及車輛駕駛員進(jìn)行飛行模擬訓(xùn)練、艦船航行模擬訓(xùn)練和車輛駕駛模擬訓(xùn)練的有力手段。隨著國內(nèi)外研究的深入，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，今天的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器在汽車制造領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、船舶、機(jī)器人、工業(yè)及民用娛樂領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用。

1、結(jié)構(gòu)方案

六自由度運(yùn)動(dòng)平臺是由六支伺服電動(dòng)缸通過虎克鉸鏈和球籠萬向節(jié)聯(lián)軸器將上兩個(gè)平臺連接而成,下平臺固定在基礎(chǔ)上,借助六支伺服電動(dòng)缸的伸縮運(yùn)動(dòng),完成上平臺在三維空間六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

 

（a） 球籠聯(lián)軸器(如圖2)示采用球籠鉸鏈與上平面連接。球籠鉸鏈結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、易于維護(hù)，初選球籠公稱轉(zhuǎn)矩Tn=2000N/m,工作角度,外徑D=68mm,軸孔選用圓柱孔d=24mm,總長度mm,轉(zhuǎn)動(dòng)量為0.00008kg.m2,重量5kg。

 

（b） 虎克鉸鏈(如圖3所示)采用虎克鉸鏈與下平面連接。萬向節(jié)鉸鏈傳動(dòng)效率高，允許兩軸間的角度位移大,適用于有大角度位移的兩軸之間的連接 ,噪音小,對潤滑要求不高,傳遞轉(zhuǎn)矩大,而且使用可靠,因此獲得廣泛的應(yīng)用。

 

2、控制方案

控制軟件采用位置反解算法,即通過平臺的姿態(tài)反算六支電動(dòng)缸的長度,通過6個(gè)接收電阻尺反饋的位置指令,根據(jù)計(jì)算出來的長度和反饋指令通過PCI-1723向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送模擬量速度指令,控制電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)到*長度。拓普互動(dòng)少見反解計(jì)算法，較逼真反饋賽車底部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，相對于其他被動(dòng)式體驗(yàn)來講，拓普互動(dòng)反解算法的主動(dòng)式控制，讓體驗(yàn)感較加真實(shí)，賽車體驗(yàn)感較強(qiáng)。

3、系統(tǒng)組成

六自由度運(yùn)動(dòng)平臺系統(tǒng)由測試軟件系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、動(dòng)力電源系統(tǒng)和平臺機(jī)械車體組成。運(yùn)動(dòng)平臺部分的組成結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.1所示

 

軟件部分主要包括用戶界面程序、伺服算法程序PID參數(shù)設(shè)置程序等。用戶界面采用VB或VC編寫,界面友好,使用方便,可以接收用戶的鼠標(biāo)和鍵盤輸入,設(shè)置工作的模式,運(yùn)動(dòng)的曲線類型等等(正弦、連續(xù)、圓弧等)，可以接收外部的指令，使平臺在跟隨狀態(tài)下運(yùn)行。

電控部分的作用是接收控制系統(tǒng)輸出的指令數(shù)據(jù)，并將其傳輸給伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器將信號放大后控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)，并較終使車體實(shí)現(xiàn)各種姿態(tài)。包括工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電阻尺及相關(guān)電器元件等。

拓普互動(dòng)在研發(fā)階段，總結(jié)國內(nèi)市場現(xiàn)有的問題所在，在伺服電動(dòng)缸體的選擇上顯得有點(diǎn)過于謹(jǐn)慎，拓普互動(dòng)CEO顏小龍指出：“拓普之所以選用進(jìn)口伺服缸體與驅(qū)動(dòng)器，相對的成本是有所增加；但是從用戶體驗(yàn)的角度去考慮，進(jìn)口配件大大提升了產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)的性能、安全性及用戶的體驗(yàn)感?！?/span>

為提高六自由度平臺車輛模擬器模擬真實(shí)車輛運(yùn)動(dòng)感覺的逼真度,結(jié)合經(jīng)典洗出算法提出一種變輸入洗出算法，根據(jù)模擬器運(yùn)動(dòng)空間，對經(jīng)典洗出算法的輸入信號按幅值大小進(jìn)行劃分、變換處理.高幅值輸入信號采用縮放處理，以防止**出平臺運(yùn)動(dòng)空間；低幅值輸入信號乘上一個(gè)時(shí)變比例系數(shù)，時(shí)變比例系數(shù)的確定采用模糊自適應(yīng)算法,根據(jù)人體在運(yùn)動(dòng)模擬器上的運(yùn)動(dòng)操作、人體在車輛上的運(yùn)動(dòng)操作以及輸入信號的情況,選定模糊控制器的輸入、輸出和模糊控制規(guī)則。以車輛縱向加速度的模擬為例進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明，運(yùn)用變輸入洗出算法,既能將平臺限制在平臺的運(yùn)動(dòng)空間內(nèi),又能充分利用平臺的運(yùn)動(dòng)能力,提高運(yùn)動(dòng)感覺模擬的逼真度.

拓普互動(dòng)少見研發(fā)的六軸體感賽車，擁有國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的“實(shí)用新型**”、“外觀**”以及“賽車運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)”等多項(xiàng)**。

拓普互動(dòng)堅(jiān)持以儒商精神為經(jīng)商之道，以**技術(shù)為前行之力；以質(zhì)量成就品牌，以誠信鑄就未來；從市場的角度和客戶的需求出發(fā)，未來，拓普互動(dòng)將繼續(xù)致力于虛擬現(xiàn)實(shí)事業(yè)、科普教育、行業(yè)應(yīng)用以及智能科技領(lǐng)域的發(fā)展，應(yīng)對日新月異的新挑戰(zhàn)。


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