動感模擬三屏賽車,VR六軸賽車，體驗館娛樂設備

時間：2022-07-14

拓普互動六軸體感賽車是由六支伺服電動缸，上、下各六支萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成，下平臺固定在基礎上，借助六支伺服電動缸的伸縮運動，完成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動。

研發(fā)原理是依據六自由度運動模擬器，六自由度運動模擬器是對飛機、艦船、宇航和車載設備等進行動態(tài)性能和可靠性研究的模擬試驗裝置，也是相應飛行員、船員及車輛駕駛員進行飛行模擬訓練、艦船航行模擬訓練和車輛駕駛模擬訓練的有力手段。隨著國內外研究的深入，其應用范圍不斷擴大，今天的六自由度運動模擬器在汽車制造領域、航空航天領域、船舶、機器人、工業(yè)及民用娛樂領域都有廣闊的應用。

1、結構方案

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

（a）球籠聯(lián)軸器(如圖2)示采用球籠鉸鏈與上平面連接。球籠鉸鏈結構簡單、體積小、運轉靈活、易于維護，初選球籠公稱轉矩Tn=2000N/m,工作角度,外徑D=68mm,軸孔選用圓柱孔d=24mm,總長度mm,轉動量為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,傳遞轉矩大,而且使用可靠,因此獲得廣泛的應用。

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)反算六支電動缸的長度,通過6個接收電阻尺反饋的位置指令,根據計算出來的長度和反饋指令通過PCI-1723向驅動器發(fā)送模擬量速度指令,控制電動缸運動到*長度。拓普互動少見反解計算法，較逼真反饋賽車底部實時數據，相對于其他被動式體驗來講，拓普互動反解算法的主動式控制，讓體驗感較加真實，賽車體驗感較強。

3、系統(tǒng)組成

六自由度運動平臺系統(tǒng)由測試軟件系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、動力電源系統(tǒng)和平臺機械車體組成。運動平臺部分的組成結構示意圖如圖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參數設置程序等。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和鍵盤輸入,設置工作的模式,運動的曲線類型等等(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)下運行。

電控部分的作用是接收控制系統(tǒng)輸出的指令數據，并將其傳輸給伺服驅動器，驅動器將信號放大后控制電機運動，進而帶動電動缸運動，并較終使車體實現(xiàn)各種姿態(tài)。包括工控機、運動控制卡、伺服驅動器、伺服電機、電阻尺及相關電器元件等。

拓普互動在研發(fā)階段，總結國內市場現(xiàn)有的問題所在，在伺服電動缸體的選擇上顯得有點過于謹慎，拓普互動CEO顏小龍指出：“拓普之所以選用進口伺服缸體與驅動器，相對的成本是有所增加；但是從用戶體驗的角度去考慮，進口配件大大提升了產品運動的性能、安全性及用戶的體驗感?！?/span>

為提高六自由度平臺車輛模擬器模擬真實車輛運動感覺的逼真度,結合經典洗出算法提出一種變輸入洗出算法，根據模擬器運動空間，對經典洗出算法的輸入信號按幅值大小進行劃分、變換處理.高幅值輸入信號采用縮放處理，以防止**出平臺運動空間；低幅值輸入信號乘上一個時變比例系數，時變比例系數的確定采用模糊自適應算法,根據人體在運動模擬器上的運動操作、人體在車輛上的運動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行仿真,仿真結果表明，運用變輸入洗出算法,既能將平臺限制在平臺的運動空間內,又能充分利用平臺的運動能力,提高運動感覺模擬的逼真度.

拓普互動少見研發(fā)的六軸體感賽車，擁有國家知識產權局頒發(fā)的“實用新型**”、“外觀**”以及“賽車運動執(zhí)行機構”等多項**。

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

詞條
詞條說明
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