四自由度液壓平臺的控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種四自由度液壓平臺的控制方法，用于使平臺產(chǎn)生與三維模型相一致的運(yùn)動姿態(tài)，包括如下步驟：獲取三維模型的運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)；將所述運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)；對所述液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求出相應(yīng)的輸出電壓；通過所述輸出電壓控制所述液壓桿運(yùn)動。本發(fā)明專利技術(shù)由于是將三維模型的運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)，通過對液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而輸出相應(yīng)的電壓來控制液壓桿的運(yùn)動。能簡化硬件平臺的設(shè)計限制與要求，降低產(chǎn)品的監(jiān)護(hù)難度。

Control method of hydraulic platform with four degrees of freedom

The invention discloses a control method of four degree of freedom hydraulic platform, used to make the platform motion consistent with the 3D model, which comprises the following steps: motion curve data acquiring 3D models; the motion curve of displacement data conversion for the hydraulic rod according to the number of changes to the data; the displacement of hydraulic rod the analysis, obtained the corresponding output voltage; the output voltage of the hydraulic control rod movement. The present invention is due to the motion curve data of 3D model into hydraulic rod displacement data, through the analysis of the displacement data of the hydraulic rod, and the corresponding output voltage to control the hydraulic rod movement. It can simplify the design restrictions and requirements of hardware platform, and reduce the difficulty of product monitoring.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)四自由度運(yùn)動的液壓平臺的控制方法。
技術(shù)介紹
高科技主題公園常采用自由度平臺與影視圖像結(jié)合一起來制作動感項目，目的是為能夠使項目的參與者有身臨其境的體驗，隨著獨(dú)立自由度的增加，設(shè)計的難度就會加大，因為必須有合理的結(jié)構(gòu)才能設(shè)計出完全獨(dú)立的自由度變化，通常采用的簡單方法是直接將一個動立桿控制一個自由度，這種方法一定程度上可以簡化控制難度，但對硬件平臺的設(shè)計卻非常復(fù)雜，且有諸多限制，產(chǎn)品的監(jiān)護(hù)也比較困難。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種，由液壓桿的復(fù)合運(yùn)動實現(xiàn)一個自由度的變化，能簡化硬件平臺的設(shè)計限制與要求，降低產(chǎn)品的監(jiān)護(hù)難度。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用了如下技術(shù)方案提供一種，用于使平臺產(chǎn)生與三維模型相一致的運(yùn)動姿態(tài)，包括如下步驟獲取三維模型的運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)；將所述運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)；對所述液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求出相應(yīng)的輸出電壓；通過所述輸出電壓控制所述液壓桿運(yùn)動。優(yōu)選地，在對所述液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求出相應(yīng)的輸出電壓的步驟中，還包括實時獲取液壓桿的實際位移，用于對液壓桿的運(yùn)動作修正。優(yōu)選地，在對所述液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求出相應(yīng)的輸出電壓的步驟中，對于三維模型中的每一幀數(shù)據(jù)，都重復(fù)下列操作檢測液壓桿的當(dāng)前實際位移；將所述當(dāng)前實際位移與目標(biāo)位移進(jìn)行比較，求出位移差；將位移差轉(zhuǎn)換為速度差，將速度差與前一段運(yùn)行速度相加，求出下一段運(yùn)行速度；線性插值求出本幀輸出電壓。優(yōu)選地，該控制方法還包括設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的步驟，包括曲線間隔的設(shè)置、曲線總點(diǎn)數(shù)的設(shè)置、液壓桿范圍的設(shè)置以及傳感器參數(shù)范圍的設(shè)置。優(yōu)選地，所述曲線間隔可取10、20、25、40幀/秒。優(yōu)選地，所述曲線間隔為25幀/秒。優(yōu)選地，傳感器參數(shù)范圍是0～2048或0～4095。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于是將三維模型的運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)，通過對液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而輸出相應(yīng)的電壓來控制液壓桿的運(yùn)動。能簡化硬件平臺的設(shè)計限制與要求，降低產(chǎn)品的監(jiān)護(hù)難度。附圖說明圖1是本專利技術(shù)一個優(yōu)選實施例中四自由度液壓平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中四自由度液壓平臺的簡化圖；圖3是本專利技術(shù)一個優(yōu)選實施例中四自由度液壓平臺的控制方框圖；圖4是本專利技術(shù)一個優(yōu)選實施例中四自由度液壓平臺的示意圖；圖5是本專利技術(shù)一個優(yōu)選實施例中的流程圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1示出了本專利技術(shù)一個優(yōu)選實施例中的四自由度液壓平臺的結(jié)構(gòu)示意圖，它主要包括底座1、座艙平臺2、前叉架3、后叉架4、四伺服油缸5以及液壓系統(tǒng)6。底座1是基礎(chǔ)，與地面牢固連接。前叉架3和后叉架4用球鉸和底座1連接，用萬向節(jié)與臺面2連接，并且限制Y向移動。如圖2所示，在四伺服油缸5中，有兩個并排設(shè)置在前部，中部和后部各一個，前部和后部伺服油缸的下端均用球鏈和底座1連接，上端均用萬向節(jié)與臺面2連接。中部伺服油缸向前端傾斜，且下端用球鏈與底座1連接，上端與前叉架3連接。如表1所示，在輸入信號的控制下，四支伺服油缸5的伸縮帶動座艙平臺2可做純伸舉、純下降、純平移、純轉(zhuǎn)動或它們的復(fù)合運(yùn)動，從而使座艙平臺2與屏幕上的影像作逼真的同步運(yùn)動。表1 本專利技術(shù)可實現(xiàn)的運(yùn)動模式列表(V-油缸的伸縮速度) 如圖3所示，為使平臺2產(chǎn)生與三維模型相一致的運(yùn)動姿態(tài)，本專利技術(shù)通過控制程序從三維軟件導(dǎo)出的運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)按照一定算法轉(zhuǎn)換為液壓平臺的各液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)，并且通過對位移變化數(shù)據(jù)的分析，算出預(yù)定速度值，得出相應(yīng)的輸出電壓，通過D/A卡輸出，控制液壓桿運(yùn)動。在液壓桿運(yùn)動的同時，通過傳感器實時返回桿的實際位移，通過A/D卡傳給控制程序，供控制程序作下次運(yùn)動修正用。運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液壓平臺的各液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)的算法如圖4所示，可以選取以下這四個互相獨(dú)立的廣義坐標(biāo)來唯一表征系統(tǒng)的姿態(tài)α，l4，θ，ψ，根據(jù)向量計算方法依次求出桿L0-L3的長度(L0---L3為可變長液壓桿， 為單位方向矢量，P0～P8為各點(diǎn)坐標(biāo)，PC為P0’P8’的中點(diǎn)，P8為系統(tǒng)坐標(biāo)原點(diǎn))l0=||P0P0′→||=||P→8-P→0-(l4*cos(α)+l8*cos(θ))*j+(l4*sin(α)+l8*sin(θ))*k||]]>設(shè)a＝‖P8P8′‖＝l4，b=||P0P8→||=l8,c=||P8′P0′→||=l8]]> l02＝a2+b2+c2+2*a*c*cos(α-θ)-2*a*b*cos(α)-2*b*c*cos(θ) ...(1)P1P1′→=m(-1+cos(ψ))*i-(l4*cos(α)+m*sin(ψ)*sin(θ))*j+(l4*sin(α)-m*sin(ψ)*cos(θ))*k]]>設(shè)p＝m(-1+cos(ψ))，q＝-(l4*cos(α)+m*sin(ψ)*sin(θ))r＝(l4*sin(α)-m*sin(ψ)*cos(θ))l12＝p2+q2+r2.....................(2)P2P2′→=m(1-cos(ψ))*i-(l4*cos(α)-m*sin(ψ)*sin(θ))*j+(l4*sin(α)+m*sin(ψ)*cos(θ))*k]]>設(shè)d＝m(1-cos(ψ))，e＝-(l4*cos(α)-m*sin(ψ)*sin(θ))f＝(l4*sin(α)+m*sin(ψ)*cos(θ))l22＝d2+e2+f2..................(3)設(shè)η＝α-β，a2＝l5，b2＝l9β=acos(a12+b12-c122*a1*b1),]]>a1＝l4，b1＝l5，c1＝l7l32＝a22+b22-2*a2*b2*cos(η)...............(4)以上各式中的θ，ψ因為有實際的對應(yīng)物，所以可以直接使用，而α，l4則必須轉(zhuǎn)化為能直接測量的其他表達(dá)形式。比如，可以取平臺的中軸線上的中點(diǎn)Pc的y軸和z軸上的平移值作為輸入的參數(shù)。P8 x′＝0，P8 y′＝l4*cos(α)，P8 z′＝l4*sin(α)設(shè)Pc為平臺中軸線上的中點(diǎn)，由圖可知Pcy=P8y′-l82*cos(θ)=-l4*cos(α)-l82*cos(θ)...(I)]]>PcZ=P8Z′+l本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種四自由度液壓平臺的控制方法，用于使平臺產(chǎn)生與三維模型相一致的運(yùn)動姿態(tài)，其特征在于，包括如下步驟：獲取三維模型的運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)；將所述運(yùn)動曲線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)；對所述液壓桿的位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求出相 應(yīng)的輸出電壓；通過所述輸出電壓控制所述液壓桿運(yùn)動。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李明，戎志剛，高敬義，
申請(專利權(quán))人：深圳華強(qiáng)智能技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：94[中國|深圳]