【技术实现步骤摘要】
本申请涉及游戏互动设备领域，具体涉及一种力循环双向反馈模拟仿真设备。
技术介绍
1、游戏互动设备一般指动态模拟器，最早的动态模拟设备是航空飞行模拟器，是用来训练战斗机或商用飞机飞行员的设备，其用于飞行设备的仿真，几乎所有的军用战斗机和民用飞行员均需要经过数百小时的模拟飞行后，才可以驾驶真实飞机，所以飞行模拟器在飞行员的训练中功不可没。在现实生活中，一般的游戏仿真设备可以通过模拟器在6个自由度上的位置、速度、加速度三个参数的叠加变化，就可以近似模拟出人的真实身体感受。
2、在游戏互动设备领域，计算机模拟系统可采用pc安装相应的模拟、游戏软件，显示系统一般是液晶显示器、电视、投影和最近几年火爆起来的vr眼镜，液晶一般可以多屏拼接，甚至采用弧幕拼接，投影可以采用画面变形融合技术，实现弧幕甚至球幕的投影，达到更好的沉浸感，可以采用多个投影仪拼接融合，完成大角度投影，但在实际运动模拟过程中，例如赛车模拟器的操作过程中，由于方向盘以及脚踏板等信号输入结构并非直接连接机械操作结构，导致其信号需要经过传感器进行录入并输出至模拟仿真设备进行计算，此时其操作信号仅对模拟器中的赛车产生影响，即使一些高端游戏互动设备，也仅会因为体验高级而设置相应的游戏动感座椅进行运动模拟，但对操作过程中真实的机械结构运动会对人在操作方向盘以及脚踏板等输入设备的操作误差以及输入设备本身也需要跟随机械结构一起运动而产生的相对人体的操作而言的运动误差难以进行模拟，存在模拟仿真设备互动过程中的外设运动误差难以计算的缺陷。
3、因此，研究一种能够排除上述
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：
2、一种力循环双向反馈模拟仿真设备，包括支撑主体、运动设备、操作外设、显示模块以及计算机系统；
3、其特征在于，所述计算机系统包括模拟仿真计算模块以及信号输出模块，所述操作外设包括动态输入模块以及动态调节模块，所述模拟仿真计算模块将所述操作外设的动态输入模块信号进行换算后，将动态仿真信号输出给所述动态调节模块对最终的输入信号进行反馈调节；所述动态输入模块包括第一输入模块以及第二输入模块，所述模拟仿真设备的输出信号包括正反馈调节循环以及负反馈调节循环，所述正反馈调节循环从所述第一输入模块接收原始输入信号并将其直接输出给所述模拟仿真计算模块；所述负反馈调节循环从所述模拟仿真计算模块处接收换算信号，并将所述的换算信号输出给所述动态调节模块后将其反馈调节信号输入所述第二输入模块，所述第一输入模块以及第二输入模块分别将信号输出至所述模拟仿真计算模块，所述模拟仿真计算模块将所述第一输入模块以及第二输入模块的信号分别输出至信号输出模块，所述信号输出模块控制模拟器进行相应模拟操作，并将其最终显示在所述显示模块上。
4、其中，所述显示模块是液晶显示器、电视、投影、vr眼镜中的任意一种。
5、其中，所述动态调节模块可以对六自由度的运动误差进行动态调节，其分别包括前后运动对操作外设造成的加速度操作误差调节模块，水平方向上左右运动对操作外设造成的转弯操作误差调节模块，以及上下运动对操作外设造成的升降操作误差调节模块。
6、其中，运动设备包括升降模拟运动设备以及座椅模拟设备，所述支撑主体设置在所述运动设备的底部，所述支撑主体包括调平底座、下层支撑结构主体以及支架，所述支撑结构主体下方设置所述调平底座，所述支撑结构主体上方设置有升降模拟运动设备，所述升降模拟运动设备上设置有上层支撑结构主体，所述上层支撑结构主体上依次设置有操作外设、支架以及座椅模拟设备，所述支架上设置有显示模块以及计算机系统。
7、其中，运动设备包含控制软件，所述控制软件从所述计算机系统实时获取运动姿态以及速度、加速度数据，所述升降模拟运动设备包括设置在所述下层支撑结构主体与所述上设置有上层支撑结构主体之间的调节杆，驱动电机设置在所述上层支撑结构主体的上表面并驱动所述调节杆进行升降运动。
8、其中，所述座椅模拟设备包括座椅平台以及驱动所述座椅平台进行旋转、左右以及升降运动的驱动设备，所述驱动设备包括前后设置的第一滑轨、左右设置的第二滑轨以及旋转驱动结构、自转驱动结构，所述旋转驱动结构设置在可以沿着所述第一滑轨滑动的滑动板上，所述滑动板设置有两个，在两个所述滑动板中间设置有转动板，所述转动板由所述旋转驱动结构的旋转电机驱动进行转动，并带动曲柄进行运动，所述曲柄与所述第二滑轨连接，所述自转驱动结构设置在所述第二滑轨上的滑块上。
9、其中，所述操作外设包括方向盘、脚踏结构以及挡杆，所述脚踏结构包括动态模拟结构、踏板结构、传感结构以及力反馈结构，所述动态模拟结构包括脚踏结构姿态调整器以及支撑结构，所述脚踏结构姿态调整器包括弧形运动板，所述弧形运动板上开设有弧形槽，所述支撑结构上的滑动销可以沿着所述弧形槽运动以调整所述脚踏结构整体的位姿，当所述模拟仿真计算模块将所述第一输入模块以及第二输入模块的信号分别输出至信号输出模块后，所述信号输出模块同时将信号传递给所述动态模拟结构，控制所述脚踏结构姿态调整器调整位姿，实现操作结构误差的运动补偿。
10、其中，所述踏板结构包括依次设置在所述支撑结构上的离合踏板、刹车踏板以及油门踏板，所述支撑结构设置有两个，在两个所述支撑结构之间设置有转动轴，所述离合踏板、刹车踏板以及油门踏板分别转动设置在所述转动轴；所述踏板结构还包括固定杆，所述固定杆固定设置在所述支撑主体上，所述固定杆上分别设置有离合固定板、刹车固定板以及油门固定板，所述离合固定板、刹车固定板以及油门固定板与所述转动轴之间分别设置有离合操作结构、刹车操作结构以及油门操作结构。
11、其中，所述离合操作结构包括离合力传感结构以及离合踏板恢复弹簧，所述刹车操作结构包括刹车力传感结构以及刹车踏板恢复弹簧，所述油门操作结构包括油门力传感结构以及油门踏板恢复弹簧，所述离合力传感结构、刹车力传感结构以及油门力传感结构可以感应所述离合踏板、刹车踏板以及油门踏板上的受力，并形成原始输入信号传递给所述第一输入模块。
12、其中，所述动态模拟结构可以调整所述支撑结构的位置从而调节所述转动轴的位置，实现所述转动轴与所述固定杆之间的位置调整，从而使所述离合力传感结构、刹车力传感结构以及油门力传感结构的初始数值产生变化，从而影响原始输入信号，即相当于根据上一时刻的运动操作实时预先调整所述脚踏结构整体的位姿。
13、有益效果：
14、(1)本专利技术的力循环双向反馈模拟仿真设备通过将传感器接受并计算后的动态仿真信号输出给动态调节模块对最终的输入信号进行反馈调节，即通过反馈调节信号对动态输入模块的输入信号进行反馈调节，实现了第一输入模块以及第二输入模块的正反馈调节循环以及负反馈调节循环的双向反馈，将操作设备的运动误差进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种力循环双向反馈模拟仿真设备，包括支撑主体、运动设备、操作外设、显示模块以及计算机系统；
2.根据权利要求1所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述显示模块是液晶显示器、电视、投影、VR眼镜中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述动态调节模块可以对六自由度的运动误差进行动态调节，其分别包括前后运动对操作外设造成的加速度操作误差调节模块，水平方向上左右运动对操作外设造成的转弯操作误差调节模块，以及上下运动对操作外设造成的升降操作误差调节模块。
4.根据权利要求1所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：运动设备包括升降模拟运动设备以及座椅模拟设备，所述支撑主体设置在所述运动设备的底部，所述支撑主体包括调平底座、下层支撑结构主体以及支架，所述支撑结构主体下方设置所述调平底座，所述支撑结构主体上方设置有升降模拟运动设备，所述升降模拟运动设备上设置有上层支撑结构主体，所述上层支撑结构主体上依次设置有操作外设、支架以及座椅模拟设备，所述支架上设置有显示模块以及计算机系统。
5.根
6.根据权利要求5所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述座椅模拟设备包括座椅平台以及驱动所述座椅平台进行旋转、左右以及升降运动的驱动设备，所述驱动设备包括前后设置的第一滑轨、左右设置的第二滑轨以及旋转驱动结构、自转驱动结构，所述旋转驱动结构设置在可以沿着所述第一滑轨滑动的滑动板上，所述滑动板设置有两个，在两个所述滑动板中间设置有转动板，所述转动板由所述旋转驱动结构的旋转电机驱动进行转动，并带动曲柄进行运动，所述曲柄与所述第二滑轨连接，所述自转驱动结构设置在所述第二滑轨上的滑块上。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述操作外设包括方向盘、脚踏结构以及挡杆，所述脚踏结构包括动态模拟结构、踏板结构、传感结构以及力反馈结构，所述动态模拟结构包括脚踏结构姿态调整器以及支撑结构，所述脚踏结构姿态调整器包括弧形运动板，所述弧形运动板上开设有弧形槽，所述支撑结构上的滑动销可以沿着所述弧形槽运动以调整所述脚踏结构整体的位姿，当所述模拟仿真计算模块将所述第一输入模块以及第二输入模块的信号分别输出至信号输出模块后，所述信号输出模块同时将信号传递给所述动态模拟结构，控制所述脚踏结构姿态调整器调整位姿，实现操作结构误差的运动补偿。
8.根据权利要求7所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述踏板结构包括依次设置在所述支撑结构上的离合踏板、刹车踏板以及油门踏板，所述支撑结构设置有两个，在两个所述支撑结构之间设置有转动轴，所述离合踏板、刹车踏板以及油门踏板分别转动设置在所述转动轴；所述踏板结构还包括固定杆，所述固定杆固定设置在所述支撑主体上，所述固定杆上分别设置有离合固定板、刹车固定板以及油门固定板，所述离合固定板、刹车固定板以及油门固定板与所述转动轴之间分别设置有离合操作结构、刹车操作结构以及油门操作结构。
9.根据权利要求8所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述离合操作结构包括离合力传感结构以及离合踏板恢复弹簧，所述刹车操作结构包括刹车力传感结构以及刹车踏板恢复弹簧，所述油门操作结构包括油门力传感结构以及油门踏板恢复弹簧，所述离合力传感结构、刹车力传感结构以及油门力传感结构可以感应所述离合踏板、刹车踏板以及油门踏板上的受力，并形成原始输入信号传递给所述第一输入模块。
10.根据权利要求9所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述动态模拟结构可以调整所述支撑结构的位置从而调节所述转动轴的位置，实现所述转动轴与所述固定杆之间的位置调整，从而使所述离合力传感结构、刹车力传感结构以及油门力传感结构的初始数值产生变化，从而影响原始输入信号，即相当于根据上一时刻的运动操作实时预先调整所述脚踏结构整体的位姿。
...【技术特征摘要】
1.一种力循环双向反馈模拟仿真设备，包括支撑主体、运动设备、操作外设、显示模块以及计算机系统；
2.根据权利要求1所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述显示模块是液晶显示器、电视、投影、vr眼镜中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述动态调节模块可以对六自由度的运动误差进行动态调节，其分别包括前后运动对操作外设造成的加速度操作误差调节模块，水平方向上左右运动对操作外设造成的转弯操作误差调节模块，以及上下运动对操作外设造成的升降操作误差调节模块。
4.根据权利要求1所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：运动设备包括升降模拟运动设备以及座椅模拟设备，所述支撑主体设置在所述运动设备的底部，所述支撑主体包括调平底座、下层支撑结构主体以及支架，所述支撑结构主体下方设置所述调平底座，所述支撑结构主体上方设置有升降模拟运动设备，所述升降模拟运动设备上设置有上层支撑结构主体，所述上层支撑结构主体上依次设置有操作外设、支架以及座椅模拟设备，所述支架上设置有显示模块以及计算机系统。
5.根据权利要求4所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：运动设备包含控制软件，所述控制软件从所述计算机系统实时获取运动姿态以及速度、加速度数据，所述升降模拟运动设备包括设置在所述下层支撑结构主体与所述上设置有上层支撑结构主体之间的调节杆，驱动电机设置在所述上层支撑结构主体的上表面并驱动所述调节杆进行升降运动。
6.根据权利要求5所述的力循环双向反馈模拟仿真设备，其特征在于：所述座椅模拟设备包括座椅平台以及驱动所述座椅平台进行旋转、左右以及升降运动的驱动设备，所述驱动设备包括前后设置的第一滑轨、左右设置的第二滑轨以及旋转驱动结构、自转驱动结构，所述旋转驱动结构设置在可以沿着所述第一滑轨滑动的滑动板上，所述滑动板设置有两个，在两个所述滑动板中间设置有转动板，所述转动板由所述旋转驱动结构的旋转电机驱动进行转动，并带动曲柄进行运动，所述曲柄与所述第二滑轨连接，所述自转驱动结构设置在所述第二滑轨上的滑块上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄艳鸿，
申请(专利权)人：德宝艺苑网络科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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