專利名稱：一種改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的力反饋大多通過交流伺服電機(jī)或者機(jī)械原理來實(shí)現(xiàn)的。交流伺服電機(jī)缺點(diǎn)是成本高，控制比較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)PID參數(shù)設(shè)定，需要更多連線；機(jī)械式力反饋缺點(diǎn)是成本太高，制造工藝復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)一種控制簡(jiǎn)單且定位準(zhǔn)確的改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置是至關(guān)重要的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種控制簡(jiǎn)單且定位準(zhǔn)確的改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置，包括上位機(jī)，其特征在于游戲設(shè)備力反饋裝置包括上位機(jī)、驅(qū)動(dòng)板、直流電機(jī)和電子編碼器，上位機(jī)與驅(qū)動(dòng)板的USB接口連接，驅(qū)動(dòng)板的電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口與直流電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)板的編碼器接口與電子編碼器連接，直流電機(jī)與電子編碼器同軸連接；所述的驅(qū)動(dòng)板分為控制部分和驅(qū)動(dòng)部分，控制部分與驅(qū)動(dòng)部分之間設(shè)有光耦一和光耦二，所述的控制部分包括5V電源接口、控制芯片STM32F102和USB接口，5V電源接口與控制芯片STM32F102的電源端連接，控制芯片STM32F102與USB接口連接，控制芯片STM32F102的輸入端與光耦一的輸出端連接，控制芯片STM32F102的輸出端與光耦二的輸入端連接；所述的驅(qū)動(dòng)部分包括5V電源接口、48V電源接口、編碼器接口、驅(qū)動(dòng)芯片、驅(qū)動(dòng)橋和電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口，5V電源接口分別與編碼器接口以及驅(qū)動(dòng)芯片的電源端連接，48V電源接口與驅(qū)動(dòng)橋的電源端連接，編碼器接口的輸出端與光I禹一的輸入端連接，光I禹二的輸出端與驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與驅(qū)動(dòng)橋的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)橋的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口的輸入端連接。所述的驅(qū)動(dòng)板與所述的直流電機(jī)之間分別采用脈沖寬度調(diào)制PWM_A線路以及脈沖寬度調(diào)制PWM_B線路連接。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，采用直流電機(jī)、電子編碼器和驅(qū)動(dòng)板的結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)板接收上位機(jī)的信息并通過脈沖寬度調(diào)制PWM波形控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)板接收電子編碼器生成的坐標(biāo)值并進(jìn)行定位，從而使力反饋裝置控制簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確、成本低。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的工作流程圖。圖4為本實(shí)用新型電子編碼器的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。參見圖1，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置，包括上位機(jī)。游戲設(shè)備力反饋裝置包括上位機(jī)、驅(qū)動(dòng)板、直流電機(jī)和電子編碼器，上位機(jī)與驅(qū)動(dòng)板的USB接口連接，驅(qū)動(dòng)板的電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口與直流電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)板的編碼器接口與電子編碼器連接，直流電機(jī)與電子編碼器同軸連接。其中，上位機(jī)為個(gè)人電腦或工業(yè)主機(jī)。直流電機(jī)的軸與游戲設(shè)備方向盤的軸之間采用皮帶連接。本實(shí)用新型采用直流電機(jī)是因?yàn)橹绷麟姍C(jī)成本低，響應(yīng)速度快，噪聲小且功率大，配合電子編碼器能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確定位。參見圖2，驅(qū)動(dòng)板分為控制部分和驅(qū)動(dòng)部分。由于直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，尤其當(dāng)有人用手撥動(dòng)方向盤使直流電機(jī)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)更大，電動(dòng)勢(shì)會(huì)影響控制芯片STM32F102，并對(duì)電子編碼器產(chǎn)生很大干擾，造成電子編碼器產(chǎn)生漏碼情況，從而導(dǎo)致定位就不準(zhǔn)確。所以，本實(shí)用新型在驅(qū)動(dòng)板控制部分和驅(qū)動(dòng)部分之間設(shè)了光耦一和光耦二，使直流電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)無法干擾到驅(qū)動(dòng)板控制部分。控制部分包括5V電源接口、控制芯片STM32F102和USB接口，5V電源接口與控制芯片STM32F102的電源端連接，控制芯片STM32F102與USB接口連接，控制芯片STM32F102的輸入端與光耦一的輸出端連接，控制芯片STM32F102的輸出端與光耦二的輸入端連接；驅(qū)動(dòng)部分包括5V電源接口、48V電源接口、編碼器接口、驅(qū)動(dòng)芯片、驅(qū)動(dòng)橋和電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口，5V電源接口分別與編碼器接口以及驅(qū)動(dòng)芯片的電源端連接，48V電源接口與驅(qū)動(dòng)橋的電源端連接，編碼器接口的輸出端與光耦一的輸入端連接，光耦二的輸出端與驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與驅(qū)動(dòng)橋的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)橋的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口的輸入端連接。參見圖2，驅(qū)動(dòng)板與直流電機(jī)之間分別采用脈沖寬度調(diào)制PWM_A線路以及脈沖寬度調(diào)制PWM_B線路連接；如果脈沖寬度調(diào)制PWM_A線路為低電平輸出、脈沖寬度調(diào)制PWM_B線路為正常脈沖寬度調(diào)制輸出，則直流電機(jī)正轉(zhuǎn)；如果脈沖寬度調(diào)制PWM_A線路為正常脈沖寬度調(diào)制輸出、脈沖寬度調(diào)制PWM_B線路為低電平輸出，則直流電機(jī)反轉(zhuǎn)。參見圖3，游戲設(shè)備力反饋裝置依次完成如下步驟步驟1，系統(tǒng)初始化；步驟2，控制芯片STM32F102確定直流電機(jī)極點(diǎn)坐標(biāo)并控制直流電機(jī)回到中間位置；步驟3，上位機(jī)將動(dòng)作命令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)板的控制芯片STM32F102 ;步驟4，控制芯片STM32F102判斷是否有動(dòng)作要求，如果有動(dòng)作要求，則繼續(xù)進(jìn)行步驟5，如果沒有動(dòng)作要求，則繼續(xù)進(jìn)行步驟7 ;步驟5，電子編碼器生成的坐標(biāo)值通過驅(qū)動(dòng)板發(fā)送給上位機(jī)；步驟6，上位機(jī)將命令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)板的控制芯片STM32F102，控制芯片STM32F102將0-5V的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)芯片，由 驅(qū)動(dòng)芯片將0-5V的控制信號(hào)放大至0-48V的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，0-48V的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)；步驟7，控制芯片STM32F102將含有電機(jī)力反饋等級(jí)和位置信息的參數(shù)發(fā)往上位機(jī)。參見圖4，電子編碼器采用ABZ三相位的1000脈沖的增量式正交編碼器，該電子編碼器不會(huì)限制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行定位。電子編碼器在生成的坐標(biāo)值時(shí)依次完成如下步驟步驟1，電子編碼器初始化；步驟2，直流電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至右極點(diǎn)，電子編碼器確定最小碼值Pmin，最小碼值Pmin對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為100 ；步驟3,直流電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至左極點(diǎn)，電子編碼器確定最大值Pmax,最大碼值Pmax對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為1000 ;步驟4，直流電機(jī)轉(zhuǎn)到任意位置，電子編碼器得到碼值P ;步驟5，通過計(jì)算公式A= (1 000-100) *P/ (Pmax-Pmin)換算出碼值P所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值A(chǔ) ;步驟6，將坐標(biāo)值A(chǔ)通過編碼器接口傳輸給驅(qū)動(dòng)板，驅(qū)動(dòng)板將接收到的坐標(biāo)值A(chǔ)通過USB接口發(fā)送給上位機(jī)，完成后返回步驟4繼續(xù)進(jìn)行。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置，包括上位機(jī)，其特征在于游戲設(shè)備力反饋裝置包括上位機(jī)、驅(qū)動(dòng)板、直流電機(jī)和電子編碼器，上位機(jī)與驅(qū)動(dòng)板的USB接口連接，驅(qū)動(dòng)板的電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口與直流電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)板的編碼器接口與電子編碼器連接，直流電機(jī)與電子編碼器同軸連接；所述的驅(qū)動(dòng)板分為控制部分和驅(qū)動(dòng)部分，控制部分與驅(qū)動(dòng)部分之間設(shè)有光耦一和光耦二，所述的控制部分包括5V電源接口、控制芯片STM32F102和USB接口，5V電源接口與控制芯片STM32F102的電源端連接，控制芯片STM32F102與USB接口連接，控制芯片STM32F102的輸入端與光耦一的輸出端連接，控制芯片STM32F102的輸出端與光耦二的輸入端連接；所述的驅(qū)動(dòng)部分包括5V電源接口、48V電源接口、編碼器接口、驅(qū)動(dòng)芯片、驅(qū)動(dòng)橋和電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口，5V電源接口分別與編碼器接口以及驅(qū)動(dòng)芯片的電源端連接，48V電源接口與驅(qū)動(dòng)橋的電源端連接，編碼器接口的輸出端與光耦一的輸入端連接，光耦二的輸出端與驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與驅(qū)動(dòng)橋的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)橋的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)板與所述的直流電機(jī)之間分別采用脈沖寬度調(diào)制PWM_A線路以及脈沖寬度調(diào)制PWM_B線路 連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種改進(jìn)的游戲設(shè)備力反饋裝置。游戲設(shè)備力反饋裝置包括上位機(jī)、驅(qū)動(dòng)板、直流電機(jī)和電子編碼器，上位機(jī)與驅(qū)動(dòng)板的USB接口連接，驅(qū)動(dòng)板的電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口與直流電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)板的編碼器接口與電子編碼器連接，直流電機(jī)與電子編碼器同軸連接。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，采用直流電機(jī)、電子編碼器和驅(qū)動(dòng)板的結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)板接收上位機(jī)的信息并通過脈沖寬度調(diào)制PWM波形控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)板接收電子編碼器生成的坐標(biāo)值并進(jìn)行定位，從而使力反饋裝置控制簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確、成本低。
文檔編號(hào)A63F11/00GK202762068SQ20122044275
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者申東 , 倪劍, 蔣惟堃, 何可, 李勉, 謝慶, 歐陽健, 張鵬, 丁熊 申請(qǐng)人:上海久娛網(wǎng)絡(luò)科技有限公司