[发明专利]具有容错纠错功能的动感游戏机平台及容错纠错方法

说明书

技术领域

本发明属于游戏装备技术领域，特别是一种驱动腿和传感器均具有容错纠错功能的动感游戏运动平台(机)及针对该动感游戏运动平台运行(工作)过程中的容错纠错方法。

背景技术

传统的电脑游戏(如赛车游戏、摩托游戏、坦克游戏、飞机游戏等)，使用者通过键盘、鼠标以及游戏操纵杆来控制电脑游戏的进程，电脑游戏通过虚拟现实技术等在显示屏幕上显示模仿真实场景的画面。随着电脑游戏技术的发展和市场需求的变化，新的带有模拟真实运动感觉功能的电脑游戏成为了电脑游戏今后的发展方向，这种新型的具有真实运动感觉的电脑游戏(简称为动感游戏)需要实现运动仿真功能的游戏运动平台的支持。这种动感游戏运动平台可以仿真诸如飞机在飞行中的各种位置和姿态，以及飞机在飞行中的颠簸、失重等真实运动感觉。动感游戏运动平台对人身安全性和系统可靠性的要求很高，而且动感游戏运动平台长时间连续工作在重载、冲击、振动等较恶劣的环境中，动感游戏运动平台发生故障时也不便于及时修复。

传统动感游戏运动平台的3-RPS型并联机构部件由动平台、定平台及连接两平台的三个分支机构组成，并通过其控制器控制整个运动平台的运动；其中：三个分支机构与定平台相连的运动副为转动副(R)，与动平台相连的运动副为球面副(S)，R和S两个运动副之间为移动副(P)。由机构的运动学分析可知，该机构具有沿Z轴的移动和绕X轴与Y轴的转动(等效的瞬时转轴)三个自由度，当机构的移动副作长度变化时，运动平台的位姿随之变化。在此类动感游戏运动平台的系统中，传感器提供了动感游戏运动平台的实际运动信息，如果传感器在使用过程中发生故障，其输出将不能再反映真实值，则可能导致整个系统的故障。在动感游戏运动平台中，驱动腿提供运动平台的动力，如果其出现故障造成驱动能力不足或无驱动能力，则可能造成运动性能下降甚至造成安全事故。因此为了保证动感游戏运动平台能够顺利完成其功能，需要动感游戏运动平台对驱动腿和传感器故障具有容错纠错功能。而上述动感游戏运动平台存在缺乏在线自我修复的能力，当动感游戏运动平台在运动过程中一旦传感器发生故障、就将导致传感器无输出或输出结果不正确，轻则造成位置、速度控制的精度降低，重则造成动感游戏运动平台的失控、甚至导致严重的安全事故等缺陷。

在公开号为CN101444892的专利文献中，公开了一种《机械系统可重构的混联机床及重构和容错纠错方法》，该混联机床的中心腿及三条周边腿均采用具有完全相同的两套传动系统的冗余驱动装置，用于实现对驱动装置故障的容错纠错，中心腿与三条周边腿构成正常状态下的四自由度(1PS+3TPS)空间并联闭链机构，其中心腿起约束(维持)并联闭链机构运动状态的作用。每个冗余驱动装置均包含位于主传动轴上的伺服电机、离合器及制动盘，位于伺服电机与离合器之间的齿轮减速机构，以及两系统共用的壳体及主传动轴。该混联机床虽然具有对驱动器故障的容错纠错功能，但由于冗余驱动装置采用含伺服电机、离合器及制动盘、齿轮减速机构在内的两套机械系统，不但结构复杂、而且增加了机床的重量及系统的成本；此外更主要的是此类机械结构系统由于运行时的平稳性差、其驱动力又受限于伺服电机(输出功率)的大小，因而不宜用于动感游戏机平台。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究设计一种具有容错纠错功能的动感游戏机平台及容错纠错方法，以便在任一驱动腿或传感器出现突发性故障时，通过系统内的切换和重构实现容错及自动纠错、进行在线自维修，确保其正常工作和安全运行，从而达到有效提高动感游戏运动平台运行的平稳性差、安全性和可靠性等目的。