【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械远程驾舱体感反馈平台，具体涉及一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统及方法。
技术介绍
1、随着工程机械智能化和无人驾驶技术的不断发展，远程操控系统在工程机械领域中也逐渐得到广泛的推广和应用。在建筑、采矿、隧道施工及抢险救援等领域，远程操控系统已经成为提高作业安全、效率重要手段。目前市场上的产品普遍缺乏体感反馈，远程驾舱驾驶员不敢大胆操作，影响操作安全性。且仅有驾驶位姿的变化，响应不及时，同时缺乏振动、冲击等帮助远程驾舱驾驶员判断车端工况的体感。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统及方法。通过将车端的数据采集并发送给远程驾舱端，远程驾舱端对数据处理后控制电动缸工作，实现驾驶位的振动、冲击、姿态、转向的体感反馈，提高操作安全性，同时在电动缸工作过程中通过配置洗出算法对体感反馈进行柔化处理，进一步优化体感反馈。
2、一方面，本专利技术提供一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，包括：
3、车端，用于采集车端驾驶位的驾驶数据；
4、远程驾舱端，用于根据车端驾驶位的驾驶数据得到远程驾舱端的电动缸控制数据，结合远程驾舱端实时采集的电机数据对所述电动缸控制数据进行修正，利用修正后的电动缸控制数据控制电动缸工作，同时，在电动缸工作过程中，根据洗出算法对不同工况下反馈的体感进行柔化处理。
5、上述技术方案通过将车端的数据采集并发送给
6、可选地，所述车端包括六轴惯性测量单元，所述六轴惯性测量单元安装在驾驶位座椅下方，用于实时采集驾驶位的姿态、加速度数据。
7、可选地，所述车端还包括：can网关、车端交换机及车端cpe设备，所述can网关与六轴惯性测量单元连接，用于对采集数据进行转换；所述车端交换机分别与can网关及车端cpe设备连接，用于将转换后的采集数据发送给远程驾舱端。
8、可选地，所述远程驾舱端包括：远程驾舱端交换机及远程驾舱端cpe设备，所述远程驾舱端交换机与远程驾舱端cpe设备连接，用于接收车端发送的数据。
9、可选地，所述远程驾舱端包括服务器及运动控制主站，所述服务器分别与远程驾舱端交换机及运动控制主站连接，用于对远程驾舱端接收的数据进行预处理后传输给运动控制主站，以及配置洗出算法供运动控制主站调用。
10、可选地，所述远程驾舱端还包括驱动器、伺服电机及电动缸；所述运动控制主站与多个驱动器连接，所述驱动器与伺服电机连接，所述伺服电机与电动缸连接。
11、可选地，所述远程驾舱端还包括多个编码器，所述编码器分别与伺服电机、驱动器及运动控制主站连接，用于实时检测伺服电机的力矩、速度、位置信息并发送至驱动器和运动控制主站。系统可以实时地监测和调整电机的运动状态，实施数字式闭环控制，从而实现精确的运动控制和响应。
12、可选地，所述运动控制主站配置有：
13、预处理模块：用于运动平台的自检，所述自检包括通信建立、读取伺服驱动器当前状态以及各电动缸的当前位置；
14、数据处理模块：所述运动控制主站通过运动学反解对服务器传输的数据进行计算获得电动缸的伸缩量、伸缩速度及加速度的数据；
15、轨迹规划模块：用于对采集的平台运动轨迹曲线进行数据处理并传输给运动控制器，根据采样频率不同，电动缸的伸缩量、伸缩速度及加速度的数据非常庞大，通过轨迹规划模块进行具体的运动执行；
16、伺服驱动模块：用于控制驱动器及伺服电机执行电动缸以所述规定运动轨迹运动；
17、位置伺服模块：用于所述运动控制器将伺服电机的位置增量与编码器实时采集的伺服电机的位置信息进行比较处理；
18、hmi模块：用于运动轨迹数据的管理、系统参数设定、运行模式设定以及电动缸当前运行状态显示。
19、可选地，所述运动控制主站还包括：
20、紧急制动模块：用于在出现紧急故障时，直接停止平台运动；
21、平台复位模块：用于将任何位置的平台，以低速进行自动复位；
22、故障检测模块：用于在系统运行时，回读各部件状态参数，检测故障部件及故障类型；
23、限位保护模块：用于触发限位信号并发送给运动控制器，进而启动系统保护。
24、另一方面，本专利技术提供一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化方法，包括：
25、获取车端驾驶位的驾驶数据，并根据所述驾驶位的驾驶数据得到远程驾舱端的电动缸控制数据；
26、获取远程驾舱端的实时电机数据，并根据所述实时电机数据对所述电动缸控制数据进行修正；
27、利用修正后的电动缸控制数据控制电动缸工作，并在电动缸工作过程中，根据洗出算法对不同工况下反馈的体感进行柔化处理。
28、所述柔化处理包括：
29、在远程驾舱端驾驶过程中，根据不同工程机械工作特性配置相应洗出算法参数，对车端振动、冲击、倾斜、转向的操作反馈进行调整优化；
30、根据所述洗出算法，过滤掉发动机振动导致的驾驶位的振动；
31、采集工程机械行走时的振动频率，根据所述洗出算法，弱化正常运动时的振动加速度及振动幅度；
32、针对特定工况：如上下坡、及斜坡道操作，限制前后及左右最大倾角为3°-5°，在感知远端机器工况的同时，保证驾驶员操作的舒适性；
33、对于瞬时、高频但不连续的冲击，洗出算法不做弱化或过滤，以保证多自由度平台做出及时的振动或冲击响应，使驾驶员能迅速感受到车端的异常状况；
34、调整算法设置，针对连续性的振动，振动幅值弱化为原值的30％-60％。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
36、1、本专利技术通过将车端的数据采集并发送给远程驾舱端，远程驾舱端对数据处理后控制电动缸工作，实现驾驶位的振动、冲击、姿态、转向的体感反馈，提高操作安全性，同时在电动缸工作过程中通过配置洗出算法对体感反馈进行柔化处理，进一步优化体感反馈。
37、2、本专利技术对于不同工况进行滤波，消除了无效的振动体感，提高了舒适性。同时保留了特殊工况振动和冲击响应，使驾员更加容易判断远端工程机械工作的情况。
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1.一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述车端包括六轴惯性测量单元，所述六轴惯性测量单元安装在驾驶位座椅下方，用于实时采集驾驶位的姿态、加速度数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述车端还包括：CAN网关、车端交换机及车端CPE设备，所述CAN网关与六轴惯性测量单元连接，用于对采集数据进行转换；所述车端交换机分别与CAN网关及车端CPE设备连接，用于将转换后的采集数据传输给远程驾舱端。
4.根据权利要求3所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述远程驾舱端包括：远程驾舱端交换机及远程驾舱端CPE设备，所述远程驾舱端交换机与远程驾舱端CPE设备连接，用于接收车端发送的数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述远程驾舱端包括服务器及运动控制主站，所述服务器分别与远程驾舱端交换
6.根据权利要求5所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述远程驾舱端还包括驱动器、伺服电机及电动缸；所述运动控制主站与多个驱动器连接，所述驱动器与伺服电机连接，所述伺服电机与电动缸连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述远程驾舱端还包括多个编码器，所述编码器分别与伺服电机、驱动器及运动控制主站连接，用于实时检测伺服电机的力矩、速度、位置信息并发送至驱动器和运动控制主站。
8.根据权利要求7所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述运动控制主站配置有：
9.根据权利要求8所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述运动控制主站还包括：
10.一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述车端包括六轴惯性测量单元，所述六轴惯性测量单元安装在驾驶位座椅下方，用于实时采集驾驶位的姿态、加速度数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述车端还包括：can网关、车端交换机及车端cpe设备，所述can网关与六轴惯性测量单元连接，用于对采集数据进行转换；所述车端交换机分别与can网关及车端cpe设备连接，用于将转换后的采集数据传输给远程驾舱端。
4.根据权利要求3所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述远程驾舱端包括：远程驾舱端交换机及远程驾舱端cpe设备，所述远程驾舱端交换机与远程驾舱端cpe设备连接，用于接收车端发送的数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于多自由度平台的远程操控体感反馈及柔化系统，其特征在于，所述远程驾舱端包括服务器及运动控制主站，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹力，王明江，黄陵，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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