AT512007B1

AT512007B1 - DEVICE AND METHOD FOR SIMULATING ACCELERATION

Info

Publication number: AT512007B1
Application number: ATA1342/2011A
Authority: AT
Original assignee: Amst Systemtechnik Gmbh
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2014-12-15
Also published as: AT512007A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Simulation von Beschleunigungen für eine Person, auf die eine Hauptbeschleunigung wirkt, die im Wesentlichen durch Drehung der Person mit einem Abstand um eine Hauptachse (3) und durch die Erdbeschleunigung erzeugt wird, wobei der Wert und die Richtung der Hauptbeschleunigung zumindest durch die Erdbeschleunigung, die Tangentialbeschleunigung und die Radialbeschleunigung bestimmt wird, wobei die Lage der Person zur Richtung der Hauptbeschleunigung im Wesentlichen durch Drehung und/oder Positionierung der Person um zumindest zwei Nebenachsen (19, 20, 21) bestimmt wird, wobei die Nebenachsen (19, 20, 21) durch ein Zentrum verlaufen, das im Bereich der Person liegt, wobei bei Änderung des Wertes und der Richtung der Hauptbeschleunigung auf die Person primäre Fehlkräfte wirken die durch Drehung der Person um die Nebenachsen (19, 20, 21) zumindest teilweise kompensiert werden wobei durch Drehung der Person um die Nebenachsen (19, 20, 21) sekundäre Fehlkräfte auf die Person wirken und wobei durch Drehung und Positionierung der Person um drei Nebenachsen (19, 20, 21) die sekundären Fehlerkräfte reduziert werden.The invention relates to a device and a method for simulating accelerations for a person, on which acts a main acceleration, which is generated essentially by rotation of the person with a distance about a major axis (3) and by the gravitational acceleration, the value and the Direction of the main acceleration is determined by at least the acceleration due to gravity, the tangential acceleration and the radial acceleration, wherein the position of the person to the direction of the main acceleration substantially by rotation and / or positioning of the person around at least two minor axes (19, 20, 21) is determined the secondary axes (19, 20, 21) pass through a center which lies in the area of the person, whereby when the value and the direction of the main acceleration change on the person primary malfunction forces act by turning the person around the secondary axes (19, 20, 21) are at least partially compensated for by rotation of the person about the minor axes (19, 20, 21) secondary fault forces act on the person and wherein by rotation and positioning of the person about three minor axes (19, 20, 21), the secondary error forces are reduced.

Description

österreichisches Patentamt AT512 007 B1 2014-12-15Austrian Patent Office AT512 007 B1 2014-12-15

Beschreibungdescription

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR SIMULATION VON BESCHLEUNIGUNGENDEVICE AND METHOD FOR SIMULATING ACCELERATIONS

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation von Beschleunigungen für eine Person, auf die eine Hauptbeschleunigung wirkt, die im Wesentlichen durch Drehung der Person mit einem Abstand um eine Hauptachse und durch die Erdbeschleunigung erzeugt wird, wobei der Wert und die Richtung der Hauptbeschleunigung zumindest durch die Erdbeschleunigung, die Tangentialbeschleunigung und die Radialbeschleunigung bestimmt wird, wobei die Lage der Person zur Richtung der Hauptbeschleunigung im Wesentlichen durch eine Drehung der Person um zumindest zwei Nebenachsen bestimmt wird, wobei die Nebenachsen durch ein Zentrum verlaufen, das im Bereich der Person liegt, wobei bei Änderung des Wertes und der Richtung der Hauptbeschleunigung auf die Person primäre Fehlkräfte wirken die durch Drehung der Person um die Nebenachsen zumindest teilweise kompensiert werden und wobei durch Drehung der Person um die Nebenachsen sekundäre Fehlkräfte auf die Person wirken.The invention relates to a method for simulating accelerations for a person, to which acts a main acceleration, which is generated essentially by rotation of the person with a distance around a major axis and by the gravitational acceleration, wherein the value and the direction of the main acceleration is determined at least by the gravitational acceleration, the tangential acceleration and the radial acceleration, wherein the position of the person to the direction of the main acceleration is determined essentially by a rotation of the person about at least two minor axes, wherein the minor axes pass through a center that lies in the area of the person in that when the value and the direction of the main acceleration of the person change, primary malfunction forces are at least partially compensated for by rotation of the person about the minor axes, and secondary personal forces act on the person by rotation of the person about the minor axes.

[0002] Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Simulation von Beschleunigungen für eine Person umfassend: ein erstes Trägerelement, das eine Haltevorrichtung für zumindest eine Person aufweist und um eine erste Nebenachse drehbar gegenüber einem zweiten Trägerelement angeordnet ist; ein zweites Trägerelement, das um eine zweite Nebenachse drehbar gegenüber einem dritten Trägerelement angeordnet ist, wobei die erste Nebenachse und die zweite Nebenachse im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind.Furthermore, the invention relates to a device for simulating accelerations for a person comprising: a first support member having a holding device for at least one person and is rotatable about a first minor axis disposed opposite to a second support member; a second carrier element, which is arranged rotatable about a second minor axis relative to a third carrier element, wherein the first minor axis and the second minor axis are arranged substantially orthogonal to each other.

[0003] Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren dienen unter anderem der Simulation von bewegten Systemen, wie beispielsweise Flugzeugen, Helikoptern, Fahrzeugen, Schiffen oder ähnlichem. Dabei wird einer Person, die sich in einer Kabine oder einem Hohlkörper befindet, über eine Vielzahl an künstlich erzeugten Sinneswahrnehmungen eine virtuelle Realität vorgespielt. Diese Sinnesreize sind einerseits audiovisuelle Reize, die über Bildwiedergabesysteme sowie Tonwiedergabesysteme dem Benutzer zugeführt werden, und andererseits werden über die Vorrichtung und das Verfahren Beschleunigungen bzw. Kräfte erzeugt, die auf den Benutzer wirken. Durch die Kombination aus audiovisuellen und physikalischen Sinneseindrücken interpretiert das menschliche Gehirn virtuelle Bewegungszustände.The inventive device and method of the invention are used, inter alia, the simulation of moving systems, such as aircraft, helicopters, vehicles, ships or the like. In this case, a person who is in a cabin or a hollow body, a virtual reality played over a variety of artificially generated sensory perceptions. These sensory stimuli are, on the one hand, audiovisual stimuli which are supplied to the user via image display systems and sound reproduction systems, and on the other hand, accelerations or forces which act on the user are generated via the device and the method. Through the combination of audiovisual and physical sensory impressions, the human brain interprets virtual states of motion.

[0004] Diese Interpretation wirkt für den Benutzer umso realistischer, je exakter die Sinneswahrnehmungen den realen Sinneswahrnehmungen solcher Situationen gleichen. Aus diesem Grund ist es von großer Bedeutung, diese Signale so realitätsnah wie möglich dem Benutzer zuzuführen. Ferner umfasst die Vorrichtung und das Verfahren die Möglichkeit der Einflussnahme auf die Bewegungssimulation durch die Person. Durch diese kann die Person beispielsweise die Bewegung des simulierten Objektes in der virtuellen, simulierten Welt steuern.This interpretation is all the more realistic for the user, the more precisely the sensory perceptions resemble the real sensory perceptions of such situations. For this reason, it is very important to deliver these signals as realistically as possible to the user. Furthermore, the device and the method include the possibility of influencing the movement simulation by the person. Through this, for example, the person can control the movement of the simulated object in the virtual, simulated world.

[0005] Die Steuersignale der Person und etwaige Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Wind, Fahrbahnunebenheiten, etc. werden einem physikalischen Simulationsmodell zugeführt, das einer mathematischen Abbildung des realen Verhaltens des simulierten Objekts entspricht. Es beinhaltet Größen wie Massenträgheiten, Widerstände, etc. Mit Hilfe dieses Modells werden die Beschleunigungen bzw. Kräfte und deren Richtungen berechnet, die dem Benutzer in der virtuellen Welt zugeführt werden sollen. Dies geschieht über die Steuerung unterschiedlicher Antriebe durch eine Steuerungseinheit.The control signals of the person and any environmental influences, such as wind, road bumps, etc. are fed to a physical simulation model that corresponds to a mathematical representation of the real behavior of the simulated object. It contains variables such as mass inertias, resistances, etc. With the help of this model, the accelerations or forces and their directions are calculated, which are to be supplied to the user in the virtual world. This is done via the control of different drives by a control unit.

[0006] Verfahren und Vorrichtungen zur Simulation von Beschleunigungen für eine Person, insbesondere Bewegungssimulatoren, Orientierungstrainer und Verfahren zu deren Betrieb sind seit längerer Zeit bekannt.Methods and apparatus for simulating accelerations for a person, in particular motion simulators, orientation trainers and methods for their operation have been known for some time.

[0007] Die DE 19 900 528 A1 beispielsweise zeigt eine Vorrichtung zum räumlichen Bewegen von Personen mit mehreren Freiheitsgraden.DE 19 900 528 A1, for example, shows a device for the spatial movement of people with multiple degrees of freedom.

[0008] Die US 3 196 557 A zeigt einen Simulator umfassend eine Zentrifuge sowie eine Simulatorkabine.US 3 196 557 A shows a simulator comprising a centrifuge and a simulator cabin.

[0009] Die WO 2007/114 639 A1 zeigt ebenfalls eine Simulationsvorrichtung zur räumlichen 1/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15WO 2007/114 639 A1 likewise shows a simulation device for the spatial 1/22 Austrian Patent Office AT512 007B1 2014-12-15

Bewegung von Personen.Movement of persons.

[0010] Nachteil dieser Vorrichtungen ist, dass eine möglichst realitätsnahe Simulation von Beschleunigungszuständen nur durch ein optimiertes Verfahren zu deren Betrieb ermöglicht ist.Disadvantage of these devices is that as realistic as possible simulation of acceleration states is only possible by an optimized method for their operation.

[0011] Beispielsweise sind Einarmzentrifugen bekannt, bei denen eine Person in einem gewissen Abstand zur Hauptachse entlang einer im Wesentlichen kreisförmigen Bahn gedreht wird. Dabei wirkt auf die Person zusätzlich zur Erdbeschleunigung eine Radialbeschleunigung, die im Wesentlichen von der Winkelgeschwindigkeit und dem Abstand zwischen der Person und der Hauptdrehachse bestimmt ist. Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit entspricht die auf die Person wirkende Hauptbeschleunigung der resultierenden Beschleunigung aus der Erdbeschleunigung und der Radialbeschleunigung. Bei Änderung der Winkelgeschwindigkeit tritt zusätzlich zur Radialbeschleunigung auch eine Tangentialbeschleunigung auf. Bei ungleichförmiger Winkelgeschwindigkeit setzt sich die auf die Person wirkende Hauptbeschleunigung somit aus der Vektoraddition der Radialbeschleunigung, der Tangentialbeschleunigung und der Erdbeschleunigung zusammen. Um der Person die Bewegung in dem simulierten Objekt realitätsnah zuzuführen, ist die Person um zumindest zwei Freiheitsgrade bewegbar und positionierbar. Die technische Lösung dieser Freiheitsgrade geschieht über eine Kabine, in welcher die Person auf einem Sitz befestigbar ist. Die Kabine ist drehbar an einem Rollring angeordnet. Der Rollring ist drehbar an dem Hauptarm der Einarmzentrifuge angeordnet. Die beiden Drehachsen, die auch als Nebenachsen bezeichnet werden, stehen orthogonal zueinander. Sie weisen, dem Stand der Technik entsprechend, einen Schnittpunkt auf, der im Bereich des Kopfes der Person liegt. Durch die zwei Drehfreiheitsgrade kann die Lage der Person zur Hauptbeschleunigung gewählt werden.For example, single-arm centrifuges are known in which a person is rotated at a certain distance from the main axis along a substantially circular path. In this case acts on the person in addition to the gravitational acceleration a radial acceleration, which is essentially determined by the angular velocity and the distance between the person and the main axis of rotation. At constant angular velocity, the main acceleration acting on the person corresponds to the resulting acceleration from the gravitational acceleration and the radial acceleration. When changing the angular velocity occurs in addition to the radial acceleration and a tangential acceleration. At non-uniform angular velocity, the main acceleration acting on the person is thus composed of the vector addition of the radial acceleration, the tangential acceleration and the gravitational acceleration. In order to realistically supply the person with the movement in the simulated object, the person is movable and positionable by at least two degrees of freedom. The technical solution of these degrees of freedom takes place via a cabin, in which the person can be fastened on a seat. The cabin is rotatably mounted on a rolling ring. The rolling ring is rotatably mounted on the main arm of the Einarmzentrifuge. The two axes of rotation, which are also called minor axes, are orthogonal to each other. They have, according to the prior art, an intersection, which lies in the region of the head of the person. The two degrees of freedom of rotation make it possible to choose the position of the person for the main acceleration.

[0012] Um beispielsweise eine lineare Beschleunigung entlang der Körperhochachse zu simulieren, wird die Person entlang einer Kreisbahn um die Hauptdrehachse bewegt. Die Blickrichtung der Person verläuft tangential. Die Winkelgeschwindigkeit wird in weiterer Folge gesteigert, wodurch die resultierende Hauptbeschleunigung ebenfalls steigt. Die Person wird dabei über die zwei Nebenachsen derart positioniert, dass der Hauptbeschleunigungsvektor dieselbe Richtung aufweist wie die Körperhochachse der Person. Unterstützt wird der Effekt durch optische Sinneseindrücke, die der Person über Bildwiedergabeflächen zugeführt werden. Bei Steigerung der Winkelgeschwindigkeit steigt die Radialbeschleunigung wobei dadurch jedoch auch die Richtung der resultierenden Hauptbeschleunigung geändert wird. Da diese Abweichung der Richtung der Hauptbeschleunigung von der Körperhochachse durch die Person als Seitenkraft wahrgenommen werden würde, wird auch die Position der Person durch Drehung um die Nebenachsen angepasst. Auch die Beschleunigung in tangentialer Richtung durch Steigerung der Winkelgeschwindigkeit kann durch Lageänderung der Person kompensiert werden. Die Abweichungen und Änderungen der Richtung der Hauptbeschleunigung, die bei Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Hauptarmes, also der Drehung um die Hauptachse entstehen, werden als primäre Fehlkräfte bezeichnet. Diese werden durch Drehung, Positionierung und/oder Lageäderung der Person kompensiert.For example, to simulate a linear acceleration along the body vertical axis, the person is moved along a circular path around the main axis of rotation. The view of the person is tangent. The angular velocity is subsequently increased, whereby the resulting main acceleration also increases. The person is thereby positioned over the two minor axes such that the main acceleration vector has the same direction as the body vertical axis of the person. The effect is supported by optical sensory impressions, which are supplied to the person via image display surfaces. As the angular velocity increases, the radial acceleration increases, but thereby also changes the direction of the resulting main acceleration. Since this deviation of the direction of the main acceleration from the body vertical axis would be perceived by the person as a lateral force, the position of the person is also adjusted by rotation about the minor axes. The acceleration in the tangential direction by increasing the angular velocity can be compensated by changing the position of the person. The deviations and changes in the direction of the main acceleration which occur when the angular velocity of the main arm, that is to say the rotation about the main axis, are referred to as primary fault forces. These are compensated by rotation, positioning and / or radial deflection of the person.

[0013] Nachteilig am Stand der Technik ist, dass durch die Kompensation der primären Fehlkräfte weitere, sekundäre Fehlkräfte entstehen. Beispielsweise kann eine zu schnelle Rotation der Person um eine Nebenachse für die Person wahrnehmbar sein. Dieser Sinneseindruck steht jedoch im Widerspruch zu den visuell dargestellten Bildern und zu dem simulierten Bewegungsablauf. Dies führt zu Fehlinterpretationen des Gehirns und somit zu keiner realitätsnahen Simulation.A disadvantage of the prior art is that by the compensation of the primary fault forces further, secondary fault forces arise. For example, too fast rotation of the person about a minor axis may be perceptible to the person. However, this sensory impression contradicts the visually presented pictures and the simulated sequence of movements. This leads to misinterpretations of the brain and thus to no realistic simulation.

[0014] Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik ist, dass die Person bei der Drehung um die Hauptachse neben der translatorischen Kreisbewegung um die Hauptachse auch eine Drehung um die Körperachse erfährt. Diese wird nach einer kurzen Adaptionsphase von dem menschlichen Gleichgewichtsorgan jedoch nicht mehr wahrgenommen. Wird nun das menschliche Gleichgewichtsorgan bzw. die Person zusätzlich um eine Achse gedreht, die nicht parallel zur Hauptachse verläuft, erzeugt dies eine Dralländerungen und Drallkräfte im Gleichgewichtsorgan, was zu weiteren Störungen der Sinneswahrnehmung führt. Zwar können die Sinnes- 2/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15Another disadvantage of the prior art is that the person undergoes rotation about the main axis in addition to the translational circular motion about the main axis during rotation about the main axis. However, this is no longer perceived by the human organ of equilibrium after a short adaptation phase. If the human equilibrium organ or the person is additionally rotated about an axis which does not run parallel to the main axis, this produces a swirl change and swirl forces in the organ of equilibrium, which leads to further disturbances of sensory perception. It is true that the senses can 2/22 Austrian Patent Office AT512 007B1 2014-12-15

Wahrnehmungen durch realitätsnahe visuelle Eindrücke verbessert werden. Im Falle eines Vestibulookulären Reflexes, bei dem Augenflackern auftritt, können jedoch die visuellen Reize nicht mehr oder nur sehr begrenzt wahrgenommen werden.Perceptions can be improved by realistic visual impressions. In the case of a vestibulo-ocular reflex, in which eye flare occurs, however, the visual stimuli can no longer or only to a limited extent be perceived.

[0015] Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulation von Beschleunigungen für eine Person zu schaffen, welches die Qualität der Simulation verbessert. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, die sekundären Fehlkräfte zu verringern. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Fehlinterpretationen durch das menschliche Gehirn zu verhindern, insbesondere die Kombination aus Optischen und physikalischen Sinneseindrücken zu verbessern und die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.The object of the invention is therefore to provide a method and apparatus for simulating accelerations for a person, which improves the quality of the simulation. It is another object of the invention to reduce the secondary failure forces. Another object of the invention is to prevent misinterpretations by the human brain, in particular to improve the combination of visual and physical sensory impressions and overcome the disadvantages of the prior art.

[0016] Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden dadurch gelöst, dass durch Drehung und Positionierung der Person um drei Nebenachsen die sekundären Fehlerkräfte reduziert werden. Ferner werden die erfindungsgemäßen Aufgaben dadurch gelöst, dass zur Kompensation oder Verringerung von sekundären Fehlkräften das zweite Trägerelement drehbar um eine dritte Nebenachse an einer Bewegungsvorrichtung angeordnet ist.The objects of the invention are achieved in that the secondary error forces are reduced by rotation and positioning of the person to three minor axes. Furthermore, the objects according to the invention are achieved in that, in order to compensate for or reduce secondary fault forces, the second carrier element is rotatably arranged about a third minor axis on a movement device.

[0017] Weitere vorteilhafte Merkmale sind, dass zur Reduktion der sekundären Fehlkräfte die primären Fehlkräfte erhöht werden, dass zur Reduktion der primären Fehlkräfte und/oder der sekundären Fehlkräfte in einer Gleichgewichtsebene die primären Fehlkräfte und/oder die sekundären Fehlkräfte in einer weiteren Gleichgewichtsebene erhöht werden, dass die durch sekundäre Fehlkräfte hervorgerufenen Winkelbeschleunigungen unterhalb oder im Bereich der Reizschwelle der Person liegen, dass die durch primäre Fehlkräfte hervorgerufenen Winkelbeschleunigungen und die durch sekundäre Fehlkräfte hervorgerufenen Winkelbeschleunigungen unterhalb oder im Bereich der Reizschwelle der Person liegen, dass die primären Fehlkräfte Hauptbeschleunigungsfehlkräfte und/oder Coriolisfehlkräfte und die sekundären Fehlkräfte Drallfehler und/oder Dreh-Trägheitskräfte umfassen und/oder dass zur Reduktion der Dreh-Trägheitskräfte die Winkelbeschleunigung und/oder der Gradient der Winkelbeschleunigung einer Drehung der Person um die Nebenachsen begrenzt und/oder gedämpft wird.Further advantageous features are that to reduce the secondary fault forces, the primary fault forces are increased, that to reduce the primary fault forces and / or the secondary fault forces in an equilibrium level, the primary fault forces and / or the secondary fault forces are increased in another level of balance in that the angular accelerations caused by secondary fault forces are below or within the threshold of the person, that the angular accelerations caused by primary fault forces and the angular accelerations caused by secondary fault forces are below or within the threshold of the person, that the primary fault forces are main acceleration fault forces and / or Coriolis forces and secondary failure forces include twisting errors and / or rotational inertial forces and / or that for reducing the rotational inertial forces, the angular acceleration and / or the gradient of the angle Acceleration of rotation of the person is limited by the minor axes and / or attenuated.

[0018] Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Person um die Hauptachse und um die Nebenachsen gedreht wird, sodass dabei die Winkelbeschleunigung jedes Bogenganges in der jeweiligen Gleichgewichtsebene unterhalb der Reizschwelle der Person liegt, dass die Reizschwelle zwischen 0,8°/s2 und 5°/s2, bevorzugt zwischen 1 °/s2 und 3°/s2 beträgt, dass zur Simulation einer wechselnden Beschleunigung entlang einer Körperachse der Person, die Person mit einer konstanten ersten Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse gedreht wird bei welcher die Richtung der ersten Hauptbeschleunigung einen ersten Winkel zur Richtung der Erdbeschleunigung aufweist, anschließend die Person auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit beschleunigt oder verzögert wird, bei der die Richtung der zweiten Hauptbeschleunigung einen zweiten Winkel zur Richtung der Erdbeschleunigung aufweist, und dass dabei die dritte Gleichgewichtsachse der Person in eine, von der Tangentialebene abweichenden Richtung gedreht wird oder ist.According to the invention can be provided that the person is rotated about the main axis and the minor axes, so that while the angular acceleration of each semicircular passage in the respective equilibrium level below the threshold of the person is that the threshold between 0.8 ° / s2 and 5 ° / s2, preferably between 1 ° / s2 and 3 ° / s2, is that in order to simulate an alternating acceleration along a body axis of the person, the person is rotated at a constant first angular velocity about the major axis at which the direction of the first main acceleration is a first Angle to the direction of gravity, then the person is accelerated or decelerated to a second angular velocity at which the direction of the second main acceleration has a second angle to the direction of gravitational acceleration, and in that case the third equilibrium axis of the person in a, deviating from the tangential plane Direction rotated w is or is.

[0019] Gemäß weiterer Verfahrensmerkmale ist vorgesehen, dass zur Simulation einer wechselnden Beschleunigung entlang einer Körperachse der Person, die Person mit einer konstanten ersten Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse gedreht wird bei welcher die Richtung der ersten Hauptbeschleunigung einen ersten Winkel zur Richtung der Erdbeschleunigung aufweist, anschließend die Person auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit beschleunigt oder verzögert wird, bei der die Richtung der zweiten Hauptbeschleunigung einen zweiten Winkel zur Richtung der Erdbeschleunigung aufweist, dass dabei die dritte Gleichgewichtsachse der Person in eine, von der Tangentialebene abweichenden Richtung gedreht wird oder ist und dass die Körperachse der Person in eine Zwischenstellung zwischen der Richtung der ersten Hauptbeschleunigung und der Richtung der zweiten Hauptbeschleunigung und/oder in den Bereich der ersten Hauptbeschleunigung oder in den Bereich der zweiten Hauptbeschleunigung gedreht wird und/oder dass die dritte Gleichgewichtsachse der Person bei konstanter Winkelgeschwindigkeit im Wesentlichen in der Radialebene liegt.According to further method features it is provided that for simulating an alternating acceleration along a body axis of the person, the person is rotated at a constant first angular velocity about the main axis at which the direction of the first main acceleration has a first angle to the direction of gravitational acceleration, then accelerating or decelerating the person to a second angular velocity at which the direction of the second principal acceleration is at a second angle to the direction of gravitational acceleration, thereby rotating the third equilibrium axis of the person in a direction other than the tangential plane, and the body axis the person is rotated into an intermediate position between the direction of the first main acceleration and the direction of the second main acceleration and / or in the region of the first main acceleration or in the region of the second main acceleration and / o that the third equilibrium axis of the person is at a constant angular velocity substantially in the radial plane.

[0020] Gemäß weiterer Verfahrensmerkmale ist vorgesehen, dass die dritte Gleichgewicht- 3/22 österreichisches Patentamt AT512 007 B1 2014-12-15 sachse der Person bei konstanter Winkelgeschwindigkeit im Wesentlichen in einer Ebene zwischen der Tangentialebene und der Radialebene liegt, dass die Lage der dritten Gleichgewichtsachse der Person zwischen der Tangentialebene und der Radialebene durch Drehung der Person um drei Nebenachsen gesteuert oder aktiv geregelt wird, dass die Lage der Körperachse der Person zwischen der Tangentialebene und der Radialebene durch Drehung der Person um drei Nebenachsen gesteuert oder aktiv geregelt wird und/oder dass die Drehung der Körperachsen und der Gleichgewichtsachsen durch Lageänderung der Person um die Nebenachsen verändert oder positioniert wird.According to further method features, it is provided that the third equilibrium of the person at a constant angular velocity lies substantially in a plane between the tangential plane and the radial plane that the position of the person third equilibrium axis of the person between the tangential plane and the radial plane is controlled or actively controlled by rotation of the person about three minor axes, that the position of the body axis of the person between the tangential plane and the radial plane is controlled or actively controlled by rotation of the person by three minor axes and / / or that the rotation of the body axes and the equilibrium axes is changed or positioned by changing the position of the person about the minor axes.

[0021] Ferner ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nebenachse und die dritte Nebenachse im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind dass zumindest eine Steuerungseinheit zur Steuerung und/oder aktiven Regelung der Antriebe zur Bewegung der Trägerelemente und der Bewegungsvorrichtung vorgesehen ist, und/oder dass die Bewegung der Antriebe der Trägerelemente um die Nebenachsen durch die Steuerungseinheit gesteuert und/oder aktiv geregelt sind, und dass die Bewegung unterhalb oder im Bereich der Reizschwelle der Person liegen. Weitere vorteilhafte Merkmale sind, dass durch die Steuerungseinheit eine Bewegung der Antriebe der Nebenachsen gesteuert ist, Wobei die Winkelbeschleunigungen der Bewegung unterhalb der Reizschwelle der Person liegen, dass die Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist und/oder dass die Bewegungsvorrichtung als Einarmzentrifuge, als Zentrifuge mit verfahrbarem Schlitten, als Zentrifuge mit verfahrbarem Heave-Schlitten, als Zweiarm-Zentrifuge mit beidseitig verfahrbarem Schlitten, als Zweiarm-Zentrifuge mit beidseitig verfahrbarem Heave- Schlitten, oder als Roboterarm mit zumindest einem rotatorischen und/oder translatorischen Freiheitsgrad ausgeführt ist.Further, the invention is characterized in that the second minor axis and the third minor axis are arranged substantially orthogonal to each other that at least one control unit for controlling and / or active control of the drives for moving the carrier elements and the moving device is provided, and / or the movement of the drives of the carrier elements about the minor axes is controlled and / or actively controlled by the control unit, and that the movement lies below or in the region of the stimulus threshold of the person. Further advantageous features are that by the control unit, a movement of the drives of the minor axes is controlled, wherein the angular acceleration of the movement below the threshold of the person are that the device is arranged to carry out the method according to the invention and / or that the movement device as Einarmzentrifuge, as Centrifuge with movable slide, as a centrifuge with movable Heave slide, as a two-arm centrifuge with slide movable on both sides, as a two-arm centrifuge with double-sided movable Heave slide, or as a robot arm with at least one rotational and / or translational degree of freedom.

[0022] Zur Verbesserung der Klarheit werden in weiterer Folge einige Grundbegriffe definiert: [0023] Der Mensch verfügt über zwei Gleichgewichtsorgane, welche im Bereich des Kopfes angeordnet sind. Jedes Gleichgewichtsorgan umfasst drei Bogengänge, in welchen die Relativgeschwindigkeiten einer viskosen Flüssigkeit durch Sinneszellen detektiert werden können. Die drei Bogengänge jedes Gleichgewichtsorganes liegen im Wesentlichen in drei Gleichgewichtsebenen. Die erste Gleichgewichtsebene, die zweite Gleichgewichtsebene und die dritte Gleichgewichtsebene stehen im Wesentlichen orthogonal zueinander und sind angeordnet, sodass sie paarweise Bewegungen um die Gleichgewichtsachsen der Person detektieren können. Die erste Gleichgewichtsachse verläuft um Wesentlichen entlang der subjektiven Hochachse der Person, die zweite Gleichgewichtsachse entspricht im Wesentlichen einer Parallelen zur Verbindungsgeraden beider Ohren oder beider Augen der Person und die dritte Gleichgewichtsachse entspricht im Wesentlichen einer parallelen zur Blickrichtung bei geradeausgerichtetem unbewegtem Blick. Die drei Gleichgewichtsachsen stehen im Wesentlichen orthogonal zueinander. Die erste Gleichgewichtsachse entspricht beispielsweise der Gierachse, die zweite Gleichgewichtsachse der Nickachse und die dritte der Rollachse. Die drei Achsen schneiden einander im Bereich des Kopfes der Person, bevorzugt in der Symmetrieebene des Körpers, im Bereich zwischen den Ohren oder im Bereich des Herzens der Person.To improve clarity, some basic terms are defined below: [0023] Humans have two organs of balance, which are arranged in the region of the head. Each equilibrium organ comprises three semicircular canals in which the relative velocities of a viscous fluid can be detected by sensory cells. The three semicircular canals of each organ of equilibrium lie essentially in three equilibrium planes. The first equilibrium plane, the second equilibrium plane and the third equilibrium plane are substantially orthogonal to each other and are arranged so that they can detect pairwise movements about the equilibrium axes of the person. The first equilibrium axis extends substantially along the subjective vertical axis of the person, the second equilibrium axis substantially corresponds to a parallels to the connecting line of both ears or both eyes of the person and the third equilibrium axis substantially corresponds to a parallel to the line of sight when looking straight ahead. The three equilibrium axes are substantially orthogonal to each other. The first equilibrium axis corresponds for example to the yaw axis, the second equilibrium axis of the pitch axis and the third of the roll axis. The three axes intersect each other in the area of the person's head, preferably in the plane of symmetry of the body, in the area between the ears or in the area of the person's heart.

[0024] Ferner sind im menschlichen Gleichgewichtsorgan Beschleunigungssensoren zur Detektion linearer Beschleunigungen vorgesehen. Einer dieser Beschleunigungssensoren detektiert vertikale, die beiden anderen detektieren horizontale Beschleunigungen.Furthermore, acceleration sensors for detecting linear accelerations are provided in the human equilibrium organ. One of these acceleration sensors detects vertical, the other two detect horizontal accelerations.

[0025] Das menschliche Gleichgewichtsorgan nimmt Änderungen von Beschleunigungen, sowie Lageänderungen und die Lage des Körpers mit äußerster Genauigkeit wahr. Dennoch gibt es gewisse Reizschwellen, unter denen Beschleunigungen sowie Lageänderungen nicht wahrgenommen werden. Diese Reizschwellen hängen einerseits von personenbezogenen Sensibilitäten ab, andererseits können sie durch Umwelteinflüsse, wie beispielsweise visuelle Reize beeinflusst werden. Wird die Person beispielsweise starkem Stress und klaren visuellen Reizen, wie beispielsweise der Darstellung eines Horizonts ausgesetzt, so liegt die Reizschwelle weitaus höher als in einem ruhigen Umfeld ohne visuelle Reize.The human organ of balance perceives changes of accelerations, as well as changes in position and the position of the body with extreme accuracy. Nevertheless, there are certain thresholds under which accelerations and changes in position are not perceived. On the one hand, these thresholds depend on personal sensitivities, on the other hand, they can be influenced by environmental factors, such as visual stimuli. For example, if the person is exposed to high levels of stress and clear visual stimuli, such as the appearance of a horizon, the threshold is much higher than in a quiet environment with no visual stimuli.

[0026] Ferner ist die Reizschwelle nicht für alle Bewegungs- oder Beschleunigungsabläufe 4/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15 gleich hoch. So werden beispielsweise Fehlstellungen einer Person in der zweiten Gleichgewichtsebene weniger stark wahrgenommen, als Fehlstellungen der Person in der dritten Gleichgewichtsebene.Furthermore, the stimulation threshold is not the same for all movement or acceleration processes. For example, malpositions of a person in the second level of equilibrium are perceived less strongly than malpositions of the person in the third level of equilibrium.

[0027] Auch der Zeitfaktor spielt eine Rolle bei der Bestimmung der Reizschwelle. So adaptiert sich das Gleichgewichtsorgan an eine konstante moderate Grundbeschleunigung, die von der Erdbeschleunigung abweicht und wird nach etwa zwanzigsekündiger bis einminütiger Adaptionsphase als nicht oder nur leicht erhöht wahrgenommen.The time factor also plays a role in the determination of the stimulus threshold. Thus, the equilibrium organ adapts to a constant moderate base acceleration, which deviates from the gravitational acceleration and is perceived as not or only slightly increased after about twenty seconds to one-minute adaptation phase.

[0028] Beispielsweise liegt die Reizschwelle für eine durchschnittliche Person bei etwa einem Grad pro Sekunden zum Quadrat, also 1 °/s2. Für resistentere Personen, oder durch Beeinflussung der subjektiven Wahrnehmung kann die Reizschwelle bis zu 2°/s2 oder 3°/s2 betragen. In Extremfällen kann die Reizschwelle sogar 5°/s2 betragen, das heißt, dass die Person erst bei einer Winkelbeschleunigung von 5°/s2 die Bewegung als solche wahrnimmt. Die Reizschwelle der Winkelbeschleunigung pro Bogengang kann demnach unter 1 °/s2 bis zu 5°/s2 betragen. Insbesondere gelten diese Werte für Winkelbeschleunigungen der Gleichgewichtsorgane, für Winkelbeschleunigungen um einen Normalvektor einer Gleichgewichtsebene, der im Bereich des Gleichgewichtsorgans liegt, für Winkelbeschleunigungen der Bogengänge durch Drallfehler und/oder für Winkelbeschleunigungen durch Drehungen der Person um das Zentrum, das im Bereich des Kopfes der Person liegt. Fehlkräfte, die unterhalb der Reizschwelle der Person liegen sind demnach Fehlkräfte, die auf das Geleichgewichtsorgan eine Drehbeschleunigung ausüben, die unterhalb der Reizschwelle der Person liegt.For example, the threshold for an average person at about one degree per second squared, ie 1 ° / s2. For more resistant persons, or by influencing the subjective perception, the threshold can be up to 2 ° / s2 or 3 ° / s2. In extreme cases, the threshold may even be 5 ° / s2, that is, the person perceives the movement as such only at an angular acceleration of 5 ° / s2. The stimulus threshold of the angular acceleration per arcade can therefore be less than 1 ° / s2 up to 5 ° / s2. In particular, these values apply to angular accelerations of the equilibrium organs, to angular accelerations around a normal vector of an equilibrium plane which lies in the region of the equilibrium organ, for angular accelerations of the semicircular cans due to swirl errors and / or for angular accelerations by rotations of the person around the center, which is in the area of the head of the person lies. False forces that lie below the stimulus threshold of the person are therefore faulty forces that exert a spin on the body of the weight organ, which lies below the stimulus threshold of the person.

[0029] Die Positionierung der Person erfolgt über Nebenachsen. Erfindungsgemäß sind zumindest zwei, bevorzugt drei, Nebenachsen vorgesehen. Die Nebenachsen entsprechen im Wesentlichen den Achsen um die die Haltevorrichtung für die Person drehbar angeordnet ist. Sie Verlaufen durch ein Zentrum, das entfernt von der Hauptachse im Bereich der Person angeordnet ist.The positioning of the person takes place via minor axes. According to the invention, at least two, preferably three, minor axes are provided. The minor axes essentially correspond to the axes about which the holding device for the person is rotatably arranged. They run through a center, which is located away from the main axis in the area of the person.

[0030] Die Haltevorrichtung, an der die Person befestigt ist, ist starr mit einem ersten Trägerelement verbunden. Das erste Trägerelement ist drehbar um eine erste Nebenachse an einem zweiten Trägerelement angeordnet. Das zweite Trägerelement ist wiederum drehbar um eine zweite Nebenachse an einem dritten Trägerelement angeordnet, wobei die erste und die zweite Nebenachse im Wesentlichen orthogonal zueinander stehen. Das dritte Trägerelement ist drehbar um eine dritte Nebenachse an der Bewegungsvorrichtung vorgesehen. Die zweite Nebenachse und die dritte Nebenachse stehen ebenfalls im Wesentlichen orthogonal zueinander. Als Bewegungsvorrichtung ist eine Vorrichtung bezeichnet, die zur Erzeugung der Hauptbeschleunigung also zur Bewegung der Person um die Hauptachse dient. Sie kann beispielsweise als Einarmzentrifuge, Mehrarmzentrifuge, Zweiarmzentrifuge mit verfahrbarem Schlitten etc. ausgeführt sein.The holding device to which the person is attached is rigidly connected to a first carrier element. The first carrier element is rotatably arranged about a first minor axis on a second carrier element. The second carrier element is in turn rotatably arranged about a second minor axis on a third carrier element, wherein the first and the second minor axis are substantially orthogonal to each other. The third support member is rotatably provided about a third minor axis on the moving device. The second minor axis and the third minor axis are also substantially orthogonal to each other. As a movement device, a device is referred to, which serves to generate the main acceleration so to the movement of the person around the main axis. It can be designed, for example, as a single-arm centrifuge, multi-arm centrifuge, two-arm centrifuge with a movable slide, etc.

[0031] Die Drehung der Person um die Nebenachsen geschieht über Antriebe der Trägerelemente. Die Antriebe ermöglichen die Drehungen um die Nebenachsen und sind von einer Steuerungseinheit gesteuert und/oder aktiv geregelt. Auch die Drehung der Bewegungsvorrichtung um die Hauptachse durch den Hauptantrieb kann durch die Steuerungseinheit gesteuert und/oder aktiv geregelt sein.The rotation of the person about the minor axes is done via drives of the support elements. The drives allow the rotations about the minor axes and are controlled and / or actively controlled by a control unit. The rotation of the movement device about the main axis through the main drive can also be controlled and / or actively controlled by the control unit.

[0032] Die Bewegungen um die Nebenachsen und die Hauptachse sind in bevorzugt von Antrieben angetrieben, gesteuert und/oder aktiv geregelt. Die Hauptbeschleunigung weist einen Wert und eine Richtung auf, wobei als Wert die Größe der Beschleunigung bezeichnet wird.The movements about the minor axes and the main axis are preferably driven by drives, controlled and / or actively regulated. The main acceleration has a value and a direction, where the value is the magnitude of the acceleration.

[0033] Die Drehachsen ermöglichen eine Drehung der Person und zumindest zwei, bevorzugt drei Drehachsen und weist somit zwei oder drei Drehfreiheitsgrade auf. Diese Achsen können mit den Gleichgewichtsachsen der Person übereinstimmen. In manchen Fällen kann jedoch auch gewünscht sein, dass diese Achsen nicht mit den Gleichgewichtsachsen der Person übereinstimmen.The axes of rotation allow rotation of the person and at least two, preferably three axes of rotation and thus has two or three rotational degrees of freedom. These axes may coincide with the equilibrium axes of the person. In some cases, however, it may also be desired that these axes do not coincide with the equilibrium axes of the person.

[0034] Die Bezeichnung Fehlkraft der primären und der sekundären Fehlkräfte bezieht sich nicht nur auf Kräfte sondern auch auf Drallträgheiten, Beschleunigungen, Drehbeschleunigun- 5/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15 gen, Linearbeschleunigungen, Winkelbeschleunigungen etc.. Grundsätzlich sie diese Fehlwahrnehmungen Fehlkräfte, die auf die Sinneszellen des menschlichen Gleichgewichtsorgans wirken und werden somit zur Verbesserung der Klarheit als Fehlkräfte bezeichnet.The term failure of the primary and the secondary fault forces refers not only to forces but also to spin inertia, accelerations, spin accelerations, linear accelerations, angular accelerations, etc. Basically, they are False Perceptions Malfunctioning forces acting on the sensory cells of the human organ of equilibrium are thus termed as deficiencies in order to improve clarity.

[0035] Als Radialebene ist eine Ebene im Bereich der Person definiert, in der die Hauptachse liegt. Als Tangentialebene ist eine Ebene im Bereich der Person definiert, in der die Tangente der Kreisbahn der Person um die Hauptdrehachse und eine zur Hauptachse parallele Gerade liegen. Die Tangentialebene und die Radialebene stehen somit etwa orthogonal zueinander und weisen eine Schnittgerade auf, die parallel zur Hauptachse und im Bereich der Person verläuft.As a radial plane, a plane is defined in the area of the person in which the main axis lies. The tangent plane is defined as a plane in the region of the person in which the tangent of the person's circular path lies around the main axis of rotation and a straight line parallel to the main axis. The tangential plane and the radial plane are thus approximately orthogonal to one another and have a line of intersection running parallel to the main axis and in the region of the person.

[0036] Als Körperachse der Person wird eine beliebige Gerade bezeichnet die durch den Körper der Person verläuft und relativ zur der Person ortsfest angeordnet ist. Die Gleichgewichtsachsen der Person sind beispielsweise Körperachsen.As the body axis of the person is any straight line which passes through the body of the person and is arranged stationary relative to the person. The equilibrium axes of the person are, for example, body axes.

[0037] Die Lage der Person und die Lage der Person zur Richtung der Hauptbeschleunigung werden bezüglich eines mitdrehenden Koordinatensystems definiert.The position of the person and the position of the person to the direction of the main acceleration are defined with respect to a co-rotating coordinate system.

[0038] In weiterer Folge werden nun das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der Figuren weiter beschrieben.Subsequently, the method according to the invention and the device according to the invention will now be further described with reference to the figures.

[0039] Fig. 1 [0040] Fig. 2 [0041] Fig. 3 [0042] Fig. 4 [0043] Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht der Kinematik. zeigt dieselbe kinematische Anordnung wie Fig. 1, jedoch in einer Seitenansicht, zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. zeigt eine schematische Aufsicht zur Beschreibung der kinematischen Verhältnisse bei wechselnden Winkelgeschwindigkeiten.Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 shows a schematic view of the kinematics. shows the same kinematic arrangement as FIG. 1, but in a side view, shows a device according to the invention. shows a further embodiment of a device according to the invention. shows a schematic plan view for the description of the kinematic conditions with changing angular velocities.

[0044] Fig. 6 zeigt dieselbe kinematische Anordnung wie Fig.5, jedoch in einer Seitenansicht.Fig. 6 shows the same kinematic arrangement as Fig.5, but in a side view.

[0045] Zur Vereinfachung der Darstellung entsprechen die dargestellten Vektoren der Beschleunigungen den Beschleunigungskräften die auf die Person wirken. Die Orientierung der Beschleunigungskraft ist der entsprechenden Beschleunigung entgegengesetzt. Die Beschleunigungsvektoren entsprechen somit den von den Beschleunigungen bewirkten entgegengesetzten Beschleunigungskräften.To simplify the illustration, the illustrated vectors of the accelerations correspond to the acceleration forces acting on the person. The orientation of the acceleration force is opposite to the corresponding acceleration. The acceleration vectors thus correspond to the opposite acceleration forces caused by the accelerations.

[0046] Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht der Kinematik zur Erörterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei entspricht die Darstellungsebene der Horizontalebene und die Richtung der Schwerkraft verläuft projizierend. Die Person 1 wird mit einem Abstand 4 um eine Hauptachse 3 gedreht. Dabei wird vorerst davon ausgegangen, dass die Person 1, insbesondere der Kopf 2 der Person starr mit der Bewegungsvorrichtung 23 verbunden ist. Das bedeutet, dass die Person 1 bei einer Umdrehung um die Hauptachse 3 auch eine Umdrehung um eine Körperachse der Person erfährt, die parallel zur Hauptachse 3 verläuft. Bei einer Drehung der Person um die Hauptachse 3 um einen Winkel 6 erfährt die Person eine Drehung um eine, zur Hauptachse 3 parallelen Körperachse um denselben Winkel in dieselbe Richtung. Durch die Drehung der Person 1 mit einem Abstand 4 zur Hauptachse 3 wirkt auf die Person 1 zumindest eine Radialbeschleunigung 8. Bei ungleichförmiger Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse 3 kommt ferner noch eine Tangentialbeschleunigung 9 hinzu. Die Richtung der Tangentialbeschleunigung verläuft tangential zur Bewegungskurve der Person. Die Orientierung der Tangentialbeschleunigung ist davon abhängig, ob die Änderung der Winkelgeschwindigkeit einer Beschleunigung oder einer Verzögerung entspricht.Fig. 1 shows a schematic view of the kinematics for the discussion of the method and apparatus according to the invention. The plane of representation corresponds to the horizontal plane and the direction of gravity proceeds in a projecting manner. The person 1 is rotated at a distance 4 about a main axis 3. It is initially assumed that the person 1, in particular the head 2 of the person is rigidly connected to the movement device 23. This means that the person 1 also experiences a revolution about a body axis of the person during a revolution about the main axis 3, which runs parallel to the main axis 3. Upon rotation of the person about the main axis 3 by an angle 6, the person undergoes a rotation about a body axis parallel to the main axis 3 by the same angle in the same direction. By the rotation of the person 1 with a distance 4 to the main axis 3 acts on the person 1 at least one radial acceleration 8. At non-uniform angular velocity about the main axis 3 is also still a tangential acceleration 9 is added. The direction of the tangential acceleration is tangent to the person's movement curve. The orientation of the tangential acceleration depends on whether the change in the angular velocity corresponds to an acceleration or a deceleration.

[0047] Die auf die Person in der Hauptdrehebene 26 wirkende Hauptbeschleunigung 5 entspricht der Vektoraddition der Radialbeschleunigung und der Tangentialbeschleunigung. Abhängig von der Lage der Person sind eine erste Gleichgewichtsebene 10, eine zweite Gleichgewichtsebene 11 und eine dritte Gleichgewichtsebene 12 sowie eine erste Gleichgewichtsachse 13, eine zweite Gleichgewichtsachse 14 und eine dritte Gleichgewichtsachse 15 definiert. Ferner ist eine zweite Stellung der Person T eingezeichnet in der die Hauptbeschleunigung 5‘, die Radialbeschleunigung 8‘ und die Tangentialbeschleunigung 9‘ wirken. 6/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15 [0048] Fig. 2 zeigt dieselbe kinematische Anordnung wie Fig. 1, jedoch in einer Seitenansicht, sodass die Hauptdrehebene 26 projizierend verläuft und die Hauptachse 3 in der Bildebene liegt. Die Person 1 wird wiederum mit einem Abstand 4 um die Hauptachse 3 gedreht. Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschieht diese Drehung maßgeblich durch die Bewegungsvorrichtung 23. Auf die Person 1, insbesondere den Kopf 2 der Person wirken in der Darstellungsebene die Radialbeschleunigung 8, sowie die Erdbeschleunigung 7. Die Radialbeschleunigung ist dabei von dem Abstand 4 und der Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Person 1 um die Hauptachse abhängig. Die Erdbeschleunigung kann bei ruhenden Systemen als konstant angenommen werden. Die resultierende Hauptbeschleunigung 5 in der betrachteten Radialebene entsteht durch Vektoraddition der Radialbeschleunigung 8 und der Erdbeschleunigung 7. Bei Veränderung der Winkelgeschwindigkeit oder dem Abstand 4 ändert sich somit die Radialbeschleunigung 8. Da die Erdbeschleunigung 7 als konstant angenommen wird, ändern sich bei Änderung der Radialbeschleunigung der Wert und die Richtung der Hauptbeschleunigung 5. Insgesamt ist die Hauptbeschleunigung 5 somit zumindest von der Radialbeschleunigung 8, der Tangentialbeschleunigung 9 und der Erdbeschleunigung 7 abhängig. In der vorliegenden Darstellung ist die Lage der Person 1 derart gewählt, dass die erste Gleichgewichtsachse 13 mit der Richtung der Hauptbeschleunigung 5 übereinstimmt. Somit wirkt die Hauptbeschleunigung in der Gierachse und wird subjektiv als senkrechte Beschleunigung wahrgenommen, wobei die Tangentialbeschleunigung vorerst als nicht vorhanden angenommen wird.The main acceleration 5 acting on the person in the main turning plane 26 corresponds to the vector addition of the radial acceleration and the tangential acceleration. Depending on the position of the person, a first equilibrium plane 10, a second equilibrium plane 11 and a third equilibrium plane 12 as well as a first equilibrium axis 13, a second equilibrium axis 14 and a third equilibrium axis 15 are defined. Furthermore, a second position of the person T is shown in which the main acceleration 5 ', the radial acceleration 8' and the tangential acceleration 9 'act. FIG. 2 shows the same kinematic arrangement as FIG. 1, but in a side view, so that the main turning plane 26 is projecting and the main axis 3 lies in the image plane. The person 1 is again rotated at a distance 4 around the main axis 3. According to the device according to the invention, this rotation is significantly effected by the movement device 23. On the person 1, in particular the head 2 of the person act in the plane of the radial acceleration 8, and the gravitational acceleration 7. The radial acceleration is the distance 4 and the angular velocity of the rotation the person 1 around the main axis. The gravitational acceleration can be assumed to be constant in stationary systems. The resulting main acceleration 5 in the considered radial plane is created by vector addition of the radial acceleration 8 and the gravitational acceleration 7. When changing the angular velocity or the distance 4 thus changes the radial acceleration 8. Since the gravitational acceleration 7 is assumed to be constant, change in the radial acceleration of the Value and the direction of the main acceleration 5. Overall, the main acceleration 5 is thus dependent on at least the radial acceleration 8, the tangential acceleration 9 and the gravitational acceleration 7. In the present representation, the position of the person 1 is selected such that the first equilibrium axis 13 coincides with the direction of the main acceleration 5. Thus, the main acceleration acts in the yaw axis and is subjectively perceived as vertical acceleration, the tangential acceleration is initially assumed to be absent.

[0049] Soll nun der Wert der Hauptbeschleunigung 5 verändert werden, jedoch die Lage der Person 1 zur ändernden Richtung der ändernden Hauptbeschleunigung 5 unverändert bleiben, so muss die Lage der Person 1 der Richtung der Hauptbeschleunigung 5 angepasst werden. Wird diese Anpassung nicht vorgenommen, so erfährt die Person 1 eine primäre Fehlkraft. Diese resultiert aus der Tatsache, dass sich bei Änderung des Wertes der Hauptbeschleunigung 5 auch die Richtung der Hauptbeschleunigung ändert. Die Anpassung der Lage der Person 1 bzw. des Kopfes 2 der Person 1 geschieht durch eine Drehung der Person um zumindest eine der Nebenachsen 19, 20, 21.If now the value of the main acceleration 5 is changed, but the position of the person 1 to the changing direction of the changing main acceleration 5 remain unchanged, the position of the person 1 of the direction of the main acceleration 5 must be adjusted. If this adjustment is not made, the person 1 experiences a primary failure. This results from the fact that when the value of the main acceleration 5 changes, the direction of the main acceleration also changes. The adaptation of the position of the person 1 or the head 2 of the person 1 is done by a rotation of the person about at least one of the minor axes 19, 20, 21st

[0050] Durch eine Drehung der Person beispielsweise um die zweite Gleichgewichtsachse 14 ändert sich die Lage der Bogengänge der Person 1 zur Hauptdrehebene 26. Wie angemerkt, drehen sich die Person und somit auch die Gleichgewichtsorgane der Person bei einer Umdrehung um die Hauptachse 3 auch einmal um eine Körperachse der Person, die parallel zur Hauptachse verläuft. Nach einer kurzen Adaptionsphase wird diese Drehung um die Körperachse jedoch von der Person 1 nicht mehr wahrgenommen, da sich die Geschwindigkeit der Flüssigkeit durch Reibungs- und Viskositätseffekte der Bewegung der Bogengänge anpasst. Somit ruht die Flüssigkeit relativ zu den Bogengängen, wodurch keine Rotation wahrgenommen werden kann. Wird nun die Lage der Gleichgewichtsebenen 10, 11, 12 relativ zur Hauptachse 3 oder relativ zur Hauptdrehebene 26 verändert, so hat dies zu Folge, dass unterschiedliche Bogengänge zur Hauptdrehebene 26 oder von der Hauptdreh ebene weg gekippt werden. Durch die Kippung kommt es zu einer drallbedingten Winkelbeschleunigung und zu einer Relativbewegung der Flüssigkeit in den Bogengängen, was von der Person fälschlicherweise als Bewegung wahrgenommen wird. Dieser Effekt bewirkt eine sekundäre Fehlkraft und wird als Drallfehler bezeichnet. Obwohl die Person möglicherweise nur kleine Bewegungen um die dritte Gleichgewichtsachse, also die Rollachse ausführt, kann dies von den Gleichgewichtsorganen als Drehung um zumindest eine der beiden restlichen Gleichgewichtsachsen interpretiert werden. Dieser Sinnesreiz, also der Drallfehler, kann unter Umständen einen vestibulookulären Reflex auslösen. Selbst wenn die zu simulierende Umgebung durch klare visuelle Darstellungen unterstützt ist, die den Sinneseindruck für die Person 1 klarstellen sollten, ist dieser die Wahrnehmung des visuellen Sinneseindrucks nach Einsetzen eines Augenflackerreflexes nicht mehr möglich. Eine unerwünschte Desorientierung der Person ist die Folge. Je nach Reizschwelle der Person werden sekundäre Fehlkräfte und/oder Drallfehler bei unterschiedlichen Werten wahrgenommen. Bleibt der Wert der sekundären Fehlkäfte oder des Drallfehlers unter der Reizschwelle der Person, werden die Fehlkräfte nicht wahrgenommen, übersteigt der Wert die Reizschwelle so wird er wahrgenommen und kann einen vestibulookulären Reflex auslösen. 7/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15By a rotation of the person, for example, about the second equilibrium axis 14, the position of the semicircular passages of the person 1 to the main turning plane 26 changes. As noted, the person and thus also the equilibrium organs of the person turn once in a revolution about the main axis 3 around a body axis of the person, which runs parallel to the main axis. After a short adaptation phase, however, this rotation about the body axis is no longer perceived by the person 1, since the speed of the liquid adapts to the movement of the semicircular cans due to friction and viscosity effects. Thus, the liquid rests relative to the arcades, whereby no rotation can be perceived. If the position of the equilibrium planes 10, 11, 12 is changed relative to the main axis 3 or relative to the main turning plane 26, this has the consequence that different arcades are tilted towards the main turning plane 26 or away from the main turning plane. The tilting leads to a spin-induced angular acceleration and to a relative movement of the liquid in the semicircular canals, which is mistakenly perceived by the person as a movement. This effect causes a secondary failure force and is called a spin error. Although the person may perform only small movements about the third equilibrium axis, ie the roll axis, this can be interpreted by the equilibrium organs as rotation about at least one of the two remaining equilibrium axes. Under certain circumstances, this sensory stimulus, that is the spin defect, can trigger a vestibulo-ocular reflex. Even if the environment to be simulated is supported by clear visual representations that should clarify the sense impression for the person 1, the perception of the visual sensation impression after insertion of an eye flare reflex is no longer possible. An unwanted disorientation of the person is the result. Depending on the stimulus threshold of the person, secondary fault forces and / or spin defects are perceived at different values. If the value of the secondary malfunction or spin error remains below the threshold of the person, the false powers are not perceived, if the value exceeds the threshold it is perceived and can trigger a vestibulo-ocular reflex. 7/22 Austrian Patent Office AT512 007B1 2014-12-15

Fig. 2 zeigt weiters den ersten Winkel 27 zwischen der Richtung der Hauptbeschleunigung 5 und der Richtung der Erdbeschleunigung 7. Die eingezeichneten Beschleunigungsverhältnisse entsprechen etwa einer Radialbeschleunigung, die im Wesentlichen gleich groß ist, wie die Erdbeschleunigung. Die Richtung der Hauptbeschleunigung 5, insbesondere der erste Winkel 27 ist somit etwa 45°. Der Wert der Hauptbeschleunigung entspricht bei einer Erdbeschleunigung von einem G und einer Radialbeschleunigung von einem G etwa der 1,41-fachen Erdbeschleunigung, also 1,41 G. Wird nun die Winkelgeschwindigkeit der Person 1 um die Hauptachse 3 erhöht, so steigt die Radialbeschleunigung 8. Dabei steigt auch der Winkel der Richtung der Hauptbeschleunigung zur Richtung der Erdbeschleunigung 7. Bei Verringerung der Winkelgeschwindigkeit verringert sich die Radialbeschleunigung. In diesem Fall verringert sich der Winkel.FIG. 2 further shows the first angle 27 between the direction of the main acceleration 5 and the direction of the acceleration due to gravity 7. The acceleration ratios shown correspond approximately to a radial acceleration which is essentially the same as the gravitational acceleration. The direction of the main acceleration 5, in particular the first angle 27 is thus about 45 °. At a gravitational acceleration of one G and a radial acceleration of one G, the value of the main acceleration corresponds to approximately 1.41 times the gravitational acceleration, that is to say 1.41 G. If the angular velocity of the person 1 about the main axis 3 is increased, the radial acceleration 8 increases In this case, the angle of the direction of the main acceleration to the direction of the gravitational acceleration increases 7. When reducing the angular velocity, the radial acceleration decreases. In this case, the angle decreases.

[0051] In Fig. 1 ist insbesondere eine Situation dargestellt, in der die Person 1 von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit verzögert wird. Dabei treten neben der Erdbeschleunigung, die in der Darstellung der Fig. 1 projizierend verläuft, einer Radialbeschleunigung 8 auch eine Tangentialbeschleunigung 9 auf. Die resultierende Hauptbeschleunigung 5 weist einen Tangentialwinkel 31 auf. Der Wert des Tangentialwinkels 31 ist bei konstanter Winkelgeschwindigkeit im Wesentlichen null.In Fig. 1, in particular, a situation is shown in which the person 1 is delayed from a first angular velocity to a second angular velocity. In addition to the gravitational acceleration, which in the illustration of FIG. 1 proceeds in a projecting manner, a radial acceleration 8 is also accompanied by a tangential acceleration 9. The resulting main acceleration 5 has a tangential angle 31. The value of the tangential angle 31 is substantially zero at constant angular velocity.

[0052] Die in Fig. 1 dargestellte Winkelverzögerung hat Einfluss auf die Richtung der Hauptbeschleunigung 5, die auf die Person 1 wirkt. Beispielsweise kann die Person mit Blickrichtung nach außen positioniert werden, d.h., dass die dritte Gleichgewichtsachse der Person oder die Blickrichtung der Person in eine Richtung weist, die weg von der Hauptachse 3 gerichtet ist, jedoch nicht notwendigerweise radial nach außen verläuft. Soll nun der Wert, der auf die Person wirkenden Hauptbeschleunigung 5 verändert werden, ohne dabei die Richtung, in der die Hauptbeschleunigung auf die Person wirkt zu ändern, kann die Person beispielsweise um jene Körperachse gedreht werden, die parallel zur Hauptachse 3 verläuft. In der dargestellten Anordnung der Fig. 1 wäre eine radial nach außen blickende Person bei der dargestellten Tangentialbeschleunigung 9 um den Tangentialwinkel 31 zu drehen, um die Tangentialbeschleunigung 9 zu kompensieren.The angular delay shown in Fig. 1 has an influence on the direction of the main acceleration 5, which acts on the person 1. For example, the person may be positioned looking outward, i.e., the person's third equilibrium axis or the person's line of sight pointing in a direction directed away from the major axis 3, but not necessarily extending radially outward. If the value of the main acceleration 5 acting on the person is to be changed without changing the direction in which the main acceleration acts on the person, the person can be rotated, for example, about that body axis that runs parallel to the main axis 3. In the illustrated arrangement of FIG. 1, a person looking radially outwards would have to be rotated about the tangential angle 31 in the illustrated tangential acceleration 9 in order to compensate for the tangential acceleration 9.

[0053] Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Bewegungsvorrichtung 23 als Einarmzentrifuge ausgeführt ist. Diese weist einen Hauptarm 34 auf, der über einen, in einem Fundament 32 gelagerten Hauptantrieb 33 angetrieben ist. Der Hauptarm 34 kann dabei um die Hauptachse 3 gedreht werden. Entfernt von der Hauptachse 3 ist am Hauptarm ein drittes Trägerelement 18 drehbar um eine dritte Nebenachse 21 angeordnet. An dem dritten Trägerelement ist ein zweites Trägerelement 17 drehbar um eine zweite Nebenachse 20 angeordnet. Die zweite und die dritte Nebenachse stehen im Wesentlichen orthogonal zueinander und treffen einander im Zentrum 22. Das erste Trägerelement 16 ist drehbar um eine erste Nebenachse 19 am zweiten Trägerelement angeordnet. Die erste und die zweite Nebenachse stehen ebenfalls im Wesentlichen orthogonal zueinander und treffen einander im Zentrum 22. Das erste Trägerelement 16 ist in der folgenden Ausführungsform als Teil der Kabine 24 ausgeführt. In der Kabine 24 ist die Haltevorrichtung für die Person 1 vorgesehen. Die Haltevorrichtung ist in bevorzugter Weise als Sitz ausgeführt. Ferner weist die Kabine in ihrem Inneren eine Bildwiedergabefläche 35 auf, die schematisch als rechteckig gebogene Fläche dargestellt ist. Es handelt sich dabei um eine schematische Darstellung. Die Bildwiedergabefläche ist an der Innenseite der Kabine vorgesehen und somit in der Regel von außen nicht zu sehen. Die Person, die in der folgenden Ausführungsform im Wesentlichen starr mit der Kabine 24 verbunden ist, ist über die erste Nebenachse 19, die zweite Nebenachse 20 und die dritte Nebenachse 21 um drei Drehfreiheitsgrade rotatorisch bewegbar. Durch das Vorsehen eines dritten Freiheitsgrades können sekundäre Fehlkräfte zumindest teilweise kompensiert und/oder verringert werden.Fig. 3 shows a device according to the invention, wherein the movement device 23 is designed as Einarmzentrifuge. This has a main arm 34 which is driven by a main drive 33 mounted in a foundation 32. The main arm 34 can be rotated about the main axis 3. Remote from the main axis 3, a third support member 18 is rotatably disposed about a third minor axis 21 on the main arm. On the third support member, a second support member 17 is rotatably disposed about a second minor axis 20. The second and the third minor axis are substantially orthogonal to each other and meet each other in the center 22. The first support member 16 is rotatably disposed about a first minor axis 19 on the second support member. The first and second minor axes are also substantially orthogonal to one another and meet at the center 22. The first carrier element 16 is designed as part of the cabin 24 in the following embodiment. In the cabin 24, the holding device for the person 1 is provided. The holding device is preferably designed as a seat. Furthermore, the cabin has in its interior an image display surface 35, which is shown schematically as a rectangular curved surface. It is a schematic representation. The image display surface is provided on the inside of the cabin and thus usually not visible from the outside. The person, which in the following embodiment is substantially rigidly connected to the car 24, is rotationally movable about the first minor axis 19, the second minor axis 20 and the third minor axis 21 by three rotational degrees of freedom. By providing a third degree of freedom secondary fault forces can be at least partially compensated and / or reduced.

[0054] Der dritte Freiheitsgrad entspricht beispielsweise der Drehung um eine Körperachse, die parallel zur Hauptachse 3 verläuft oder einer Drehung um die erste Gleichgewichtsachse der Person entspricht. 8/22 österreichisches Patentamt AT512 007 B1 2014-12-15 [0055] Die Drehung der Person um die Nebenachsen 19, 20, 21 geschieht über Antriebe der Trägerelemente 16, 17, 18. Die Antriebe ermöglichen die Drehungen um die Nebenachsen und sind von einer Steuerungseinheit gesteuert und/oder aktiv geregelt. Auch die Drehung der Bewegungsvorrichtung um die Hauptachse 3 durch den Hauptantrieb 33 kann durch die Steuerungseinheit gesteuert und/oder aktiv geregelt sein. Ferner kann die Person über Parametereingabemittel die Steuerung beeinflussen, insbesondere das simulierte Objekt in der virtuellen Welt steuern.The third degree of freedom, for example, corresponds to the rotation about a body axis, which runs parallel to the main axis 3 or corresponds to a rotation about the first equilibrium axis of the person. The rotation of the person about the minor axes 19, 20, 21 is done via drives of the support elements 16, 17, 18. The drives allow the rotations about the minor axes and are of a control unit controlled and / or actively regulated. The rotation of the movement device about the main axis 3 by the main drive 33 can also be controlled and / or actively controlled by the control unit. Furthermore, the person can influence the control via parameter input means, in particular control the simulated object in the virtual world.

[0056] Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung. Dabei ist ein Schlittenkorb 36 drehbar um eine Hauptachse 3 gelagert der von einem Hauptantrieb 33 angetrieben werden kann. Längs verfahrbar in dem Schlittenkorb 36 ist ein Heaveschlitten 37 vorgesehen. An dem Heaveschlitten 37 ist wiederum ein drittes Trägerelement 18 vorgesehen, das um eine dritte Nebenachse 21 drehbar ist. Am dritten Trägerelement 18 ist drehbar um eine zweite Nebenachse 20 ein zweites Trägerelement 17 vorgesehen. Am zweiten Trägerelement 17 ist drehbar um eine erste Nebenachse ein erstes Trägerelement 16 vorgesehen. Mit diesem ersten Trägerelement ist die Person 1 über eine Befestigungsvorrichtung verbunden. Zusätzlich zu den drei Nebenachsen ist die Person entlang einer, zur Hauptachse 3 parallel verlaufenden Heaveachse translatorisch bewegbar. Durch die verschiebbare Anordnung des Heaveschlittens 37 am Schlittenkorb 36 kann der Abstand 4 von der Person, und vom Zentrum 22 zur Hauptachse 3 verändert werden. Dadurch ist eine Änderung der Radialbeschleunigung zusätzlich zur Änderung durch die Winkelgeschwindigkeit auch durch eine Änderung des Abstandes der Person zur Hauptachse 3 möglich. Wiederum weist die Haltevorrichtung für die Person 1 drei Drehfreiheitsgrade auf. Zusätzlich zu den drei Drehfreiheitsgraden kann die Person entlang einer, zur Hauptachse 3 parallelen Richtung, und entlang des Schlittenkorbes 36 translatorisch bewegt werden. Zusammen mit der Drehung um die Hauptachse 3 bietet die kinematische Anordnung nach Fig. 4 somit sechs Freiheitsgrade.4 shows a further embodiment of a movement device according to the invention. In this case, a carriage basket 36 is rotatably mounted about a main axis 3 which can be driven by a main drive 33. Longitudinally movable in the carriage basket 36, a Heaveschlitten 37 is provided. On the Heaveschlitten 37, in turn, a third support member 18 is provided which is rotatable about a third minor axis 21. On the third support member 18, a second support member 17 is rotatably provided about a second minor axis 20. On the second support member 17, a first support member 16 is rotatably provided about a first minor axis. With this first support member, the person 1 is connected via a fastening device. In addition to the three minor axes, the person is translationally movable along a main axis parallel to the main axis 3. Due to the displaceable arrangement of the Heaveschlitten 37 on the slide basket 36, the distance 4 from the person, and from the center 22 to the main axis 3 can be changed. Thereby, a change of the radial acceleration in addition to the change by the angular velocity is also possible by changing the distance of the person to the main axis 3. Again, the holding device for the person 1 has three rotational degrees of freedom. In addition to the three rotational degrees of freedom, the person can be moved translationally along a direction parallel to the main axis 3 and along the carriage basket 36. Together with the rotation about the main axis 3, the kinematic arrangement according to FIG. 4 thus offers six degrees of freedom.

[0057] Zur Kompensation und/oder Verringerung der sekundären Fehlkräfte bei Simulationen können unterschiedliche Bewegungsabläufe vorgesehen sein.For compensation and / or reduction of the secondary fault forces in simulations different movements can be provided.

[0058] Fig. 5 zeigt eine schematische Aufsicht zur Beschreibung der kinematischen Verhältnisse bei wechselnden Winkelgeschwindigkeiten. Die Person 1 wird mit einem Abstand 4 um die Hauptachse 3 gedreht wobei zur Erzeugung unterschiedlicher Hauptbeschleunigungen die Winkelgeschwindigkeit variiert wird. Beispielsweise kann zur Simulation einer Geschwindigkeitsänderung oder eines Kurvenflugs von Flugzeugen die Person mit einer anfänglichen ersten Hauptbeschleunigung 38 und anschließend mit einer zweiten Hauptbeschleunigung 39 belastet werden. Zu diesem Zweck wird die Winkelgeschwindigkeit von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit erhöht. Zu Anfang der Simulation dreht die Bewegungsvorrichtung 23 die Person 1 mit einer konstanten ersten Winkelgeschwindigkeit. Die resultierende erste Hauptbeschleunigung 38 wirkt in einer Radialebene auf die Person. Wird nun die Winkelgeschwindigkeit erhöht, so wirkt auf die Person neben der Radialbeschleunigung auch eine Tangentialbeschleunigung 9. Diese resultiert in einer Änderung der Richtung der Hauptbeschleunigung und verläuft in der schematischen Darstellung, beispielsweise entlang des Beschleunigungsvektors 40. Ist nun die zweite Winkelgeschwindigkeit erreicht, dreht sich die Person mit der zweiten Winkelgeschwindigkeit gleichförmig um die Hauptachse 3. Die Tangentialbeschleunigung ist dabei wieder gleich null und auf die Person wirkt die zweite Hauptbeschleunigung 39, die im Falle von einer Vergrößerung der Winkelgeschwindigkeit größer ist, als der Wert der ersten Hauptbeschleunigung 38.Fig. 5 shows a schematic plan view for describing the kinematic conditions at changing angular velocities. The person 1 is rotated at a distance 4 about the main axis 3, wherein the angular velocity is varied to produce different main accelerations. For example, to simulate aircraft speed change or turn flight, the person may be charged with an initial first primary acceleration 38 and then a second main acceleration 39. For this purpose, the angular velocity is increased from a first angular velocity to a second angular velocity. At the beginning of the simulation, the moving device 23 rotates the person 1 at a constant first angular velocity. The resulting first primary acceleration 38 acts on the person in a radial plane. If the angular velocity is increased, a tangential acceleration 9 acts on the person in addition to the radial acceleration. This results in a change in the direction of the main acceleration and runs in the schematic illustration, for example along the acceleration vector 40. Now that the second angular velocity has been reached, it rotates The person with the second angular velocity uniformly around the main axis 3. The tangential acceleration is again equal to zero and the person acts on the second main acceleration 39, which is greater in the case of an increase in the angular velocity, than the value of the first main acceleration 38th

[0059] Bei einer Verringerung der Winkelgeschwindigkeit wirkt die Tangentialbeschleunigung 9‘ sowie der resultierende Beschleunigungsvektor 40‘.When the angular velocity is reduced, the tangential acceleration 9 'and the resulting acceleration vector 40' act.

[0060] Fig. 6 zeigt dieselbe kinematische Anordnung einer Person 1, die um eine Hauptdrehachse 3 gedreht wird. Wiederum wird die Person von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit beschleunigt. Dabei wirkt bei gleichförmiger Bewegung der Person mit der ersten Winkelgeschwindigkeit die erste Hauptbeschleunigung 38. Bewegt sich die Person mit der zweiten Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse 3, wobei die zweite 9/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15Fig. 6 shows the same kinematic arrangement of a person 1, which is rotated about a main axis of rotation 3. Again, the person is accelerated from a first angular velocity to a second angular velocity. In the case of uniform movement of the person with the first angular velocity, the first main acceleration 38 acts. If the person moves at the second angular velocity about the main axis 3, the second ATPO is AT512 007B1 2014-12-15

Winkelgeschwindigkeit größer ist als die erste Winkelgeschwindigkeit, so wirkt die zweite Hauptbeschleunigung 39 auf die Person. Der Wert der zweiten Hauptbeschleunigung 39 ist größer als der Wert der ersten Hauptbeschleunigung 38. Zur Kompensation der Änderung der Richtung der Hauptbeschleunigung bei Änderung des Wertes kann die Lage der Person 1 verändert werden. Zur Veränderung der Lage der Person ist eine Bewegung um die Nebenachsen 19, 20, 21 vorgesehen.Angular velocity is greater than the first angular velocity, the second main acceleration 39 acts on the person. The value of the second main acceleration 39 is greater than the value of the first main acceleration 38. To compensate for the change in the direction of the main acceleration when the value changes, the position of the person 1 can be changed. To change the position of the person, a movement about the minor axes 19, 20, 21 is provided.

[0061] In einem Beispiel für ein Verfahren zur Simulation von Beschleunigungen ist eine Person von einer ersten Hauptbeschleunigung auf eine zweite Hauptbeschleunigung zu bringen. Die Hauptbeschleunigung soll in dem ersten Beispiel entlang der Körperhochachse der Person oder entlang der ersten Gleichgewichtsachse 13 der Person wirken. Die Person wird nun in einem ersten Schritt konstant mit der ersten Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse 3 gedreht. Auf die Person wirkt die erste Hauptbeschleunigung 38. Um nun die Richtung der Beschleunigung mit der ersten Gleichgewichtsachse 13 übereinzustimmen wird die Lage der Person durch Drehung um die Nebenachsen verändert. Beispielsweise wird die Lage der Person derart ausgerichtet, dass die erste Gleichgewichtsachse 13 mit dem Vektor der ersten Hauptbeschleunigung 38, mit dem Vektor der zweiten Hauptbeschleunigung 39 oder einer Zwischenstellung 41 zwischen den Vektoren übereinstimmt. Die dritte Gleichgewichtsachse 15 der Person 1 weist dabei im Wesentlichen nach außen. Sie folgt demnach bei konstanter Winkelgeschwindigkeit im Wesentlichen der Radialebene der Hauptbeschleunigung. Bei Beschleunigung der Person von der ersten Winkelgeschwindigkeit auf die zweite Winkelgeschwindigkeit wird nun, um die Lage der Person anzupassen, die Person um die zweite Gleichgewichtsachse 14 nach hinten geneigt. Diese Neigung erfolgt jedoch in einer Weise, sodass die Bewegung insbesondere die aus der Bewegung resultierenden sekundären Fehlkräfte im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegen. Auch die Kompensation der primären Fehlkräfte erfolgt in einem Ausmaß, sodass die Fehlkräfte im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegen. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die Person bei der Beschleunigung von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit nicht um die zweite Gleichgewichtsachse bewegt wird. Die erste Gleichgewichtsachse 13 wird dabei entlang einer Zwischenstellung 41 verlaufend angeordnet. Bei Rotation der Person mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit fühlt die Person eine leichte Neigung nach hinten. Bei der zweiten Winkelgeschwindigkeit eine leichte Neigung nach vorne. Dieses Gefühl ist jedoch im Vergleich zu den anderen wirkenden Kräften so gering, dass es im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegt. Dadurch wird der Effekt kompensiert, dass durch eine Neigung der Person um eine Achse, die nicht parallel mit der Hauptachse 3 ist, der Drall der Hauptdrehung auf unterschiedliche Bogengänge übertragen wird. Bei fester Positionierung der ersten Gleichgewichtsachse 13 um die zweite Gleichgewichtsachse 14 wird somit der Drallfehler vollständig kompensiert. Die dadurch entstehenden Sekundärfehler sind vernachlässigbar und/oder liegen unterhalb oder im Bereich der Reizschwelle.In one example of a method for simulating accelerations, a person is to be brought from a first main acceleration to a second main acceleration. In the first example, the main acceleration should act along the person's body vertical axis or along the person's first equilibrium axis 13. The person is now rotated in a first step constantly with the first angular velocity about the main axis 3. The first main acceleration 38 acts on the person. In order to match the direction of the acceleration with the first equilibrium axis 13, the position of the person is changed by rotation about the minor axes. For example, the position of the person is aligned such that the first equilibrium axis 13 coincides with the vector of the first main acceleration 38, with the vector of the second main acceleration 39 or an intermediate position 41 between the vectors. The third equilibrium axis 15 of the person 1 points essentially outwards. It thus follows at constant angular velocity essentially the radial plane of the main acceleration. As the person accelerates from the first angular velocity to the second angular velocity, the person is now tilted back about the second equilibrium axis 14 to adjust the position of the person. However, this inclination occurs in a manner such that the movement, particularly the secondary failure forces resulting from the movement, are within or below the threshold of the person. Also, the compensation of the primary fault forces takes place to such an extent that the fault forces are within or below the stimulus threshold of the person. This can be achieved, for example, by not moving the person around the second equilibrium axis when accelerating from a first angular velocity to a second angular velocity. The first equilibrium axis 13 is arranged to extend along an intermediate position 41. Upon rotation of the person at a first angular speed, the person feels a slight tilt backwards. At the second angular speed, a slight inclination forward. However, this feeling is so small compared to the other acting forces that it is within or below the threshold of the person. This compensates for the effect that the inclination of the person about an axis which is not parallel to the main axis 3, the twist of the main rotation is transferred to different semicircular canals. With fixed positioning of the first equilibrium axis 13 about the second equilibrium axis 14, the swirl error is thus completely compensated. The resulting secondary errors are negligible and / or are below or within the stimulus threshold.

[0062] Eine weitere Möglichkeit zur Positionierung der Person bei steigender Beschleunigung und steigender Winkelgeschwindigkeit ist die Ausrichtung der dritten Gleichgewichtsachse entlang der Achse 15’. Die Komponente der Blickrichtung der Person in der Hauptdrehebene ist dabei in einem gewissen Winkel zwischen der tangentialen und der radialen Richtung entlang der Achse 15’ nach außen gerichtet. Der Winkel kann beispielsweise zwischen 30° und 60° oder 45° oder von der radialen Richtung, Richtung tangentialer Richtung gedreht sein. Zur Simulation einer Beschleunigung entlang der ersten Gleichgewichtsachse 13 wird diese mit der Hauptbeschleunigung 5 in Übereinstimmung gebracht. Die Lageänderung geschieht wiederum über eine Drehung der Person um die Nebenachsen 19, 20, 21. Bei Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit wird die Lage der Person zur Kompensation der primären Fehlkräfte angepasst. Dazu wird die erste Gleichgewichtsachse der ändernden Hauptbeschleunigung 38, 39 angepasst. Durch die Schrägstellung der Person um einen Winkel entlang der Achse 15’ wird der Drallfehler auf mehrere, zumindest zwei, bevorzugt drei Gleichgewichtsebenen oder Bogengänge aufgeteilt. Dies bewirkt in weiterer Folge, dass die Bewegung der Person um eine Achse, die nicht parallel zur Hauptachse 3 verläuft, im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegt. So ist 10/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15 bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Reizschwelle in allen Gleichgewichtsebenen oder Bogengängen der Person unterschritten wird. Dazu können primäre Fehlkräfte und/oder sekundäre Fehlkräfte in einer Gleichgewichtsebene oder eines Bogenganges steigen um primäre Fehlkräfte und/oder sekundäre Fehlkräfte in einer anderen Gleichgewichtsebene oder eines anderen Bogenganges im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle zu halten.Another way to position the person with increasing acceleration and increasing angular velocity is the alignment of the third equilibrium axis along the axis 15 '. The component of the line of sight of the person in the main plane of rotation is directed at a certain angle between the tangential and the radial direction along the axis 15 'to the outside. The angle may, for example, be rotated between 30 ° and 60 ° or 45 ° or from the radial direction, tangential direction. To simulate an acceleration along the first equilibrium axis 13, this is brought into agreement with the main acceleration 5. The change in position is in turn via a rotation of the person about the minor axes 19, 20, 21. When increasing the angular velocity of a first angular velocity to a second angular velocity, the position of the person to compensate for the primary error forces is adjusted. For this purpose, the first equilibrium axis of the changing main acceleration 38, 39 is adjusted. Due to the inclination of the person by an angle along the axis 15 'of the twist error is divided into several, at least two, preferably three equilibrium planes or semicircular arches. This subsequently causes the person's movement about an axis which does not run parallel to the main axis 3 to be within or below the threshold of the person. Thus, in one embodiment of the method according to the invention, it is provided that the stimulation threshold be undershot in all equilibrium planes or semicircular arches of the person. For this purpose, primary failures and / or secondary failures may increase in an equilibrium plane or archway to maintain primary failures and / or secondary failures in another or other semicircular canal at or below the threshold.

[0063] Eine weitere Möglichkeit zur Positionierung der Person ist, dass die Person mit Blickrichtung nach innen gedreht ist.Another way to position the person is that the person is turned inward direction.

[0064] Wiederum soll die Hauptbeschleunigung 5 entlang einer Körperachse beispielsweise entlang der ersten Gleichgewichtsachse 13 der Person 1 wirken. Bei einer ersten Winkelgeschwindigkeit ist die dritte Gleichgewichtsachse 15 der Person im Wesentlichen nach innen gerichtet und nach unten geneigt. Die erste Gleichgewichtsachse 13 steht im Wesentlichen orthogonal zur dritten Gleichgewichtsachse 15, ist somit nach außen geneigt und verläuft entlang der Richtung der Hauptbeschleunigung. Für die Person entsteht dadurch die subjektive Empfindung einer Beschleunigung in Richtung der Körperhochachse. Wird nun die Person von der ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit beschleunigt, so kann, wie in den vorangegangenen Beispielen, die Änderung der Richtung der Hauptbeschleunigung 5 durch Drehung der Person um die Nebenachsen kompensiert werden. Dies jedoch in einem Ausmaß, sodass die Winkelbeschleunigungen, insbesondere die primären und sekundären Fehlkräfte im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegen. Zur Verringerung des Drallfehlers kann dabei die erste Gleichgewichtsachse der Person in einer Zwischenstellung zwischen dem ersten Hauptbeschleunigungsvektor 38 und dem zweiten Hauptbeschleunigungsvektor 39 positioniert werden.Again, the main acceleration 5 should act along a body axis, for example along the first equilibrium axis 13 of the person 1. At a first angular velocity, the third equilibrium axis 15 of the person is directed substantially inwardly and inclined downwardly. The first equilibrium axis 13 is substantially orthogonal to the third equilibrium axis 15, is thus inclined outwardly and extends along the direction of the main acceleration. For the person this creates the subjective sensation of an acceleration in the direction of the body's vertical axis. If the person now accelerates from the first angular velocity to a second angular velocity, then, as in the preceding examples, the change in the direction of the main acceleration 5 can be compensated for by turning the person about the minor axes. However, to an extent such that the angular accelerations, in particular the primary and secondary fault forces, are within or below the threshold of the person. To reduce the spin error, the first equilibrium axis of the person can be positioned in an intermediate position between the first main acceleration vector 38 and the second main acceleration vector 39.

[0065] Eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verzögerung von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit, wobei die zweite Winkelgeschwindigkeit kleiner ist, als die erste Winkelgeschwindigkeit. Insbesondere bei der Verringerung der Hauptbeschleunigung 5 werden von der Person 1 die Drallfehler subjektiv stärker wahrgenommen. Die Person wird beispielsweise mit Blick nach außen positioniert, wobei wiederum die erste Gleichgewichtsachse 13 im Wesentlichen der Richtung der Hauptbeschleunigung entspricht. Zur Kompensation der primären Fehlkräfte kann nun die dritte Gleichgewichtsachse mit der Änderung der Richtung der Hauptbeschleunigung 5, insbesondere der ersten Hauptbeschleunigung 38 und der zweiten Hauptbeschleunigung 39, übereingestimmt werden. Zur weiteren erfindungsgemäßen Kompensation kann die erste Gleichgewichtsachse der Person in einer Zwischenstellung 41 zwischen der Richtung der ersten Hauptbeschleunigung 38 und der zweiten Hauptbeschleunigung 39 positioniert sein. Dabei wird keine Kompensation der Änderung der Richtung der Hauptbeschleunigung in einer Radialebene vorgenommen. Dadurch wird, wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben, der Drallfehler reduziert. Die Reduktion des Drallfehlers bewirkt eine Erhöhung der primären Fehlkräfte, jedoch bevorzugt unterhalb oder im Bereich der Reizschwelle der Person.A further application of the method according to the invention is the delay from a first angular velocity to a second angular velocity, wherein the second angular velocity is smaller than the first angular velocity. In particular, in the reduction of the main acceleration 5 of the person 1, the twist errors are subjectively perceived stronger. For example, the person is positioned looking outward, again with the first equilibrium axis 13 substantially corresponding to the direction of the main acceleration. To compensate for the primary fault forces, the third equilibrium axis can now be matched with the change in the direction of the main acceleration 5, in particular the first main acceleration 38 and the second main acceleration 39. For further compensation according to the invention, the first equilibrium axis of the person can be positioned in an intermediate position 41 between the direction of the first main acceleration 38 and the second main acceleration 39. In this case, no compensation of the change in the direction of the main acceleration in a radial plane is made. As a result, as described in the previous examples, the twist error is reduced. The reduction of the spin error causes an increase in the primary fault forces, but preferably below or within the threshold of the person.

[0066] Eine weiter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Person um eine Hauptachse 3 mit einer Winkelgeschwindigkeit gedreht wird. Die Richtung mit der die Hauptbeschleunigung auf die Person wirkt wird durch Drehung und Positionierung der Person um die Nebenachsen bestimmt. Die Person wird gemäß einer Ausführung von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse beschleunigt, wobei dadurch der Wert der Hauptbeschleunigung steigt und die Richtung der Hauptbeschleunigung geändert wird. Die zweite Winkelgeschwindigkeit ist größer als die erste Winkelgeschwindigkeit, wodurch der Wert der zweiten Hauptbeschleunigung größer ist als der Wert der ersten Hauptbeschleunigung. In weiterer Folge wird die Winkelgeschwindigkeit auf eine dritte Winkelgeschwindigkeit gesenkt, die niedriger ist als die zweite Winkelgeschwindigkeit. Dazu werden die primären und die sekundären Fehlkräfte kompensiert, teilweise kompensiert und/oder kompensiert, sodass sie im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegen. 11 /22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15 [0067] Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Person anfänglich, während einer Steigerung der Winkelgeschwindigkeit von der ersten Winkelgeschwindigkeit auf die zweite Winkelgeschwindigkeit im Wesentlichen tangential positioniert, d.h. die dritte Gleichgewichtsachse weist im Wesentlichen in tangentiale Richtung oder verläuft in einer Tangentialebene. Ist die zweite Winkelgeschwindigkeit erreicht, so wird die Person, insbesondere die dritte Gleichgewichtsachse 15 der Person nach außen gerichtet. Diese Drehung der Person um einen gewissen Winkel, insbesondere 90°, geschieht dabei derart, dass sie nicht wahrgenommen wird und/oder im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegt. Diese Bewegung kann gesteuert oder aktiv geregelt sein. In weiterer Folge wird die Winkelgeschwindigkeit von der zweiten Winkelgeschwindigkeit auf die dritte Winkelgeschwindigkeit gesenkt. Während der Steigerung der Winkelgeschwindigkeit von der ersten Winkelgeschwindigkeit auf die zweite Winkelgeschwindigkeit werden die primären Fehlkräfte maßgeblich durch Rotation der Person um die dritte Gleichgewichtsachse und um die zweite Gleichgewichtsachse kompensiert. Während der Verringerung der Winkelgeschwindigkeit von der zweiten auf die dritte Winkelgeschwindigkeit werden die primären Fehlkräfte, insbesondere durch Drehung der Person um die erste Gleichgewichtsachse und um die zweite Gleichgewichtsachse kompensiert. Die primären und die sekundären Fehlkräfte werden dabei kompensiert oder verringert, sodass sie im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle der Person liegen.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that the person is rotated about a main axis 3 at an angular velocity. The direction with which the main acceleration acts on the person is determined by rotation and positioning of the person around the secondary axes. According to one embodiment, the person is accelerated from a first angular velocity to a second angular velocity about the major axis, thereby increasing the value of the main acceleration and changing the direction of the main acceleration. The second angular velocity is greater than the first angular velocity, whereby the value of the second major acceleration is greater than the value of the first primary acceleration. Subsequently, the angular velocity is reduced to a third angular velocity, which is lower than the second angular velocity. For this purpose, the primary and the secondary fault forces are compensated, partially compensated and / or compensated so that they are within or below the stimulus threshold of the person. [0067] According to another embodiment of the method according to the invention, the person is initially positioned substantially tangentially during an increase in the angular velocity from the first angular velocity to the second angular velocity, i. E. the third equilibrium axis points essentially in the tangential direction or runs in a tangential plane. If the second angular velocity is reached, the person, in particular the third equilibrium axis 15 of the person is directed outwards. This rotation of the person by a certain angle, in particular 90 °, is done in such a way that it is not perceived and / or lies in the range or below the stimulus threshold of the person. This movement can be controlled or actively regulated. Subsequently, the angular velocity is lowered from the second angular velocity to the third angular velocity. As the angular velocity increases from the first angular velocity to the second angular velocity, the primary mismatch forces are largely compensated for by rotation of the person about the third equilibrium axis and about the second equilibrium axis. During the reduction of the angular velocity from the second to the third angular velocity, the primary false forces are compensated, in particular by rotation of the person about the first equilibrium axis and about the second equilibrium axis. The primary and secondary failure forces are compensated or reduced to lie within or below the person's threshold.

[0068] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Person anfänglich in tangentiale Richtung ausgerichtet und zur Erhöhung der ersten Winkelgeschwindigkeit auf die zweite Winkelgeschwindigkeit von der tangentialen Ausrichtung der dritten Gleichgewichtsachse um die zweite Gleichgewichtsachse gedreht. Diese Drehung kann aktiv geregelt sein, um die Drehung der Person im Bereich oder unterhalb der Reizschwelle zu halten.According to another embodiment of the inventive method, the person is initially aligned in the tangential direction and rotated to increase the first angular velocity to the second angular velocity of the tangential orientation of the third equilibrium axis about the second equilibrium axis. This rotation can be actively controlled to keep the person's rotation within or below the threshold.

[0069] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Person, insbesondere die dritte Gleichgewichtsachse der Person, im Wesentlichen tangential ausgerichtet. Bei der Steigerung von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf die zweite Winkelgeschwindigkeit werden die primären und die sekundären Fehlkräfte durch Drehung der Person um die Nebenachsen zumindest teilweise kompensiert. Zur Verringerung der Winkelgeschwindigkeit von der zweiten Winkelgeschwindigkeit auf die dritte Winkelgeschwindigkeit wird die Person nach innen schauend ausgerichtet. Die dritte Gleichgewichtsachse der Person weist somit nach innen, gegen die Radialkomponente der Hauptbeschleunigung. Die Ausrichtung der Person muss dabei nicht exakt radial erfolgen, sondern kann auch in einem Winkel zwischen der tangentialen und der radialen Richtung festgehalten oder aktiv geregelt bewegt sein.According to another embodiment, the person, in particular the third equilibrium axis of the person, aligned substantially tangentially. When increasing from a first angular velocity to the second angular velocity, the primary and secondary false forces are at least partially compensated by rotation of the person about the minor axes. To reduce the angular velocity from the second angular velocity to the third angular velocity, the person is directed inwardly looking. The third equilibrium axis of the person thus points inwards, against the radial component of the main acceleration. The orientation of the person does not have to be exactly radial, but can also be held at an angle between the tangential and the radial direction or actively controlled moved.

[0070] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Person von einer zweiten Winkelgeschwindigkeit auf eine dritte Winkelgeschwindigkeit verzögert. Die dritte Winkelgeschwindigkeit ist wiederum kleiner als die zweite Winkelgeschwindigkeit. Dabei wird die Person, insbesondere die dritte Gleichgewichtsachse der Person, im Wesentlichen radial nach innen positioniert. Die Achse ist dabei aus der Hauptdrehebene 26 nach unten geneigt, sodass beispielsweise die Hauptbeschleunigung in Richtung der ersten Gleichgewichtsachse 13 der Person 1 verläuft.According to a further embodiment of the method according to the invention, the person is delayed from a second angular velocity to a third angular velocity. The third angular velocity is again smaller than the second angular velocity. In this case, the person, in particular the third equilibrium axis of the person, is positioned substantially radially inwards. The axis is inclined downwards from the main turning plane 26, so that, for example, the main acceleration runs in the direction of the first equilibrium axis 13 of the person 1.

[0071] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gleichgewichtsorgane der Person Bogengänge umfassen und dass zur Reduktion der primären Fehlkräfte und/oder der sekundären Fehlkräfte eines Bogenganges die primären Fehlkräfte und/oder die sekundären Fehlkräfte eines weiteren Bogenganges erhöht werden und dass die sekundären Fehlkräfte unterhalb oder im Bereich der Reizschwelle der Person liegen.According to a further embodiment of the invention it is provided that the equilibrium organs of the person comprise arcades and that to reduce the primary fault forces and / or the secondary fault forces of a semicircular passage the primary fault forces and / or the secondary fault forces of another arcade are increased and the secondary failure forces are below or within the threshold of the person.

[0072] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenachsen durch ein Zentrum verlaufen, das sich im Bereich des Kopfes 2 der Person 1 befindet. Die Person wird dabei derart in der Kabine platziert, dass sich der Kopf im Bereich des Zentrums befindet.The device according to the invention for carrying out the method is characterized, for example, in that the secondary axes run through a center which is located in the region of the head 2 of the person 1. The person is placed in the cabin so that the head is in the area of the center.

[0073] Gemäß einer Ausführungsform schneiden die drei Achsen einander im Bereich des Zentrums. 12/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15 [0074] Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest eine der Nebenachsen einen Normalabstand zu den weiteren Nebenachsen auf. Dieser Abstand kann beispielsweise dem Abstand zwischen einem Gleichgewichtsorgan und dem Auge der Person betragen.According to one embodiment, the three axes intersect each other in the region of the center. According to a further embodiment, at least one of the minor axes has a normal distance to the further minor axes. This distance may be, for example, the distance between an equilibrium organ and the eye of the person.

[0075] Gemäß einer weiteren Ausführung des Verfahrens, ist vorgesehen, dass zur Simulation einer wechselnden Beschleunigung entlang einer Körperachse der Person, die Person mit einer konstanten ersten Winkelgeschwindigkeit um die Hauptachse gedreht wird bei welcher die Richtung der ersten Hauptbeschleunigung einen ersten Winkel zur Richtung der Erdbeschleunigung aufweist, - anschließend die Person auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit beschleunigt oder verzögert wird, bei der die Richtung der zweiten Hauptbeschleunigung einen zweiten Winkel zur Richtung der Erdbeschleunigung aufweist, - dass dabei die dritte Gleichgewichtsachse der Person in eine, von der Tangentialebene abweichenden Richtung gedreht wird oder ist - und dass die Körperachse der Person in eine Zwischenstellung zwischen der Richtung der ersten Hauptbeschleunigung und der Richtung der zweiten Hauptbeschleunigung und/oder in den Bereich der ersten Hauptbeschleunigung oder in den Bereich der zweiten Hauptbeschleunigung gedreht wird, und/oder dass der Winkel zwischen der Körperachse und der Erdbeschleunigung zwischen dem ersten Winkel und zweiten dem Winkel liegt.According to a further embodiment of the method, it is provided that for simulating a changing acceleration along a body axis of the person, the person is rotated at a constant first angular velocity about the main axis at which the direction of the first main acceleration a first angle to the direction of Acceleration of gravity, - then the person is accelerated or decelerated to a second angular velocity at which the direction of the second main acceleration has a second angle to the direction of gravitational acceleration, - in that the third equilibrium axis of the person is rotated in a different direction from the tangential plane or - and that the body axis of the person in an intermediate position between the direction of the first main acceleration and the direction of the second main acceleration and / or in the region of the first main acceleration or in the region of the second Hauptbeschleunigu ng is rotated, and / or that the angle between the body axis and the acceleration due to gravity lies between the first angle and the second angle.

[0076] Gemäß einer weiteren Ausführung des Verfahrens, ist vorgesehen, dass die dritte Gleichgewichtsachse der Person bei konstanter und/oder wechselnder Winkelgeschwindigkeit des Hauptantriebes im Wesentlichen in einer Ebene zwischen der Tangentialebene und der Radialebene liegt, wobei die Schnittgerade der Tangentialeben mit der Radialebene in der Ebene liegt.According to a further embodiment of the method, it is provided that the third equilibrium axis of the person is at constant and / or changing angular velocity of the main drive substantially in a plane between the tangential plane and the radial plane, wherein the line of intersection of Tangentialeben with the radial plane in the level lies.

[0077] Zum Antrieb der Drehung um die Hauptachse 3 und zum Antrieb der Drehung der Person 1 um die erste Nebenachse 19, die zweite Nebenachse 20 und/oder die dritte Nebenachse 21 sind Antriebe vorgesehen. Diese Antriebe sind gesteuert und/oder aktiv geregelt. Somit kann die Bewegung der Person 1 gesteuert und/oder aktiv geregelt sein. Die Regelung kann dabei dadurch gekennzeichnet sein, dass Steuersignale zur Steuerung der Antriebe geleitet sind, wobei die Antriebe zur Drehung der Person gesteuert und/oder geregelt sind und/oder wobei die Bewegung der Person unterhalb der Reizschwelle der Person liegt.To drive the rotation about the main axis 3 and to drive the rotation of the person 1 about the first minor axis 19, the second minor axis 20 and / or the third minor axis 21 drives are provided. These drives are controlled and / or actively regulated. Thus, the movement of the person 1 can be controlled and / or actively regulated. The control can be characterized in that control signals are directed to the control of the drives, wherein the drives are controlled and / or regulated for rotation of the person and / or wherein the movement of the person is below the threshold of the person.

[0078] Gemäß einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Person von einer ersten Winkelgeschwindigkeit auf eine zweite Winkelgeschwindigkeit gebracht, wobei bei der ersten Winkelgeschwindigkeit eine erste Hauptbeschleunigung von etwa 3G wirkt und bei der zweiten Winkelgeschwindigkeit eine zweiten Hauptbeschleunigung von etwa 1,4G wirkt. Die Person 1 wird dabei positioniert, sodass die dritte Gleichgewichtsachse nach außen weist und von der Hauptdrehebene etwa 60° nach oben weist. Bei Verringerung der Winkelgeschwindigkeit von der ersten Winkelgeschwindigkeit auf zweite Winkelgeschwindigkeit wird dabei die Person zur Kompensation der Tangentialkraft um Nebenachsen gedreht. Um den Drallfehlerzu verringern wird eine Drehung der Person um die zweite Gleichgewichtsachse festgehalten oder blockiert. Die Kompensation der Tangentialbeschleunigung geschieht dabei beispielsweise durch Drehung der Person um eine Körperachse, die Parallel zur Hauptachse verläuft.According to an embodiment of the method according to the invention, a person is brought from a first angular velocity to a second angular velocity, wherein at the first angular velocity a first main acceleration of about 3G acts and at the second angular velocity a second main acceleration of about 1.4G acts. The person 1 is positioned so that the third equilibrium axis faces outward and points approximately 60 ° upwards from the main turning plane. When reducing the angular velocity of the first angular velocity to second angular velocity while the person is rotated to compensate for the tangential force about minor axes. To reduce the spin error, rotation of the person about the second equilibrium axis is arrested or blocked. The compensation of the tangential acceleration is done, for example, by rotation of the person about a body axis that runs parallel to the main axis.

[0079] Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Simulation von Beschleunigungen für eine Person, auf die eine Hauptbeschleunigung wirkt, die im Wesentlichen durch Drehung der Person mit einem Abstand um eine Hauptachse und durch die Erdbeschleunigung erzeugt ist, wobei der Wert und die Richtung der Hauptbeschleunigung zumindest durch die Erdbeschleunigung, die Tangentialbeschleunigung und die Radialbeschleunigung bestimmt ist, wobei die Lage der Person zur Richtung der Hauptbeschleunigung im Wesentlichen durch eine Drehung der Person um zumindest zwei Nebenachsen bestimmt ist, wobei die Nebenachsen durch ein Zentrum verlaufen, das im Bereich der Person liegt, wobei bei Änderung des Wertes und der 13/22 österreichisches Patentamt AT512 007B1 2014-12-15The invention also relates to a device for simulating accelerations for a person on which acts a main acceleration, which is generated essentially by rotation of the person with a distance about a major axis and by the gravitational acceleration, wherein the value and the direction of the Main acceleration is determined at least by the gravitational acceleration, the tangential acceleration and the radial acceleration, wherein the position of the person to the direction of the main acceleration is essentially determined by a rotation of the person about at least two minor axes, wherein the minor axes pass through a center that in the area of the person whereby, when changing the value and the 13/22 Austrian Patent Office AT512 007B1 2014-12-15

Richtung der Hauptbeschleunigung auf die Person primäre Fehlkräfte wirken die durch Drehung der Person um die Nebenachsen zumindest teilweise kompensiert sind, wobei durch Drehung der Person um die Nebenachsen sekundäre Fehlkräfte auf die Person wirken und wobei durch Drehung und Positionierung der Person um drei Nebenachsen die sekundären Fehlerkräfte reduziert sind.Direction of the main acceleration to the person primary malfunction forces are at least partially compensated by rotation of the person about the minor axes, whereby by rotation of the person around the minor axes secondary fault forces act on the person and wherein by rotation and positioning of the person by three minor axes, the secondary error forces are reduced.

[0080] Grundsätzlich kann durch Rotation der Person 1 um die drei Nebenachsen die Richtung der auf die Person wirkenden Hauptbeschleunigung 5 entlang einer beliebigen Körperachse frei gewählt werden. In den vorangegangenen Beispielen wurden als Körperachsen beispielsweise die erste Gleichgewichtsachse 13 oder die Gierachse gewählt. Bei Simulationen von Objekten, in denen die Person beispielsweise liegend positioniert ist, kann auch eine schräg durch den Körper der Person verlaufende Körperachse als gewünschte Richtung der Hauptbeschleunigung gewählt werden. Die grundsätzliche kinematische Anordnung und das Verfahren zur Kompensation der sekundären Fehlkräfte bleiben jedoch unverändert, lediglich die Lage der Person ist verändert.In principle, by rotation of the person 1 about the three minor axes, the direction of the main acceleration 5 acting on the person along an arbitrary body axis can be freely selected. In the foregoing examples, as the body axes, for example, the first equilibrium axis 13 or the yaw axis was selected. In simulations of objects in which the person is positioned lying, for example, and a body axis extending obliquely through the body of the person can be selected as the desired direction of the main acceleration. However, the basic kinematic arrangement and the method for compensating the secondary fault forces remain unchanged, only the position of the person is changed.

[0081] An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich die Erfindung nicht auf die angeführten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere, dem Erfindungsgedanken entsprechende Ausführungen ergeben sich auch aus Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale, die aus der gesamten Beschreibung, den Figuren und/oder den Ansprüchen zu entnehmen sind. Somit sind auch Ausführungen offenbart, die aus Kombinationen von Merkmalen bestehen, die aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen stammen. Die Figuren sind zumindest teilweise schematische Darstellungen, wobei die Dimensionen und Proportionen von weiteren, zeichnerisch nicht dargestellten, Ausführungsformen oder Merkmalen sowie von realen Ausführungen abweichen können. 14/22 österreichisches Patentamt AT512 007 B1 2014-12-15 1. Person 2. Kopf 3. Hauptachse 4. Abstand von der Hauptdrehachse 5. Hauptbeschleunigung 6. Drehwinkel 7. Erdbeschleunigung 8. Radialbeschleunigung 9. Tangentialbeschleunigung 10. erste Gleichgewichtsebene - Gierebene 11. zweite Gleichgewichtsebene- Nickebene 12. dritte Gleichgewichtsebene - Rollebene 13. erste Gleichgewichtsachse oder Gierachse 14. zweiten Gleichgewichtsachse oder der Nickachse 15. dritte Gleichgewichtsachse Rollachse. 16. erstes Trägerelement 17. zweites Trägerelement 18. drittes Trägerelement 19. Erste Nebenachse 20. Zweite Nebenachse 21. Dritte Nebenachse 22. Zentrum 23. Bewegungsvorrichtung 24. Kabine 25. Steuerungseinheit 26. Hauptdrehebene 27. Erster Winkel 28. Zweiter Winkel 29. Lagewinkel der dritten Gleichgewichtsachse 30. Lagewinkel der ersten Gleichgewichtsachse 31. Tangentialwinkel 32. Fundament 33. Hauptantrieb 34. Hauptarm 35. Bildwiedergabefläche 36. Schlittenkorb 37. Heave-Schlitten 38. Erste Hauptbeschleunigung 39. Zweiter Hauptbeschleunigung 40. Beschleunigungsvektor 41. Zwischenstellung 15/22At this point it should be noted that the invention is not limited to the stated embodiments. Further embodiments corresponding to the concept of the invention also result from combinations of individual or several features which can be taken from the entire description, the figures and / or the claims. Thus, embodiments are disclosed that consist of combinations of features that come from different embodiments. The figures are at least partially schematic representations, wherein the dimensions and proportions of other, not graphically illustrated, embodiments or features as well as real versions may differ. 14/22 Austrian Patent Office AT512 007 B1 2014-12-15 1. Person 2. Head 3. Main axis 4. Distance from the main axis of rotation 5. Main acceleration 6. Angle of rotation 7. Gravitational acceleration 8. Radial acceleration 9. Tangential acceleration 10. First equilibrium plane - yaw plane 11 second equilibrium plane nodding plane 12. third equilibrium plane - roller plane 13. first equilibrium axis or yaw axis 14. second equilibrium axis or the pitch axis 15. third equilibrium axis rolling axis. 16. First carrier element 17. Second carrier element 18. Third carrier element 19. First secondary axis 20. Second secondary axis 21. Third secondary axis 22. Center 23. Movement device 24. Cabin 25. Control unit 26. Main turning plane 27. First angle 28. Second angle 29. Positional angle The third equilibrium axis 30. Positional angle of the first equilibrium axis 31. Tangential angle 32. Foundation 33. Main drive 34. Main arm 35. Image display area 36. Carriage basket 37. Heave carriage 38. First main acceleration 39. Second main acceleration 40. Acceleration vector 41. Intermediate position 15/22

Claims

Austrian patent office AT512 007B1 2014-12-15 Claims 1. A method for simulating accelerations for a person to whom a main acceleration, which is generated essentially by rotation of the person with a distance about a main axis and through the gravitational acceleration, - Value and the direction of the main acceleration is determined by at least the gravitational acceleration, the tangential acceleration and the radial acceleration, wherein the position of the person to the direction of the main acceleration is determined essentially by rotation and / or positioning of the person about at least two minor axes, wherein the minor axes passing through a center which lies in the area of the person, - whereby changing the value and the direction of the main acceleration on the person primary malfunction forces are at least partially compensated by rotation of the person about the minor axes - whereby by rotation of the person around the minor axes s In particular, the three semicircular arches of each equilibrium organ of the person lie substantially in three equilibrium planes of the person and wherein the third equilibrium axis substantially corresponds to a parallel to the line of sight when the person is looking straight ahead, characterized in that by rotation and Positioning the person around three minor axes will reduce the secondary misconduct.

2. The method claim 1, characterized in that to reduce the secondary fault forces, the primary fault forces are increased.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that to reduce the primary fault forces and / or the secondary fault forces in an equilibrium plane, the primary fault forces and / or the secondary fault forces are increased in a further equilibrium level.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the secondary forces caused by the angular acceleration are below or within the threshold of the person.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that caused by primary error forces angular acceleration and caused by secondary fault forces angular acceleration are below or within the threshold of the person.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the primary fault forces include Hauptbeschleunigungsfehlkräfte and / or Coriolis errors and the secondary fault forces swirl faults and / or rotational inertial forces.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that for reducing the rotational inertial forces, the angular acceleration and / or the gradient of the angular acceleration of a rotation of the person around the minor axes is limited and / or attenuated.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the person is rotated about the main axis and about the minor axes, so that while the angular acceleration of each semicircular passage in the respective equilibrium level is below the threshold of the person. 16/22 Austrian Patent Office AT512 007B1 2014-12-15

9. The method according to any one of claims 4 to 8, characterized in that the threshold is between 0.8 ° / s2 and 5 ° / s2, preferably between 1 ° / s2 and 3 ° / s2.

10. The method according to claim 7, wherein for simulating an alternating acceleration along a body axis of the person, the person is rotated about the main axis at a constant first angular velocity at which the direction of the first main acceleration is at a first angle to the person Direction of acceleration of gravity, - then the person is accelerated or decelerated to a second angular velocity, in which the direction of the second main acceleration has a second angle to the direction of gravitational acceleration, and in that case the third equilibrium axis of the person in a, deviating from the tangential plane Direction is turned or is.

11. Method according to claim 1, characterized in that in order to simulate an alternating acceleration along a body axis of the person, the person is rotated around the main axis at a constant first angular velocity at which the direction of the first main acceleration makes a first angle to Direction of acceleration of gravity, - then the person is accelerated or decelerated to a second angular velocity, wherein the direction of the second main acceleration has a second angle to the direction of gravitational acceleration, - that while the third equilibrium axis of the person in a, deviating from the tangential direction is rotated or is - and that the body axis of the person in an intermediate position between the direction of the first main acceleration and the direction of the second main acceleration and / or in the region of the first main acceleration or in the region of the second Hauptbeschleu is turned

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the third equilibrium axis of the person is at a constant angular velocity substantially in the radial plane.

13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the third equilibrium axis of the person is at constant angular velocity substantially in a plane between the tangential plane and the radial plane.

14. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the position of the third equilibrium axis of the person between the tangential plane and the radial plane is controlled or actively controlled by rotation of the person to three minor axes.

15. The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the position of the body axis of the person between the tangential plane and the radial plane by rotation of the person controlled by three minor axes or actively regulated.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the rotation of the body axes and the equilibrium axes is changed or positioned by changing the position of the person about the minor axes.

17. Device, characterized in that the device is arranged for carrying out the method according to one of claims 1 to 16. 17/22 Austrian Patent Office AT512 007B1 2014-12-15

18. The apparatus of claim 17, comprising: - a first support member (16) having a holding device for at least one person (1) and about a first minor axis (19) rotatably disposed relative to a second support member (17); a second carrier element (17) which is arranged rotatable about a second minor axis (20) relative to a third carrier element (18), wherein the first minor axis (19) and the second secondary axis (20) are arranged substantially orthogonal to one another, wherein Compensation or reduction of secondary error forces the second support member (17) is rotatably mounted about a third minor axis (21) on a Bewegungsvor-direction (23).

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the second minor axis (20) and the third minor axis (21) are arranged substantially orthogonal to each other.

20. The apparatus of claim 18 or 19, characterized in that at least one control unit for controlling and / or active control of the drives for moving the support elements (16,17,18) and the movement device (23) is provided.

21. The device according to claim 20, characterized in that the movement of the drives of the carrier elements (16, 17, 18) about the minor axes (19, 20, 21) controlled by the control unit and / or are actively controlled, and that the movement below or within the threshold of the person.

22. Device according to one of claims 20 or 21, characterized in that a movement of the drives of the minor axes is controlled by the control unit, wherein the angular acceleration of the movement are below the threshold of the person.

23. Device according to one of claims 18 to 22, characterized in that the movement device (23) as Einarmzentrifuge, as a centrifuge with movable slide, as a centrifuge with movable Heave slide, as two-arm centrifuge with movable carriage on both sides, as two-arm centrifuge with movable on both sides Heave carriage, or is designed as a robot arm with at least one rotational and / or translatory degree of freedom. 4 sheets of drawings 18/22