CN101321482A - 用于视频系统的致动支撑平台 - Google Patents

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Abstract

一种致动支撑框架(10)，用于使随着与视频输出相关联的运动信号的变化而变化的运动相对于地面传送到座椅，致动支撑框架包括框架(12，12′，12″，112)。框架(12，12′，12″，112)可沿平移自由度扩展/缩回。在框架(12，12′，12″，112)上设置支撑表面(23，23′)。支撑表面(23，23′)可通过框架(12，12′，12″，112)的扩展/缩回相对于彼此移动，从而使其尺寸适于支撑座椅(A)。在框架(12，12′，12″，112)和地面之间设置致动器(41)。致动器(41)接收信号，并且选择性地相对于地面与视频输出同步地移动框架(12，12′，12″，112)，由此支撑在框架(12，12′，12″，112)上的座椅(A)可在框架(12，12′，12″，112)中移动。还提供了一种用于安装运动模拟系统的座椅系统的方法。

Description

用于视频系统的致动支撑平台
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2005年11月30日递交的美国专利申请No.11/289,352的优先权。
技术领域
本发明总体涉及一种运动模拟装置，更具体地，涉及一种运动模拟系统的结构配置，其接收随着视频输出中所产生动作的变化而变化的运动信号。
背景技术
家庭视频游戏和家庭视频系统多年来一直限于与观众进行视觉和声音的交互作用。例如，响应于游戏者的动作(play)，视频游戏将产生视觉和声音响应。游戏者通常借助游戏中心来增强由视频游戏获得的感受，在游戏中心中，一些视频游戏配备有力反馈连接装置，通过所述力反馈连接装置，将感觉增加到视觉和声音响应中。
由于家庭视频游戏和家庭视频系统的流行，已经开发出力反馈连接装置(force feedback interface)，并且这些力反馈连接装置容易实现将感觉提供给观众。例如，BattleChairTM为设置有多个扬声器的椅子，通过所述扬声器，视频输出的声音输出传送到椅子及坐椅子的人。更具体地，BattleChairTM为中空，并且具有超低音音箱(subwoofer)和三分频音箱，所述超低音音箱和三分频音箱可使椅子随着从视频输出传送的声音的变化而振动。因此，在玩游戏过程中，BattleChairTM将游戏的感觉提供给游戏者。在游戏中心，一些力反馈连接装置包括游戏者坐在其中的游戏者接纳装置(gamer-receivingreceptacle)。为了使游戏者完全获得游戏的感觉，游戏者接纳装置通常为游戏者的四肢提供支撑，由此，使用者处于失重状态。
类似的技术已经用于家庭，但是这些类型的力反馈连接装置体积大且笨重。这些类型连接装置的所有者必须提供相当大的地板空间(通常为房间)，以使这样的连接装置放在家里。这样的连接装置不容易移动，并且因此不实用。
Roy等人的2004年11月8日公开的美国专利申请公报No.US2004/0229192中描述了一种运动模拟装置。所述运动模拟装置具有由致动器支撑在地板上的座椅部分。在其实施例中，所述致动器为座椅部分的一体部件，由此消费者要购买作为座椅部分与致动器的整体系统的运动模拟装置。
但是，消费者可能需要不受特定设计限制的运动模拟装置，从而与他/她现有的家庭装饰(decoration)/风格匹配。期望提供一种诸如运动模拟装置之类的力反馈连接装置，其考虑到家庭使用且不具有侵占性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于运动模拟装置的致动支撑平台，其解决了现有技术的问题。
本发明的又一个目的是提供一种安装运动模拟系统的座椅系统的方法。
因此，根据本发明，提供一种致动支撑框架，用于使随着与视频输出相关联的运动信号的变化而变化的运动相对于地面传送到座椅，该致动支撑框架包括：框架，所述框架可沿至少一个扩展/缩回自由度扩展/缩回；多个支撑表面，位于所述框架上，所述支撑表面可通过所述框架的扩展/缩回相对于彼此移动，从而使其尺寸适于支撑座椅；和至少一个致动器，其位于所述框架和地面之间，所述致动器适于接收信号，以选择性地相对于地面与视频输出同步地移动所述框架；由此，支撑在所述框架上的座椅可与所述框架一起移动。
而且，根据本发明，提供一种用于安装运动模拟系统的座椅系统的方法，包括以下步骤：提供致动支撑框架，所述致动支撑框架具有带有多个致动器的可扩展/缩回的框架；将所述致动支撑框架设置在地面上，以使所述致动器可相对于地面移动所述框架；根据由所述框架支撑的座椅的宽度和长度尺寸的变化来调节所述框架的尺寸；将所述座椅设置在所述框架上；和将所述致动器连接到与所选视频输出同步的信号源；由此，所述致动器的致动使所述座椅相对于地面与所选视频输出同步地移动。
附图说明
因而已经概述了本发明的实质，现在将参照通过其优选实施例的示例显示的附图，在附图中：
图1是根据本发明第一优选实施例的用于运动模拟装置的致动支撑平台的前视立体图；
图2是图1的致动支撑平台的后视立体图，其示出了致动器模块和框架之间的关系；
图3是图1的致动支撑平台的、没有任何盖的致动器模块的立体图；
图4是根据本发明第二优选实施例的具有一对致动器模块的致动支撑平台的立体图；
图5是具有另一种框架的、图1的致动支撑平台的前视立体图；
图6是图1的致动支撑平台和座椅的装配图；
图7是图4的致动支撑平台和座椅的装配图；
图8是根据本发明第三优选实施例的用于运动模拟装置的致动支撑平台的立体图；以及
图9A到图9E是各种连接结构中的图8的致动支撑平台的俯视图。
具体实施方式
现在参照附图，更具体地参照图1，根据本发明优选实施例的致动支撑平台通常以附图标记10表示。支撑平台10具有框架12和致动器模块14。
框架12设置为支撑如图6中所示的座椅A。框架12为座椅和致动器模块14与地面之间的连接装置。
致动器模块14连接到视频系统、游戏控制装置(game console)等，从而接收致动信号或类似的协议(protocol)，以根据与视频系统、游戏控制装置等的视频输出相关的监视器(例如显示器、电视)的视频输出的变化来移动座椅A(图6)。视频输出与例如游戏控制装置、视盘播放机、VHS、HD电视等视频系统产生的声频和/或视频输出全部相关。
参照图1，框架12具有大致矩形形状，且具有四个管状部件20。管状部件20通过端部连接器21相互连接。端部连接器21包括在框架12近端的端部连接器21A和在框架12远端的端部连接器21B。
通常在端部连接器21A之间的管状部件20上设置支撑件或腿部21C，从而将平台10的前端支撑在地面上。端部连接器21B都刚性连接到致动器模块14，从而使框架12与致动器模块14相关联，以在框架12与致动器模块14之间传送运动。
每一个端部连接器21均具有一对框架外罩22，所述框架外罩22中容置管状部件20。因此，由于管状部件20和框架外罩22之间的伸缩关系(telescopic relation)，框架具有两个平移自由度，因而可沿X轴线和Y轴线扩展/缩回。
在框架12的四个拐角处设置支撑板23。支撑板23通过容置在端部连接器21的支撑外罩25中的管状部件24连接到框架12。因此，管状部件24和支撑外罩25之间的伸缩关系使支撑板23能够沿X轴线平移。
因此，由于X轴线和Y轴线的平移自由度，框架12可随着将与致动支撑平台10一起使用的座椅的变化而改变尺寸(sizeable)。如图6中所示，座椅A具有四个腿部B(其中三个腿部可见)，所述腿部B中的每一个腿部设置在一个支撑板23的顶部上。一旦框架12已经调节尺寸来支撑座椅A，则管状部件20/24优选固定到端部连接器21(例如，使用一些螺栓或其他适当的紧固件)。
设置在框架12上的座椅A因而将受到致动器模块14的致动。因此，坐在座椅A上的人(或多个人)将感受到由致动器模块14产生的运动。
应指出，支撑板23的支撑平面(即，支撑表面)比管状部件20/框架外罩22的上表面低。因此，座椅A在该结构中靠近地面，由此支撑平台10通常是不引人注意的(discreet)。
但是，期望将支撑板23的支撑平面设置在管状部件20/框架外罩22的上表面上方。以这样的方式，没有四个伸出腿部(例如腿部B)的座椅可由支撑平台10支撑。
虽然未示出，但是各种结构可设置在支撑板23上来确保座椅A保持固定到框架12。例如，在支撑板23中可设置凹陷，以与重力共同作用来将座椅A相对于框架12保持在适当位置处。同样，支撑板23的上表面可选地具有缓冲层或连接装置(例如突出的螺栓或孔)，从而座椅A的腿部可固定到支撑板23。
参照图1，致动器模块14设置有盖40，其容置致动器模块14的各部件。参照图2，盖40被移除，从而露出一对致动器41。因为输出轴42面向地面，而致动器41的壳体43固定到致动器模块14的壳体44，所以致动器41倒置(invert)。
因此，输出轴42在框架12的远端支撑所述支撑平台10。致动器41的致动，无论是独立致动还是联合致动，将导致框架12运动，并且因而导致由框架12支撑的座椅A运动。
虽然图2中示出一对致动器41，但是应指出，一个或多个致动器可设置于平台10。具有一对致动器41的平台10以两个自由度移动(例如，纵摇(pitch)和横摇(roll))，而具有单个致动器41的平台10可沿单个自由度移动(例如，纵摇)。如将在后文描述的，更多的致动器可用于提供附加的自由度。
如图3中所示，壳体44可支撑电子部件45，该电子部件45将致动器41与运动模拟装置指令系统相互连接(例如，随着视频输出的变化而变化)。电子部件45给致动器41提供动力。
应指出，图2中示出的框架12′与图1的框架12稍微不同。但是，框架12′也可沿X轴线和Y轴线扩展/缩回，因而沿两个自由度平移。因此，框架12′也可调节到座椅的尺寸。
图2和图5的框架12′具有一对端部子框架60，所述端部子框架60由一对管状部件61相互连接。管状部件61可伸缩地安装到子框架60，从而框架12′可沿Y轴线扩展/缩回。
同样地，在框架12′的四个拐角设置支撑板62。支撑板62配备有管状部件63，从而可相对于子框架60伸缩。因此，支撑板62可沿X轴线移动，以将框架12′调节到座椅(例如图6的座椅A)的宽度。
腿部64在图5中显示为固定到近端子框架60。致动器模块14固定到远端子框架60。因此，框架12′由腿部64和一对输出轴(图2)支撑在地面上。在子框架60中设置紧固件65，从而可拆卸地将管状部件61锁定到用于适当的框架12′尺寸的子框架60。设置同样的紧固件66以用于将支撑板62可拆卸地锁定到子框架60。
框架12和12′通常用于支撑相对小的座椅，例如单人或双人座椅，而且致动器模块14设置在座椅A的靠背处。参照图4和图7，其示出了支撑平台10的可替代实施例，其中，在子框架60上设置一对致动器模块14以形成框架12″，从而支撑更大的座椅，例如图7的座椅A1。
图7的支撑平台具有一对子框架60，且每一个子框架60设置有致动器模块14。子框架60类似于图2和图5的远端子框架60，由此相同的部件将标有相同的附图标记。使用一对致动器模块14使得平台10能够沿三个自由度运动(例如，纵摇、横摇和沿Z轴线平移)。
子框架60通过管状部件61相互连接，所述管状部件61能够使框架12″沿X轴线扩展。支撑板62可沿Y轴线移动，从而框架12″可以沿两个平移自由度扩展/缩回。框架12″由两个致动器模块14的四个输出轴支撑。
考虑到图1到图7中示出的实施例，一种用于安装座椅系统(即，具有座椅A、A1的致动支撑平台10)的方法如下所述。将致动支撑平台10设置在地面上，从而一个或多个致动器模块14的致动器40可相对于地面移动框架12/12′/12″。使框架12/12′/12″的尺寸能根据由框架12/12′/12″支撑的座椅A/A1的宽度和长度尺寸的变化来调节，并且将框架12/12′/12″锁定在适当位置(例如，使用紧固件65和66)。于是座椅A/A1设置在框架12/12′/12″上。一旦致动器40连接到所选的视频输出，则致动支撑平台10可用于相对于地面移动座椅A/A1。
参照图8，致动支撑平台10显示为具有连接到致动器模块14的框架112，并且具有不同的结构。框架112具有多个管状部件20′，多个管状部件20′可彼此固定来提供各种结构，如图9A到图9E中所示。因此，支撑板23′可设置在各位置处，从而使框架112适于座椅A的不同尺寸。支撑板23′可沿管状部件20′移动，并且沿管状部件20′设置连接孔，以使框架112能够具有扩展/缩回度。

Claims (12)

1.一种致动支撑框架，用于使随着与视频输出相关联的运动信号的变化而变化的运动相对于地面传送到座椅，该致动支撑框架包括：
框架，所述框架能沿至少一个扩展/缩回自由度扩展/缩回；
多个支撑表面，位于所述框架上，所述支撑表面能通过所述框架的扩展/缩回相对于彼此移动，从而使其尺寸适于支撑座椅；和
至少一个致动器，其位于所述框架和地面之间，所述致动器适于接收信号，以选择性地相对于地面与视频输出同步地移动所述框架，
由此，支撑在所述框架上的座椅能与所述框架一起移动。
2.根据权利要求1所述的致动支撑框架，其中，所述框架能沿两个扩展/缩回自由度扩展/缩回，从而调节到容置在所述框架上的所述座椅的宽度和长度。
3.根据权利要求1所述的致动支撑框架，其中，所述框架的结构部件为伸缩关系，从而提供至少一个扩展/缩回自由度。
4.根据权利要求1所述的致动支撑框架，其中，在所述框架上设置腿部，从而所述框架通过所述腿部和所述至少一个致动器支撑在地面上。
5.根据权利要求4所述的致动支撑框架，其中，所述腿部在所述框架的前端上，并且所述至少一个致动器安装到所述框架的后端。
6.根据权利要求4所述的致动支撑框架，其中，所述至少一个致动器设置成使其输出轴抵靠地面。
7.根据权利要求1所述的致动支撑框架，其中，所述框架上的所述支撑表面在限定所述框架的其余部分的结构部件的上表面下方。
8.根据权利要求1所述的致动支撑框架，包括至少两个所述致动器，且所述致动器设置在所述框架的侧边上。
9.根据权利要求8所述的致动支撑框架，包括四个所述致动器，其中第一致动器和第二致动器设置为邻近所述框架的前拐角，并且第三致动器和第四致动器设置为邻近所述框架的后拐角。
10.根据权利要求1所述的致动支撑框架，其中，所述致动器封闭在一壳体中，且所述壳体连接到所述框架。
11.一种用于安装运动模拟系统的座椅系统的方法，包括以下步骤：
提供致动支撑框架，所述致动支撑框架具有带有多个致动器的可扩展/缩回的框架；
将所述致动支撑框架设置在地面上，以使所述致动器能够相对于地面移动所述框架；
根据由所述框架支撑的座椅的宽度和长度尺寸的变化来调节所述框架的尺寸；
将所述座椅设置在所述框架上；和
将所述致动器连接到与所选的视频输出同步的信号源；
由此，所述致动器的致动使所述座椅相对于地面与所选视频输出同步地移动。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述调节所述框架的尺寸的步骤包括将所述框架以选择的尺寸锁定。
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