CN109289202B - 加强转向侧滑的体感装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加强转向侧滑的体感装置,包括一底座单元、一转动单元、一乘载单元,及一动力单元;该底座单元包括一底座平台;该转动单元包括一与该底座平台枢接的转动基座,以使该转动基座相对该底座平台左右摆动;该乘载单元包括一横向乘载体及一纵向支撑体,该纵向支撑体的底端与该转动基座枢接在一起,该纵向支撑体的顶端与该横向乘载体连接在一起;该动力单元包括一控制该横向乘载体移动的第一动力组件及一控制该转动单元左右摆动的第二动力组件;通过本技术方案,不仅可以加强模拟如机车加速及减速的体感,通过可以旋转的底座平台,还可以模拟如机车转弯时因速度过快而产生打滑的体感。

Description

加强转向侧滑的体感装置
技术领域
本发明是有关于一种体感装置,尤其是关于一种加强转向侧滑的体感装置。
背景技术
在一般电子游戏场所,具有体感的游戏机台较受游戏玩家的喜爱,其是利用模拟实际的体感效果与玩家进行游戏的互动,再配合游戏画面及音效,使玩家具有身临实境的感觉,具有体感的游戏机台在电子游戏场所中相当受到好评。
参阅图1所示,为中国台湾专利第I357346号一种具打滑效果的机车游戏设备30,包括一车体32、一倾斜机构38,及一转动机构40。该转动机构40设置于该车体32及该倾斜机构38的下方,并包括一转轴70及一马达72,该转轴70设有一第一皮带轮7002,该马达72设有一第二皮带轮7202,该第一皮带轮7002及该第二皮带轮7202间设有一用以传动的皮带74,该马达72控制该车体32转动,以使该车体32模拟机车打滑的体感。
除此之外,一些发展较为成熟的机车厂商,已发展出训练用途的摩托车模拟器,来模拟加速、刹车,及转弯等不同的效果,其中,以侧向倾斜模拟(roll)、纵向倾斜模拟(pitch),及侧滑模拟(yaw),来呈现机车行驶时的动作自由度。
参阅图2所示,为美国专利第US5209662A一种机车骑乘模拟系统,包括一基座1、一可动托架2、一可动机构6,及一机车座体13,该可动机构6上设有一可将该机车座体13滑动的滑动机构7、一将该机车座体13升降的升降机构8,及一可将该机车座体13左倾或右倾的转动马达17。
上述的机车骑乘模拟系统是以该转动马达17模拟侧向倾斜自由度(roll),以该可动托架2模拟纵向倾斜自由度(pitch),以该滑动机构7模拟侧滑自由度(yaw),进一步模拟实际骑车的感觉,以训练车手操控机车。
虽然目前的游戏机台以及较为专业的机车骑乘模拟系统可以模拟骑乘机车的感觉,但是实际使用时,仍具有体感模拟不够真实的缺点。
虽然已知技术所公开的技术手段,已公开了可旋转车体的转动机构,来模拟机车打滑的效果,或是以弧形轨道来模拟机车加速减速的效果,但是所呈现的体感效果还是不够真实。
因此,如何开发一种体感装置,可以更逼真地模拟机车转弯时,因转弯速度过快而产生打滑的体感效果,以及加速减速的体感效果,是相关技术人员亟需努力的目标。
发明内容
有鉴于此,本发明的一目的是在于提供一种加强转向侧滑的体感装置,并包括一底座单元、一转动单元、一乘载单元,及一动力单元。
该底座单元包括一底座平台。
该转动单元包括一与该底座平台枢接的转动基座,以使该转动基座相对该底座平台左右摆动。
该乘载单元包括一横向乘载体,及一纵向支撑体,该纵向支撑体的底端与该转动基座枢接在一起,该纵向支撑体的顶端与该横向乘载体连接在一起。
该动力单元包括一用以控制该横向乘载体移动的第一动力组件。
本发明的又一技术手段是在于上述的纵向支撑体的底端与该转动基座枢接处,定义其为一转动圆心点,以该转动圆心点为圆心及该纵向支撑体的垂直长度为半径形成一圆,该横向乘载体是设置于该圆的切线上。
本发明的另一技术手段是在于该第一动力组件为致动器。
本发明的再一技术手段是在于上述的转动基座突伸出一转动支撑体,该纵向支撑体的底端枢设于该转动支撑体顶端。
本发明的又一技术手段是在于上述的纵向支撑体呈弧型形态。
本发明的另一技术手段是在于上述的动力单元还包括一用以控制该转动基座左右摆动的第二动力组件。
本发明的再一技术手段是在于上述的底座单元还包括一设置于该底座平台的旋转构件,以使该底座平台可以进行旋转。
本发明的又一技术手段是在于上述的动力单元还包括一与该第二动力组件连接的动力传输构件,用以使该第二动力组件同时驱动该转动基座及该底座平台转动。
本发明的另一技术手段是在于上述的动力单元还包括一用以控制该底座平台旋转的第三动力组件。
本发明的再一技术手段是在于上述的加强转向侧滑的体感装置,还包括一游戏单元,其包括一设置于该横向乘载体的座椅构件、一设置于该横向乘载体的指令侦测组件、一执行一游戏程序的游戏控制组件,及一与该游戏控制组件电连接的游戏显示组件,该座椅构件提供一人员乘坐,该人员操控该指令侦测组件对该游戏控制组件发出一操控指令,以使该游戏控制组件将游戏画面显示于该游戏显示组件,同时控制该动力单元运作。
本发明的有益功效在于,利用该纵向支撑体的底端与该转动基座枢接的转动圆心点,将该横向乘载体设置于该圆的切线上,且该横向乘载体与该圆间隔一段距离,以使该第一动力组件控制该横向乘载体上、下移动时,该横向乘载体前端的移动的弧度会大于该横向乘载体后端的弧度,可以加强模拟机车加速及减速的体感,再配合可以旋转的底座平台,还可以模拟机车转弯时因速度过快而产生打滑的体感。
附图说明
图1是中国台湾专利第I357346号一种具打滑效果的机车游戏设备的示意图;
图2是美国专利第US 5209662 A号一种摩托车骑乘模拟系统的示意图;
图3是本发明加强转向侧滑的体感装置的第一较佳实施例的示意图;
图4是本发明加强转向侧滑的体感装置的第一较佳实施例的游戏单元的示意图;
图5是本发明加强转向侧滑的体感装置的第一较佳实施例的结构形态示意图;
图6是本发明加强转向侧滑的体感装置的第一较佳实施例位于一前倾位置的示意图;
图7是本发明加强转向侧滑的体感装置的第一较佳实施例位于一后倾位置的示意图;
图8是本发明加强转向侧滑的体感装置的第二较佳实施例的示意图;
图9是本发明加强转向侧滑的体感装置的第三较佳实施例的示意图。
图中本发明实施例中的符号表示:
A 人员;3 底座单元;31 底座平台;32 旋转构件;4 转动单元;41 转动基座;411转动支撑体;5 乘载单元;51 横向乘载体;511 前端部;512 后端部;52 纵向支撑体;53 转动圆心点;54 半径;55 圆;56 切线;6 动力单元;61 第一动力组件;62 第二动力组件;63第三动力组件;64 动力传输构件;641 第一转动轴;642 第二转动轴;7 游戏单元;71 座椅构件;72 指令侦测组件;73 游戏控制组件;74 游戏显示组件。
具体实施方式
有关本发明的特色与技术内容,在以下配合参考图式的三个较佳实施例的详细说明中,将可清楚地呈现。在进行详细说明前应注意的是,类似的组件是以相同的编号来做表示。
参阅图3、4所示,为本发明一种加强转向侧滑的体感装置的第一较佳实施例,该第一较佳实施例包括一底座单元3、一转动单元4、一乘载单元5、一动力单元6,及一游戏单元7。
该底座单元3包括一底座平台31,及一设置于该底座平台31的旋转构件32。该旋转构件32为数个环设于该底座平台31底端的轮子或轴承,及一提供该数个轮子或轴承移动的圆形轨道,以使该底座平台31可以由该旋转构件32进行水平旋转。
该转动单元4包括一与该底座平台31枢接的转动基座41。较佳地,该底座平台31上设置至少一轴承,该转动基座41设置于轴承上,以使该转动基座41可以相对该底座平台31左右摆动。该转动基座41向上突伸出一转动支撑体411。
该乘载单元5包括一横向乘载体51,及一纵向支撑体52。该横向乘载体51概呈柱状,并具有一前端部511与一后端部512,该横向乘载体51的后端部512与该纵向支撑体52的顶端连接在一起,该纵向支撑体52的底端与该转动基座41的转动支撑体411的顶端枢接在一起。
该纵向支撑体52及该转动支撑体411呈弧型形态,配合该转动基座41及该横向乘载体51,以使该转动单元4与该乘载单元5形成U型形态。
由该纵向支撑体52的底端枢设于该转动支撑体411的顶端,以使该乘载单元5的横向乘载体51可以上下摆动。
该动力单元6包括一用以控制该横向乘载体51移动的第一动力组件61、一用以控制该转动基座41左右摆动的第二动力组件62,及一用以控制该底座平台31旋转的第三动力组件63。
在该第一较佳实施例中,该第一动力组件61是一种可以快速控制长度的致动器,该第一动力组件61的一端与该横向乘载体51连接,该第一动力组件61的另一端与该转动基座41连接。
由控制该第一动力组件61长度,可以快速控制该横向乘载体51上下移动的位置。实际实施时,该第一动力组件61也可以为转动马达,设置于该纵向支撑体52与该转动支撑体411之间,以控制该乘载单元5的偏摆角度,但不应以此为限。
该第二动力组件62为设置于该底座平台31的转动马达,以控制该转动基座41左右摆动的角度。该第三动力组件63为另一设置于该底座平台31的转动马达,以控制该底座平台31水平旋转的角度。由于以控制马达达成机构旋转的技术手段,已为业界所知悉,并广泛运用于许多产品上,在此不再详加赘述。
配合参阅图5所示,该纵向支撑体52与该转动基座41的枢接处,定义其为一转动圆心点53,再以该转动圆心点53为圆心,以该纵向支撑体52的垂直长度(正切距离)为半径54形成一圆55,该横向乘载体51是设置于该圆55的切线56上。
值得一提的是,由该转动支撑体411呈弧型形态,使设置于该圆55的切线56的横向乘载体51,与该圆55的切点间隔一段距离,当该第一动力组件61伸长或缩短时,将控制该乘载单元5于一前倾位置及一后倾位置间移动。其中,该横向乘载体51的前端部511的移动弧度大于后端部512。
配合参阅图6所示,为该乘载单元5于该前倾位置的形态。该第一动力组件61缩短长度,使该横向乘载体51的位置下降,由于该纵向支撑体52将该横向乘载体51限制于该圆55的切线56上,使得该横向乘载体51的前端部511的下降弧度大于该横向乘载体51的后端部512,该横向乘载体51的前端部511的高度低于该横向乘载体51的后端部512。
配合参阅图7所示,为该乘载单元5于该后倾位置的形态。该第一动力组件61伸长长度,使该横向乘载体51的位置上升,由于该纵向支撑体52将该横向乘载体51限制于该圆55的切线56上,使得该横向乘载体51的前端部511的上升弧度大于横向乘载体51的后端部512,该横向乘载体51的前端部511的高度高于该横向乘载体51的后端部512。
该游戏单元7包括一设置于该横向乘载体51的座椅构件71、一设置于该横向乘载体51的指令侦测组件72、一执行一游戏程序的游戏控制组件73,及一与该游戏控制组件73电连接的游戏显示组件74,该座椅构件71提供一人员A乘坐。
该人员A操控该指令侦测组件72对该游戏控制组件73发出一操控指令,以使该游戏控制组件73将游戏画面显示于该游戏显示组件74,并同时控制该动力单元6运作,以使该人员A具有骑乘机车的体感效果。
较佳地,该游戏控制组件73为可执行一机车游戏的计算机装置,该座椅构件71为机车的模型,其车头方向朝向该横向乘载体51的前端部511,其车尾方向朝向该横向乘载体51的后端部512,可提供该人员A跨坐。
该指令侦测组件72为模拟机车把手的侦测组件,可以侦测油门深度、刹车力道,及转向角度,并将侦测的信息传输至该游戏控制组件73,以提供该人员A控制游戏中机车。
该第一较佳实施例的游戏显示组件74是一种头戴显示器(Head Mount Display,HMD),以虚拟现实(virtual reality, VR)的技术,模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供关于视觉等感官的模拟,让使用者感觉仿佛身临其境,可以实时且没有限制的观察三维空间内的事物。实际实施时,该游戏显示组件74也可以使用一般显示屏幕,不应以此为限。
当该人员A由该指令侦测组件72送出加深油门的指令时,该游戏控制组件73将运算机车加速的程序,于该游戏显示组件74对该人员A送出加速的环境画面,并适当地控制该乘载单元5移动至后倾位置,以使该人员A感觉机车因加速所具有前轮抬高的感觉。
当该人员A由该指令侦测组件72送出刹车的指令时,该游戏控制组件73将运算机车刹车的程序,于该游戏显示组件74对该人员A送出刹车的环境画面,并适当地控制该乘载单元5移动至前倾位置,以使该人员A感觉机车因刹车所具有前轮压低的感觉。
当该人员A由该指令侦测组件72送出转向的指令时,该游戏控制组件73将运算机车转弯的程序,于该游戏显示组件74对该人员A送出转弯的环境画面,并适当地控制该底座平台31旋转,以及该转动基座41偏摆,以使该人员A感觉机车因转弯所具有的压车感觉。
该游戏控制组件73会计算车速与转弯弧度,来判断是否合乎打滑的条件。当该游戏控制组件73判断机车转弯车速过快,将执行机车打滑的程序,该游戏控制组件73于该游戏显示组件74对该人员A送出打滑的环境画面,并适当地控制该底座平台31旋转及该转动基座41偏摆,以及快速将该乘载单元5移动至该前倾位置,以使该人员A感觉机车因转弯车速过快,所出现的机车因打滑而向外抛出的感觉。
值得一提的是,已知技术中只利用旋转底座的方式来提供打滑的体感,无法提供因打滑而产生向外抛出的感觉。本发明结合了该底座平台31的旋转,该转动基座41的偏摆,以及该乘载单元5迅速移动至该前倾位置,所产生的向外抛出的感觉,使该人员A所感觉的打滑体感更为逼真。
参阅图8所示,为本发明一种加强转向侧滑的体感装置的第二较佳实施例,该第二较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同,相同之处在此不再详加赘述,不同之处在于该动力单元6还包括一与该第二动力组件62连接的动力传输构件64,以替代该第三动力组件的设置。
该动力传输构件64是一种双轴输出的齿轮结构,具有同步转动的一第一转动轴641及一第二转动轴642。由于将一个马达的转动力量传动至两个转轴的技术手段,已为业界所知悉,在此不再详加赘述。
较佳地,该动力传输构件64固定于该底座平台31上,该第一转动轴641与该转动基座41连接在一起,该第二转动轴642固定于地上,以使该第二动力组件62可以同时并同步转动该转动基座41及该底座平台31。
当该人员A由该指令侦测组件72送出转向的指令时,该游戏控制组件73将运算机车转弯的程序,不仅可以由该游戏显示组件74对该人员A送出转弯的环境画面,更适当地控制该第二动力组件62的转动,以同步控制该底座平台31的旋转及该转动基座41的偏摆,以使该人员A感觉机车因转弯所具有的压车感觉。
参阅图9所示,为本发明一种加强转向侧滑的体感装置的第三较佳实施例,该第三较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同,相同之处在此不再详加赘述,不同之处在于该动力单元6只包括用以控制该横向乘载体51移动的第一动力单元6。
除此之外,该底座平台31是固定于地面上,该纵向支撑体52为直立式柱状体,该纵向支撑体52的底端直接枢接于该转动基座41上,该横向乘载体51垂直该纵向支撑体52。
该纵向支撑体52的底端与该转动基座41枢接处为该转动圆心点53,再以该纵向支撑体52的垂直长度为半径54形成该圆55,该横向乘载体51设置于该圆55的切线56上。
该人员A可双脚撑地,直接向左或向右摆荡该乘载单元5,以将该转动基座41向左或向右偏摆一个角度,该游戏单元7的指令侦测组件72可侦测该转动基座41偏摆的角度,以控制游戏中机车的方向,由于以偏转车体来控制机车游戏的技术手段,已为业界所知悉,并广泛运用于一般机车游戏的机器中,在此不再详加赘述。
值得一提的是,该横向乘载体51设置于该圆55的切线56上,使该横向乘载体51的前端部511上升或下降的弧度,大于该横向乘载体51的后端部512,以使该游戏单元7的游戏控制组件73执行加速、刹车,或打滑的程序时,可以让该人员A体验更真实的骑车感觉。
由上述说明可知,本发明加强转向侧滑的体感装置具有下列功效:
一、具有更真实的体感
由可控制长度的第一动力组件61,让该乘载单元5于该前倾位置及该后倾位置之间移动,且该横向乘载体51设置于该圆55的切线56上,可以使机车游戏提供更真实的体感效果。
二、减少马达的设置
该动力传输构件64可以让该第二动力组件62同时控制该底座平台31及该转动基座41转动,并提供该人员A驾驶机车时转弯的体感效果,确实减少马达的设置。
三、提供真实的打滑体感
本发明结合了该底座平台31的旋转,该转动基座41的偏摆,以及该乘载单元5迅速移动至该前倾位置时,所产生的机车向外抛出的感觉,让该人员A有更为逼真的打滑体感效果。
综上所述,本发明由该底座平台31的旋转,该转动基座41的偏摆,提供机车游戏中较为真实的转弯体感,再配合该第一动力组件61的运作,可以再提供加速、刹车,及打滑的体感效果,尤其当该第一动力组件61快速将该乘载单元5移动至该前倾位置时,可产生机车向外抛出的打滑感觉,因此确实可以达成本发明的目的。
以上所述,仅为本发明的三个较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,包括:
一底座单元,包括一底座平台及一设置于所述底座平台的旋转构件,所述旋转构件使所述底座平台进行旋转;
一转动单元,包括一与所述底座平台枢接的转动基座,以使所述转动基座相对所述底座平台左右摆动;
一乘载单元,包括一横向乘载体及一纵向支撑体,所述纵向支撑体的底端与所述转动基座枢接在一起,所述纵向支撑体的顶端与所述横向乘载体连接在一起;及
一动力单元,包括一用以控制所述横向乘载体移动的第一动力组件。
2.依据权利要求1所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,其中,所述纵向支撑体的底端与所述转动基座枢接处,定义为一转动圆心点,以所述转动圆心点为圆心及所述纵向支撑体的垂直长度为半径形成一圆,所述横向乘载体是设置于所述圆的切线上。
3.依据权利要求2所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,其中,所述第一动力组件为致动器。
4.依据权利要求3所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,其中,所述转动基座突伸出一转动支撑体,所述纵向支撑体的底端枢设于所述转动支撑体顶端。
5.依据权利要求4所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,其中,所述纵向支撑体呈弧型形态。
6.依据权利要求5所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,其中,所述动力单元还包括一用以控制所述转动基座左右摆动的第二动力组件。
7.依据权利要求6所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,其中,所述动力单元还包括一与所述第二动力组件连接的动力传输构件,用以使所述第二动力组件同时驱动所述转动基座及所述底座平台转动。
8.依据权利要求6所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,其中,所述动力单元还包括一用以控制所述底座平台旋转的第三动力组件。
9.依据权利要求7或8所述的加强转向侧滑的体感装置,其特征在于,还包括一游戏单元,所述游戏单元包括一设置于所述横向乘载体的座椅构件、一设置于所述横向乘载体的指令侦测组件、一执行一游戏程序的游戏控制组件及一与所述游戏控制组件电连接的游戏显示组件,所述座椅构件提供一人员乘坐,所述人员操控所述指令侦测组件对所述游戏控制组件发出一操控指令,以使所述游戏控制组件将游戏画面显示于所述游戏显示组件,并同时控制所述动力单元运作。
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