CN110238017B - 用于控制平台振动的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制平台(2)的振动的控制系统(1)，该平台由固定的下支撑件(2a)、上支撑件(2b)和多个中间体(2c)形成。控制系统(1)包括至少一个振动发生器(3)，所述至少一个振动发生器(3)位于平台(2)内部在中间体(2c)之间，并且包括定子体(4)和至少一个振动体(5)，振动体(5)由磁性材料制成且相对于定子体(4)同心，并且布置在定子体(4)周围的径向外部的位置，其被配置以使上支撑件(2b)相对于下支撑件(2a)振动。控制系统(1)还包括电路，该电路包括缠绕在定子体(4)上的线圈，并被设计以接收音频和/或视频信号，以通过线圈产生磁场，并被设计以根据音频和/或视频信号使所述至少一个振动发生器(3)的至少一个振动体(5)振动。

Description

用于控制平台振动的系统
技术领域
本发明的对象是用于控制平台振动的控制系统。
背景技术
平台是设计用于接收用户的任何表面。换句话说，平台可以是座的座位或房间的地板。
特别地，已知用于响应于音频和/或视频信号而振动的平台。
存在其中使用此类平台的不同行业，例如，通常诸如游戏、或电影院或娱乐行业。
例如，在某些视频游戏中，存在用于模拟机动车辆的驾驶室的座椅。
此类座椅可以振动，从而给予玩家在特定的道路(例如未铺砌的道路)上驾驶的感觉。
另一个应用示例可以是4D电影院的座位，其中除了为用户提供三维视频和高清晰度音频外，还提供了与给定场景(例如以爆炸为主的动作场景)相关联的身体的感觉。
另一个应用示例由迪斯科舞厅的地板提供，其中基于音乐希望给予用户一定的反馈，或由舞蹈游戏的平台提供，其中平台的某些点必须根据用户在跳舞的音乐片段而振动。
不利的是，已知的平台无法提供足够真实的反馈，而且振动的强度并不是总能产生需要给予用户的梦幻感觉。
还更不利的是，已知的平台并不总是与音频和视频对准，而且振动常常是重复的，并且与屏幕上正在发生的动作或正在听的音乐片段相脱离。
发明内容
因此，本发明的技术任务是提供一种用于控制平台振动的控制系统和一种用于控制平台振动的控制方法，其能够克服现有技术已经出现的缺陷。
因此，本发明的目标是提供一种用于控制平台振动的控制系统和一种用于控制平台振动的控制方法，其能够响应于音频和/或视频信号而给出适当的反馈和正确的振动强度。
所限定的技术任务和指定的目标基本上是通过本发明的用于控制平台振动的控制系统和用于控制平台振动的控制方法来实现的。
通过对用于控制平台振动的控制系统和用于控制平台振动的控制方法的说明性和非限制性描述，本发明的进一步特征和优点将更加清晰。
附图说明
本说明书将参照所附附图在下文进行阐述，附图仅供指示并因此是非限制性的，其中:
图1是设置有用于控制振动的控制系统的平台的透视图，该控制系统是本发明的目的；
图2是图1的设置有用于控制振动的控制系统的平台的细节透视图；
图3是根据又一个实施例的作为本发明目的的控制系统的透视图。
具体实施方式
参照附图，1通常表示用于控制平台振动的控制系统，为便于描述，将其表示为控制系统1。
平台2是设计成使用户可以踩踏地板(或者可以通过运输工具沿其行进)的任何部件或者设计用于用户的支撑件和/或座位的椅子的部件。
其他实施例是可能的，只要其需要存在相对于例如(仍然保持在座位环境中的)椅背的表面具有减小的表面和减小的高度/厚度的主体。
图1中所示的平台2设置有固定的下支撑件2a和上支撑件2b。
下支撑件2a被配置以将平台2固定至地板或座或其他等同物。
上支撑件2b是与用户相互作用并且设计为将振动传递给用户的支撑件。
下支撑件2a和上支撑件2b的形状使得在平台2的闭合配置中，下支撑件2a和上支撑件2为平台2提供瓦形或类似形状(具有圆形或正方形或矩形或其他类型的形状)，其中，相对于限定下支撑件2a的延伸和上支撑件2b的延伸的表面，具有减小的厚度。
换句话说，下支撑件2a和上支撑件2b限定了平台2的内部体积。
优选地，平台2包括多个插入在下支撑件2a和上支撑件2b之间的中间体2c。
特别地，中间体2c是可以具有长形或更紧凑的形状的加强件，并且其被定位以占据由下支撑件2a和上支撑件2b形成的体积。
换句话说，中间体2c被定位在平台2的内部体积内，占据其尽可能多的空间。
优选地，中间体2c可以具有覆盖平台2的整个厚度的总高度，或者如附图所示，可以由若干部件制成，其中一些部件与下支撑件2a相关联而另一些部件与上支撑件2b相关联。
控制系统1包括位于平台2内部(换句话说，在平台2的内部体积内)的至少一个振动发生器3，所述振动发生器3位于中间体2c和用于根据音频和/或视频信号来运行振动发生器3的电路(未示出)之间。
特别地，电路接收来自另一设备(例如与DJ的控制台连接的PC，或用于视频游戏的控制台或正在再造电影或其他视频文件的电视/光盘读取器)的音频和/或视频信号，并基于该信号将能量发送至振动发生器3，以再造振动，该振动再造关于上述信号(无论是音频和/或视频)的身体感觉。
具体地，振动发生器3将产生将在所述中间体(如果存在的话)之间延伸的振动，以振动上支撑件2b的整个表面(或上支撑件2b的至少一部分)。
该振动对应于上支撑件2b的直接运动。
特别地，电路包括线圈，该线圈被设计以使振动发生器3的给定部件振动。
具体地，振动发生器3包括定子体4，相对于定子体4本身同心的至少一个振动体5，以及至少一个与振动体5本身相关联的磁体5a。
特别地，振动体5和磁体5a相对于定子体4同心并且被布置在定子体4外部的周边位置。
如附图所示，定子体4位于平台2的中心位置。
特别地，电路的线圈被缠绕在定子体4上。
优选地，定子体4沿着定子体4的延伸轴线“X”延伸，延伸轴线“X”与平台2的上支承件2b的平面垂直。
优选地，定子体4的形状基本上为圆柱形。
还更优选地，定子体具有内腔4a，内腔4a相对于延伸轴线“X”平行且同心。
内腔4a的形状用于在控制系统1本身的磁路中产生气隙。
如附图所示，定子体4包括被设计以接收电路的线圈的座4b，使得当电流穿过线圈时，线圈产生使至少一个振动体5振动的磁场。
关于至少一个振动体5，其由铁磁材料制成并且被配置以使上支撑件2b相对于下支撑件2a振动。
优选地，振动体5被配置，以根据音频和/或视频信号，以平行和/或横向于定子体的延伸轴线“X”轴的平移运动进行振动。
特别地，在接收到音频和/或视频信号后，电路向缠绕在定子体4上的线圈发送电流，从而产生根据上述音频和/或视频信号使振动体5振动的上述磁场。
换句话说，磁场根据音频和/或视频信号而可变化。
电路被配置以基于所接收的音频和/或视频信号来管理振动体5的振动强度。如果声音特别高，则振动具有一定水平的强度，如果声音小于之前的声音，则振动的强度也较小。
换句话说，基于所接收的音频和/或视频信号，电路将调节由线圈产生的磁场强度，从而调节所述至少一个振动体5的振动。
优选地，振动体5被制成圆盘形式，其相对于定子体4同心(或者相对于定子体4的延伸轴线“X”同心)。
当定子体4的形状被制成大体为圆柱形时，该实施例是优选合适的。类似地，在本实施例中，磁体5a被制成为相对于定子体4同心的圆盘形状。
优选地，如附图所示，振动发生器3包括相对于定子体同心的至少两个振动体5。
所述两个振动体5与磁体5a相关联，磁体5a将所述两个振动体5保持在一起。特别地，将磁体5a插入在两个振动体5之间。
优选地，可以存在两个磁体5a，其与各自的振动体5相关联。
在图3中，示出了两个磁体5a，所述两个磁体介于各自的振动体5之间并与各自的振动体5相关联。
优选地，可以将磁体5a(或多个磁体5a)粘在振动体5上。
两个振动体5被配置成，被牢固地约束在连接所述两个振动体5的磁体5a上，根据音频和/或视频信号相对于定子体4振动。
特别地，两个振动体5由铁磁材料制成，并且由缠绕在定子体4上的线圈产生的磁场使其振动。
优选地，两个振动体5均可被制成相对于定子体4的延伸轴线“X”同心的圆盘形状，从而能够以与延伸轴线“X”本身平行的运动进行振动。
优选地，控制系统1包括振动发生器3的保护壳体6。
特别地，保护壳体6被设计以保护振动发生器3并且同时使振动发生器3能够将振动传递至上支撑件2b，且保护壳体6被约束在下支撑件2a上。
保护壳体6的形状用于改善定子体4的稳定性，特别是为了防止保护壳体6能够被振动体5所振动。
具体地，保护壳体6的形状被设置以用于保持定子体4的下部和上部牢固稳定，如附图所示。
为实现本发明的目的，以非限制性的方式，提供具有相应螺栓的螺钉，所述螺钉将定子体4牢固地固定在保护壳体6上。
所述保护壳体6还包括座6a，座6a的形状被设置以用于容纳振动体5。
此外，保护壳体的座6a的形状被设置以允许振动体5振动，特别是允许振动体5根据平行于定子体4的延伸轴线“X”的方向具有预设行程。
优选地，控制系统1包括陶瓷引导件6b或另一种非常硬的材料制成的引导件，该引导件平行于定子体4的延伸轴线“X”布置，并且在其上所述至少一个振动体5在至少一个座6a内滑动(或如图所示，所述两个振动体5)。
换句话说，所述至少一个振动体5沿着由所述至少一个座6a所限定的预设行程在所述陶瓷引导件6b上滑动。
优选地，控制系统1还包括被插入在所述陶瓷引导件6b和所述至少一个振动体5之间的旋转轴承6c，如图3的实施例中所示。
旋转轴承6c使所述至少一个振动体5能够在所述至少一个座6a内的所述陶瓷引导件6b上滑动(或如图所示，所述两个振动体5)。
换句话说，所述至少一个振动体5(通过旋转轴承6c)沿着由所述至少一个座6a所限定的预设行程在所述陶瓷引导件6b上滑动。
有利地，该实施例能够改善振动体5的运动以减小摩擦，从而更好地将振动从振动体5传递至上支撑件2b，这进一步使得所述系统能够容易地支撑不平行于主运动的轴线的负载而不会受到损坏。
优选地，控制系统1包括传递结构7和至少一个阻尼器8。
传递结构7被可操作地插入在振动发生器3和阻尼器8之间。
优选地，传递结构7被插入在至少一个振动体5和阻尼器8之间。
传递结构7的形状被设置以用于将振动从振动发生器3传递到至少一个阻尼器8。
特别地，传递结构7具有堆叠在所述至少一个振动体5(或至少两个振动体5)的部分中的轴7a和与所述阻尼器8连通的板7b。
如附图所示，当振动体5振动时，振动体5将振动传递至传递结构7(特别是传递至轴7a，轴7a会将振动传递至板7b)，传递结构7将振动传递到至少一个阻尼器8。
阻尼器8使得振动能够被抑制。
在图3中，显示了控制系统1的又一个实施例。
控制系统1包括与上支撑件2b相关联的支撑板9和用于传递振动的传递柱10。
传递柱10在第一端10a处与支撑板9相关联并且在第二端10b处与至少一个振动体5相关联(如果如附图所示存在两个振动体5，则第二端10b与最靠近上支撑件2b的振动体5相关联)。
支撑板9设置有弹性耦合元件，例如静音块11，从而保护控制系统1本身，防止所述至少一个振动发生器3可能被损坏。
在图3中，该实施例设置有旋转轴承6c，但是该实施例可以在无需振动体5沿陶瓷导向件6b滑动的情况下实现。
上述公开的控制系统1的两个实施例都是为了抑制任何非垂直运动类型的振动(从而抑制任何非垂直运动类型的振动体5的运动)。
换句话说，振动体5的运动必须与上支撑件2b相对于下支撑件2a的等效运动相匹配。
例如，如果振动体5振动移动1mm，则上支撑件2b必须相对于下支撑件2a移动1mm。
上支撑件2b相对于下支撑件2a的等效运动为轴向类型的运动(平行于延伸轴线“X”)。
优选地，上述(根据图2和/或图3的实施例)公开的控制系统1包括位于平台2内部在中间体2c之间的多个振动发生器3。
特别地，振动发生器3彼此等距(具有网格分布)，以振动平台2的上支撑件2b的不同区域。
通过在同一平台2上使用多个振动发生器3，例如通过将振动发生器3放置在平台2的多个拐角处，可以通过其同步而获得上支撑件2b相对于下支撑件2a的精确移动。
仅仅作为示例，可以使平台2倾斜，或者还可以使平台2具有显著强度的波动或旋转运动。
该电路还包括若干线圈，其数量等于振动发生器3的数量。
有利地，该实施例能够增加传递给用户的振动的真实性。
此外，该实施例使能够进行振动的表面增加。
本发明还涉及一种包括上述公开的控制系统1的座。
特别地，座(无论是扶手椅、设置有垫子的座椅等)的座位，或用户的座位平面，与上述平台2重合。
具体地，上支撑件2b与用户的座位平面重合，根据音频和/或视频信号，接收被设计以模拟屏幕上正在发生的事件的身体感觉的振动。
本发明还涉及包括多个平台2的地板，每个平台2包括如上所公开的控制系统1。
或单个平台2，其包括多个如上述所公开的控制系统1。
每个平台2可以被制成包括单个振动发生器3或多个振动发生器3的形式。
通过这种方式，每个平台2的上支撑件2b限定了可由一个和/或多个用户踩踏的平面，并被配置以根据从电路接收到的音频和/或视频信号将振动传递至该平面。
在使用地板的过程中，上支撑件2b可以与下支撑件2a邻接以免破坏控制系统1，并且其部件可以封闭在由上支撑件2b和下支撑件2a本身所限定的体积内。
有利地，如果在大尺寸安装之后地板非常广阔，则该技术方案使得还能够由重型车辆在该地板上行进。
本发明还涉及一种用于控制平台2的振动的控制方法。
该控制方法提供了设置如前所述的控制系统1并且将至少一个振动发生器3定位于平台2的中间体2c之间的步骤。优选地，如果控制系统1包括振动发生器3，则该方法将振动发生器3本身定位于平台2本身的中心部分中。
优选地，如果控制系统1包括多个振动发生器3，则该方法根据分布将振动发生器3定位于平台2内部，所述分布例如用振动发生器3占据平台2本身的数个区域，振动发生器3根据网格分布彼此等距。
该方法进一步将电路连接至振动发生器3，特别是通过将线圈缠绕在振动发生器3的定子体4上来实现。
接下来的步骤是将音频和/或视频信号发送至电路，以便由缠绕在定子体上的线圈产生磁场。
此时，接下来的步骤是根据音频和/或视频信号，通过磁场使至少一个振动体5振动，以便将振动传递至平台2。特别地，该方法将振动从振动发生器3传递至上支承件2b。
本发明能够克服现有技术中出现的缺陷。
有利地，定子体4的存在和相对于定子体4外部同心的振动体5的存在使得能够优化所涉及的质量与所产生的振动功率之间的比率。
更有利地，上述公开的控制系统1使得能够获得相对于音频和/或视频信号和以及与前述信号匹配的振动强度为真实的振动的传递。

Claims (13)

1.一种用于控制平台(2)的振动的系统(1)，其用于音频和/或视频应用，所述平台由固定的下支撑件(2a)和上支撑件(2b)形成，所述控制系统(1)包括：
-至少一个振动发生器(3)，所述振动发生器(3)位于平台(2)内部在所述下支撑件(2a)和所述上支撑件(2b)之间，并且包括定子体(4)、至少一个振动体(5)和与所述振动体(5)相关联的至少一个磁体(5a)，所述振动体(5)被配置以使所述上支撑件(2b)相对于所述下支撑件(2a)振动，所述至少一个振动体(5)和所述至少一个磁体(5a)相对于所述定子体(4)同心，并且被定位在所述定子体(4)外部的周边位置，其中所述定子体(4)沿延伸轴线(X)延伸，所述定子体(4)的延伸轴线(X)垂直于由所述平台的上支撑件(2b)限定的平面；
-电路，所述电路包括缠绕在所述定子体(4)上的线圈，并且被设计以接收音频和/或视频信号用于通过所述线圈产生磁场，被设计以根据所述音频和/或视频信号使所述至少一个振动发生器(3)的所述至少一个振动体(5)振动，所述振动对应于所述上支撑件(2b)的直接运动；
-引导件，该引导件平行于定子体的延伸轴线(X)布置，并且在其上所述至少一个振动体在至少一个座内滑动；
-旋转轴承，其可操作地插入在所述引导件和所述至少一个振动体之间，使得允许在所述至少一个座中所述至少一个振动体在所述引导件上滑动，其中所述旋转轴承包括多个旋转元件，每个旋转元件能围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线与定子体(4)的延伸轴线(X)间隔开并且横向于定子体(4)的延伸轴线(X)定向。
2.根据权利要求1所述的控制系统(1)，还包括用于传递所述振动的传递结构(7)和至少一个阻尼器(8)，所述传递结构(7)可操作地插入在所述振动发生器(3)和所述至少一个阻尼器(8)之间，并且其形状被设置用于将所述振动从所述振动发生器(3)朝向所述至少一个阻尼器(8)传递。
3.根据权利要求1所述的控制系统(1)，还包括柱(10)和与所述上支撑件(2b)相关联的支撑板(9)，所述柱(10)用于将与其第一端(10a)相关联的振动传递至所述支撑板(9)，且将与其第二端(10b)相关联的振动传递至所述至少一个振动体(5)，所述支撑板(9)配备有静音块(11)。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的控制系统(1)，还包括用于所述至少一个振动发生器(3)的保护壳体(6)，所述至少一个振动发生器(3)被设计以将所述振动传递至所述上支撑件(2b)，所述保护壳体(6)的形状被设置以使得当所述至少一个振动体(5)振动时改善所述定子体(4)的静态特性，并且所述保护壳体(6)包括至少一个座(6a)，所述至少一个座(6a)的形状被设置以使得允许所述至少一个振动体(5)具有预设行程。
5.根据权利要求4所述的控制系统(1)，还包括陶瓷引导件(6b)，所述陶瓷引导件(6b)平行于所述定子体(4)的延伸轴线(X)定位，在所述至少一个座(6a)中所述至少一个振动体(5)在所述陶瓷引导件(6b)上滑动。
6.根据权利要求4所述的控制系统(1)，其中，所述引导件是陶瓷材料或具有可比硬度的另一种材料的引导件。
7.根据权利要求1所述的控制系统(1)，其中所述定子体(4)具有实质上圆柱形的形状，并且其中所述至少一个振动体(5)具有圆盘形状，所述定子体具有相对于延伸轴线(X)平行且同心的内腔(4a)。
8.根据权利要求1所述的控制系统(1)，其中所述振动体(5)被配置，以根据所述音频和/或视频信号，以平行于和/或横向于所述定子体的延伸轴线(X)的平移运动进行振动。
9.根据权利要求1所述的控制系统(1)，还包括在所述定子体(4)外部的至少两个同心振动体(5)，所述至少两个同心振动体(5)被配置以根据所述音频和/或视频信号彼此相对振动并且均相对于所述定子体(4)振动。
10.根据权利要求1所述的控制系统(1)，还包括位于所述平台(2)内在所述下支撑件(2a)和所述上支撑件(2b)之间的多个振动发生器(3)，每个所述振动发生器彼此等间隔，以便使所述平台(2)的所述上支撑件(2b)的不同区域振动。
11.一种座，其包括根据权利要求1所述的用于控制所述平台(2)的振动的系统(1)，其中所述平台(2)的所述上支撑件(2b)与用户的座位平面重合，并且其中用于控制所述振动的所述系统(1)被配置以根据音频和/或视频信号振动所述座位平面。
12.一种地板，其包括多个平台(2)，每个所述平台包括固定的下支撑件(2a)，限定了用户可踩踏的表面的上支撑件(2b)和根据权利要求1所述的用于控制所述平台的振动的系统(1)，其中所述系统(1)被配置以根据音频和/或视频信号使所述可踩踏的表面振动。
13.一种用于控制平台(2)的振动的方法，所述平台包括固定的下支撑件(2a)和上支撑件(2b)，所述方法包括以下步骤：
-制备根据权利要求1-10中任意一项所述的控制系统(1)；
-在所述平台的所述下支撑件(2a)和所述上支撑件(2b)之间放置至少一个振动发生器(3)；
-将电路连接至所述振动发生器(3)；
-向所述电路发送音频和/或视频信号；
-根据所述音频和/或视频信号，由所述电路的至少一个线圈产生磁场；
-根据所述音频和/或视频信号，通过所述磁场使所述至少一个振动发生器(3)的至少一个振动体(5)振动；
-将所述振动从所述振动发生器(3)传递至所述平台(2)的所述上支撑件(2b)，
其中，所述方法包括还以下步骤：
-使至少一个振动体在平行于定子体的延伸轴线布置的至少一个引导件上的至少一个座中滑动，其中，在至少一个振动体的步骤中，旋转轴承可操作地插入在所述引导件和所述至少一个振动体之间，使得允许所述滑动，其中所述旋转轴承包括多个旋转元件，每个旋转元件能围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线与定子体的延伸轴线间隔开并且横向于定子体的延伸轴线定向。
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