CN112546641B - 模拟飞行的体感装置 - Google Patents

Abstract

一种模拟飞行的体感装置，包含一底座单元、一摆荡单元及一倾倒单元；底座单元包括一底座座体；摆荡单元包括一枢接于该底座座体的摆荡支撑构件及一用以控制该摆荡支撑构件的摆荡角度的摆荡致动构件，该摆荡致动构件具有一设置于该底座座体的摆荡马达、一设置于该摆荡马达的摆荡转动杆及一设置于该摆荡转动杆与该摆荡支撑构件之间的摆荡推拉杆；倾倒单元包括一枢接于该摆荡支撑构件的乘坐座体、一设置于该摆荡支撑构件及该乘坐座体之间的倾倒支撑构件及一用以控制该乘坐座体的倾倒角度的倾倒致动构件，该倾倒致动构件具有一设置于该摆荡支撑构件的倾倒马达、一设置于该倾倒马达的倾倒转动杆及一设置于该倾倒转动杆与该乘坐座体之间的倾倒推拉杆。

Description

模拟飞行的体感装置

技术领域

本发明是有关于一种体感装置，尤其是一种模拟飞行的体感装置。

背景技术

早期，游乐园的设施是以实体游戏为主，随着科技的进步，出现了虚拟体感的游乐设施，是以大型投影屏幕，配合体感座舱，使乘坐者具有视觉、听觉，及身体感觉的效果。

参阅图1，为中国台湾专利第546595号，一种六自由度运动平台，具有一底座平台11、一运动平台12，及复数致动器13。该复数致动器13设置于该底座平台11及该运动平台12之间，该复数致动器13相互配合，以使该运动平台12进行摆荡，以模拟实际的身体感觉。

但是，借由六自由度的运动来模拟飞行时的体感，与实际飞行的体感还是有明显的差别，仿真度还是不够，无法模拟乘坐于飞机上，平稳地上升及下降的体感。除此之外，习知需使用高达六组制动器，不仅控制难度提升，也增加建置成本。

值得一提的是，六自由度的体感设施虽然可以提供基本的身体感觉，但是复数伸缩杆交错设置于平台之间，每一伸缩杆的动作都会影响其它伸缩杆，除此之外，六自由度的体感设施要精确地模拟乘坐于飞机的体感，复数伸缩杆需要大幅度的延伸或紧缩，必要扩大零件的使用及设置尺寸，进一步提升了设置的成本，以及设置的难度。

因此，体感设施如何减少致动零件的设置来达到降低成本的成果，还能有效及精准地模拟飞行的体感，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提供一种模拟飞行的体感装置，包含一底座单元，及一摆荡单元。

该底座单元包括一底座座体。

该摆荡单元包括一摆荡座体、至少二枢接于该底座座体与该摆荡座体之间的摆荡支撑构件，及一用以控制该二摆荡支撑构件的摆荡位置的摆荡致动构件。

该二摆荡支撑构件长度相等且相互平行，该二摆荡支撑构件与该底座座体的二接点形成一固定基线，该二摆荡支撑构件与该摆荡座体的二接点形成一摆荡基线，该固定基线与该摆荡基线长度相等，该摆荡支撑构件、该固定基线与该摆荡基线呈平行四边形。

本发明的又一技术手段，是在于上述的模拟飞行的体感装置更包含一倾倒单元，包括一乘坐座体、一设置于该摆荡座体及该乘坐座体之间的倾倒支撑构件，及一用以控制该乘坐座体的倾倒角度的倾倒致动构件。

本发明的另一技术手段，是在于上述的摆荡致动构件具有一设置于该底座座体的摆荡马达、一与该摆荡马达连接的摆荡转动杆，及一与该摆荡转动杆及该摆荡座体连接的摆荡推拉杆，该摆荡马达控制转动的角度，以控制该摆荡座体的位置。

本发明的再一技术手段，是在于上述的倾倒致动构件具有一设置于该摆荡座体的倾倒马达、一与该倾倒马达连接的倾倒转动杆，及一与该倾倒转动杆及该乘坐座体连接的倾倒推拉杆，该倾倒马达控制转动的角度，以控制该乘坐座体的转动角度。

本发明的又一技术手段，是在于上述的固定基线的高度大于该摆荡基线。

本发明的另一目的是在提供一种模拟飞行的体感装置，包含一底座单元，及一摆荡单元。

该底座单元包括一底座座体。

该摆荡单元包括一枢接于该底座座体的摆荡支撑构件，及一用以控制该摆荡支撑构件的摆荡角度的摆荡致动构件。

该倾倒单元包括一枢接于该摆荡支撑构件的乘坐座体、一设置于该摆荡支撑构件及该乘坐座体之间的倾倒支撑构件，及一用以控制该乘坐座体的倾倒角度的倾倒致动构件。

本发明的再一技术手段，是在于上述的摆荡致动构件具有一设置于该底座座体的摆荡马达、一设置于该摆荡马达的摆荡转动杆，及一设置于该摆荡转动杆与该摆荡支撑构件之间的摆荡推拉杆。

本发明的又一技术手段，是在于上述的倾倒致动构件具有一设置于该摆荡支撑构件的倾倒马达、一设置于该倾倒马达的倾倒转动杆，及一设置于该倾倒转动杆与该乘坐座体之间的倾倒推拉杆。

本发明的另一技术手段，是在于上述的模拟飞行的体感装置，更包含一控制单元，包括一体感控制器，该体感控制器与该摆荡马达及该倾倒马达电性连接。

本发明的有益功效在于，借由该体感控制器分别控制该摆荡致动构件及该倾倒致动构件，该摆荡致动构件控制该乘坐座体的摆荡角度，该倾倒致动构件控制该乘坐座体的倾倒角度，以乘坐于该乘坐座体的人员可以体验到稳定上升的体感。

附图说明

图1是装置示意图，说明为中国台湾专利第546595号一种六自由度运动平台；

图2是装置示意图，说明本发明一种模拟飞行的体感装置的一第一较佳实施例的立体态样；

图3是装置示意图，说明该第一较佳实施例的摆荡低点的态样；

图4是装置示意图，说明该第一较佳实施例的摆荡高点的态样；

图5是装置示意图，说明该第一较佳实施例的一摆荡致动构件；

图6是装置示意图，说明该第一较佳实施例的一乘坐座体后仰态样；

图7是装置示意图，说明该第一较佳实施例的乘坐座体前倾态样；

图8是方块示意图，说明该第一较佳实施例的一控制单元；

图9是装置示意图，说明本发明一种模拟飞行的体感装置的一第二较佳实施例；

图10是装置示意图，说明该第二较佳实施例的一摆荡致动构件；及

图11是装置示意图，说明该第二较佳实施例的一倾倒致动构件。

符号说明 ：

11 底座平台，12 运动平台，13 致动器，3 底座单元，31 底座座体，

4 摆荡单元，41 摆荡座体，42 摆荡支撑构件，43 摆荡致动构件，

431摆荡马达，432 摆荡转动杆，433摆荡推拉杆，44固定基线，45摆荡基线，

5 倾倒单元，51 乘坐座体，52 倾倒支撑构件，53 倾倒致动构件，

531 倾倒马达，532 倾倒转动杆，533 倾倒推拉杆，

6 控制单元，61 体感控制器。

具体实施方式

有关本发明的相关申请专利特色与技术内容，在以下配合参考附图的两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，类似的元件是以相同的编号来做表示。

参阅图2、3、4，为本发明一种模拟飞行的体感装置的一第一较佳实施例，该第一较佳实施例包含一底座单元3、一摆荡单元4、一倾倒单元5，及一控制单元6。

该底座单元3包括一底座座体31，于该第一较佳实施例，该底座座体31设置于地面上，并以撑立于地面的方式供该摆荡单元4设置，以使该摆荡单元4可相对该底座座体31进行摆荡。实际实施实，该底座座体31可悬挂于建筑物的顶部，更可以结合转动装置进行转动，或是设置于载具以进行移动，不应以此为限。

该摆荡单元4包括一摆荡座体41、至少二枢接于该底座座体31与该摆荡座体41之间的摆荡支撑构件42，及一用以控制该二摆荡支撑构件42的摆荡位置的摆荡致动构件43。

由于该底座座体31本体撑高，所以该二摆荡支撑构件42与该底座座体31的枢接点位置较高，以使该二摆荡支撑构件42可相对该底座座体31进行摆荡。

该二摆荡支撑构件42长度相等，该二摆荡支撑构件42相互平行，该二摆荡支撑构件42与该底座座体31的二接点形成一固定基线44，该二摆荡支撑构件42与该摆荡座体41的二接点形成一摆荡基线45，该固定基线44与该摆荡基线45长度相等，该固定基线44与该摆荡基线45相互平行，以使该二摆荡支撑构件42、该固定基线44与该摆荡基线45形成一平行四边形。

于该第一较佳实施例，该二摆荡支撑构件42设置两组，以稳定该倾倒单元5，其中，每一只摆荡支撑构件42的长度必须相等，以维持侧视时该二摆荡支撑构件42、该固定基线44与该摆荡基线45呈平行四边形，实际实施实，该摆荡支撑构件42的数量不应以本较佳实施例的举例为限。

该固定基线44为该二摆荡支撑构件42与该底座座体31的枢接点，该底座座体31固定不动，因此该固定基线44为固定不动，该摆荡基线45为该二摆荡支撑构件42与该摆荡座体41的枢接点，该二摆荡支撑构件42相对该底座座体31进行摆荡，因此该摆荡基线45会随着二摆荡支撑构件42进行摆荡，该底座座体31随着该摆荡基线45移动。

值得一提的是，该二摆荡支撑构件42长度相等，该固定基线44与该摆荡基线45长度相等，即使该摆荡基线45随着二摆荡支撑构件42进行摆荡，该二摆荡支撑构、该固定基线44与该摆荡基线45所形成的形状，一样在平行四边形的特性范畴中。

平行四边形的特性是两组对边平行且相等，两组对角也相等，该较佳实施例的二摆荡支撑构件42、固定基线44与摆荡基线45所形成的平行四边形，虽然会因为该二摆荡支撑构件42的摆荡造成角度的改变，外型一样呈平行四边形。

该固定基线44的高度大于该摆荡基线45，该摆荡基线45的移动特性为平行且稳定地进行摆荡，因此，该摆荡座体41随着该摆荡基线45平行且稳定地进行摆荡，而设置于该摆荡座体41的倾倒单元5，也呈平行且稳定地进行摆荡，当该摆荡致动构件43稳定地控制该摆荡座体41的位置时，可有效模拟乘坐飞机时升空或下降的体感效果。如果只是单纯地提供模拟乘坐飞机时升空或下降的体感效果，可于该摆荡座体41上设置座椅，不需设置该倾倒单元5。

该倾倒单元5包括一乘坐座体51、一设置于该摆荡座体41及该乘坐座体51之间的倾倒支撑构件52，及一用以控制该乘坐座体51的倾倒角度的倾倒致动构件53。其中，该倾倒支撑构件52为一种轴承构件，以使该乘坐座体51可以相对该摆荡座体41进行转动，并将该乘坐座体51设置于该摆荡座体41上，该倾倒致动构件53可控制该乘坐座体51与该摆荡座体41的转动角度。

于该第一较佳实施例，该乘坐座体51为可乘座复数人员的座椅构件，并以二倾倒支撑构件52枢接于该摆荡座体41上，该倾倒致动构件53可控制该乘坐座体51前倾或后仰的角度，实际实施时，该乘坐座体51可使用单人的座椅，不应以此为限。

参阅图5，该第一较佳实施例的摆荡致动构件43具有一设置于该底座座体31的摆荡马达431、一与该摆荡马达431连接的摆荡转动杆432，及一与该摆荡转动杆432及该摆荡座体41连接的摆荡推拉杆433，该摆荡马达431控制转动的角度，以控制该摆荡座体41的位置。

该二摆荡支撑构件42限制了该摆荡座体41的移动轨道，该摆荡致动构件43是利用该摆荡马达431转动该摆荡转动杆432，并带动该摆荡推拉杆433推动该摆荡座体41，所以该摆荡致动构件43可以精准地控制该摆荡座体41在移动轨道中的位置。

参阅图6、7，该第一较佳实施例的倾倒致动构件53具有一设置于该摆荡座体41的倾倒马达531、一与该倾倒马达531连接的倾倒转动杆532，及一与该倾倒转动杆532及该乘坐座体51连接的倾倒推拉杆533，该倾倒马达531控制转动的角度，以控制该乘坐座体51的转动角度。

该倾倒支撑构件52固定于该乘坐座体51与该摆荡座体41之间，以使该乘坐座体51可相对该摆荡座体41旋转，该倾倒致动构件53是利用倾倒马达531转动该倾倒转动杆532，并带动该倾倒推拉杆533推动该乘坐座体51，所以该倾倒致动构件53可以精准地控制该乘坐座体51的旋转角度。

上述的摆荡致动构件43及倾倒致动构件53使用马达进行移动位置或转动角度的控制技术，只是该第一较佳实施例的较佳举例而以，实际实施时，可以使用汽缸、油压缸、螺杆等致动构件来控制该乘坐座体51的位置，不应以此为限。

参阅图8，该控制单元6包括一体感控制器61，该体感控制器61与该摆荡马达431及该倾倒马达531电性连接，较佳地，该体感控制器61与一影音输出装置连接，以提供乘坐于该乘坐座体51的人员影像及音响感受，再配合本发明的模拟飞行的体感装置，使乘坐于该乘坐座体51的人员确实感受飞行的体感，由于将影像、声音与体感装置相配合的技术手段，已为业界所知悉，并广泛运用于体感设施中，在此不再详加赘述。

该摆荡单元4提供平行且稳定的摆荡动作，该倾倒单元5提供前倾动作或后仰动作，该体感控制器61精准地控制该摆荡马达431及该倾倒马达531的转动角度，以提供该乘坐座椅飞行的体感。

发明人要强调的是，早期以六轴汽缸的体感技术必须占据庞大的设置空间，只能设置于地面，该复数致动汽缸彼此干涉，必须使用复杂的控制技术，也无法提供稳定的摆荡来完整模拟飞行的体感。本发明的体感控制器61只需控制该摆荡马达431及该倾倒马达531，即可呈现飞行的体感，更可以节省设置空间，降低控制的复杂性，以及降低体感装置的设置成本。

参阅图9、10、11，为本发明一种模拟飞行的体感装置的一第二较佳实施例，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，相同之处于此不再详述，不同之处在于该第二较佳实施例的摆荡单元4包括一枢接于该底座座体31的摆荡支撑构件42，及一用以控制该摆荡支撑构件42的摆荡角度的摆荡致动构件43。

该倾倒单元5包括一枢接于该摆荡支撑构件42的乘坐座体51、一设置于该摆荡支撑构件42及该乘坐座体51之间的倾倒支撑构件52，及一用以控制该乘坐座体51的倾倒角度的倾倒致动构件53。

该第二较佳实施例的摆荡致动构件43具有一设置于该底座座体31的摆荡马达431、一设置于该摆荡马达431的摆荡转动杆432，及一设置于该摆荡转动杆432与该摆荡支撑构件42之间的摆荡推拉杆433。

该第二较佳实施例的倾倒致动构件53具有一设置于该摆荡支撑构件42的倾倒马达531、一设置于该倾倒马达531的倾倒转动杆532，及一设置于该倾倒转动杆532与该乘坐座体51之间的倾倒推拉杆533。

实际实施时，该摆荡致动构件43及该倾倒致动构件53的其中之一，可以使用气压推杆、油压推杆，或其他可以控制位置的设备，不应以本较佳实施例的举例为限。

该体感控制器61分别控制该摆荡马达431及该倾倒马达531的运作。由于该第二较佳实施例的摆荡致动构件43控制该摆荡支撑构件42的角度时，也会改变该乘坐座体51的前倾或后仰的角度，因此，该体感控制器61控制该倾倒马达531时必须考虑该摆荡马达431的转动角度，马达的控制指令较为简单，容易进行搭配，以取得较佳的控制参数。

由上述说明可知，本发明模拟飞行的体感装置确实具有下列功效：

一、控制简单：

有别于早期以六轴汽缸的体感技术，本发明只需使用一组摆荡单元4，即可使该乘坐座体51完美呈现飞行的体感，在使用一组倾倒单元5，以加强该乘坐座体51前倾或后仰的体感，该体感控制器61可以简单的指令操作该摆荡马达431及该倾倒马达531。

二、模拟飞行：

该固定基线44的高度大于该摆荡基线45，该摆荡基线45的移动特性为平行且稳定地进行摆荡，因此，该摆荡座体41随着该摆荡基线45平行且稳定地进行摆荡，而设置于该摆荡座体41的倾倒单元5，也呈平行且稳定地进行摆荡，有效模拟乘坐飞机时升空或下降的体感效果。

三、节省成本：

本发明的摆荡单元4提供稳定上升及下降的动作，该倾倒单元5提供前倾或后仰的动作，结构简单不占空间，也容易维修保养，有效节省营运成本。

综上所述，该固定基线44的高度大于该摆荡基线45，该摆荡基线45的移动特性为平行且稳定地进行摆荡，因此，该摆荡座体41随着该摆荡基线45平行且稳定地进行摆荡，而设置于该摆荡座体41的倾倒单元5，也呈平行且稳定地进行摆荡，有效模拟乘坐飞机时升空或下降的体感效果。

除此之外，该摆荡单元4负责模拟飞行的上升及下降的体感，该倾倒单元5负责模拟飞行的前倾或后仰的体感，该体感控制器61分别控制该摆荡单元4与该倾倒单元5，以使该摆荡单元4与该倾倒单元5相互配合，令乘坐于该乘坐座体51的人员感受实际飞行的感觉，故确实可以达成本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的两个较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大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，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (2)

1.一种模拟飞行的体感装置，其特征在于，包含：

一底座单元，包括一底座座体；

一摆荡单元，包括一枢接于该底座座体的摆荡支撑构件，及一用以控制该摆荡支撑构件的摆荡角度的摆荡致动构件，该摆荡致动构件具有一设置于该底座座体的摆荡马达、一设置于该摆荡马达的摆荡转动杆，及一设置于该摆荡转动杆与该摆荡支撑构件之间的摆荡推拉杆；及

一倾倒单元，包括一枢接于该摆荡支撑构件的乘坐座体、一设置于该摆荡支撑构件及该乘坐座体之间的倾倒支撑构件，及一用以控制该乘坐座体的倾倒角度的倾倒致动构件，该倾倒致动构件具有一设置于该摆荡支撑构件的倾倒马达、一设置于该倾倒马达的倾倒转动杆，及一设置于该倾倒转动杆与该乘坐座体之间的倾倒推拉杆。

2.如权利要求1所述的模拟飞行的体感装置，其特征在于，还包含一控制单元，包括一体感控制器，该体感控制器与该摆荡马达及该倾倒马达电性连接。

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