CZ7137U1

CZ7137U1 - Simulator of movement within space

Info

Publication number: CZ7137U1
Application number: CZ19977471U
Authority: CZ
Inventors: Vladimír Ing. Skokan; Tomáš Ing. Hamšík
Original assignee: Vladimír Ing. Skokan; Tomáš Ing. Hamšík
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1998-03-06

Description

Simulátor pohybu v prostoruMotion simulator in space

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká simulátoru pohybu v prostoru, zejména pro oblast zábavy nebo pro výcvikové účely, obsahující alespoň jedno stanoviště pro alespoň jednu osobu.The technical solution relates to a space simulator, in particular for entertainment or training purposes, comprising at least one station for at least one person.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosavadní známé simulátory, které napodobují pro alespoň i jednu osobu prostředí odpovídající realitě vytvořením požadovaného hmotného prostředí nebo vizuálního prostředí vytvořeného pomocí elektronické ovládací jednotky, popřípadě obojího, se vyrábějí v několika provedeních. Tak jsou známy polohové simulátory například s hydraulickým, elektrickým nebo pneumatickým pohonem s čelním promítáním. V simulátorech tohoto typu působí na osoby, v nich umístěné, současně tři vjemy, a to zrakový, sluchový a polohový. Zrakový vjem se vytváří promítáním prostředí, které má simulátor napodobovat, například na projekční plátno. Sluchový vjem se vytváří vhodnými zvuky, které pomáhají vytvářet simulované prostředí. Polohového vjemu se dosahuje nakláněním použité kabiny nebo plošiny.The prior art simulators which mimic, for at least one person, an environment corresponding to reality by creating the desired material environment or visual environment created by the electronic control unit, or both, are produced in several embodiments. Thus, position simulators with, for example, a hydraulic, electrical or pneumatic drive with a frontal projection are known. In simulators of this type, there are three perceptions on the persons placed there, namely visual, auditory and positional. Visual perception is created by projecting the environment that the simulator is supposed to imitate, for example on a screen. Hearing perception is generated by appropriate sounds to help create a simulated environment. Position sensation is achieved by tilting the used cab or platform.

Nevýhodou těchto známých polohových simulátorů s čelním promítáním je, že osoby jsou schopny vnímat prostor kolem sebe, přičemž na ně působí pouze gravitace a popřípadě okamžitá síla od zrychlení způsobeného některým z uvedených pohonů, která je však zanedbatelná. Přitom kabina je schopna pouze naklánění, avšak není schopna v žádném směru otočení o 360°.A disadvantage of these known face-to-face position simulators is that persons are able to perceive the space around them, being only subjected to gravity and possibly immediate force from the acceleration caused by some of said actuators, but this is negligible. The cab is only able to tilt, but is not capable of rotating 360 ° in any direction.

Dalším známým typem simulátoru jsou tak zvané herní konzoly. Ty jsou známy ve dvou provedeních, a to bez sférického úvazku a se sférickým úvazkem. V konzolách bez sférického úvazku působí na osoby současně dva vjemy, a to zrakový a sluchový. Zrakové vjemy se vytvářejí opět promítáním prostředí, které má simulátor napodobovat, například na projekční plátno. Sluchové vjemy se vytvářejí opět vhodnými zvuky, které pomáhají vytvářet simulované prostředí.Another known type of simulator are the so-called game consoles. These are known in two embodiments, without a spherical harness and with a spherical harness. In consoles without spherical work, there are two perceptions that affect the person at the same time, visual and auditory. Visual perceptions are again created by projecting the environment that the simulator is supposed to imitate, for example on a screen. Hearing perceptions are again generated by appropriate sounds to help create a simulated environment.

Nevýhodou herních konzol tohoto typu je, že osoby vnímají nově vytvořený prostor kolem sebe pouze zrakovými a sluchovými vjemy. Při pohybu v tomto prostoru na něj nepůsobí žádná síla normálně při pohybu vznikající, jako je zrychlení, zpomalení nebo odstředivá síla. Osoby stále cítí podložku, na které jsou umístěny a uvědomují si statickou polohu v prostoru.The disadvantage of this type of game consoles is that people perceive the newly created space around them only through visual and auditory perceptions. When moving in this space, no force normally acting on it, such as acceleration, deceleration or centrifugal force, exerts on it. People still feel the mat on which they are placed and are aware of the static position in the space.

V herních konzolách se sférickým úvazkem působí na osoby současně tři vjemy, a to zrakový, sluchový a polohový. Zrakové a sluchové vjemy působí na osoby obdobně jako u herních konzol bez sférického úvazku, avšak přistupuje k nim ještě polohový vjem. Osoby vnímají navíc svoji uměle vytvořenou polohu v prostoru, při níž se mohou otáčet v jedné nebo více osách pohybu navzájem kolmých.In game consoles with a spherical harness, there are three perceptions that affect the person simultaneously: visual, auditory and positional. Visual and auditory perceptions affect people similarly to gaming consoles without spherical work, but they are also subject to positional perception. In addition, persons perceive their artificially created position in a space at which they can rotate in one or more axes of movement perpendicular to each other.

Nevýhodou tohoto řešení herních konzol se sférickým úvazkem je, že osoby vnímají nově vytvořený prostor kolem sebe pouzeThe disadvantage of this spherical game console solution is that people perceive the newly created space around them only

-1CZ 7137 Ul zrakovými a sluchovými vjemy. Při pohybu na ně nepůsobí žádná síla vznikající normálně při pohybu, to je síla zrychlení, zpomalení nebo odstředivá síla. Osoby v herní konzole se sférickým úvazkem se sice otáčejí podle polohy ve vytvořeném prostoru, ale stále si uvědomují polohu v prostoru a to prostřednictvím na ně působící gravitace.-1GB 7137 Ul by visual and auditory sensations. They do not exert any force during normal movement, normally due to acceleration, deceleration or centrifugal force. People in the game console with a spherical harness rotate according to their position in the created space, but they are still aware of their position in space through their gravity.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Úkolem technického řešení je vytvořit zařízení, které by vytvářelo současně zrakové, sluchové, polohové a silové vjemy, čímž by bylo dosaženo dokonalé simulace pohybu v prostoru.The object of the technical solution is to create a device that would simultaneously create visual, auditory, positional and force sensations, which would achieve a perfect simulation of movement in space.

Uvedený úkol splňuje a uvedené nevýhody a nedostatky odstraňuje simulátor pohybu v prostoru, zejména pro oblast zábavy nebo pro výcvikové účely, obsahující alespoň jedno stanoviště pro alespoň jednu osobu, podle technického řešení, jehož podstatou je, že stanoviště je upevněno ve sférickém úvazku s alespoň dvěma osami pohybu, který je připojen k ramenu centrifůgy a pro dosažení zrakových, sluchových, polohových a silových vjemů současně, je opatřeno zařízením virtuální reality.The task fulfills and eliminates the disadvantages and drawbacks of a space simulator, in particular for entertainment or training purposes, comprising at least one station for at least one person, according to a technical solution which is based on a station fixed in a spherical harness with at least two axes of motion, which is connected to the centrifuge arm and to achieve visual, auditory, positional and power perceptions simultaneously, is provided with a virtual reality device.

Je výhodné, když sférický úvazek, centrifůga a zařízení virtuální reality jsou připojeny k alespoň jednomu ovládacímu ústrojí s alespoň jednou ovládací jednotkou.It is preferred that the spherical harness, the centrifuge and the virtual reality device are connected to at least one actuator with at least one actuator.

Dále je výhodné, když alespoň některá z ovládacích jednotek je umístěna mimo stanoviště.It is further preferred that at least some of the control units are located outside the station.

Podle technického řešení je také možné, aby alespoň některá z ovládacích jednotek byla umístěna na stanovišti.According to the invention, it is also possible that at least some of the control units are located on the station.

Je také možné, aby všechny ovládací jednotky byly umístěny na stanovišti.It is also possible for all control units to be located on the site.

Výhodou technického řešení je, že na osoby, umístěné na stanovišti simulátoru, působí současně čtyři vjemy a to zrakový, sluchový, polohový a silový, které společně vytvářejí v osobě dokonalou simulaci jejího pohybu v prostoru.The advantage of the technical solution is that people placed on the simulator stand are simultaneously affected by four perceptions - visual, auditory, positional and force, which together create a perfect simulation of the person's movement in space.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Simulátor pohybu v prostoru je podle technického řešení tvořen stanovištěm, například kabinou pro alespoň jednu osobu, upevněnou ve sférickém úvazku s alespoň dvěma osami pohybů, který je upevněn na otočném ramenu centrifůgy. V kabině je zainstalováno zařízení virtuální reality, to je zařízení pro přenos obrazu promítnutého například na plátno v kabině nebo zavedeného přímo před oči osoby například pomocí brýlí nebo přilby a zvuku do uší této osoby z elektronické ovládací jednotky. Sférický úvazek a centrifůga jsou pro uskutečnění svých pohybů připojeny k ovládacím ústrojím řízeným ovládacími jednotkami umístěnými mimo kabinu. Je však také možné ovládací jednotky umístit přímo v kabině pro řízení parametrů jednotlivých vjemů přímo osobou v kabině.According to the invention, the motion simulator is constituted by a station, for example a cabin for at least one person, mounted in a spherical harness with at least two axes of movement, which is mounted on the rotary arm of the centrifuge. A virtual reality device is installed in the cab, that is, a device for transmitting an image projected, for example, onto a canvas in the cab or placed directly in front of a person's eyes, for example by goggles or a helmet and sound into that person's ears from the electronic control unit. The spherical harness and the centrifuge are connected to the actuators controlled by the control units located outside the cab for their movements. However, it is also possible to place the control units directly in the cabin to control the perception parameters directly by the person in the cabin.

Simulátor pohybu v prostoru podle technického řešení se po obsazení kabiny alespoň jednou osobou uvede do provozu zapojením ovládacích jednotek. Tím dojde k roztočení centrifůgy napříkladThe room simulator according to the invention is put into operation after the cab has been occupied by at least one person by connecting the control units. This causes the centrifuge to spin for example

-2CZ 7137 Ul i-2GB 7137 Ul

»naprogramovanou proměnlivou rychlostí, čímž vznikne proměnlivá odstředivá síla působící na osobu. Podle požadavku na směr působení odstředivé síly na osobu v simulovaném prostředí se působí ovládacím ústrojím na sférický úvazek, který se příslušně natočí. Požadovaná velikost odstředivé síly ve fiktivním pohybu osoby se zajistí otáčením sférického úvazku v centrifůze. Do kabiny s osobou se současně zavede zařízením virtuální reality obrazový a zvukový vj em.»Programmed variable speed to create a variable centrifugal force acting on the person. Depending on the requirement for the direction of action of the centrifugal force on the person in the simulated environment, the spherical harness is actuated and rotated accordingly. The required magnitude of the centrifugal force in the imaginary movement of the person is ensured by rotating the spherical harness in the centrifuge. At the same time, the virtual reality device is introduced into the cabin with a video and audio device.

Osoba nebo více osob umístěných současně v kabině, vnímá zrakové, zvukové, pohybové a silové vjemy současně, přičemž tyto vjemy vytvářejí pocit shodný například s pocitem při průjezdu skutečnou horskou dráhou.A person or more persons placed in the cabin simultaneously perceives visual, acoustic, movement and power sensations simultaneously, and these sensations create a feeling identical to, for example, driving through a real roller coaster.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Simulátoru pohybu v prostoru je možno využít zejména v oblasti zábavy, například jako simulátoru průjezdu horskou dráhou, případně jako výcvikového zařízení pro letce, kosmonauty a podobně.Space simulator can be used especially in the field of entertainment, for example as a simulator of passage through a roller coaster, or as a training device for flyers, astronauts and the like.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

A space simulator, in particular for entertainment or training purposes, comprising at least one station for at least one person, characterized in that the station is mounted in a spherical harness with at least two axes of movement, which is connected to a centrifuge arm and for to achieve visual, auditory, positional and power sensations simultaneously, it is equipped with a virtual reality device.

A space simulator according to claim 1, characterized in that the spherical harness, the centrifuge and the virtual reality device are connected to at least one control device with at least one control unit.

A space simulator according to claim 1, characterized in that at least some of the control units are located outside the station.

The simulator of movement in space, by hovering units is placed on the station.

according to claims 1 and 2, that at least some of the control features

Space simulator according to claims 1 and 2, characterized in that all the control units are located on the station.