DE10034715A1

DE10034715A1 - Motion system for driving simulator has roll frame and two pivot frames supported on joints of roll frame

Info

Publication number: DE10034715A1
Application number: DE2000134715
Authority: DE
Inventors: Reiner Foerst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2002-01-31

Abstract

The system uses a motion console in accordance with patent application 10009615.8, with a fixed floor plate (1) and a carrier plate (2), a rod between the two plates and a drive controlled by a computer. A base frame (25) with joints (26a,26b) is connected to the baseplate. A roll frame (27) with joints (28a,28b) is fixed to the carrier plate and encloses the base frame. Two pivot frames (29,30) are pivotably supported at the joints. An Independent claim is included for a method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bewegungssystem für Fahrsimulatoren, welches dazu dient, die menschlichen Sinne bei simulierten Beschleunigungen und Winkeldrehungen in Übereinstimmung mit dem visuellen Eindruck über das Sichtsystem des Fahrsimulators zu täuschen. Ein solches Bewegungssystem ist insbesondere aus der Hauptanmeldung 100 09 615.8 bekannt. Bekannt ist außerdem aus der Offenlegungsschrift DE 44 34 660 A1 Foerst: "Fahrsimulator mit Antriebsvorrichtung für Roll- und Nickbewegungen" (Anmeldetag 28.09.1994) ein Bewegungssystem, welches es erlaubt, eine Trägerplatte mittels eines besonderen Gestänges so zu bewegen, dass es sich um eine oben liegende virtuelle Achse dreht. Diese Vorrichtung dient jedoch der Simulation der Längsbeschleunigung eines Fahrzeugs und ist geometrisch anders angeordnet und aufgebaut.The invention relates to a movement system for driving simulators, which serves to deceive the human senses with simulated accelerations and angular rotations in accordance with the visual impression of the visual system of the driving simulator. Such a movement system is known in particular from main application 100 09 615.8. It is also known from published patent application DE 44 34 660 A1 Foerst: "Driving simulator with drive device for rolling and pitching movements" (filing date September 28, 1994 ), a movement system which allows a carrier plate to be moved by means of a special linkage so that it is about an overhead virtual axis rotates. However, this device serves to simulate the longitudinal acceleration of a vehicle and is geometrically differently arranged and constructed.

Der Nachteil der in der Hauptanmeldung beschriebenen Vorrichtung zur Simulation der Querbeschleunigung durch eine Horizontalverschiebungsvorrichtung besteht darin, dass zwar transiente horizontale Lateralbewegungen simulierbar sind, nicht aber langfristige Querbeschleunigungen und die Wankbewegung des Vorbildfahrzeugs.The disadvantage of the device described in the main application for simulating the Lateral acceleration by means of a horizontal displacement device consists in that transient horizontal lateral movements can be simulated, but not long-term lateral accelerations and the rolling motion of the model vehicle.

Der vorliegenden Zusatzanmeldung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sowohl transiente Querbeschleunigungen als auch langfristige Querbeschleunigungen und die Wankbewegung simulierbar sind. Um den Bau wirtschaftlicher Fahrsimulatoren zu gewährleisten, soll die Vorrichtung mit kleinem Aufwand zu realisieren sein.The present additional application is therefore based on the task of a To create device with both transient lateral accelerations as well long-term lateral accelerations and roll movements can be simulated. To the To ensure construction of economical driving simulators, the device is intended to be small Effort to be realized.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird davon ausgegangen, dass es zur Sinnestäuschung des Fahrers wichtiger ist, die Querbewegung des Vorbildautos in Richtung auf die Kurveninnenseite richtig zu simulieren als die entgegengesetzte Querbewegung beim Wanken des Fahrzeugs. Weiterhin wird davon ausgegangen, dass der Fahrer gefühlsmäßig nicht zwischen einer Simulation der Wankbewegung des Vorbildautos und einer Simulation der langfristigen Querbeschleunigung differenzieren wird. Es ist deshalb nicht nötig, den Fliehkraftsimulations-Winkel der Simulatorkabine beim Kurvenfahren in gleicher Größe wie den Wankwinkel vorzugeben. Vielmehr werden die beiden physikalischen Phänomene vereinheitlicht, indem beim Auftreten von Fliehkräften eine fußpunktbezogene Winkelneigung der Simulatorkabine zur Kurvenaußenseite hin vorgegeben wird. Die Simulation der Wankbewegung hat gegenüber der der Fliehkraft den Vorteil, dass der Bildschirm nicht mit der Simulatorkabine fest verbunden sein muss, sondern dass er vor der Simulatorkabine auf dem Fußboden stehen kann.To solve this task it is assumed that it is a delusion is more important to the driver, the transverse movement of the model car towards the To correctly simulate the inside of the curve than the opposite transverse movement when Swaying the vehicle. It is also assumed that the driver emotionally not between a simulation of the roll of the model car and differentiate between a simulation of long-term lateral acceleration. It is therefore not necessary to use the centrifugal force simulation angle of the simulator cabin Specify cornering in the same size as the roll angle. Rather, they are unifies both physical phenomena by the occurrence of Centrifugal forces a base-related angle of inclination of the simulator cabin Outside of the curve is specified. The simulation of the roll movement has compared to the centrifugal force, the advantage that the screen does not Simulator cabin must be firmly connected, but that it is in front of the simulator cabin can stand on the floor.

Die beiden Aufgaben, sowohl eine Lateralbewegung als auch eine Winkeldrehung der Simulatorkabine auszuführen, werden gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, dass mittels eines Gestänges die Trägerplatte mit einem einzigen Antriebsmotor derart angetrieben wird, dass beide Forderungen gleichzeitig und richtungsgerecht erfüllt sind.The two tasks, both a lateral movement and an angular rotation of the Executing the simulator cabin are achieved according to claim 1 by using of a linkage, the carrier plate is driven in this way with a single drive motor is that both requirements are met simultaneously and in the right direction.

Gemäß dem Unteranspruch 2 wird der Antrieb der Trägerplatte durch die Verwendung eines Hebelarms auf der Abtriebswelle eines Elektromotors und einer Pleuelstange bewerkstelligt.According to dependent claim 2, the drive of the carrier plate is through the use a lever arm on the output shaft of an electric motor and a connecting rod accomplished.

Gemäß dem nebengeordneten Unteranspruch 3 wird der Antrieb der Trägerplatte durch die Verwendung eines Zahnriemenantriebs bewerkstelligt. According to the subordinate sub-claim 3, the drive of the carrier plate is through accomplished the use of a toothed belt drive.

Gemäß dem Unteranspruch 4 wird für Berührungssicherheit der Mechanik gesorgt.According to subclaim 4, mechanical safety of the touch is ensured.

Gemäß dem Unteranspruch 5 wird dafür gesorgt, dass die Wankbewegung der Simulatorkabine etwa dasselbe Verhalten zeigt wie die Wankbewegung des Vorbildautos, nämlich das einer Verzögerungsstufe erster Ordnung.According to subclaim 5 it is ensured that the rolling movement of the Simulator cabin shows approximately the same behavior as the rolling movement of the Model cars, namely that of a first-order delay stage.

Um das Gefühl einer Wankbewegung visuell zu verstärken, wird gemäß Anspruch 6 per Software eine Verschiebung des Betrachterstandpunktes in Richtung auf die Kurvenaußenseite bewirkt.In order to visually reinforce the feeling of a roll motion, according to claim 6 per Software a shift in the viewer's point of view towards the Outside of the curve.

Die Erfindung sei nun anhand der Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the figures.

Fig. 1 und 2 zeigen zunächst die bekannten Teile eines Bewegungssystems, nämlich die Trägerplatte 2 und die Bodenplatte 1. Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 besteht die Lagerung der Trägerplatte 2 aus einem Ständerrahmen 25 mit Gelenken 26a und 26b, der mit der Bodenplatte 1 fest verbunden ist, einem Rollrahmen 27 mit Gelenken 28a und 28b, der mit der Trägerplatte 2 fest verbunden ist, und zwei Pendelrahmen 29 und 30, die in den Gelenken 26a, 26b, 28a und 28b schwenkbar eingehängt sind. Dadurch, dass der Rollrahmen 27 den Ständerrahmen 25 umschließt, kommt es zu einer Wirkung der Rollbewegung wie bei einer oben liegenden Rollachse. Die Gelenke 26a, 26b, 28a und 28b können auch als Kugellager ausgeführt sein. Fig. 1 and 2 show first of all the known parts of a movement system, namely the support plate 2 and the bottom plate 1. According to claims 2 and 3, the mounting of the support plate 2 consists of a stand frame 25 with joints 26 a and 26 b, which is fixed to the base plate 1 , a rolling frame 27 with joints 28 a and 28 b, which is fixed to the support plate 2 is connected, and two pendulum frames 29 and 30 which are pivotally mounted in the joints 26 a, 26 b, 28 a and 28 b. The fact that the rolling frame 27 encloses the stand frame 25 results in an effect of the rolling movement as with an overhead rolling axis. The joints 26 a, 26 b, 28 a and 28 b can also be designed as ball bearings.

Fig. 1 zeigt gemäß Anspruch 2 einen Elektromotor 16, der mit der Bodenplatte 1 fest verbunden ist, einen Hebelarm 31 auf der Welle des Motors und eine Pleuelstange 32 mit den beiden Gelenken 33 und 34. Der Elektromotor 16 ist ein Getriebemotor.2 Fig. 1 shows an electric motor according to claim 16, which is fixedly connected to the bottom plate 1, a lever arm 31 on the shaft of the motor and a connecting rod 32 with the two joints 33 and 34. The electric motor 16 is a geared motor.

Die Verwendung eines Zahnriemenantriebs hat gegenüber der Verwendung eines Hebelarms mit Pleuelstange den Vorteil, dass durch das günstigere Übersetzungsverhältnis der Drehwinkel der Abtriebswelle größer und dadurch der Zahnradverschleiß sowie der Einfluss des Getriebespiels kleiner werden.The use of a toothed belt drive compared to the use of a Lever arms with a connecting rod have the advantage of being cheaper Gear ratio of the angle of rotation of the output shaft larger and thus the Gear wear and the influence of the gear play become smaller.

Fig. 2 zeigt deshalb ein Ritzel 17 auf der Welle des Elektromotors 16, ein Zahnrad 36, dessen Achse durch die Achse des Gelenkes 26b führt und an dem der Pendelrahmen 30 befestigt ist, und einen Zahnriemen 37. Fig. 2 therefore shows a pinion 17 on the shaft of the electric motor 16 , a gear 36 , the axis of which passes through the axis of the joint 26 b and to which the pendulum frame 30 is attached, and a toothed belt 37 .

Gemäß Anspruch 4 zeigen beide Figuren eine Gummischürze 35a links und eine Gummischürze 35b rechts zur Gewährleistung der Berührungssicherheit. Die Gummischürzen können unten auch mit der Bodenplatte 1 verbunden sein.According to claim 4, both figures show a rubber apron 35 a on the left and a rubber apron 35 b on the right to ensure safety against contact. The rubber aprons can also be connected to the bottom plate 1 below.

Claims

1. Movement system for driving simulators using a movement console according to patent application 100 09 615.8, with a fixed base plate ( 1 ) and a carrier plate ( 2 ), a linkage between the two plates and a drive device that can be controlled by the driving computer, characterized in that a stand frame ( 25 ) with joints ( 26 a, 26 b), which is connected to the base plate ( 1 ), a rolling frame ( 27 ) with joints ( 28 a, 28 b), which is firmly connected to the support plate ( 2 ) and which the stand frame ( 25 ) encloses, and two pendulum frames ( 29 and 30 ) which are hinged in the joints ( 26 a, 26 b, 28 a and 28 b) are provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that the drive device from an electric motor ( 16 ) which is fixedly connected to the base plate ( 1 ), a lever arm ( 31 ) on the shaft of the electric motor ( 16 ) and a connecting rod ( 32 ) with two joints ( 33 , 34 ) between lever arm ( 31 ) and rolling frame ( 27 ).

3. Device according to claim 1, characterized in that the drive device consists of an electric motor ( 16 ) which is fixedly connected to the base plate ( 1 ), on the output shaft ( 16 ) of which a pinion ( 17 ) is attached, that one of the pendulum frames , e.g. B. ( 30 ) is attached to a gear ( 36 ), wherein the axis of rotation of the gear ( 36 ) is identical to the bearing axis ( 26 b), and that a toothed belt ( 37 ) is provided, by means of which the gear ( 36 ) can be driven by the pinion ( 17 ).

4. The device according to claim 1, characterized in that rubber aprons for protection against contact ( 35 a, 35 b) are provided on the carrier plate ( 2 ).

5. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that a control device is provided, which by the driving computer by the Centrifugal signal can be controlled and specifies the torque of the electric motor.

6. The method according to claim 1, characterized in that for the simulation of a The lateral position of the beholder in relation to the middle of the street when cornering is moved outwards by software.