DE10119486A1 - Fahrsimulator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrsimulator nach der DE 10106150 mit einer Trägereinheit, die eine steife Bodenpfanne, auf der ein Versuchsfahrzeug oder eine Versuchsattrappe aufstellbar ist, zumindest eine Projektionsfläche und zumindest einen Projektor aufweist sowie zumindest drei Bewegungsmodule umfasst, von denen jedes ein auf einer Bodenfläche abrollendes Rad besitzt, welches bezüglich der Vertikalachse zur Bodenfläche lenkbar und bezüglich seiner Horizontalachse antreibbar ist. DOLLAR A Zur Steuerung der Trägereinheit wird vorgeschlagen, dass jedes Rad eines Bewegungsmoduls als Zwillingsrad ausgebildet ist, und dass eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, mit der die beiden Zwillingsräder unterschiedlich angetrieben werden können.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrsimulator als Zusatz zu der deutschen Patentan­ meldung DE 101 06 150, insbesondere für die Simulation von Bewegungen boden­ gebundener Fahrzeuge.

Zu den bodengebundenen Fahrzeugen sind Oberflächen-Fahrzeuge, wie beispiels­ weise Straßen- und Schienenfahrzeuge oder Flugzeuge auf einem Rollfeld zu rech­ nen. Besondere Ausführungsformen des Fahrsimulators können eventuell auch für Simulationen von Bewegungen von Luft und Raumfahrzeugen verwendet werden.

In der DE 101 06 150 ist ein Fahrsimulator beschrieben, welcher eine Trägereinheit umfasst, die ein Fahrzeug oder eine Fahrzeugattrappe (sog. Mockup) aufnehmen und in der erforderlichen Weise über eine im wesentlichen horizontale Bodenfläche bewegen kann. Im Unterschied zu den in der Regel verwendeten "Sechs-Bein- Bewegungssystemen" basiert das in der DE 101 06 150 vorgestellte Konzept auf einem autonom geführten Objekt, bei dem die Trägereinheit mit einem steifen Bo­ den auf ihren eigenen Rädern aufgestellt ist und mit diesen Rädern bewegt wird. Die Trägereinheit weist zumindest eine Projektionsfläche auf, auf die über zumindest einen Projektor ein Bild zu einer Fahrsimulation projiziert werden kann. Ein wesent­ licher Teil der Trägereinheit stellen Bewegungsmodule dar, die eine Bewegung der Trägereinheit zumindest in der Horizontalen erlaubt. Jedes Bewegungsmodul besitzt gemäß der DE 101 06 150 ein Rad (Radeinheit), welches auf einer Bodenfläche abrollt und sich bezüglich der Vertikalachse der Bodenflächen mittels eines Antriebs lenken lässt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform aus der DE 101 06 150 sind jeweils zwei Antriebseinheiten zum Betrieb der jeweiligen Bewegungsmodule erforderlich, und zwar eine Antriebseinheit zum Abrollen der Räder auf der Boden­ fläche und eine Antriebseinheit zum Drehen der Räder.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Antriebseinheiten bei den Bewe­ gungsmodulen zu einem Fahrsimulator gemäss der DE 101 06 150 funktionell güns­ tig auszubilden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß liegt ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung darin, jedes Bewe­ gungsmodul mit einem Zwillingsrad auszustatten, wobei die Zwillingsräder unter­ schiedlich angetrieben werden können. Durch die konstruktive Ausbildung von Zwil­ lingsrädern, die unweigerlich zueinander zumindest geringfügig beabstandet sein müssen, kann durch unterschiedliche Antriebsweise der einzelnen Räder eine Rota­ tion der Zwillingsräder für jedes Bewegungsmodul herbeigeführt werden. Die unter­ schiedliche Antriebsweise kann auf verschiedenste Arten herbeigeführt werden. Zum einen ist es möglich, einen einzigen Antrieb vorzusehen und jeweils ein Rad eines Zwillingsreifens relativ zum anderen Rad abzubremsen, so dass der Antrieb ein Rad stärker antreibt als das andere. In diesem Zusammenhang kann auch ein Differential verwendet und mit Bremseingriffen gearbeitet werden.

Eine alternative Ausführungsform besteht darin, für jedes Rad eines Zwillingsreifens einen eigenen Antrieb vorzusehen. Dies würde eine Konstruktion überflüssig ma­ chen, bei der ein Antrieb beispielsweise über ein Differential mit beiden Zwillingsrä­ dern verbunden ist.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend auch anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Die beiliegende Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Trä­ gereinheit gemäß DE 101 06 150 und

Fig. 2 eine schematische Teil-Perspektivansicht eines Zwillingsrades eines Bewegungsmoduls mit zwei Antrieben.

In Fig. 1 ist eine Trägereinheit 10 eine Fahrsimulators - wie auch schon in der DE 101 06 150 - dargestellt, die eine Bodenpanne 16 aufweist, über die sich eine in etwa halbkugelförmige Projektionsfläche 18 spannt. Die Projektionsfläche 18 weist an einer Seite eine mit einer Klappe 12 verschließbare Öffnung 14 auf, durch die ein Fahrzeug 20 in die Trägereinheit 10 eingebracht werden kann. Gemäß Fig. 1 ist das Fahrzeug 20 zentral auf der Bodenfläche 16 der Trägereinheit 10 platziert und fi­ xiert. Dabei sind in Fig. 1 lediglich Haltebänder zu erkennen.

Im gleichen Winkelabstand zueinander sind an der Peripherie der Trägereinheit 10 vier Bewegungsmodule 30 angeordnet. Jedes Bewegungsmodul 30 umfasst gemäß Fig. 1 eine Radeinheit 33, wobei das oder die zugehörigen Räder auf einer Boden­ fläche (nicht dargestellt) abrollen. Die Radeinheit ist gegenüber einer Vertikalachse bezüglich der Bodenfläche lenkbar. Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 lassen sich die Räder mittels eines jeweiligen ersten Antriebs 32 um die angegebene Verti­ kalachse in einen Bereich von +/-90° drehen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist im Bereich jeder Nabe eines Rades 33 ein weiterer elektromotorischer Antrieb 36 sowie eine Radbremse (nicht näher dargestellt) angeordnet, mit dem sich jedes Rad 33 bezüglich seiner Rollbewegung beaufschlagen, also beschleunigen, abbremsen oder konstant antreiben lässt.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2, die einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung entspricht, sind anstatt der in Fig. 1 dargestellten einzelnen Räder 33 nun für jedes Bewegungsmodul 30 Zwillingsreifen mit jeweils zwei Rädern 40 und 42 vorgesehen. Jedem Rad 40 und 42 jedes Zwillingsreifens ist ein elektromotori­ scher oder hydraulischer Antrieb 50, 52 zugeordnet, der das jeweilige Rad 40, 42 in beide Drehrichtungen antreiben kann. Die Antriebe können auch als Nabenmotor mit integriertem Getriebe ausgelegt sein. Sowohl die Räder 40, 42 als auch die Mo­ toren 50, 52 sind an einer Abstützung befestigt, die aus zwei Teilen besteht, nämlich einem unteren Teil 62 und einem fest an der Trägereinheit 10 befestigten Teil 60. Die beiden Teile 60 und 62 sind frei gegeneinander verdrehbar, so dass durch un­ terschiedliche Beaufschlagung der beiden Reifen 40 und 42 über die beiden Antrie­ be 50 und 52 eine Drehung der Zwillingsreifen-Einheit bezüglich der Drehachse des Teils 62 erreichbar ist. Auf diese Weise kann durch die unterschiedliche Antriebs­ weise der verschiedenen Motoren der verschiedenen Bewegungsmodule jeder Zwil­ lingsreifen entsprechend ausgerichtet und gelenkt werden. Durch eine gleichsinnige und gleichgewichtige Beaufschlagung der Motoren dagegen ist ein Vortrieb möglich. Natürlich kann auch eine Kombination der beiden Bewegungsarten herbeigeführt werden. Insgesamt lässt sich damit die Trägereinheit 10 in jeder gewünschten Wei­ se manövrieren, nämlich vorwärts, rückwärts, nach links, nach rechts oder in Drehrichtung.

Zu einer entsprechenden Beaufschlagung der Motoren sind diese steuerungstech­ nisch mit der bereits in der DE 101 06 150 erwähnten Rechen- und Steuereinheit verbunden.

Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache Funktionsweise sowohl zum Antrieb als auch zur Steuerung der einzelnen Bewegungsmodule dar.

Claims (5)

1. Fahrsimulator nach der DE 101 06 150 mit einer Trägereinheit (10), die ein steife Bodenpfanne (16), auf der ein Versuchsfahrzeug (20) oder eine Ver­ suchsattrappe aufstellbar ist, zumindest eine Projektionsfläche (A) und zu­ mindest einen Projektor (26) aufweist sowie zumindest drei Bewegungsmo­ dule (30) umfasst, von denen jedes ein auf einer Bodenfläche abrollendes Rad besitzt, welches bezüglich der Vertikalachse zur Bodenfläche lenkbar und bezüglich seiner Horizontalachse antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rad eines Bewegungsmoduls (30) als Zwillingsrad (40, 42) ausgebildet ist, und dass eine Antriebsvorrichtung (50, 52) vorgesehen ist, mit der die beiden Zwillingsräder (40, 42) unterschiedlich angetrieben werden können.

2. Fahrsimulator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Antrieb zum Antreiben der beiden Zwillingsräder vorgese­ hen ist und dass eine Brems- oder Sperrvorrichtung vorgesehen ist, mit der sich die Drehgeschwindigkeiten der beiden Räder zumindest relativ zueinan­ der beeinflussen lassen.

3. Fahrsimulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brems- oder Sperrvorrichtung ein Differential umfasst.

4. Fahrsimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Zwillingsräder (40, 42) ein eigener Antrieb (50, 52) zugeord­ net ist,

5. Fahrsimulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Bewegungsmodul (30) eine Bremsvorrichtung zugeordnet ist, mit der sich die Räder einzeln oder in Relation zueinander abbremsen lassen.