DE102013108503A1

DE102013108503A1 - Nut position determining and setting device used in gravity-force (G-force) simulator, has

Info

Publication number: DE102013108503A1
Application number: DE201310108503
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2014-02-13
Also published as: AT513201A1; AT513201B1

Abstract

The device has inclination sensors (5,5') and a control unit (7). The sensors are connected with a drive (6) of the nut (3) via control unit. The nut and spindle (2) are mechanically interconnected in traveling direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung und Einstellung einer Position eines bewegbaren Teiles zu einem in dessen Bewegungsrichtung feststehenden Teil.The invention relates to a device for determining and adjusting a position of a movable part to a stationary in the direction of movement part.

Derartige Systeme sind schon z. B. aus der DE 298 01 687 U1 bekannt, die eine bewegbare Cockpit-Anordnung für Simulationssysteme beschreibt. Dieses System weist einen Stuhl auf, der bei Betätigung einer Eingabeeinrichtung (Joystick o. dgl.) vom Benutzer um zwei zueinander rechtwinkelige Achsen bewegbar ist. Durch den Steuerknüppel werden Signale gegeben, die die Soll-Orientierung des Stuhls in den Achsen angeben. Weiters ist ein Fühler vorgesehen, der ein Signal über die IST-Orientierung des Stuhls in den Achsen angibt. Die Verstellung des Sitzes erfolgt im Wesentlichen durch Druckluftzylinder.Such systems are already z. B. from the DE 298 01 687 U1 known, which describes a movable cockpit assembly for simulation systems. This system comprises a chair which, when an input device (joystick or the like) is actuated, is movable by the user about two mutually perpendicular axes. The joystick gives signals indicating the target orientation of the chair in the axes. Furthermore, a sensor is provided which indicates a signal about the actual orientation of the chair in the axes. The adjustment of the seat is essentially done by compressed air cylinder.

Weiters zeigt die WO 2009/082489 einen Renn- und Flugsimulator, der eine Reihe von Verstelleinrichtungen aufweist. Hier wird km Wesentlichen die Position der beweglichen Einheit der Verstelleinrichtung als Maß für die Lage des Sitzes herangezogen.Furthermore, the shows WO 2009/082489 a racing and flight simulator having a number of adjustment devices. In this case, the position of the movable unit of the adjusting device is used as a measure of the position of the seat.

Diese Systeme haben den Nachteil, dass eine schnelle und genaue Regelung der Sitzposition nicht möglich ist.These systems have the disadvantage that a fast and accurate control of the seating position is not possible.

Moderne Computer-Simulationen für beispielsweise Autorennen (oder auch Flugzeug Simulatoren) benötigen für eine realistische Darstellung der Fahrphysik eine Berechnung der auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte. Diese Kräfte werden mit komplexen Rechenmodellen in den Spielen sehr genau und detailliert erfasst, um das Fahrerlebnis so realitätsnah wie möglich ab zu bilden.Modern computer simulations for example car racing (or aircraft simulators) require a calculation of the forces acting on the vehicle for a realistic representation of the driving physics. These forces are captured very precisely and in detail with complex calculation models in the games, in order to form the driving experience as realistically as possible.

Die meisten der derzeit am Markt erhältlichen Spiele geben genau diese Kräfte als Skalarwerte in den einzelnen Beschleunigungsrichtungen aus.Most of the games currently available on the market spend exactly these forces as scalar values in each direction of acceleration.

Diese Kraft-/Beschleunigungswerte können nun dafür genutzt werden, die auf den Fahrer bzw. das Fahrzeug wirkenden Kräfte zu simulieren. Die Simulation der Kräfte wird durch „Verwendung” der Erdbeschleunigung realisiert, indem der Spieler in einer sich bewegenden Gondel sitzt, die je nach Längs- oder Querbeschleunigung bewegt bzw. geneigt wird. Somit neigt sich beispielsweise die Gondel beim Abbremsen des Fahrzeuges im Computerspiel nach vorne oder bei einer Linkskurve nach rechts. Dadurch entsteht der Eindruck, die auftretenden Kräfte wirklich zu verspüren.These force / acceleration values can now be used to simulate the forces acting on the driver or the vehicle. The simulation of the forces is realized by "using" the gravitational acceleration by the player sitting in a moving nacelle, which is moved or tilted according to the longitudinal or lateral acceleration. Thus, for example, the gondola tilts when braking the vehicle in the computer game forward or at a left turn to the right. This gives the impression of really feeling the forces that occur.

Die Erfindung will die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und ein einfaches und sicheres System schaffen, das darüber hinaus auch kostengünstig umsetzbar ist.The invention seeks to avoid the disadvantages of the prior art and to provide a simple and secure system, which is also feasible cost-effective.

Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor, insbesondere ein Neigungssensor, sowie ein Steuerungsgerät vorgesehen ist, wobei der, mindestens eine Sensor über das Steuerungsgerät mit einem Antrieb einer Verstelleinheit verbunden ist. Durch diese Anordnung lässt sich sehr günstig die Lage eines Teiles wie z. B. Platte, Sitz oder Gondel bestimmen und an einen vorgegebenen Sollwert anpassen.The invention is therefore characterized in that at least one sensor, in particular an inclination sensor, and a control device is provided, wherein the at least one sensor is connected via the control device to a drive of an adjusting unit. By this arrangement, the location of a part such. B. plate, seat or nacelle and adjust to a predetermined setpoint.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Teil und der in dessen Bewegungsrichtung feststehende Teil mechanisch miteinander verbunden sind. Damit befinden sich der bewegte Teil und der in dessen Bewegungsrichtung feststehende Teil zu jeder Zeit in einer geometrisch eindeutigen und bestimmbaren Relation.A favorable embodiment of the invention is characterized in that the movable part and the fixed part in the direction of movement are mechanically connected to each other. Thus, the moving part and the fixed part in the direction of movement are at any time in a geometrically clear and determinable relation.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Teil eine Mutter und das in Bewegungsrichtung des bewegbaren Teils feststehende Teil eine Spindel sind, wobei Mutter und Spindel als Kugelgewindetrieb (Kugelumlaufspindel) oder als Planetenrollengewindetrieb ausgebildet sein können. Durch diese Ausführung lassen sich Lageänderungen sehr schnell durchführen, was bei Simulatoren zu Bewegungen in „Echtzeit” führt.An advantageous development of the invention is characterized in that the movable part is a nut and the stationary part in the direction of movement of the movable part is a spindle, wherein the nut and spindle can be formed as a ball screw (ball screw) or as Planetenrollengewindetrieb. This design makes it possible to change the position very quickly, which in simulators leads to movements in "real time".

Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Teil mit dem in dessen Bewegungsachtung feststehenden Teil gemeinsam einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder bilden kann. Eine derartige Ausführung führt zu einer günstigen Umsetzung der Signale in eine Längenänderung.A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the movable part together with the part which is stationary in the movement's motion can together form a hydraulic or pneumatic cylinder. Such an embodiment leads to a favorable implementation of the signals in a change in length.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Teil mit dem in dessen feststehenden Teil einen Linearantrieb bildet. Durch diese Variante kann die Steuerung ohne Dämpfung und mit geringen mechanischen Verlusten erfolgen.A development of the invention is characterized in that the movable part forms a linear drive with the fixed part thereof. By this variant, the control can be done without damping and with low mechanical losses.

Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Plattform, insbesondere ein Sitz mit dem bewegbaren Teil verbunden ist, wobei mehrere bewegbare Teile mit der Platte, insbesondere dem Sitz verbunden sein können. Besonders günstig hat sich der Einsatz der Kombination Sensor, Antrieb und Steuerungseinheit bei Simulatoren erwiesen, die Sitze für die bedienende Person aufweisen.A favorable development of the invention is characterized in that a platform, in particular a seat is connected to the movable part, wherein a plurality of movable parts can be connected to the plate, in particular the seat. The use of the combination sensor, drive and control unit has proven particularly favorable in simulators that have seats for the operator.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor ein Schwerkraftsensor ist, wobei der Schwerkraftsensor als Mehrachsensensor ausgebildet sein kann. Durch einen Schwerkraftsensor lässt sich sehr günstig die genaue Lage beispielsweise eines Sitzes bestimmen, wobei bei einem Mehrachsensensor auch die Raumlage einfach bestimmbar ist.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the at least a sensor is a gravity sensor, wherein the gravity sensor can be designed as a multi-axis sensor. By a gravity sensor can be very favorable determine the exact location, for example, a seat, with a multi-axis sensor and the spatial position is easily determined.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schwerkraftsensor, insbesondere Neigungssensor, nach gravimetrischen und/oder gyroskopischem Prinzip arbeitet oder als Air Flow Tiltsensor ausgebildet ist.An advantageous development of the invention is characterized in that the at least one gravity sensor, in particular inclination sensor, operates according to a gravimetric and / or gyroscopic principle or is designed as an air flow tilt sensor.

Sind mehrere Sensoren vorgesehen, können diese redundant und/oder in Kombination betrieben werden. So kann das System günstig an die gegebenen Anforderungen angepasst werden.If several sensors are provided, they can be operated redundantly and / or in combination. This allows the system to be adapted to the given requirements.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobeiThe invention will now be described by way of example with reference to the drawings, in which:

1 das Prinzip der Messung und Regelung gemäß der Erfindung 1 the principle of measurement and control according to the invention

2 eine Ausführung der Erfindung 2 an embodiment of the invention

3 eine Rückenansicht der Ausführung nach 2, 3 a back view of the embodiment according to 2 .

4 eine Seitenansicht der Ausführung nach 2, 4 a side view of the embodiment according to 2 .

5 ein Regeldiagramm, 5 a rule diagram,

6 einen Kugelgewindetrieb und 6 a ball screw and

7 einen Planetenrollengewindetrieb darstellt. 7 represents a planetary roller screw drive.

1 zeigt eine Ausführung der Einstellmittel 1 beispielhaft als Kugel- bzw. Planetenumlaufspindel. Der Aufbau einer Kugelspindel ist beispielhaft in 6, der einer Planetenumlaufspindel in 7 dargestellt. Diese Kugel- bzw. Planetenumlaufspindel besteht im Wesentlichen aus einer Spindel 2 und einer Mutter 3, die im Verhältnis zur Position auf der Spindel 2 verschoben wird. Mit der Mutter 3 ist eine Plattform, d. h. eine Ebene z. B. eine Sitzes verbunden. Durch die Verschiebung der Mutter 3 auf der Spindel 2 wird die Plattform, d. h. die Ebene z. B. eine Sitzes verstellt. Durch diese Verstellung verändert sich die Lage der fiktiven Hebel a bzw. b bezüglich eines Drehpunkts 4. Hebel a kann dabei eine Achse eines Sitzes z. B. eines Simulators definieren. Die Winkellage α dieses Hebels a wird durch einen Sensor 5 registriert. Die Positionsbestimmung kann daher durch die eindeutige geometrische Zuordnung des (Lage-)Winkels α und der Länge x (Entfernung der Mutter 3 vom Drehpunkt 4) erfolgen. 1 shows an embodiment of the adjustment 1 exemplarily as ball or planetary spindle. The construction of a ball screw is exemplary in 6 in a planetary spindle in 7 shown. This ball or planetary spindle consists essentially of a spindle 2 and a mother 3 that is relative to the position on the spindle 2 is moved. With the mother 3 is a platform, ie a plane z. B. a seat connected. By the displacement of the mother 3 on the spindle 2 the platform, ie the plane z. B. a seat adjusted. This adjustment changes the position of the fictitious levers a and b with respect to a fulcrum 4 , Lever a can be an axis of a seat z. B. define a simulator. The angular position α of this lever a is by a sensor 5 registered. The position determination can therefore by the unique geometric assignment of the (position) angle α and the length x (removal of the nut 3 from the fulcrum 4 ) respectively.

Der Sensor 5 kann dabei ein Neigungssensor nach gravimetrischem oder gyroskopischem Prinzip oder auch als Air Flow Tiltsensor ausgebildet sein. Es können auch mehrere Sensoren 5, 5' vorgesehen sein, die dieselbe Achse messen, wobei vorzugsweise unterschiedliche Sensoren bzw. Meßprinzipien zur Anwendung kommen. Mehrere Sensoren 5, 5' können dabei redundant oder in Kombination eingesetzt werden.The sensor 5 In this case, an inclination sensor may be designed according to a gravimetric or gyroscopic principle or as an air flow tilt sensor. There can also be several sensors 5 . 5 ' be provided, which measure the same axis, preferably different sensors or measuring principles are used. Several sensors 5 . 5 ' can be used redundantly or in combination.

Die Kugelspindel kann dabei durch einen Elektromotor, beispielsweise einen Gleichstrommotor angetrieben werden. Auch pneumatische bzw. hydraulische Antriebe sind denkbar, wobei der äußere Zylinder feststehend und der innere Zylinder linear verschiebbar ausgebildet sein können, es kann allerdings auch umgekehrt vorgesehen sein. Weiters kann auch ein elektrischer Linearmotor oder ein Antrieb mittels Seilzügen oder Riemen eingesetzt werden.The ball screw can be driven by an electric motor, such as a DC motor. Also, pneumatic or hydraulic actuators are conceivable, wherein the outer cylinder fixed and the inner cylinder may be formed linearly displaceable, but it may also be provided vice versa. Furthermore, an electric linear motor or a drive can be used by means of cables or belts.

Dabei misst z. B. der Sensor 5 bzw. die Sensoren 5, 5' die Neigung α des Hebels a gegenüber der Horizontalen. Der Hebel a kann dabei eine Platte bzw. ein Sitz eines Simulators sein. Diese Platte bzw. der Sitz ist mittels eines linear verschiebbaren Teils z. B. einer Mutter 3 auf einem in Bewegungsrichtung der Mutter oder des Zylinders feststehenden Teil, z. B. einer Spindel 2 verbunden. Der Antrieb 6 des Teils 2 erhält nun über eine Steuereinheit 7 einen Steuerimpuls z. B. zur Drehung der Spindel 2, sodass die Neigung α des Hebels auf einen durch das Sollsignal aus den aus dem Spiel ausgegebenen Skalarwerte der Kräfte in den einzelnen Beschleunigungsrichtungen eingestellt wird. Durch den Winkel α sowie die aus der Vorrichtung gegebenen Längen a und b ergibt sich der Abstand x des linear verschiebbaren Teils z. B. einer Mutter 3 vom Drehpunkt 4.It measures z. B. the sensor 5 or the sensors 5 . 5 ' the inclination α of the lever a with respect to the horizontal. The lever a can be a plate or a seat of a simulator. This plate or the seat is by means of a linearly displaceable part z. B. a mother 3 on a stationary in the direction of movement of the nut or the cylinder part, z. B. a spindle 2 connected. The drive 6 of the part 2 now receives via a control unit 7 a control pulse z. B. for rotation of the spindle 2 such that the inclination α of the lever is set to a scalar value of the forces in the individual directions of acceleration output by the desired signal from the play value. By the angle α and the given from the device lengths a and b, the distance x of the linearly displaceable part z. B. a mother 3 from the fulcrum 4 ,

G-Kraftsimulatoren für Verwendung in Computerspielen/Spielkonsolen spielen mit schwerkraftbezogenem Inhalt. Das können sein:

• Autosimulation/Autorennsimulation
• Bootsimulationen
• Roller Coaster Simulationen
• Jet Ski
• Seitenwagen
• Flugsimulationen

G-force simulators for use in computer games / game consoles play with gravity-related content. That can be:

• Autosimulation / Autorenn simulation
• Boat simulations
• Roller Coaster simulations
• Jet Ski
• Sidecar
• flight simulations

Durch das Gewicht seines eigenen Körpers verspürt ein Mensch, der sich in einer Vorrichtung (kann ein sich in zwei Achsen drehbarer Sitz sein), die relativ zur Horizontalen geneigt ist oder sich relativ zur Horizontalen dynamisch neigt, befindet, so eine Neigung als Zentrifugal- und/oder Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskraft. Nach diesem Prinzip arbeiten sogenannte Fahr- aber auch Flugsimulatoren.By the weight of his own body, a person who finds himself in a device (may be a two-axis rotatable seat) that is inclined relative to the horizontal or is dynamically tilted relative to the horizontal senses such a tendency as centrifugal and / or acceleration or deceleration force. According to this principle so-called driving but also flight simulators work.

Wie in 2 ist beispielhaft ein Sitz 6 gezeigt. Auf diesen wirkt eine Drehung in Richtung des Pfeiles 9 um die Achse 8 (entspricht einem Drehpunkt 4 für die Längsrichtung) wie eine Beschleunigung auf die sich in der dargestellten Vorrichtung (im Sitz 6) befindliche Person, eine Drehung um die Achse 8 in die andere Richtung (Pfeil 10) wie eine Verzögerung. Nach demselben Prinzip wirkt eine Drehung in Richtung 12 um die Achse 11 auf die sich in der Vorrichtung befindende Person wie eine Rechtskurve, eine Drehung in die Gegenrichtung (Pfeil 13) wie eine Linkskurve. Der Sensor 5 ist dabei vorteilhafterweise auf dem drehbar aufgehängten Sitz 6 befestigt bzw. direkt mit diesem verbunden. Alternativ können aber auch ein Sensor pro Achse verwendet werden, wobei hier der Bauaufwand größer ist. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit können auch zwei oder mehrere Sensoren (nach gleichem oder verschiedenem Messprinzip arbeitend), deren Signal überlagert wird, verwendet werden. Vor dem Sitz 6 ist ein Bildschirm 14 angeordnet, der insbesondere fest mit dem Sitz 6 verbunden ist, wobei auf diesem das Spiel bzw. der Spielverlauf bildlich darstellbar ist. Durch die feste Verbindung des Bildschirms 14 mit dem Sitz 6 bewegt sich der Horizont des Fahrzeuges mit. Der Sitz 6 ist in einer bewegbaren Gondel angeordnet, wobei eine besonders günstige Ausgestaltung auch dann gegeben ist, wenn sich der Gesamtschwerpunkt der bewegbaren Gondel in den Schnittpunkten (bzw. in der Nähe der Schnittpunkte) der Drehachsen 8, 11 befindet um die Stellkräfte zum Verstellen der Gondel gering zu halten.As in 2 is an example of a seat 6 shown. On these acts a rotation in the direction of arrow 9 around the axis 8th (corresponds to a pivot point 4 for the longitudinal direction) as an acceleration to that in the illustrated device (in the seat 6 ), a rotation about the axis 8th in the other direction (arrow 10 ) like a delay. By the same principle, a rotation in the direction acts 12 around the axis 11 on the person in the device as a right turn, a rotation in the opposite direction (arrow 13 ) like a left turn. The sensor 5 is advantageously on the rotatably suspended seat 6 attached or directly connected to this. Alternatively, however, it is also possible to use one sensor per axis, in which case the construction cost is greater. To increase the accuracy of measurement, it is also possible to use two or more sensors (operating on the same or different measuring principle) whose signal is superimposed. In front of the seat 6 is a screen 14 arranged, in particular firmly with the seat 6 is connected, on which the game or the gameplay is pictorially represented. Through the firm connection of the screen 14 with the seat 6 the horizon of the vehicle moves with. The seat 6 is arranged in a movable nacelle, wherein a particularly favorable embodiment is also given when the total center of gravity of the movable nacelle in the intersections (or in the vicinity of the intersection points) of the axes of rotation 8th . 11 located to keep the adjusting forces for adjusting the nacelle low.

3 zeigt eine Rückenansicht der Vorrichtung nach 2, wobei hier die Achse 11 gut erkennbar ist. Eine Drehung in Richtung 12 um die Achse 11 auf die sich in der Vorrichtung befindende Person wirkt wie eine Rechtskurve, eine Drehung in die Gegenrichtung (Pfeil 13) wie eine Linkskurve. Man erkennt auch gut den vor dem Sitz 6 angebrachten Bildschirm 14. 3 shows a back view of the device according to 2 , where here is the axis 11 is clearly recognizable. A turn in the direction 12 around the axis 11 on the person in the device acts like a right turn, a rotation in the opposite direction (arrow 13 ) like a left turn. You can see well in front of the seat 6 attached screen 14 ,

4 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach 2. Hier ist insbesondere die Achse 8 erkennbar, um die der Sitz 6 geschwenkt wird um Brems- und Beschleunigungskräfte zu simulieren. Neben dem Bildschirm 14 erkennt man auch ein Lenkrad 16 und Pedale 17 (es können aber auch andere Eingabegeräte, beispielsweise Joysticks verwendet werden), die für einen Fahrsimulator (oder auch anderer Art von Simulatoren) vorgesehen sind. Weiters erkennt man auch einen Sensor 5. Es ist nun möglich statt eines Mehrachsensensors z. B. auf beiden Seiten des Sitzes Sensoren 5, 5' anzubringen, die entweder redundant oder auch in Kombination betrieben werden können. 4 shows a side view of the device according to 2 , Here is especially the axis 8th recognizable to the the seat 6 is pivoted to simulate braking and acceleration forces. Next to the screen 14 you can also see a steering wheel 16 and pedals 17 (However, other input devices, such as joysticks can be used), which are provided for a driving simulator (or other type of simulator). Furthermore one recognizes also a sensor 5 , It is now possible instead of a multi-axis sensor z. B. on both sides of the seat sensors 5 . 5 ' be mounted, which can be operated either redundantly or in combination.

5 stellt ein Flussdiagramm der Regelung dar. Ausgehend von einem Sollwert für einen Beschleunigungsskalar (einer Richtung), der aus der Simulation entnommen wird, wird ein Sollwert α1 für die Neigung z. B. des Sitzes errechnet. Dieser Wert α1 wird mit dem durch den Sensor 5 gemessenen Neigungswinkel α verglichen. Je nach Ergebnis (α1 > α, α1 = α, α1 < α) wird die Spindel im Uhrzeigersinn angetrieben, stoppt oder dreht gegen den Uhrzeigersinn. Dann wird erneut der IST Neigungswinkel α gemessen und mit einem im Wesentlichen geänderten neuen Sollwert α1 verglichen, woraus sich die dann erforderliche Bewegung der Spindel ergibt. Diese Berechnung wird für alle Richtungen getrennt durchgeführt, so dass auch zeitlich parallele Drehungen unabhängig voneinander um die verschiedenen Achsen erfolgen. 5 is a flowchart of the control. Starting from a setpoint for an acceleration scale (one direction), which is taken from the simulation, a target value α1 for the inclination z. B. the seat calculated. This value α1 is compared to that by the sensor 5 measured inclination angle α compared. Depending on the result (α1> α, α1 = α, α1 <α), the spindle is driven clockwise, stops or rotates counterclockwise. Then the actual inclination angle α is again measured and compared with a substantially changed new setpoint value α1, from which results the then required movement of the spindle. This calculation is performed separately for all directions, so that even temporally parallel rotations occur independently of each other about the different axes.

6 zeigt nun einen Kugelgewindetrieb, wie er vorteilhafter Weise im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommt. Wobei die Darstellung des Kugelgewindetriebs eine Spindel mit einstellbarer Doppelmutter zeigt, diese aber durchaus auch als Einfachmutter ausgeführt werden kann. Der Kugelgewindetrieb 18 besteht im Wesentlichen aus einer Kugelgewindespindel 19 und einer Kugelgewindemutter 20. Die Kugelgewindespindel 19 weist dabei Nuten 21 auf, in denen Kugeln 22 laufen können. Diese Kugeln 22 laufen im Bereich der Kugelgewindemutter 20 in den Nuten 21 der Kugelgewindespindel 19 und werden innerhalb der Kugelgewindemutter 20 durch Kanäle 23 weitergeleitet. Durch die geringe Reibungskraft der Kugeln 22 in den Nuten 21 lässt sich eine einfache und schnelle Verstellung der Kugelgewindemutter 20 in Längsrichtung gegenüber der in Längsrichtung feststehenden Kugelgewindespindel erreichen. Zur Befestigung und Vorspannung weist die Kugelgewindemutter 20 beispielsweise einen Distanzring 24 auf. Die Erfindung kann auch ohne diesen ausgeführt werden (Einfachmutter). 6 now shows a ball screw, as it is advantageously used in the invention. The representation of the ball screw shows a spindle with adjustable double nut, but this can also be performed as a single nut. The ball screw 18 consists essentially of a ball screw 19 and a ball screw nut 20 , The ball screw 19 has grooves 21 on where balls are 22 be able to walk. These balls 22 run in the area of the ball screw nut 20 in the grooves 21 the ball screw 19 and become inside the ball screw nut 20 through channels 23 forwarded. Due to the low frictional force of the balls 22 in the grooves 21 can be a simple and quick adjustment of the ball screw nut 20 reach in the longitudinal direction relative to the longitudinally fixed ball screw. For attachment and preload, the ball screw nut 20 for example, a spacer ring 24 on. The invention can also be carried out without it (single nut).

7 zeigt einen Planetenrollengewindetrieb 25 mit einer Gewindespindel 26 und einer Rollenumlaufmutter 27. Hier rollen speziell geschliffene Planetenrollen 28 in entsprechend geformten Nuten 29 der Gewindespindel 26, wodurch sich die Mutter 27 linear entlang der Spindel 26 bewegt. Dabei werden Spindel-, Rollen- und Mutterdurchmesser so gewählt, dass die Umfangsgeschwindigkeiten von Spindel 26 und Rollen 28 übereinstimmen. Die Synchronisation übernimmt ein in die Mutter 27 integrierter Ring mit einer Innenverzahnung, der die Rollen 28 antreibt. Da sich die Wälzkörper im Unterschied zum Kugelgewindetrieb oder dem Rollengewindetrieb mit Rollenrückführung nicht relativ zur Mutter bewegen, ist kein Rückführmechanismus notwendig. Dies ermöglicht höhere Drehzahlen als beispielsweise mit Kugelumlaufspindeln möglich wären. 7 shows a planetary roller screw drive 25 with a threaded spindle 26 and a roller bearing nut 27 , Here are specially ground planetary rollers 28 in correspondingly shaped grooves 29 the threaded spindle 26 , which causes the mother 27 linear along the spindle 26 emotional. Spindle, roller and nut diameters are selected so that the peripheral speeds of spindle 26 and roles 28 to match. The synchronization takes over in the mother 27 integrated ring with an internal toothing, the rollers 28 drives. Since the rolling elements, unlike the ball screw or the roller screw with roller return does not move relative to the mother, no return mechanism is necessary. This allows higher speeds than would be possible, for example with ball screws.

Die Darstellungen sind beispielhaft wobei die Erfindung nicht nur für Simulatoren, sondern auch als kostengünstiger Ersatz in Anwendungen bei denen Stellantriebe zum Einsatz kommen, verwendet werden kann. Speziell kommt es darauf an, die Lage eines Teils zu bestimmen und entsprechend einem Sollwert zu regeln, wobei sich der Sollwert auch laufend ändern kann. In diesem Fall muss die Verstellmechanik sehr rasch und positionsgenau reagieren. Dies kann z. B. durch eine Verstellung mittels Kugelgewindetrieb oder Planetenrollengewindetrieb erfolgen.The illustrations are exemplary wherein the invention can be used not only for simulators, but also as a cost effective replacement in applications where actuators are used. Specifically, it is important to determine the position of a part and according to a Setpoint to regulate, whereby the setpoint can change constantly. In this case, the adjustment mechanism must react very quickly and accurately. This can be z. B. by an adjustment by means of ball screw or planetary roller screw.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 29801687 U1 [0002]
WO 2009/082489 [0003]

Claims

Device for determining and adjusting a position of a movable part to a fixed part in the direction of movement, characterized in that at least one sensor ( 5 . 5 ' ), in particular inclination sensor, and a control device ( 7 ), wherein the at least one sensor ( 5 . 5 ' ) via the control device ( 7 ) with a drive ( 6 ) of the movable part is connected.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the movable part and the fixed part in its direction of movement are mechanically connected to each other.

Device according to claim 2, characterized in that the movable part is a nut ( 3 . 20 . 27 ) and in the direction of movement of the movable part fixed part a spindle ( 2 . 19 . 26 ) are.

Device according to claim 3, characterized in that nut ( 20 ) and spindle ( 19 ) as a ball screw ( 18 ) are formed.

Device according to claim 3, characterized in that nut ( 27 ) and spindle ( 26 ) as a planetary roller screw ( 25 ) are formed.

Device according to claim 1, characterized in that the movable part ( 3 ) with the part fixed in the direction of movement ( 2 ) together form a hydraulic or pneumatic cylinder.

Device according to claim 1, characterized in that the movable part ( 3 ) with the part fixed in the direction of movement ( 2 ) forms a linear drive.

Apparatus according to claim 1 to 7, characterized in that a platform, in particular a seat ( 6 ) is connected to the movable part.

Apparatus according to claim 8, that several movable parts with the plate, in particular the seat ( 6 ) are connected.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one sensor ( 5 . 5 ' ) is a gravity sensor and / or a gyroscopic sensor.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the gravity sensor ( 5 . 5 ' ) and / or gyroscopic sensor is designed as a multi-axis sensor.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one inclination sensor ( 5 . 5 ' ) works according to gravimetric and / or gyroscopic principle or is designed as an air flow Tilt sensor.

Device according to one of claims 1 to 12, that several sensors ( 5 . 5 ' ) are provided, which are operated redundantly.

Device according to one of claims 1 to 13, that several sensors ( 5 . 5 ' ) are provided, which are operated in combination.