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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Simulieren beweglicher realer oder fiktiver Objekte. Simulatoren werden professionell z. B. für Pilotentraining eingesetzt. Diese sind allerdings nur für spezielle Flugzeugtypen mit großen Ausmaßen und aufwendiger Hard- und Software zu betreiben. Die Kosten sind für den Normalbürger nicht zu bewältigen. Für ihn gibt es Simulatoren mit begrenzten Eigenschaften, wie z. B. bei Spielkonsolen oder optische Anreize, wie diese z. B. ferngesteuerte Drohnen liefern, die die Umgebung auf einer 3D-Brille oder kleinem Monitor übertragen.
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US 2007/0269771 A1 beschreibt als nächstkommender Stand der Technik einen Fahrzeugsimulator. Der Fahrzeugsimulator weist eine Fahrzeugsimulatorbedienerumgebung, eine Fahrzeugsimulatorbasis, einen Ausleger, der die Fahrzeugsimulatorbedienerumgebung mit der Fahrzeugsimulatorbasis verbindet, und mindestens einen Gelenkmechanismus auf. Der mindestens eine Gelenkmechanismus dient zum Drehen der Fahrzeugsimulator-Bedienerumgebung entlang mindestens einer Drehachse, um eine Kippbewegung der Fahrzeugsimulator-Bedienerumgebung entlang einer Z-Drehachse bereitzustellen.
US 5 490 784 A offenbart eine Bewegungssimulationsvorrichtung, die Bewegungen mit bis zu sechs Freiheitsgraden erzeugen kann; drei Rotationsfreiheitsgrade und drei linear-translatorische Freiheitsgrade. Die Bewegungssimulationsvorrichtung umfasst eine im Allgemeinen kugelförmige Kapsel, die an einer Vielzahl von Rollen abgestützt ist, die mit einem verschiebbaren Rahmen verbunden sind. Mindestens eine der Walzen ist eine in mehrere Richtungen wirkende aktive Walze, die reibschlüssig mit der Kapsel in Eingriff steht, um der Kapsel in jeder Richtung eine Drehbewegung zu verleihen. Der Rahmen ist optional an einer Anzahl von Stellgliedbeinen befestigt, die den Rahmen entlang drei orthogonalen Achsen verschieben können. Optimalerweise können Anblicke, Töne und körperliche Empfindungen elektronisch in der Kapsel koordiniert und reproduziert werden, so dass ein Benutzer interaktiv verschiedene Umgebungen steuern und darauf reagieren kann, während er gleichzeitig die entsprechenden Bewegungen und körperlichen Empfindungen erfährt, die mit der interaktiven Umgebung verbunden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Vorrichtung zum Simulieren beweglicher realer oder fiktiver Objekte zu schaffen. Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Es wird eine Vorrichtung zum Simulieren der Bewegung eines realen oder fiktiven Objekts angegeben, wobei die Vorrichtung ein Cockpit (9) aufweist, wobei das Simulieren durch die Vorrichtung eine Bewegung des Cockpits (9) relativ zu einer Bodenfläche und Rotationsbewegungen umfasst, wobei zur Ermöglichung der Bewegung die Vorrichtung ferner folgende Komponenten umfasst:
- - Vier erste Zylinder (1), wobei das Cockpit (9) in den Ecken an den ersten vier Kolbenstangen der Zylinder beweglich gelagert ist,
- - Eine Ringführung (5), wobei die ersten vier Zylinder (1) an ihren Zylinderrohren mit Halterungen an der Ringführung (5) beweglich angeordnet sind, wobei das Cockpit (9) über einen Antrieb um eine „erste Achse“ rotierbar ist,
- - Einen Rotationsantrieb (6) mit gegenüberliegender Lagerung (6.1), wobei die Ringführung (5) an dem beweglichen Teil des Rotationsantriebs (6) bzw. der Lagerung (6.1) befestigt ist, wobei das Cockpit (9) über eine „zweite Achse“ rotierbar ist,
- - Einen zweiten Zylinder (2), wobei die „erste Achse“ und „zweite Achse“ um die Zylinderachse des zweiten Zylinders (2) mit einem Rotationsantrieb (7) als „dritte Achse“ rotierbar ist und durch den zweiten Zylinder (2) entlang dessen Zylinderachse alle drei Achsen bewegbar sind,
- - Einen dritten Zylinder (3), wobei der dritte Zylinder (3) schwenkbar an der Grundplatte (8) anordenbar ist, wobei der zweite Zylinder (2) schwenkbar an dem dritten Zylinder (3) angeordnet ist und durch den dritten Zylinder (3) entlang dessen Zylinderachse bewegbar ist,
- - Einen vierten Zylinder (4), wobei der vierte Zylinder (4) am unbeweglichen Teil des dritten Zylinders (3) befestigt ist und entlang seiner Zylinderachse an der Befestigung seiner Kolbenstange die Lage des zweiten Zylinders (2) über die Befestigung der Kolbenstange des dritten Zylinders (3) schwenkbar ist,
- - Eine rotierbare Grundplatte (8), wobei durch die Anordnung des dritten Zylinders (3) auf der Grundplatte (8) die Vorrichtung um eine senkrecht zur Bodenfläche stehende „vierte Achse“ rotierbar ist.
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Im Folgenden werden zwei Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Beispiel einer Vorrichtung als Vollversion,
- 2 ein Beispiel einer Vorrichtung als Startversion.
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Kunden mit unterschiedlichen Platzbedarf und finanziellen Möglichkeiten können sich ihre eigene Konfiguration zusammenstellen. Bei der Startversion 2 werden die Komponenten für die Bewegung auf die vier ersten Zylinder (1) und die Ringführung (5) reduziert. Da diese Startversion 2 die gleichen Komponenten wie die Vollversion 1 verwendet, ist es kein Problem den Aufbau um eine weitere Funktion, wie z. B. die „zweite Achse“ durch Rotationsantrieb (6) mit gegenüberliegender Lagerung (6.1), zu erweitern. So können schrittweise Modifikationen vorgenommen werden, die die Beschleunigung oder weitere Rotationen simulieren, bis zur Vervollständigung der Komponenten in Vollversion 1.
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Die Vorrichtung umfasst in der besagten Vollversion, die in der 1 aufgeführten Komponenten, um z. B. die folgende Bewegungen zu ermöglichen:
- - Vier erste Zylinder (1), wobei das Cockpit (9) an den Kolbenstangen der ersten vier Zylinder (1) befestigt ist, um die zu bewegende Masse so gering wie möglich zu halten. Durch den Hub der vier ersten Zylinder (1) können kurze stoßartige Impulse direkt weitergegeben werden.
- - Eine Ringführung (5), wobei die vier ersten Zylinder (1) mit Halterungen an der Ringführung (5) beweglich angeordnet sind, wobei das Cockpit (9) um 360 Grad bewegbar ist. Diese Rotation findet über die in den Halterungen fixierten Zylinderrohre der vier ersten Zylinder (1) auf der Ringführung (5) statt. Bei einer hierzu fiktiven senkrechten Achse durch die Mitte der Ringführung (5) erfolgt die Rotation des Cockpits (9) um diesen Mittelpunkt. Bei einem Drift, bei welchem das Cockpit (9) aus der Beschleunigungsrichtung gerissen wird, kann dieser Driftwinkel über die „erste Achse“ angefahren werden.
- - Einen Rotationsantrieb (6) mit gegenüberliegender Lagerung (6.1), wobei die Ringführung (5) an den beweglichen Teilen des Rotationsantriebs (6) bzw. der Lagerung (6.1) befestigt ist. Bei einer hierzu fiktiven waagerechten Achse durch die Mitte des Rotationsantriebs (6) und gegenüberliegender Lagerung (6.1) erfolgt die Rotation des Cockpits (9) um diesen Mittelpunkt, wobei das Cockpit (9) in der Vorrichtung so ausgerichtet wird, das es in der Bewegungsrichtung der Steigung bzw. dem Gefälle des Objekts folgt. Durch die 360 Grad Freiheit über die „zweite Achse“ können sogar Loopings bzw. Überschläge simuliert werden.
- - Einen zweiten Zylinder (2), wobei der feststehende Teil des Rotationsantriebs (7) auf der Kolbenstange des zweiten Zylinders (2) befestigt ist, wobei der Hub des zweiten Zylinders (2) mit dem beweglichen Teil des Rotationsantriebs (7) über die nachfolgenden Halterungen der „zweiten Achse“ und „ersten Achse“, sowie der ersten vier Zylinder (1) für die Anfangsbeschleunigung des Cockpits (9) benutzt werden kann.
- - Einen Rotationsantrieb (7), wobei der Rotationsantrieb (7) mit seinem beweglichen Teil an einer Gabel in Form von zwei gebogenen Halter angebracht ist, wobei die daraus entstehende halbrunde Aufnahme auf der einen Seite der Befestigung des Rotationsantriebs (6) und auf der anderen Seite, die der Lagerung (6.1) dient, wobei die „erste Achse“ und „zweite Achse“ um die Zylinderachse des zweiten Zylinders (2) mit dem Rotationsantrieb (7) als „dritte Achse“ rotierbar ist und durch den zweiten Zylinder (2) entlang dessen Zylinderachse alle drei Achsen bewegbar sind. Wobei eine 360 Grad Bewegung der Gabel möglich ist, was z. B. ein Überkopfflug eines Flugobjektes oder ein seitliches Abrollen einer Böschung hinunter simulieren kann.
- - Einen dritten Zylinder (3), wobei der dritte Zylinder (3) schwenkbar an der Grundplatte (8) angeordnet ist, wobei der zweite Zylinder (2) über die Zylinderachse des dritten Zylinders (3) bewegbar ist, wobei ein vierter Zylinder (4) an dem dritten Zylinder (3) angeordnet und somit der zweite Zylinder (2) schwenkbar ist. Sobald die Anfangsbeschleunigung des Cockpits (9) durch den zweiten Zylinder (2) nicht ausreicht, kann über die Schwenkfunktion und Ausfahren der Kolbenstange des dritten Zylinders (3) weiter verfahren werden. Wobei die Lage des zweiten Zylinder (2) durch den vierten Zylinder (4) korrigiert werden kann. Die Korrektur erfolgt über einen Hebel, wobei der Hebeldrehpunkt die Befestigung der Kolbenstange des dritten Zylinders (3) am zweiten Zylinder (2) ist und wobei die Länge des Hebels durch die Befestigung der Kolbenstange des vierten Zylinders (4) am zweiten Zylinder (2) festgelegt wird. Dadurch ist es möglich die gewünschte Höhe des Cockpits (9) nachzuregeln, wobei die Neigung des Cockpits (9) durch die Schwenkfunktion des Rotationsantriebs (6) ausgeglichen wird. Durch die Bewegungen des zweiten Zylinders (2) und dritten Zylinders (3) mit Korrektur durch den vierten Zylinder (4) können sogar Beschleunigungen von startenden Flugobjekte dargestellt werden.
- - Eine Grundplatte (8), die in Form eines Basis-Drehtellers angebracht ist, wobei der Drehteller um eine fiktiv senkrecht zur Bodenfläche stehende Achse rotierbar ist. Wobei der Zylinder (3) der auf der Grundplatte (8) angebracht ist, die Funktion der Richtungsänderung übernimmt, wobei Zentrifugalkräfte authentisch nachgestellt werden und das Cockpit (9) bei Beschleunigung immer nach vorne ausgerichtet ist. Wobei eine anhaltende Beschleunigung simuliert werden kann, indem die Grundplatte (8) mit der Geschwindigkeit des Objektes bewegt und das Cockpit (9) über die Ringführung (5) in Drehrichtung ausgerichtet wird, wobei dadurch die Fahrtrichtung simuliert wird. Wobei nicht nur eine Beschleunigung, sondern auch eine nicht gewünschte Zentrifugalkraft erzeugt wird.
- - Vier rotierbare „Achsen“, wobei jeder dieser Achsen 360 Grad Bewegungen ausführen können, wobei alle Freiheitsgrade für die Rotation des Cockpits (9) gegeben sind. Wobei in Verbindung mit der Sensorik jede Lage des Cockpits (9) relativ zu einem Objekt angefahren werden. Wobei sogar kontinuierliche Rollbewegungen in alle Richtungen möglich sind. Wobei die „vierte Achse“ der Grundplatte (8) bei gleichzeitiger Beschleunigung des Cockpits (9) durch den zweiten Zylinder (2) und dritten Zylinder (3) mit Korrektur über den vierten Zylinder (4) und der „zweite Achse“ des Rotationsantriebs (6) z. B. das Abheben eines Hubschraubers mit kreisförmigem Aufstieg simulieren können.
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Die Vorrichtung in der Startversion 2 umfasst folgende Komponenten, um Teile oder vollständige Bewegungen der Vollversion 1 zu ermöglichen:
- - die ersten vier Zylinder (1), die einen Teil der Ausrichtung des Rotationsantriebs (6) und des Rotationsantriebs (7) ermöglichen,
- - die Ringführung (5), die die Rotation der Grundplatte (8) der „vierten Achse“ ermöglicht.
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Im Folgenden werden die Besonderheiten bzw. Funktionalitäten der Vorrichtung näher erläutert, wobei
- - durch den modularen Aufbau eine kundenspezifische Konfiguration möglich ist, welche jederzeit geändert werden kann,
- - das Cockpit (9) mit genügend Platz für nur eine Person angefertigt ist, um die Vorrichtung auf einen minimalen Platzbedarf auszulegen,
- - das Cockpit (9) mit den Steuereinheiten und Sitzgelegenheit inklusive Sicherheitseinrichtung dabei die zentrale Rolle spielt,
- - durch standardisierte Schnittstellen ein komplettes Cockpit (9) oder Einzelkomponenten, wie Sitzgelegenheit, Steuereinheiten und Extras, ausgetauscht, umgebaut oder erweitert werden können,
- - die Einzelkomponenten im Cockpit (9) mit Schnellverschlüssen installiert sind und so in kürzester Zeit Extras erweitert oder für die Simulation eines anderes Objekts umgebaut werden kann,
- - im Cockpit (9) mindestens die Steuereinheiten für die Beschleunigung und Richtungsänderung vorhanden sein müssen,
- - das Cockpit (9) soweit wie möglich mit den Einzelkomponenten einem Modell im Originalmaßstab nachempfunden sein kann,
- - das Cockpit (9) dem Fahrgastinnenraum oder zumindest jenem Teil des Fahrgastinnenraums ähneln kann, welcher zur Steuerung des Fahrzeuges mindestens vorhanden sein muss, wenn es sich bei dem zu simulierenden Objekt z. B. um ein Fahrzeug handelt,
- - im Cockpit (9) eine visuelle Wiedergabe der Umgebungsinformation des Objektes für den Benutzer unerlässlich ist, allerdings eine Tonübertragung als Extra den Gesamteindruck noch realistischer abbildet,
- - für die Bild- und Tonübertragung es viele Möglichkeiten gibt, die sich an der Größe der einzubauenden Kamera im realen Objekt bzw. der visuellen Darstellung im Cockpit (9) orientieren muss,
- - durch die fortschreitende Miniaturisierung mit verbesserten Eigenschaften geeignete Komponenten nach Stand der Technik ausgesucht werden sollten,
- - mit einer 3D-Brille kein weiterer Aufbau im Cockpit (9) notwendig ist,
- - bei Verwendung von Monitor oder Beamer mit Leinwand, die Komponenten als fester Bestandteil im Cockpit (9) verbaut werden,
- - bei Einbau eines Tablets oder ähnlichem im Cockpit (9), Bild- und Tonwiedergabe vorhanden wären, sogar zusätzliche fiktive Steuereinheiten per Touchscreen möglich wären, sofern das reale Objekt dementsprechend modifiziert bzw. das fiktive Objekt für diese Funktionen programmiert ist,
- - über integrierte Sensoren die Geschwindigkeit und/oder die Raumlage des Cockpits (9) oder über z.B. Neigungssensoren und Positionssensoren der Stand der einzelnen Antriebe oder Zylinder ermittelt und in der Vorrichtung nachgeregelt werden. Genauso Beschleunigungssensoren die Geschwindigkeit der Zylinderachsen des zweiten Zylinder (2) und dritten Zylinder (3) detektieren können,
- - generierten Daten über definierte Schnittstellen z. B. zu einer Auswerteeinheit oder direkt auf Regelkarten weitergeleitet werden. Bei der Auswerteeinheit es sich z. B. um einen Rechner handeln kann, der über verschiedene Software verfügt.
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Zusätzlich soll das Zusammenwirken von Vorrichtung und Objekt an Beispielen erläutert werden, wobei
- - die im Cockpit (9) unerlässliche Steuereinheit „Richtungsänderung“ mittels angeordnetem Steuerknüppel, Steuer- oder Lenkrad etc. bei Betätigung eine dementsprechende Fahrtrichtungsänderung eines bewegten Objektes und dadurch eine Rotation z. B. der Grundplatte (8) in 1 bzw. Ringführung (5) in 2 auslöst,
- - eine weitere unerlässlich Steuereinheit „Beschleunigung“ im Cockpit (9) mittels Betätigung von Pedal, Hebel etc. zu einer Geschwindigkeitsänderung des Antriebs im Objekt führt, was dementsprechend zurückgemeldet und von der Vorrichtung 1 über die Zylinder umgehend, soweit wie möglich umgesetzt wird,
- - die Steuereinheit „Richtungsumkehr“, z. B. durch eine Polaritätsänderung bei einem Gleichstrommotor im Objekt eine negative Beschleunigung hervorrufen kann und somit die Funktion einer Bremse oder eines Rückwärtsganges ohne weitere Komponenten im Objekt erzielt werden könnte,
- - eine Richtungsumkehr über ein Getriebe nicht ohne vorherigen Stillstand des Objektes erfolgen sollte,
- - weitere Steuereinheiten wie Feststellbremse oder Bremse, Gangschaltung oder spezielle Aufbauten alles beliebig verfeinern können und der Ausgestaltung des Cockpits (9) dafür keine Grenzen gesetzt sind, allerdings im Objekt umzusetzen und eingebaut sein müssen. So auch zusätzliche Optionen, wie Baggerschaufel, Abschussvorrichtung etc. möglich sind,
- - für jede zu verwendete Funktion eines verbundenen Objektes, die dazugehörige Steuereinheit im Cockpit (9) vorhanden sein muss,
- - eine ständige Verbindung zwischen Steuereinheiten und Objekt durch eine technische Lösung gewährleistet sein muss, die z. B. induktiv, über Kabel oder Funk, wie z. B. DSL-Verbindung oder Satellit erfolgen kann, was von der Entfernung abhängig ist. Auswahlkriterien sind die Kosten und die Reaktionszeit. Um die größte mögliche Bewegungsfreiheit zu garantieren, sollte zu mindestens die Verbindung zum Objekt drahtlos sein,
- - die Vorrichtung zum Simulieren der Bewegung eines realen oder fiktiven Objekts verwendet werden kann,
- - nach Installation eines Cockpits (9) sich die Vorrichtung jeweils nur mit einem nicht benutzten Objekt verbinden darf. Welches mit den integrierten Sensoren in einem realen Objekt und/oder einer Bilderfassung mit zugehöriger Bildverarbeitungssoftware, Daten bezüglich einer Richtungsänderung und/oder Beschleunigung liefern kann,
- - die aktuelle Beschleunigung mit dem in der Vorrichtung zur Verfügung stehenden Weg optimiert werden muss bzw. mit weiteren Maßnahmen unterstützt wird. Dazu kann eine Veränderung der Sitzposition und /oder das Aufblasen eines Sitzpolsters ein entsprechendes Gefühl der Beschleunigung weiter simulieren. Sobald ein Zylinder in der Vorrichtung in die Nähe seiner mechanischen Endposition gelangt, kann mit einer vorzugsweise kaum fühlbare langsame Rückführung dafür gesorgt werden, dass erneute Beschleunigungen wieder eingeleitet werden können. Über einen Algorithmus könnten die aktuellen Werte erfasst und der geeignetste Zeitpunkte berechnet werden,
- - ein reales Objekt z. B. ein Modell eines Kleinlasters ist, das über einen nahezu Echtzeitdatenabgleich zur der Vorrichtung verfügen muss. Sobald ein Cockpit (9) aufgebaut wurde und sämtliche Komponenten im realen Objekt vorhanden sind, die die oben beschriebenen Daten für und von der Vorrichtung liefern und verarbeiten können, werden die einzelnen „Achsen“ und Zylinder, je nach Aktion, angesteuert bzw. nachgeregelt. Was durch standardisierte Schnittstellen und Verwendung z. B. einer Auswerteeinheit möglich ist, um damit jedes bewegliche und den Anforderungen entsprechend modifizierte reale Objekt zu simulieren,
- - ein fiktives Objekt ein Objekt ist, das durch eine Software simuliert wird und z. B. als Computermodell existiert. Hierzu werden die von den Steuereinheiten generierten Daten in neue Positionsdaten des fiktiven Objekts umgerechnet. Als Rückmeldung sollten Bilder aus Sicht der Bewegung in der fiktiven Umgebung die Lage des fiktiven Objekts bestimmen und die Position des Cockpits (9), sowie die daraus resultierenden Beschleunigung in der Vorrichtung nachregeln. Bei einem fiktiven Objekt sind dessen Bewegungen mit den Daten der Steuereinheiten von der Vorrichtung in der fiktiven Umgebung zu kombinieren, somit kann alles was programmierbar ist verwendet werden,
- - die Vorrichtung durch ihre Schnittstellen so ausgelegt ist, dass alle beweglichen Objekte, real oder fiktive die gewünschte Reaktionen auslösen können. Von Flug- bis Tauchobjekte, von Land- bis Wasserfahrzeuge, ob im Weltall oder in einem Körper, alles was beweglich ist und eine Richtungsänderung besitzt, kann das Cockpit (9) in der Vorrichtung relativ zur der Lage des angeschlossenen Objektes nachgeregelt und in einem gewissen Bereich bewegt werden.
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Im Folgenden sei ein Beispiel einer Simulation eines realen Modells von einem Kleinlaster beschrieben:
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Die Abweichungen des Raumpositionssensors des Kleinlasters werden mit dem Raumpositionssensor im Cockpit (9) verglichen und mit den Komponenten der Vorrichtung nach ihrer speziellen Funktionen so nachgeregelt, dass die momentane relative Raumposition des Kleinlasters der Ausrichtung des Cockpits (9) entspricht. Durch die Bewegung des Cockpits (9) hat eine darin befindliche Person nahezu dasselbe empfinden, als befände sie sich in dem Kleinlaster selbst.
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Die im Cockpit (9) integrierten Steuereinheiten, wie z. B. „Richtungsänderung“ und „Beschleunigung“ erzeugen bei Betätigung Datenpakete, die zum Kleinlaster gesendet werden. Dabei spielt die „Richtungsänderung“ eine besondere Rolle, da ohne vorherige „Beschleunigung“ keine Positionsänderung, sondern nur eine Bewegung der Lenkräder des Kleinlasters stattfindet.
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Sobald über das gedrückte Gaspedal Signale am Kleinlaster eintreffen, werden vom dortigen Beschleunigungssensor die Bewegungsdaten aufgenommen und zur Vorrichtung übertragen. Der zweite Zylinder (2) kann durch seinen Hub eine kurze Anfangsbeschleunigung erzeugen, danach wird die Bewegung mit der Schwenkachse des dritten Zylinders (3) fortgeführt und mit dem Hub des vierten Zylinders (4) die Höhe und mit dem Rotationsantrieb (6) die Lage des Cockpits (9) korrigiert.
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Die Betätigung einer Bremse kann durch eine negative Beschleunigung simuliert werden, was durch eine Rückwärtsbewegung der Schwenkachse bzw. Zylinder in der Vorrichtung dargestellt wird. Kommt der Kleinlaster zum Stehen, muss das Signal abgeschaltet werden, damit keine Rückwärtsbewegung erfolgt. Ungewollte Bewegungen müssen mit Gegenimpulsen verhindert werden.
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Jede Komponente steht mit einem Regelkreis in direktem Zusammenhang zu der Position des Kleinlasters, wobei der Einfluss der Schwenkachsen des zweiten Zylinder (2) und dritten Zylinder (3) auf die Lage des Cockpits (9) bei der Bewegung berücksichtigt werden muss. So kann bei einer simulierten Bremsung durch die Rückführung der Schwenkachse des zweiten Zylinders (2) und dem Zurückschwenken des dritten Zylinders (3) beim Erreichen einer mechanischen Endposition ein Höhenversatz in der Vorrichtung zustande kommen. Dieser kann zu einem kleinen Teil mit den vier ersten Zylindern (1) der Lagerung des Cockpits (9) ausgeglichen werden, die normalerweise für kurze schnelle Impulse vorgesehen sind, etwa Überqueren eines Bordsteines.
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Über einen eingebauten Winkelsensor in der Steuereinheit „Richtungsänderung“ im Cockpit (9) kann über die Drehung des Lenkrades durch die generierten Daten die Einstellung der Lenkräder des Kleinlaster weitergegeben werden, wobei die Grundplatte (8) über die „vierte Achse“ mit der Beschleunigung bzw. der tatsächlichen Bewegung nachgeregelt wird und somit die entstandene Zentrifugalkraft darstellt.
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Eine seitliche Böschung wird mit dem Rotationsantrieb (7) um die „dritte Achse“ des zweiten Zylinders (2) und ein Gefälle bzw. eine Steigung mit dem Rotationsantrieb (6) mit der „zweiten Achse“ nachgeregelt. Das Cockpit (9) wird auf der Ringführung (5) mit der „ersten Achse“ z. B. bei einem seitlichen Drift des Fahrzeugs verdreht, sobald z. B. in einer Kurve die Reifen die Haftung verlieren und der Fahrersitz nicht mehr der parallelen Fahrtrichtung folgt, sondern in einem gewissen Winkel dazu steht.
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Durch die Länge des zweiten Zylinder (2) und dritten Zylinder (3) ist der maximal verfahrbare Weg begrenzt, deshalb ist es notwendig, dass bei gleichmäßiger Beschleunigung eine langsame, nicht bemerkbare Rückwärtsbewegung erfolgt, um bei nächster Beschleunigung erneut starten zu können. Das Gefühl kann auch kurzfristig durch Aufblasen der Sitzpolster oder durch eine schräge Sitzposition, wie bei einer Steigung, vorgetäuscht werden.
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Durch die anschließende Diskussion für Anwendungsgebiete der Erfindung ist es wichtig folgende Punkte zu beachten, wobei
- - die eindeutige Zuweisung eines Objektes zu einer Vorrichtung durch eine geeignete Maßnahme erfolgen muss, denn nur so ist es möglich Gruppenspiele durchzuführen,
- - die Vorrichtungen an unterschiedlichen Orten stehen können, bei Gruppenspiele die realen Objekte sich in einem Raum befinden sollten,
- - bei mehreren aktiven Objekte im gleichen Raum, beim Berühren zweier Objekte eine Interaktion stattfindet, was sich nicht nur auf die mit einer Vorrichtung verbundenen Objekte beziehen muss, sondern auch durch zusätzliche Aufbauten geschehen kann, z. B. wenn durch eine Abschussvorrichtung etwas in Bewegung gesetzt wird. Sollte dieser bewegte Körper ein Objekt treffen, das mit einer Vorrichtung in Verbindung steht, kommt es bei einer Positionsänderung des Objekts zu einer direkten Anpassung der Lage des verbundenen Cockpits (9),
- - es wichtig ist, dass die Verbindung zwischen Vorrichtung und realen Objekt stabil vorhanden ist, um den schnellstmöglichsten Datenaustausch zu gewährleisten.
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Beispiele von Anwendungsgebieten und Versionen:
- - Für einen Heimsimulator kann anfangs die kostengünstigere platzsparende Startversion 2. verwendet werden, wobei auch Gruppenspiele über größere Entfernung durch Verbindung mit z. B. dem Internet möglich sind. Das gilt auch für programmierte Spiele, wo fiktive Spieler mitspielen können oder ein Zugriff für weitere reale Spieler ermöglicht werden muss.
- - In Spielhallen würden sich die Vorrichtungen der Vollversion 1 mit großen Schwenkachsen und entsprechenden integrierten Zylindern am besten eignen. Damit wäre der Einsatz auch von Flugobjekten z. B. Hubschraubern möglich. Durch die kurzen drahtlose Verbindungen zwischen den Vorrichtungen und den Objekten in den Spielhallen, würde die Positionsänderung des Cockpits (9) nahezu in Echtzeit erfolgen, wobei das für die Interaktion mit mehreren Teilnehmern besonders reizvoll wäre.
- - In Ausstellungen, z. B. Miniatur Wunderland Hamburg, könnten Sonderanfertigungen der Vorrichtung wie z. B. ein Bus als Objekt dienen, der von einem Mitarbeiter der Ausstellung gesteuert wird und die Besucher als Fahrgäste die reale Situation erleben. Wobei durch die „Miniaturisierung“ von Sensoren und anderen Komponenten auch reale Objekte z. B. Autos in einer so aufgebauten Landschaft eingesetzt werden könnten. Für Besucher bestünde dann die Möglichkeit mit einer zur Verfügung gestellten Vorrichtung in diese Ausstellungswelt beweglich einzutauchen, sofern dafür Strecken für eigene Erkundungen freigeben sind.
