DE2653997A1

DE2653997A1 - Verfahren und vorrichtung zur simulierung von fahrzeugbewegungen

Info

Publication number: DE2653997A1
Application number: DE19762653997
Authority: DE
Inventors: Gerald Joseph Kron
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1975-12-02
Filing date: 1976-11-27
Publication date: 1977-06-23
Also published as: GB1561351A; US4030207A; CA1080962A

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYfcR EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

' «* PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Seifing, Köln

5 Köln ι 26.11.1976" Sch-DB/Se

DEICHMANNHAUS AM HAUPTDAHNHOF

The Singer Company,

First Street, Elizabeth, New Jersey 07207, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Simulierung von Fahrzeugbewegungen

Die Erfindung betrifft die Simulierung von Fahrzeugbewegungen, insbesondere einen verbesserten Sitz zur Erzeugung von Bewegungsempfindungen ähnlich denjenigen, die während des tatsächlichen Betriebes eines Fahrzeuges empfunden werden. Die Erfindung ist besonders zweckmäßig für die Aufbringung ungedämpfter Beschleunigungsanstöße und Vergrößerung der Bewegungsbeginnanstöße bei einem Luftfahrzeug-Simulator.

Obwohl Simulatoren für viele verschiedene Fahrzeugarten konstruiert wurden, sind bisher grundsätzliche Anstrengungen auf dem Gebiet der Luftfahrzeug-Simulation durchgeführt worden. Die Erfindung betrifft deshalb diesen Bereich.

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Telefon: (0221) 234541-4 ■ Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompolerrt Köln

Bei herkömmlichen Luftfahrzeug-Simulatoren wird die Bewegung durch Anordnung einer größengerechten Nachbildung eines Cockpits auf einer großen mechanischen Bewegungsbasis simuliert. Die Bewegungsbasis verlagert die Cockpitnachbildung gemäß den Bewegungsgleichungen für das zu . simulierende spezielle Luftfahrzeug, wodurch ein Insasse _■ mit kinesthetischer Information entsprechend der Pluglage, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung versehen wird. Da die Beschleunigungsänderungen die bei einem tatsächlich ausgeführten Flug bemerkenswerteste Empfindungen sind, sind die Bewegungsbasen allgemein zur Hervorhebung dieser Teile des Fahrzeugbewegungsprofils ausgelegt.

Aufgrund verschiedener mechanischer Einschränkungen erzeugen die Bewegungsbasen die nützlichsten Stimuli oder "Anstöße" während der Anfangsphase der geringen kurzzeitigen Beschleunigungen. Da jedoch die Beschleunigungen größer werden und länger dauern, werden die Grenzen des Bewegungssystems erreicht und die Anstoßerzeugung wird erzwungen oder beendet. Daher besteht ein Bedürfnis nach einem Mechanismus, der ungedämpfte Beschleunigungsanstöße vermitteln kann.

Eine Anzahl bekannter Vorrichtungen haben versucht, Beschleunigungsempfindungen durch Körpermanipulation zu erzeugen, z.B. US-Patente 3,097,436; 3,270,440 und 3,309,795. Diese bekannten Vorrichtungen reproduzieren die Veränderungen der Körperstellung, die während tatsächlicher Beschleunigungen auftreten. Sie unterlassen jedoch viele der anderen wichtigen Bewegungsanstöße, die man bei einem fahrenden Fahrzeug empfindet. Diese bekannten Vorrichtungen sind in der Praxis von geringem Wert, da sie unter so ernsten Nachteilen, wie

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Sitzpolsteraufblähung, Erzeugung falscher und störender Anstöße und auf der Verwendung platzaufwendiger unwesentlicher Metallteile- beruhender Verschlechterung der Wirklichkeitstreue des Cockpits leiden.

Zur Überwindung dieser Probleme der bekannten Vorrichtungen hat der Erfinder des Gegenstandes vorliegender Anmeldung einen neuen Sitz zur Simulierung von Fahrzeugbewegungen geschaffen. Dieser als moderner G-Sitz bezeichnete Sitz erzeugte erfolgreich ungedämpfte Bewegungsanstöße und vergrößerte auch Bewegungsbeginnanstöße, die von einer Bewegungsbasis hervorgerufen wurden.

Wie in der US-Patentanmeldung Ser.No. 521,457 beschrieben, schafft dieser moderne G-Sitz die kompatible Körperauslenkung, den Fleischdruckgradienten und die Zone der Berührungsanstöße, die zu verschiedenen Beschleunigungsprofilen gehören, wobei die Cockpitoriginaltreue aufrechterhalten bleibt. Die dauernde enthusiastische Antwort der Benutzer des Flugsimulators auf den modernen G-Sitz hat ihn als bedeutenden Durchbruch auf diesem Gebiet gekennzeichnet.

Die Erfindung verbessert den modernen G-Sitz beträchtlich durch Anbringung von Mitteln zur wahlweisen und unabhängigen Veränderung der Hautspannung. Der Erfinder hat festgestellt, daß die Empfindungen der Fleischoberflächenspannung und Kontraktion, die in epidermischen Bereichen in der Nähe der Sitzpolsterungen während tatsächlicher Fahrzeugbeschleunigungen gefühlt werden und die entsprechenden Veränderungen der von den Kleidern oder anderen Fleischbereichen übertragenen Kraft wichtige Bewegungsanstöße sind.

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Bei einem einsatzbereiten Fahrzeug ergeben sieh diese Anstöße aus Trägheits-Körperbewegung. Die Erfindung offenbart einige vorteilhafte Vorrichtungen zur .Reproduktion dieser Beschleunigungswirkungen bei einem Fahrzeug-Simultor.

Bei dem vorher konstruierten modernen G-Sitz ergab sich ein "Schruppen" auf dem Rücken eines Versuchsobjektes aus Z-Achsen-Körperverlagerung und seitlicher Oberkörperbewegung. Dieser taktile Anstoß ergab sich jedoch nur als zufällige Folge anderer Antriebstechniken., erforderte eine Veränderung der Grundhaltung und war auf den Bereich der Rückenlehne beschränkt. Gemäß der Erfindung wird die Hautspannung als separates Haptic-Systemelement behandelt, das unabhängig angetrieben werden kann ohne eine Änderung der Körperhaltung, um die geeigneten Spannungsver änderunge η in der Fleischoberfläche sowohl in der Nähe der Sitzwanne als auch an der Rückenlehne zu erzeugen.

Erfindungsgemäß ist der Sitz zur Simulierung von Beschleunigungen mit Mitteln zur wahlweisen Veränderung der Fleischoberflächenspannung ausgestattet. Die gewünscb^n Hautspannungsanstöße werden durch steuerbare Versen iebung wenigstens eines Teiles einer den Körper abstützenden Sitzpolsteroberfläche in einer Richtung im wesentlichen parallel zu dieser Fläche erzeugt. Diese Verschiebung bewirkt eine Bewegung der angrenzenden Bekleidung und der benachbarten Partie der Haut relativ zur umgebenden Haut. Diese Relativbewegung der Haut bewirkt die, gewünschte Hautspannung der umgebenden Haut. Gleichzeitig werden geeignete Kraftver- . änderungen von der Sitzpolsterfläche auf andere Bereiche

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des Fleisches durch die Kleidung übertragen. Bei Anwendung ■ des modernen G-Sitzes erlaubt die Erfindung einen koordinierten Betrieb des Hautspannungs-Anstoßerzeugers und anderer aktiver Elemente des Sitzes zur Erzielung kompatibler Haptic-SehsorsystemstLmuli, d.h. Grundhaltung, Berührungszone, Fleischdruckgradient und Hautspannungsanstoße, die alle den bei natürlicher Beschleunigung auftretenden ähnlich sind. Im wesentlichen parallele Polsterflächenverschiebung kann außerdem vorteilhaft zur Änderung des Ausmaßes der Sitzberührung mit den empfindlichen Körperpartien, z.B. der Kniekehlenzone, verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten G-Sitz zu schaffen, der wahlweise Fleischoberflächenspannung/ Kontraktion-Anstöße erzeugen kann. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulierung von Fahrzeugbewegungseffekten durch Veränderung der Hautspannung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen.

Dabei geht es um die Schaffung eines verbesserten G-Sitzes, der unabhängig Veränderungen des Druckgradienten, der Grundstellung, des Ausmaßes der Fleischberührung und der Fleischoberflächenspannung hervorrufen kann und diese koordiniert, um die Beschleunigungen wirksam zu simulieren.

Dabei sollen kompatible Bewegungsanstöße mit einem Sitz eines Fahrzeug-Simulators durch wahlweise Verschiebung wenigstens eines Teiles der kiörperstützenden Sitzpolsterfläche in Richtung im wesentlichen parallel zu dieser Fläche hervorgerufen werden.

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Außerdem wird eine Verbesserung der von dem modernen G-Sitz erreichten Bewegungsstmulation durch Erzeugung kompatibler Veränderungen der Hautspannung in epidermischen Zonen in der Nähe der Sitzpolster, kompatible Veränderungen der in anderen Fleischbereichen von den Kleidern übertragenen Kräfte und/oder kompatible Veränderungen des Ausmaßes der Fleisch/Sitzberührung in rückenseitigen oberen Knie- und anderen Körperbereichen erzielt.

Ferner wird ein dynamisches Körperstutzorgan in einem Luftfahrzeug-Simulator geschaffen, das wie ein Sitz in einem natürlichen Luftfahrzeug aussieht und sich anfühlt, Cockpitnaturgetreue beibehält und genaue und realistische kinesthetische Empfindungen vermittelt, ohne daß zu unwesentlichen Aufbauteilen Zuflucht genommen werden muß und das entweder alleine oder in Verbindung mit einem Betvegungssystem eines Luftfahrzeuges oder anderer Fahrzeugsimulatoren verwendet werden kann, um sicher, wirtschaftlich und genau Beviegungs änderungen zu simulieren.

Vorstehende Vorteile werden mit dem in den Ansprüchen gekennzeichneten Verfahren und der Vorrichtung zur Simulation der Bewegung eines Fahrzeuges erreicht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand in der Zeichnung veranschaulichter AusfUhrungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines früher entwickeln ten modernen G-Sitzes.

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. /ff.

Fig. 2A eine Draufsicht einer bev/eglichen Sitzpolstervorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2B einen Schnitt längs der Linie 2B - 2B in Fig. 2A.

Fig. 3>A eine Draufsicht eines in Segmente aufgeteilten Sitzpolsters gemäß der Erfindung.

Fig. ^B eine teilweise Seitenansicht des aufgeteilten Sitzpolsters.

Fig. ^C ein bevorzugtes Regelsystem gemäß der Erfindung-

Fig. 4a eine Seitenansicht einer ersten Randverbre it e^ngsanordnung gemäß der Erfindung.

Fig. 4b eine Seitenansicht der Randverbreiterungsanordnung gemäß Fig. 4A bei simulierten Schubbedingungen.

Fig. 4c eine Frontansicht einer Sitzwanne, die mit einem Randverbreiterer gemäß Eig. 4A ausgerüstet ist.

Fig. 5A eine Seitenansicht einer zweiten Randverbreiterungsvorrichtung.

Fig. 5B eine teilweise Seitenansicht der Randverbreiterungsvorrichtung der Fig. 5A bei simulierten Schubbedingungen.

Fig. 5C eine Frontansicht einer Sitzwanne, die mit einem Randverbreiterer gemäß Fig. 5A ausgestattet ist.

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Fig. β und 7 Seitenansichten weiterer Ausführungsformen von Randverbrelterern.

Fig. SA eine schaubildliche Ansicht eines Sitzes mit antreibbarer Polsterung.

Fig. 8b einen Schnitt längs der Linie B-B¹ in Fig. 8A einer mit der antreibbaren Polsterung abgedeckten Sitzvjanne.

Fig. 8c eine antreibbare geflechtartige Zwischenlinie.

Fig. 8ü Teile einer abgewandelten Form einer antreibbaren Polsterung und

Fig. SE eine teilweise Frontansicht zur Veranschauliehung einer Drehstangenlagerung, die insbesondere in Verbindung mit einer antreibbaren Polsterung bei einem modernen G-Sitz vorteilhaft ist.

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Obwohl der Hautspannungs-Anstoßerzeuger der Erfindung sich vorteilhaft in jeden Sitz einbauen läßt, der zur Simulierung einer Fahrzeugbewegung benutzt wird, verwendet man ihn vorzugsweise in Verbindung mit dem.modernen G-Sitz der US-Patentanmeldung Serial No. 521 457

auf den Namen Prank M. Cardullo, William J. Hewitt und Gerald J. Krön.

Der allgemeine Aufbau dieses früher entwickelten modernen G-Sitzes ist in Fig. 1 dargestellt. Der Sitz 10 besteht aus einem Rahmen 11, der ein Mosaik von z.B. neun Luftzellen 15 hält. Die Luftzellen 15 sind in einem Gefüge von drei (Breite) zu drei (Höhe) angeordnet. Diese Zellen, die von einer gepolsterten Abdeckung 13 mit elastischen Seitenbahnen umschlossen sind, bilden die Rückenlehne oder das Rückenstützpolster des Sitzes. Ein Stützrahmen 17 trägt eine Sitzwanne oder ein Sitzpolster 19· Das Sitzpolster I9 besteht aus einem Mosaik von z.B. sechszehn Luftzellen 21, die in einem vier (Breite) zu vier (Tiefe) Gefüge angeordnet sind. Auch die Zellen 21 können von einer gepolsterten Umhüllung mit elastischen Seitenbahnen umschlossen sein.

Die LuftzeIlen der Rückenlehne und des Sitzpolsters bestehen aus zugfederbelasteten Bälgen mit starren Oberplatten. Die Bälge wirken als druckempfindliche Auslenkvorrichtungen, die ihre starren Oberplatten im wesentlichen senkrecht zur Körperstützfläche des jeweiligen Polsters bewegen.

In der Nähe der Seitenränder des Sitzpolsters 19 befin-* den sich Schenkelleisten 23* die gegen die Außenseite

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der Schenkel eines Sitzenden Druck ausüben. Jede Schenkelleiste 23 enthält z.B. drei muschelförmlge Luftzellen 25. Die Schenkelzellen 25 sind in einer einzigen Reihe in einem gepolsterten Behälter untergebracht, der auf der Oberseite des Sitzpolsters 19 liegt. Nicht-gezeichnete Nylon-Befestigungsstreifen auf der Sitzkissenpolsterung sowie an der Unterseite des-Schenkelleistenbehälters erlauben eine Anordnung der Schenkelleisten in veränderlichen Abständen von der Mitte des Sitzpolsters oder gewünschtenfalls ihre vollständige Abnahme vom Sitz.

Ein längenveränderbarer Bauchgurt 27 ist über ein Seil 29 durch ein Führungsrohr 3I an eine Bauchgurt-Betätigungsvorrichtung angeschlossen, die sich unter dem Sitzrahmen 17 befinden kann. Eine ähnliche Gurt- und Seilanordnung ist an der rechten Seite des Sitzes vorgesehen, die ein gleichzeitiges Verlängern oder Verkürzen beider Enden des Bauchgurtes über dem Bauchbereich eines Sitzenden ermöglicht. Außerdem ist der Sitz 10 mit einem übliden Schultergurt 32 ausgerüstet. Obwohl dieser Schultergurt nicht aktiv angetrieben ist, ist eine gewisse Kupp-• lung vom Bauchgurt-Antrieb zum Schultergurt vorhanden, weil die Bauchgurtschnalle auch als Endstück für die Schultergurte dient.

Wie in der erwähnten amerikanischen Patentanmeldung näher erläutert sind die Luftzellen und der Bauchgurt des modernen G-Sitzes individuell pneumatisch in Abhängigkeit von Computer-Steuersignalen angetrieben. Der Computer ermittelt den gewünschten Zellendruck in Übereinstimmung mit einem Modell, das die Beschleunigungs-Dateneingabe empfängt und sie in Komplementär-Signale umsetzt,

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die die Luftzellen-Auslenkung und Gurtespannung so steuern, daß kompatible Grundstellungs-Verschiebungen, Fleischdruck-Gradientänderungen und Veränderungen des Fielchberuhrungsbereiches erzeugt werden.

Gemäß der Erfindung werden die Fähigkeiten des beschriebenen modernen G-Sitzes zur Erzeugung kompatibler Bewegungsanstöße durch Hinzufügung von Mitteln zur unabhängigen Veränderung von Hautspannung in den Epidermis-Bereichen in der Nähe der Polster des Sitzes beträchtlich vergrößert.

Erfindungsgemäß werden die gewünschten Hautspannungsanstöße durch steuerbare Bewegung wenigstens eines Teiles der einen Körper tragenden Sitzpolsterfläche in Richtung im wesentlichen parallel zu dieser Fläche erzeugt. Diese Bewegung verursacht eine zugehörige Bewegung der an diesen Polsterflächenteil angrenzenden Bekleidung und diesem Teil benachbarter Hautpartien. Die Bewegung der Hautpartie relativ zur umgebenden Haut verursacht die gewünschte Hautspannung in der umgebenden Haut, während die Kleidungsbewegung entsprechende Kraftveränderungen in anderen kleidungsberührenden Bereichen des Fleisches hervorruft. Kompatible Veränderungen des Ausmaßes der Sitzberührung mit solchen empfindlichen Körperbereichen wie der Kniekehle können ebenfalls durch parallele Polsterflächen-Bewegung gemäß der Erfindung vermittelt werden.

Eine erste Ausführungsform des verbesserten G-Sitzes nach der Erfindung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Bei dieser Anordnung ist ein Sitzpolster zur Erzeugung der

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gewünschten Hautspannungsanstöße koplanar bewegbar angeordnet.

Ein geeigneterMechanismus zur wahlweisen Bewegung einer Sitzwanne 19 entweder in einer oder in beiden Richtungen X und Y ist in Draufsicht in Fig. 2A und im Querschnitt in Fig. 2B veranschaulicht. Gemäß Fig. 2A /wird die Polsterbeweglichkeit durch Anordnung der Unterfläche 33 des Polsters 19 auf einer Bewegungsunterlage 35 des Sitztragrahmens erreicht. Die Bewegungsunterlage 35 ist durch zwei senkrecht stehende Seitenwände 39 und einem hinteren Rand 41 eingegrenzt. Zwischen die Polsterunterfläche 33 und die Bewegungsunterlage 35 sind zur Erleichterung der Bewegung Rollenlager 43 eingeschlossen.

Ebenfalls auf der Bewegungsunterlage 35,jedoch am hinteren Ende des Sitzpolsters 19* befindet sich eine Zwischenunterlage 45. Diese Zwischenunterlage besteht im wesentlichen aus einem schmalen Querteil, der an nach vorne gerichteten Seitenwänden 47 endet. Fig. 2B zeigt, daß die Seitenwände 47 mit äußeren Führungsschier^^ 49 ausgestattet sind, die in passende längsverlaufende Rinnen 51 auf der Innenfläche der Seitenwände 39 der Bewegungsunterlage eingreifen. Die Zwischenunterlage 45 ist relativ zur Bewegungsunterlage 35 längsbewegbar. Die zusammengreifenden Schienen und Rinnen zwischen den benachbarten Seitenwänden zwingen zu einer Zwisehenunterlagen-Bewegung in X-Richtung.

Wie Fig. 2A zeigt trägt die Zwischenunterlage 45 vorzugsweise die Motoren und Getriebe, die zur Erzielung sowohl

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der Längsbewegung (X) als auch da? Seitenbewegung (Y) des Sitzpolsters dienen. Die Längsbewegung der Zwischenunterlage 45 wird durch einen Längsdrehmoment-Erzeuger 53 hervorgerufen, der mit geeigneter Räderuntersetzung an ein Drehzahnsegment 55 angeschlossen ist. Das Drehzahnsegment ist bei 57 an der Zwischenunterlage 45 und bei 59 am vorderen Ende eines längsverlaufenden Armes 61 drehbar gelagert. Das hintere Ende des Armes 61 ist bei 63 drehbar an dem Rand 4-1 der Bewegungsunterlage befestigt. Der laufende Längsdrehmoment-Erzeuger 53 bewirkt eine Drehung des Drehzahnsegmentes 55 um die "Gelenkstelle 57, wodurch eine Längsverschiebung der Zwischenunterlage 45 erzielt wird. Da - wie nachfolgend erläutert wird - der hintere Teil des Sitzpolsters 19 von der Zwischenunterlage 45 getragen wird, bewirkt die Längsverschiebung dieser Unterlage als Begleiterscheinung eine Verschiebung des Sitzpolsters. Potentiometer oder andere Verstellungssensoren 65 können zwischen der Zwischenunterlage und der Bewegungsunterlage angebracht sein, um ein. Stellungs-Feedback-Signal an die Längstriebvorrichtung zu übermitteln.

Auch der Seitenantrieb kann auf der Zwischenunterlage angeordnet sein. Diese Antriebsvorrichtung enthält einen Seitendrehmoment-Erzeuger 67, der über ein Untersetzungsgetriebe 69 an einen Spindeltrieb 7I angeschlossen ist. Der Spindeltrieb 7I verläuft quer zwischen den Seitenwänden 47 der Zwischenunterlage. Die Enden des Sphdeltriebes sind in nicht-gezeichneten Bohrungen in diesen Seitenwänden so gelagert, daß sie sich frei drehen können. Nach unten gerichtete gelochte Randleisten 73 an den hinteren Ecken der Fläche 33 verbinden das Sitzpol-

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ster 19 mit dem Spfndeltrieb 71. Der Spindeltrieb 7I ist durch die gelochten Randleisten geschraubt, so daß die Drehung dieser Spindel mittels des Motors 67 eine Linearverstellung der Sitzwanne 19 in Y-Richtung hervorruft. Zwischen dem Polster I9 und der Zwischenunterlage 45 kann ein Potentiometer oder ein anderer Verstellsensor 75 vorgesehen sein, das ein Positions-Feedback an den geschlossenen elektrischen Regelmotor übermittelt.

Die in zwei Richtungen antreibbaren Drehmoment-Erzeuger 53 und 67 werden vorzugsweise von einem nicht-gezeichneten Computer-Antriebssystem geregelt, das die koplanare Sitzwannenbewegung richtet als Antwort auf simulierte seitwärts und längsgerichtete translatorische und rotierende Beschleunigungen, die von einer Lösung der Bewegungsgleichungen für das simulierte Luftfahrzeug erzeugt werden. Charakteristisch wird die Sitzwanne von dem Längsdrehmoment-Erzeuger 53 für Schubmanöver ein Abstandsstück vorwärts und für Bremsmanöver rückwärts bewegt. Entsprechend wird die Sitzwanne von dem Seitendrehmoment-Erzeuger 67 zur Darstellung der Fahraugbeschleunigung nach links ein Skalenstück nach links und zur Darstellung der Fahrzeugbeschleunigung nach rechts ein Stück nach rechts bewegt. Zusammengesetzte Bescheunigungsprofile werden durch kombinierte seitliche und längsgerichtete Bewegung der Sitzwanne simuliert.

Die so geplante koplanare Bewegung der Sitzwanne relativ zum Rest des Sitzes erzeugt eine zugehörige Verschiebung von Partien der Außenhautschicht des Gesäßes und der Oberschenkel im Bereich der Sitzwanne relativ zu umge benden Hautpartien des vom Sitzgurt gehaltenen Versuchs-

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Objektes. Diese Bewegung erzeugt Hautspannungsempfindungen, die denjenigen ähneln, die man während der simulierten tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung spürt.

Eine ähnliche Anordnung kann natürlich zur wahlweisen und unabhängigen Bewegung der Rückenlehne in einer oder in beiden X- und Z-Richtungen verwendet werden.

Anstatt der oder zusätzlich zu der Bewegung des gesamten Sitzpolsters kann der G-Sitz so hergestellt sein, daß er koplanare Bewegung eines Teiles eines Sitzpolsters relativ zum Rest des Polsters ermöglicht. Fign. 3A, 3B und 3C veranschaulichen dieses bevorzugte Verfahren zur Erzeugung kompatibler Hautspannungsanstöße wie sie auf die Sitzwanne des modernen G-Sitzes anwendbar sind.

Fig. 3A ist eine Draufsicht eines Sitzpolsters 19, das zur Ermöglichung von längsbewegungen der vorderen Reihe von Luftzellen relativ zum Rest des Sitzpolsters in Segmente aufgeteilt ist. Zellen 23abis 21d können entweder einzeln oder gemeinsam bewegbar angeordnet sein. Auch zahlreiche andere in Segmente eingeteilte Sitzpolster-Gestaltungen sind möglich.

Fig. 3B ist eine Seitenansicht eines bevorzugten Antriebes für eine beispielhafte Luftzelle 21a des in Segmente aufgeteilten Sitzes nach Fig. 3A. Die Luftzelle 21a ist auf ihrer eigenen Bewegungsunterlage 77 zur Zwei-Richtungs-Längsbewegung auf einer Bewegungsunterlage 78 angebracht. Der Rest der Sitzwanne kann - muß jedoch nicht - auf Lagern 43 zur Bewegung in waagerechter Ebene gelagert sein, wie unter Bezug auf Fig. 2 geschildert wurde.

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Als Primärantrieb für die Luftzelle 21a wird vorteilhaft eine kleine pneumatische Balganordnung 79 verwendet. Diese Balganordnung besteht aus einer vorderen Endplatte 81, die starr an der Unterflache 83 der Luftzelle 21a befestigt ist, einer hinteren Endplatte 85* die starr mit der unterflache des hinteren Teiles des Sitzpolsters verbunden ist und einem Balg 86, der zwischen die Endplatten eingefügt ist. Die Balganordnung 79 dient zur Längsbewegung der Luftzelle 21a in Abhängigkeit von selektiven Veränderungen des Luftdruckes, der durch einen nicht-gezeichneten Einlaßsehlauch übermittelt wird.

Eine Spaltüberbrückungsplatte 87 ist an der Oberplatte 89 der Luftzelle 21a befestigt. Diese Spaltüberbrückurjsplatte erstreckt sich von der Luftzelle 21a nach hinten, so daß sein hinteres Ende auf der Oberplatte 91 der Zelle 21e ruht und auf dieser verschiebbar ist. Die Spaltüberbrückungsplatte verhindert ein Einklemmen von Fleisch des Versuchsobjektes in dem Spalt zwischen den dehnbaren Segmenten und dem Rest des Polsters. Jede Zelle des dehnbaren Segmentes hat vorzugsweise eine eic "*e Spaltüberbrückungsplatte, die die Oberseite der hinten anschließenden Zelle überlagert. Hierdurch werden die augenblickliche Stellung, Höhe und Fonnfähigkeiten der modernen G-Sitzpolster gewahrt.

Die in Segmente aufgeteilte Sitzwanne ist liberall außer an den Spaltüberbrückungsplatten,an denen elastische Bänder 95 parallel zum Spalt angebracht sind, mit Segeltuch oder irgendwelchem anderen geeigneten nicht-rutschendem. Material 93 überzogen.

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Im Betrieb wird das Frontsemgent der Sitzwanne relativ zum Rest der Sitzwanne unter Schubbedingungen einen Skalenabstand vorwärts und unter Bremsbedingungen rückwärts bewegt. Typischerweise könnte das Segment im Bereich von + 19*05 mm verstellt werden. Die zugehörige im wesentlichen parallele Bewegung des Frontabschnittes der Polsterfläche erzeugt nicht nur die gewünschten Veränderungen der Fleischspannung am Gesäß und im Kniekehlenbereich, sondern schafft außerdem kompatible Veränderungen des Ausmaßes der Fleisch/Sitzberührung des rückenseitigen oberen Kniebereiches.

Wie Fig. 3C zeigt ist die Sitzsegment-Erstreckung über ein gemeinsames Steuersystem mit der Funktion der anderen aktiven Elemente des modernen G-Sitzes koordiniert. Ein Kompressor 97 hält einen Druckspeicher 99 auf gewünschtem Druck. Die Druckluft vom Druckspeicher 99 wird durch eine Trockenpatrone 101 und einen Druckregler 103 über eine Leitung IO5 zu Servo-Druckventilen 107, 109, 111, II3 und II5 geführt. Diese Ventile können z.B. elektropneumatisohe Umformer Modell T-25 sein, die von der Firma Conoflow Corporation, einer Zweiggesellschaft der ITT Hammerdahl in Providence, Rhode Island, hergestellt werden. Solche Ventile schaffen einen Druckausgang, der direkt proportional dem Eingangsstrom ist. In der Zeichnung sind nur fünf Ventile stellvertretend dargestellt. Bei einem G-Sitz ist ein Ventil für jede Luftzelle, ein Ventil für jede Balganordnung des Segmentausdehners und ein Ventil für den Bauchgurt-Betätiger vorgesehen. Wie dargestellt läßt das Ventil IO7 Druckluft zur Sitzpolsterzelle 21a durch, das Ventil I09 führt Druckluft zu der Balganordnung 79, durch das Ven-

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til 111 gelangt Druckluft zur Rückenlehnenzelle 15, das Ventil 113 versieht die Schenkelleistenzellen 25 mit Druckluft, und das Ventil 115 beaufschlagt den Bauchgurt-Betätiger 117 mit Druckluft.

Der Simulator rechner 119 versorgt die Ventile mit Steuersignalen, die in der Zeichnung mit A, B, C, D und E bezeichnet sind. Der Rechner 119 kann eine beliebige digitale oder ana]qge Rechenanlage sein, die in Echtzeit Steuersignale aus den Beschleunigungs-Eingabedaten erzeugen kann. Bei den meisten Anwendungen wird der Rechner, der den gesamten Luftfahrzeug-Simulator steuert, auch für den Betrieb des verbesserten G-Sitzes benutzt. Beispielsweise könnte ein System-86-Rechner der Systems Engineering Laboratories' als Komputational-Vorrichtung verwendet werden. Eine D/A-Verbindung, die einen herkömmlichen Digital-Analogumsetzer und Glättungsfilter aufweist, kann zur Umsetzung der Digital-Ausgänge von dem Digital-Rechner in Skalenanalog-Signale verwendet werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Digital-RechErsignale für jedes angetriebene Element für die D/A-Verbindungseinheit 121 verfügbar gemacht, die ihrerseits Steuersignale an die elektropneumatischen Umformer liefert. Die Umformer antworten auf Veränderungen der Steuersignale mit Druckänderungen, die die Auslenkung jedes angetriebenen Elementes wandeln. Da die Auslenkung der angetriebenen Elemente sich ändert, verändern sich auch die Form, die Höhe, die Stellung und die Erstreokung der Polsterflächen, wodurch Haptische Sensorsystem-Anregungen von dem auf dem

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verbesserten G-Sitz sitzenden Versuchsobjekt erzeugt werden. Eine Gesamtpolsterflächen-Bewegung, die Bauchgurt-Betätigung und die Sitzpolster-Segmentausdehnung werden zur Erzeugung von Stimuli programmiert, die mit der vorhandenen simulierten Luftfahrzeug-Beschleunigung verträglich sind.

Anstatt des gezeichneten pneumatischen Primärantriebes können zur Erzeugung der Segmentaufweitung ein Drehmomenterzeuger oder ein anderer vergleichbarer Antrieb eingesetzt werden. Obwohl hier für die X-Achsenbeschleunigungs-Anwendung gezeichnet, kann die Segmentausdehnung durch geeignete Polsteraufteilung und Antriebsachsen-Auswahl auch benutzt werden, um auf Y-Achsenbeschleunigung oder bei Anwendung in der Rückenlehne auf Y- und/oder Z-Achsenbeschleunigung zu antworten.

Als alternatives Mittel zur Erzeugung von Hautspannungsanstößen kann ein Sitzpolster mit einem Zusatz ausgestattet sein, der allgemein als "Sitzpolster-Randvergrößerer" bezeichnet ist. Verschiedene Formen von Randvergrößerern sind in den Pign. 4, 5, 6 und 7 veranschaulicht.

Fig. 4 zeigt die Sitzwanne des modernen G-Sitzes, der einen vorderen Randvergrößerer aufweist. Wie aus der Seitenansicht der Fig. 4A ersichtlich enthält dieser vordere Randvergrößerer einen pneumatischen Betätiger 123 mit einer Metallplatte 125, die eine vordere senkrechte Fläche und den Rand des mit ihr verbundenen Sitzpolsters bildet. An der Platte 125 ist ein waagerechter dünner flexibler Metall- oder Zelluloidstreifen 127 be-

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festigt. Der vordere Abschnitt 129 dieses Streifens liegt frei, während der hintere Abschnitt I3I zwischen der Luftzellen-Oberplatte 133 und einer gepolsterten Oberfläche I35 eingeschlossen ist. Die Oberfläche 135 kann z.B. aus gehärtetem Metall, Zelluloid oder sehr gestärktem Stoff bestehen.

Das pneumatische Betätigungsorgan 123* das starr an einem nach unten gerichteten Plansch 137 der Luftzellen-Oberplatte 133 befestigt ist, besteht aus einer torsionsfederbelasteten muschelförmigen Luftzelle, die im wesentlichen der Schenkelzelle 25 gemäß Fig. 1 ähnlich ist. Durch Veränderung des Druckes der dem Betätigungsorgan 123 durch einen nicht-gezeichneten Einlaßschlauch zugefUhrten Luft kann der gerundete obere Rand bzw. die Lippe der Platte 125 gemäß einem Schema von Längsbeschleunigungen vor- und zurückbewegt werden.

Wie Pig. KB zeigt legt die Vorwärtsbewegung der Lippe unter z.B. Schubbedingungen den hinteren Teil des Streifens I27 frei, wodurch die waagerechte Fläche der Sitzwanne in Längsrichtung vergrößert wird. Diese Bewegung dient zwei Zwecken: Sie verändert die Hautspannung an der Unterseite der Beine und vergrößert die Berührungszone im rückenseltigen oberen Kniebereich. Für diese Zwecke ist der freiliegende Teil 129 des waagerechten Streifens 127 aufgerauht, damit es an dem Material der Bekleidung gut haftet, während der Teil I3I mit einer reibungsverringernden Folie Überzogen ist, damit er unter der Last des Körpers des Versuchsobjektes glatt und leicht in der Führur^scheide verschiebbar ist.

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Wie Fig. 4B zeigt verursacht ein Aufblähen des federbelasteten Betätigungsorganes 123 eine Preilegung des Streifenteiles I3I. Normalerweise ist dieser Streifen steif genug ausgebildet, so daß ein Ablassen von Luft aus dem Betätigungsorgan das Hineinschieben des Teiles in die Führungsscheide veranlaßt. Unter gewissen Umständen kann es wünschenswert sein, diesen Vorgargdtrch eine federbelastete Bandanordnung zu unterstützen. Diese wahlweise Anordnung könnte eine Rückzugfeder 139 enthalten, deren eines Ende an derUnterfläche der Sitzwanne befestigt ist, während ihr anderes Ende über eine Bandverbindung 141 an das hintere Ende des Streifens 127 angreift.

Gemäß der Vorderansicht der Fig. 4C kann der von der Platte 125 gebildete Rand im wesentlichen die gesamte vordere Oberkante der Sitzwanne I9 überdecken. Die Verstellung dieses breitenveränderbaren Randes durch Betätigungsorgane 123 läßt sich mit der Betätigung der anderen aktiven Elemente des modernen G-Sitzes koordinieren, um kompatible Haptic-sensorische Anstöße für den Sitzenden in der in Fig. 3C gezeigten Weise zu geben.

Ein etwas ähnlicher Randverbreiterer ist in Fig. 5A dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ein gehärteter Stahlstreifen 143 an seinem unteren Ende mit einem Oberplattenflansch I37 vernietet und dient als verbreiterbarer vorderer Sitzrand. In die Oberplatte 133 der Luftzelle ist ein waagerechter Schlitz 145 eingearbeitet, der als Führungsscheide für das andere Ende 147 des Streifens 143 dient. Ein luftbetätigbarer Balg 149 ist zwischen dem Streifen 143 und der unteren Verlängerung

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137 eingeschlossen. Das Aufblähen dieses Balges 149 unter z.B. simulierten Schubbedingungen bewirkt eine Freilegung des waagerechten Teiles des Streifens 143 (Fig. 5B). Die Federkonstante des gehärteten Stahlstreifens führt bei Luftentleerung des Balges den herausgezogenen Streifenteil in die Führungsscheide zurück. Ein bemerkenswerter Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß die Randverbreiterung sich auf der Basis von Einzelzellen durchführen läßt (Fig. 5C), so daß von der augenblicklichen Höhe, Stellung oder Formungsfähigkeit des modernden G-Sitzes nichts verlorengeht.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausbildungsform eines Randverbreiterers, wobei ein schwenkbarer Nocken I5I verwendet wird. Eine gesteuerte Nockenschwenkung um den Zapfen I53 aus der durchgezogen dargestellten zurückgeschwenkten Lage in die gestrichelt dargestellte ausgeschwenkte Lage erzeugt geeignet© HautSpannungsanstöße.

Ein flexibler blasenartiger Randverbreiteter für ein Sitzpolster ist in Fig. 7 veranschaulicht. Ein Klip I55 führt die Ausdehnung der Luftblase 157 in Richtung des Pfeiles, so daß die voll aufgeblähte Blase die gestrichelte Form annimmt.

Die verschiedenen Ansichten der Fig. 8 veranschaulichen eine antreibbare Polsteranordnung gemäß der Erfindung. Bei dieser AusfUhrungsform geht es darum, an der Polsterung des Sitzes so zu ziehen oder zu zerren, daß ein exponierter Teil derselben sich seitwärts bewegt. Diese Bewegung erzeugt eine Spannung oder Zusammenziehung der Oberflächenlage von Fleisch, das sich neben der beweglichen Polsterzone befindet.

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Diese Art der Hautspannungs-Anstoßerzeugung ist in Fig. 8a in einer Anordnung zur Simulierung einer seitlichen Fahrzeug, beschleunigung oder von Rolleffekten dargestellt. Zur Vergrößerung oder Verringerung der Hautspannung ist es notwendig, einen Sitzflächenbereich, der dem Fleisch ausgesetzt ist, relativ zu einem anderen ähnlich exponierten Flächenbereich zu bewegen. Zu diesem Zweck ist die Sitzfläche gemäß Fig. 8A in vier Sektoren 158, I59, 160 und 161 unterteilt. Die Sektoren I58 und I59 liegen im Bereich der linken Seite des sitzenden Versuchsobjektes, während die Sektoren I60 und I6I sich auf der rechten Seite des sitzenden Versuchsobjektes befinden. Wenn die Sektoren auf einer Seite festgehalten werden, ist das Versuchsobjekt bestrebt, verhältnismäßig fest auf dem Sitz zu bleiben. Dann kann durch seitliche Bewegung der anderen Sektoren die Hautspannung verändert werden.

Wenn beispielsweise eine rechtsgerichtete Seitenbeschleunigung simuliert werden soll, sind der Sitzflächensektor, der die rechte Gesäßhälfte des Versuchsobjektes trägt und das Bein seitlich fixiert, während der Sektor neben seiner linken Gesäßhälfte und seinem linken Bein gleichzeitig nach rechts bewegt wird. Diese Bewegung bringt die Haut der linken Gesäßhälfte dichter an die rechte Gesäßhälfte heran, wodurch die Spannung in dem Fleisch der äußeren Partien der linken Gesäßhälfte und des Schenkels gesteigert wird. Diese Bewegung verursacht auch, daß das Fleisch des linken Beines sich-bei Betrachtung des Versuchsobjektes von hinten - im Gegenuhrzeigersinn dreht, wodurch ein weiterer geeigneter Anstoß vermittelt wird. Entsprechende

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Bewegung der Flächensektoren der Rückenlehne bewirkt ähnliche Hautspannungsveränderungen im Oberkörper. (Es ist zu bemerken, daß die gleichen Wirkungen sich erzielen lassen mit der Segmentausdehnung nach Fig. 3» wenn Segmente vorgesehen werden, die den Sitz in zwei gleiche rechte und linke Teile aufteilen.)

Wie aus Fig. 8A ersichtlich ist, treffen sich die Sitz-

geflechtartigen flächensektoren der Rückenlehne auf einer/Zwiscnenlinie I63, während die Flächensektoren der Sitzwanne^san einer/ Zwischenlinie I65 zusammenstoßen. Motoren I67 und Drehstangen I69 sind auf beiden Seiten der Sitzpolster vorgesehen, um die gewünschte Relativbewegung zwischen den linken und rechten Sitzflächensektoren zu erzeugen.

Eine Anordnung, die die erforderliche in Sektoren aufgeteilte Sitzpolsterfläche aufweist, ist in der Quer— schnittsansicht der Sitzwanne nach ^ig. 8B veranschaulicht. Von der Sitzrückseite gesehen erstreckt sich ein erstes Polsterstück 168 quer von eire? Drehstange I69B auf der linken Seite der Sitzwanne über die Oberseite des Sitzpolsters zu einer Drehstange l69B^f auf der rech- ten Seite des Polsters. Der Teil dieses ersten Polsterstückes links von der Zwisjrienlinie I65 liegt frei, während der Teil rechts von der Zwischenlinie von einem zweiten Polsterungsstück I70 bedeckt ist. Dieses zweite Polsterungsstück erstreckt sich ähnlich von der Drehstange I69A auf der linken Sitzpolsterseite über die Oberseite des Sitzpolsters zur Drehstange I69A¹ auf der rechten Seite. Das PolsterungsstUck I70 liegt auf der rechten Seite der Zwischenlinie I65 frei und ist auf der linken Seite der aischenlinie abgedeckt.

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, η-

Die Drehmoment-Erzeuger I67 sind miteinander verbunden, um die beiden Drehstangen, die an einem bestimmten Stück der Polsterung angeordnet sind, gleichzeitig in gleicher Richtung zu drehen. Die mit jedem Polsterungsstück verbundenen Drehstangen wirken daher gemeinsam wie Bandzu- _t führungs- und Aufwickelrollen. Die koordinierte Drehung der Stangen I69A und I69A' bewegt den freiliegenden Teil des Polsterstückes 1-70 z.B. seitwärts relativ zu dem freiliegenden Teil des Polsterstückes 168.

Eine erste Form einer antreibbaren Polsterung ist in Fig. 8C veranschaulicht. Sich im Binsenkorbmuster kreuzende Bänder I7I und I73 bilden die beiden erforderlichen freiliegenden Sitzflächenzonen und erlauben den selektiven Zwei-Richtungsantrieb. Die Zwischenlinie oder Kreuzungsstelle I65 ergibt sich an einem besonders verengten Bandquerschnitt. Die freiliegende Fläche jedes Bandes ist vorzugsweise aufgerauht, damit die Kleidung an ihr haftet, während die anderen Flächen der Bänder mit einer reibungsverringernden Folie beschichtet sind, um die Bandlaregung zu erleichtern.

Eine andere Ausführungsform einer antreibbaren Polsterung kann unter Verwendung von zwei festen Bahnen gemäß Fig. 8D gestaltet sein. Die Bahn 175 ist mit einer Reihe von Schlitzen 177&* H7b usw. versehen. Die andere Bahn I79 ist halbiert und mit entsprechenden Zungen 183a, 181b usw.· sowie 183a, 183b usw. versehen. Die beiden Hälften der Bahn I79 befinden sich auf entgegengesetzten Seiten der Bahn I75 und die Zungen 181 und 183 sind in entsprechend beschriftete Schlitze 177 eingesteckt. Die überlappenden Zungen werden sodann miteinander verklebt, um die gewünsch-

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te geteilte und in zwei Richtungen bewegbare Polsterung zu bilden.

Wenn die antreibbare Polsterung in einen modernen G-Sitz eingebaut wird, bedeckt sie eine Polsterung, die aus sich auf verschiedene Höhen treibbaren Luftzellen zusammengesetzt ist. Zur Verringerung von Störungen zwischen der unter Spannung stehenden Polsterung und den sich ausdehnenden Luftzellen ist es bei der Anhebung der Drehstangen zweckmäßig, daß sie im wesentlichen der durchschnittlichen Erhöhung der luftzellenreihe. in unmittelbare Nachbarschaft der Stangen folgt.

Eine Vorrichtung, die erlaubt, daß die Anhebung der Drehstangen an der vorderen und hinteren Seite des Sitzes der Tätigkeit der benachbarten Luftzelie folgt, ist in Fig. 8E dargestellt. Die Drehstangen I69 werden von einem druckfederbelasteten Kolben I85 abgestützt. Der untere Teil des Kolbens kann sich in einer Flanschöffnung I87 der Polsterunterlfache senkrecht bewegen. Der Kolben ist außerdem bei I89 an einem Mitnehmervorsprung I9I angestiftet, der an der Oberplatte 193 derLuftzelle befestigt ist. Dieser Mechanismus ermöglicht, daß die Drehstangen der Hebung der benachbarten Luftzelle folgen und verhindert, daß die Drehstangen sioh in bezug auf die Oberplatte der Luftzelle anheben, wenn das auf die Stangen ausgeübte Drehmoment an der Polsterung zieht.

Zur weiteren Erleichterung der Polsterbewegung kann die Oberfläche der Obeiplatte I93 der Luftzelle mit einer dünnen reibungsverringernden Folie beschichtet sein. Aus dem gleiohen Grund können fre,!drehbare Rollenbolzen 195

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längs des Randes der Oberplatte angeordnet sein.

Obwohl die antreibbare Polsterung in einer Anordnung zur Simulierung der Fahrzeug-Seitenbeschleunigung oder Rollwirkungen veranschaulicht ist, kann sie auch zur Simulierung von Längs- oder Senkrecht beschleunigung dienen, indem die Achse der Polsterbewegung entsprechend geändert wird. Außerdem kann diese Lösung bei beweglichen Polsterungen des modernen G-Sitzes oder anderer dynamischer Sitze oder bei passiven Standard-Polsterungen verwendet werden.

Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen erzeugt die Anordnung, die die Hautspannungsanstöße in den Epidermis-Bereichen nahe der Sitzpolster hervorruft, außerdem die entsprechende kompatible Änderung der durch Kleidung Ubertragen-en Kraft in anderen Fleischpartien.

Insgesamt bringt der verbesserte G-Sitz gemäß der Erfindung beträchtliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik mit sich. Er treibt ein Haptisches sensorisches Systemelement.· Hautspannung, die bei früheren Sitzen nicht unmittelbar angesprochen wurde. Er erkennt die Nützlichkeit der Fleischspannung/Kontraktion bei der Analyse der Körper-Kinesthese des Versuchsobjektes und erkennt die Erwünschtheit von Mitteln zur unabhängigen Erzeugung solcher Anstöße in einem Fahrzeug-Bewegungssimulator. Außerdem werden eine einzige Lösung und eine Vielzahl neuer Vorrichtungen zur Erzeugung soloher gesteuerten Veränderungen der Fleischoberflächenspannung vorgeschlagen.

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Die Erfindung erlaubt die Erzeugung realistischer Hautspannungsanstöße ohne Verlaß auf äußere Sitzbesohläge oder Verlust eines originalgetreuen Cockpits. Sie schafft kompatible Fleischoberflächen-Spannungsanstöße und zugehörige von der Kleidung übertragene Kräfte, entweder allein oder in Verbindung mit anderen Haptischen sensorisehen Anstößen. Außerdem erlaubt sie eine wahlweise Änderung des Ausmaßes der Fleischberührung i. r.ückenseitigen oberen Kniebereich, wodurch ein weiterer kompatibler Bewegungsanstoß hervorgerufen wird. Ferner schafft sie in Abstimmung mit den anderen aktiven Elementen des modernen G-Sitzes eine Anzahl verstärkender Bewegungsanstöße, die ungedämpfte Beschleunigungen mit einem Grad von Realismus simulieren, der bisher nicht erreichbar war.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem modernen G-Sitz für einen Luftfahrzeug-Simulator beschrieben wurde, kann das Grundprinzip leicht für jede Körperstützstruktur in jedem Fahrzeugsimulator angewendet werden. Entsprechend können die verschiedenen beschriebenen Mechanismen zur Erzeugung derHautspannungsanstöße entweder einzeln oder in geeigneten Kombinationen eingesetzt werden. .

Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsformen sind ■im-Rahmen der Erfindung möglich.

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Claims

Ansprüche

( IJ Verfahren zur Simulation der Bewegung eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß ein Versuchsobjekt auf eine körperabstützende Fläche eines Sitzes aufgesetzt wird, der eine antreibbare Komponente aufweist und daß die Sitzkomponente so angetrieben wird, daß Hautspannungsveränderungen in einem Teil der Haut des Versuchsobjektes im Bereich der Fläche erzeugt v/erden, die den Veränderungen ähnlich sind, welche in diesem Hautbereich während des tatsächlichen Betriebes des simulierten Fahrzeuges spürbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1,_/ _

die antreibbare Komponente einen Teil des körperabstützenden Fläche des Sitzes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsschritt eine steuerbare Bewegung des Oberflächenteiles relativ zu dem Rest der Fläche im wesentlichen parallel zu der Fläche umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versuchsobjekt auf dem. Sitz so angeordnet wird, daß der Hautbereich in der Nahe der ausgewählten Hautpartie von der antreibbaren Sitzkomponente getragen wird und daß der Antriebsschritt die Erzeugung eines Antriebssignals, das representativ für die gewünschte Hautspannung in der ausgewählten Hautpartie ist, sowie die Übertragung des Signals auf die antreibbare Sitzkomponente umfaßt.·

4. Verfahren zur Simulation einer Fahrzeugbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstoßerzeugung folgende Schritte umfaßt: Anordnung eines Versuchsobjektes auf einem Sitz derart, daß das Versuchsobjekt von der Sitzfläche

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getragen wird

Verschiebung eines ersten Teiles der Sitzfläche relativ zu dem Rest der Fläche im wesentlichen parallel zu dieser Fläche und

Steuerung der besonderen Richtung und des Ausmaßes der Verschiebung derart, daß ein kompatibler Bewegungsanstoß auf das Versuchsobjekt wirkt.

5. Sitz zur Simulation eines Luftfahrzeugfluges, wobei Mittel zur Veränderung der Grundhaltung eines Sitzenden zur Erzeugung von Körperauslenkanstößen ähnlich denjenigen, die man während eines Fluges empfindet, verwendet xverden, gekennzeichnet durch erste Sitzpolstermittel zur unabhängigen Erzeugung von Hautspannungsanstößen bei dem Sitzenden und durch zweite Mittel zur Erzeugung von Steuersignalen, die die während des Fluges empfundenen HautSpannungsanstöße representieren und die zur Regelung, des Betriebes des ersten Mittels an dieses übermittelt v/erden, wobei der Sitzende sowohl kompatiblen Hautspannungsanstößen als auch kompatiblen Körperauslenkanstößen ausgesetzt ist, so dall der Flug mit größerem Realismus simulierbar ist.

6. Vorrichtung zur Simulation einer Fahrzeugbewegung, gekennzeichnet, durch, ein Sitzpolster, das das Versuchsobjekt trägt, durch dem Sitzpolster zugeordnete Mittel zur Veränderung der Hautspannung in einem ausgewählten Bereich derx'Epidermis des Versuchsobjektes und durch zweite Mittel zur Regelung der ersten Mittel derart, daß solche Veränderungen mit denjenigen in einem funktionsfähigen Fahrzeug vergleichbar sind.

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OR10IHAL INSPECTED

7· Sitz zur Simulation von Fahrzeugbewegungen., gekennzeichnet durch einen Sitzrahmen, ein von dem Rahmen getragenes Sitzpolster, das eine körperabstützende . pläche auf v/eist, durch erste Mittel zur Verschiebung wenigstens"eines Teiles der Fläche relativ zum Rahmen parallel zur Flache und durch zweite Mittel zur Regelung des ersten Mittels derart, daß die von dem ersten Mittel erzeugte FlachenverSchiebung einen kompatiblen Bewegungsanstoß an einem Sitzenden hervorruft.

8. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß "der kompatible Bewegungsanstoß eine Veränderung der Hautspannung in einem ausgewählten Epidermisbereich umfaßt.

9. Sitz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kompatible Bewegungsanstoß außerdem eiißKraftveränderung in einem anderen Epidermisbereieh einschließt, der über die Bekleidung mit der Sitzpolsterfläche in Verbindung steht.

10. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kompatible Bewegungsanstoß eine Veränderung uöS Ausmaßes der Sitzberührung mit den Kniekehlen des Versuchsobjektes umfaßt.

11. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzpolster mehrere Luftzellen mit starren Oberplatten aufweist.

12. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel Organe aufweist, die dem gesamten Sitz polster eine koplanare Bewegung erteilen.

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13. Sitz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzpolster eine Sitzwanne aufweist und daß das erste Mittel Organe zur Verschiebung der Sitzwanne seitwärts und in Längsrichtung aufweist.

14. Sitz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine Bewegungsunterlage und zwischen der Bewegungsunterlage und dem Sitzpolster eingeschlossene Lager aufweist, die eine Bewegung des Sitzpolsters auf der Bewegungsunterlage ermöglichen.

15. Sitz nach Anspruch Γ3, gekennzeichnet durch eine Zwischenunterlage, die auf der Bewegungsunterlage montiert und mit dem hinteren Ende des Sitzpolsters verbunden ist und daß die Zwischenunterlage Mittel trägt, die dem Sitzpolster Bewegungen in, zwei orthogonalen Richtungen erteilen.

16. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel Organe zur Verschiebung eines ersten Teiles der körperabstutzenden Fläche relativ zum Rest der Fläche im wesentlichen parallel zu der Fläche aufweist.

17. Sitz nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel Organe aufweist, die einem Segment des Sitzpolsters relativ zu dem Rest des Sitzpolsters eine koplanare Bewegung erteilen.

18. Sitz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß

das Sitzpolster eine Sitzwanne aufweist und das Segment den vorderen Sektor der Sitzvfanne bildet und daß das Mittel zur Erteilung einer koplanaren Bewegung eine pneumatische Balgvorrichtung aufweist.

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■19· Sitz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzwanne mehrere aufblähbare Luftzellen mit starren Oberplatten aufweist, daß das Segment wenigstens eine der Luftzellen enthält und . , eine Spaltüberbrückungsplatte aufweist, die an der Oberplatte der einen Luftzelle befestigt ist und sich nach hinten erstreckt, so daß sie die Oberplatte einer nach hinten anschliessenden Luftzelle überlappt und auf dieser verschiebbar ist.

20. Sitz nach Anspruch 1β, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastis§fp^ac§treifen den ersten Flächenteil mit dem Rest der Fläche verbindet.

21. Sitz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flächenteil mit einem Sitzpolsterrand verbunden ist und daß das erste Mittel einen Sitzpolsterrandvergrößerer aufweist.

22. Sitz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Randverbreiterer pneumatische Betatigungsorgane aufweist.

23. Sitz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzpolster-Randverbreiterer einen schwenkbaren Nocken auf vielst.

24. Sitz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzpolster-Randverbreiterer eine aufweitbare Blase aufweist. ^:

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25. Sitz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flächenteil ein antreibbares Stück der Polsterung aufweist.

26. Sitz nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die körperabstützende Sitzfläche verflochtene Polsterstücke aufweist, und daß die Enden der Polsterstücke mit in zwei Richtungen drehbaren Drehstangen verbunden sind.

27· Sitz nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzpolster eine Luftzelle mit einer starren Oberplatte aufweist und daß Mittel vorgesehen sind, die wenigstens eine der ürehstangen in einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zu der Oberplatte der LuftzeHe halten.

28. Dynamischer Sitz zur Simulation einer Fahrzeugbewegung, gekennzeichnet durch erste Mittel zur Schaffung von HautSpannungsanstößen bei einem Sitzenden ohne Veränderung der Grundhaltung des Sitzenden oder Druckauszwei te

übung auf die Haut des Sitzenden und durch Mittel zur Regelung des ersten Mittels derart, daß die an dem Sibzenden erzeugten Hautspannungsanstöße ähnlich denjenigen sind, die bei einem funktionsbereiten Fahrzeug empfunden werden.

29. Sitz zur Simulation einer Fahrzeugbewegung durch Erzeugung von Bewegungsanstößen bei einem sitzenden Versuchsobjekt, gekennzeichnet durch erste Mittel zur wahlweisen Veränderung des Ausmaßes der Sitzberührung in einem rückenseitigen oberen Kniebereich ohne Bewegung des Sitzenden relativ zum Sitz und durch zwejte

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Mittel zum Antrieb des ersten Mittels derart, daß die van dem ersten Mittel erzeugten Veränderungen des Ausmaßes der Sitzberührung mit denjenigen vergleichbar sind, die beim Betrieb eines wirkliehen- Fahrzeuges empfunden werden.

Vorrichtung zur Simulation einer Fahrzeugbev/egung, gekennzeichnet durch einen dynamischen Sitz, bei dem die Grundhaltung, das Ausmaß der Sitzberührung, der Fleischdruckgradient und die Fleischpberflächenspannung eines Sitzenden unabhängig veränderbar sind und durch Mittel zur Regelung des Betriebes des Sitzes derart, daß er an dem Sitzenden kompatible Haptische sensorische Systemanstöße erzeugt.

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