DE29704478U1

DE29704478U1 - Vorrichtung zur Betätigung eines Joystick

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Publication number: DE29704478U1
Application number: DE29704478U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2007-03-13

Description

Vorrichtung zur Betätigung eines Joystick

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Joystick.

Im Zusammenhang mit Computern, insbesondere Personal Computern, sind Joysticks zur manuellen Steuerung des Computers bekannt. Insbesondere ist es bekannt, den Ablauf von Computerspielen durch Joysticks manuell zu beeinflussen. Derartige Joysticks bestehen im wesentlichen aus einem etwa vertikalen Betätigungshebel, der an seiner Unterseite kugelgelagert ist und gegen den Druck von rückstellenden Federkräften nach allen Richtungen geschwenkt werden kann, wobei die Stellung und gegebenenfalls die Bewegungsgeschwindigkeit des Joystick von dem angeschlossenen Personal Computer ausgewertet und zur Steuerung des Spiels verwendet wird. In jüngerer Zeit finden derartige Joysticks auch als Navigationsinstrumente in virtuellen Welten Verwendung, insbesondere in Verbindung mit einem vom Benutzer zu tragenden Videohelm.

Gerade im Bereich der virtuellen Realität ist es allerdings wünschenswert, daß sich der Benutzer möglichst wenig mit der zugrundliegenden Animationstechnik befassen muß, möglichst also auch keine Eingabegeräte für den Personal Computer betätigen muß. Vielmehr soll sich der Benutzer vollständig auf die virtuelle Welt konzentrieren können.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Peripheriegerät zur Steuerung eines Computers so auszubilden, daß es sich für den Benutzer nicht mehr als solches darstellt.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gegenstand der Erfindung ist im wesentlichen eine oberhalb des zu betätigenden Joystick verkippbar beweglich gelagerte und im wesentlichen horizontal verlaufende Platte, welche an ihrer Unterseite eine Betätigungsvorrichtung zur lateralen Bewegung des

Joystick bei Verkippung der Platte aufweist. Der Benutzer steht oder sitzt auf dieser Platte und verlagert sein Körpergewicht, was zu einer Verkippung der Platte, damit zur Betätigung des Joystick und damit wiederum zu dem erwünschten Eingriff in ein Spiel oder in eine virtuelle Welt führt. Die in den Unteransprüchen gegebenen technischen Ausgestaltungen der an der Unterseite der Platte angeordneten Betätigungsvorrichtung sind besonders vorteilhaft.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, welche zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Betätigung eines Joystick;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus Figur 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung aus Richtung des Pfeils A; und

Fig. 4 die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung in verkipptem Zustand.

In Figur 1 sind die wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Auf einer Grundplatte 4 befindet sich der zu betätigende Joystick &Ggr;, bestehend aus einem im wesentlichen kugelsegmentformigen Gehäuse und dem darauf angebrachten kugelgelagerten eigentlichen Joystick 1. Auf der Oberseite der Grundplatte 4 ist eine Halterung 5 angebracht, welche den Joystick 1 in Form eines umgekehrten U übergreift. Diese Halterung 5 lagert in einer Lagerung 6 einen Zapfen 7, der sich von der Unterseite 3 einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Platte 2 in die Lagerung 6 erstreckt. Der Zapfen 7 ist innerhalb der Lagerung 6 in alle Richtungen verschwenkbar, damit ebenso die an dem Zapfen 7 fest angebrachte Platte 2.

Um die unbelastete Platte 2 wieder in ihre horizontale Ruhestellung zu bringen, befinden sich zwischen der Unterseite 3 der Platte 2 und der Halterung 5 mehrere Schraubenfedern 8, von denen in Figur 1 zwei dargestellt sind.

Um eine Dämpfung des Bewegungsvorgangs zu erzielen, sind zwischen der Grundplatte 4 und der Unterseite 3 der Platte 2 Dämpfungselemente 29 angeordnet, welche als hydraulische Zylinderdämpfer 29 ausgebildet sind.

Zur Betätigung des Joystick 1 befindet sich an der Unterseite 3 der Platte 2 ein im wesentlichen C-fÖrmiger Bügel 10, der sich zusammen mit der Platte 2 bewegt und mit dem Joystick 1, wie an Hand der Figuren 2 bis 4 beschrieben, zusammenwirkt.

Figur 2, welche die Einzelheit X aus Figur 1 in vergrößerter Darstellung zeigt, ist der C-förmige Bügel 10 im Detail zu entnehmen. Dieser erstreckt sich symmetrisch zu dem Zapfen 7 von der Unterseite 3 der Platte 2 nach unten, wobei sein Mittelteil parallel zur Platte 2, im Grundzustand der Vorrichtung etwa horizontal verläuft. Der Bügel 10 besteht aus Metall und ist relativ schmal gearbeitet, was aus der in Figur 3 dargestellten Seitenansicht ersichtlich ist.

An der Außenseite 11 seines im wesentlichen horizontalen Mittelteils 12 trägt der Bügel 10 einen Zapfen 13, der an seinem unteren Ende Kugelgestalt 14 aufweist. Diese Endkugel 14 ragt in den hohlzylindrischen Joystick 1, dessen ursprünglicher Betätigungsknopf abgesägt ist. Falls der im Handel befindliche Joystick 1 nicht hohlzylindrisch ausgeführt sein sollte, muß vorher eine entsprechende Bohrung angebracht werden oder der Betätigungshebel des Joystick durch ein Rohr ersetzt werden, in welches die Kugel 14 eingepaßt werden kann.

Aus den Figuren 2 und 3 ist auch im einzelnen ersichtlich, wie die Platte 2 über den Zapfen 7 gelagert ist. Hierzu weist der U-fÖrmige Träger 5 genau über dem Joystick 1 ein Kugellager 6 auf, mit dessen innerem Lagerschild der Zapfen 7 verbunden ist.

Hierdurch kann sich der Zapfen 7 um einen Punkt drehen, der im Zentrum des Lagers 6 liegt, und zwar in alle Richtungen.

Der Zapfen 7 ist innen hohl ausgebildet und nimmt eine Schraubenfeder 15 auf, welche eine aus der Unterseite des Zapfens 7 teilweise hervorstehende Kugel 16 gegen die Halterung 5 drückt. Im Bereich der Auflage der Kugel 16 weist die Halterung 5 hierzu eine entsprechende Ausnehmung 17 auf, in welche die Kugel 16 in der horizontalen Ruhestellung der Platte 2 mittig eingreift und diese Ruhestellung somit arretiert. Die Stärke der Arretierung ist durch die Vorspannung der Schraubenfeder 15 einstellbar, auf welche eine von der Plattenoberseite 18 zu betätigende Schraube 19 wirkt. Durch Anziehen der Schraube 19 vergrößert sich die Vorspannung der Feder 15 und damit die Stärke der Arretierung des Ruhezustands durch die Kugel 16 in der Ausnehmung 17.

Auf der Oberseite 18 der Platte 2 befindet sich eine Steh- oder Sitzgelegenheit für einen Benutzer, welche nicht dargestellt ist.

Zum Betrieb der Vorrichtung wird der Joystick 1 in üblicher Weise an einen Computer angeschlossen, auf dem ein Spielprogramm oder ein eine künstliche Welt erzeugendes Programm läuft, welches durch einen Joystick beeinflußbar ist. Anschließend setzt oder stellt sich der vorzugsweise mit einem Daten-Videohelm ausgerüstete Benutzer auf die Oberseite 18 der Platte 2 und verlagert geringfügig sein Körpergewicht in eine beliebige Richtung, beispielsweise, ausgehend von Figur 2, nach links. Hierdurch nimmt die Platte 2 die in Figur 4 dargestellte, geneigte Position ein, wobei gleichzeitig die rechte Schraubenfeder 8 gedehnt und die linke Schraubenfeder 8 zusammengedrückt wird. In dieser Lage wird die Kugel 16 aus der Ausnehmung 17 gedrückt und liegt am Rande der Ausnehmung 17 auf. Sowohl durch die nun belasteten Federn 8 als auch durch die aus der Ruhestellung herausgeführte Kugel 16 und die damit erzeugte Rückstellkraft der Schraubenfeder 15 wird ein Rückstellmoment erzeugt, welches die Platte 2 wieder in die Horizontale bringen würde, sobald sie vom Benutzer verlassen würde. Die Bewegung in den geneigten Zustand und von dem geneigten Zustand zurück in die Horizontale oder in

eine beliebige andere Stellung wird durch die in Figur 1 dargestellten Dämpfungselemente 29 verzögert, wodurch zu ruckartige Bewegungen der Platte 2 vermieden werden.

Durch die in Figur 4 dargestellte Auslenkung der Platte 2 wird auch der fest mit der Platte 2 verbundene C-fÖrmige Bügel 10 ausgelenkt, was zu einer seitlichen Verschiebung des Zapfens 13 und damit der Kugel 14 fuhrt. Hierdurch wird der Joystick 1 um seine Lagerachse gedreht. Die Verschwenkung der Platte 2 fuhrt über diese Betätigungsvorrichtung somit zu einer Verkippung des Joystick 1 und damit zu der gewünschten Betätigung.

Die Vorrichtung kann beispielsweise zur Simulation eines fliegenden Teppichs eingesetzt werden, aber auch für alle anderen möglichen Computerspiele, in denen ein Joystick Verwendung findet, insbesondere bei der Simulation künstlicher Welten.

Claims

"Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Betätigung eines Joystick (1), gekennzeichnet durch eine oberhalb des Joystick (1) verkippbar beweglich gelagerte und im wesentlichen horizontal verlaufende Platte (2), welche an ihrer Unterseite (3) eine Betätigungsvorrichtung zur lateralen Bewegung des Joystick (1) bei Verkippung der Platte (2) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Joystick (1) auf einer Grundplatte (4) montiert ist, an welcher auch eine den Joystick (1) übergreifende Halterung (5) für die Platte (2) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5) genau oberhalb des Joystick (1) eine zweiachsige Lagerung (6) zur Aufnahme eines sich von der Unterseite (3) der Platte (2) nach unten erstreckenden Zapfens (7) aufweist und die Platte (2) über mindestens zwei einander gegenüberliegende Federn (8) mit der die Halterung (5) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (2) durch vier symmetrisch angeordnete Schraubenfedern (8) mit der Halterung (5) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung ein an der Unterseite der Platte (2) angeordneter, im wesentlichen C-formiger Bügel (10) ist, der an der Außenseite (11) seines Mittelteils (12) einen Zapfen (13) zum Eingriff in den Joystick (1) aufweist.

• *

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (13) an seinem Ende Kugelgestalt (14) aufweist und in die Innenseite des zylinderformigen Joystick (1) eingreift.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sich von der Unterseite (3) der Platte (2) nach unten erstreckende Zapfen (7) innen ausgebohrt ist und eine unter Vorspannung stehende Schraubenfeder (15) aufnimmt, welche eine Kugel (16) gegen die Halterung (5) drückt und die Kugel (16) bei horizontaler Lage der Platte (2) in einer Ausnehmung (17) der Halterung (5) verrastet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Schraubenfeder (15) durch eine von der Oberseite (18) der Platte (2) zu betätigende und auf die Feder wirkende Schraube (19) einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite (18) der Platte (2) eine Sitzgelegenheit angeordnet ist.

10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterseite (3) der Platte (2) und der Grundplatte (4) mindestens ein Dämpfungselement (29) angeordnet ist.

!.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Dämpfungselement (29) als hydraulischer Teleskopdämpfer ausgebildet ist.