DE3303145C2 - Simulator for a watercraft equipped with oars and sails - Google Patents
Simulator for a watercraft equipped with oars and sailsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Simulator für Wasserfahrzeuge mit Ruder und Segel. Der Simulator weist eine ein Segelboot 2 tragende, kreisrunde Plattform 1 auf, die mit Hilfe einer Vielzahl von gleichmäßig um den Umfang verteilten, biegsamen Seilen 3 in einem Drehtisch 4 freischwebend aufgehängt ist. Der Drehtisch 4 ist wahlweise frei drehbar oder durch einen Elektromotor nach der einen oder anderen Richtung antreibbar. Eine dem Bug des Bootes 2 zugeordnete Kraftmeßeinrichtung 21 erfaßt die der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Vortriebskraft. Die Kraftmeßeinrichtung 21 und eine die Auslenkung des Ruders 19 erfassende Abtasteinrichtung 20 geben ihre Signale an eine Steuereinrichtung ab, die den Elektromotor nur dann mit einem den Signalen entsprechenden Drehmoment antreibt, wenn die Signale der Abtasteinrichtung 20 und der Kraftmeßeinrichtung 21 gleichzeitig an der Steuereinrichtung anliegen.The invention relates to a simulator for watercraft with oars and sails. The simulator has a circular platform 1 carrying a sailing boat 2, which is suspended freely floating in a turntable 4 with the aid of a large number of flexible ropes 3 evenly distributed around the circumference. The turntable 4 can either be freely rotated or driven in one direction or the other by an electric motor. A force measuring device 21 assigned to the bow of the boat 2 detects the propulsive force corresponding to the speed of travel. The force measuring device 21 and a scanning device 20 detecting the deflection of the rudder 19 send their signals to a control device which drives the electric motor with a torque corresponding to the signals only when the signals from the scanning device 20 and the force measuring device 21 are simultaneously applied to the control device.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Simulator für ein mit Ruder und Segel ausgerüstetes Wasserfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a simulator for a watercraft equipped with oars and sails according to the preamble of claim 1.
Simulatoren für windgetriebene Wasserfahrzeuge geben dem am Segelsport interessierten Personenkreis die Möglichkeit, auch bei ungünstigen Wetterbedingungen und in der segelfeir.dlichen, kalten Jahreszeit die richtige Folge der einzelnen Handgriffe beim Segeln zu erlernen, zu über oder zu vervollkommnen. Die Simulatoren werden mit ihren zugehörigen Wasserfahrzeugen verbunden, wahlweise im Freien oder in überdachten Räumen aufgestellt und einem natürlichen oder künstliche durch steuerbare Gebläse erzeugten Wind ausgesetzt.Simulators for wind-powered watercraft give those interested in sailing the Possibility of choosing the right one even in unfavorable weather conditions and in the cold, sailing-free season Follow the steps in sailing to learn, to improve or to improve. The simulators are connected to their associated watercraft, either outdoors or in covered spaces set up and exposed to a natural or artificial wind generated by controllable fans.
Es gibt Simulatoren für Segelboote und Segelbretter. Diese beiden windgetriebenen Wasserfahrzeuge unterscheiden sich erheblich durch die Art der Steuerung zur Änderung der Fahrtrichtung. Bei einem Segelboot wird die Änderung der Fahrtrichtung durch die Größe und Richtung eines Kraftvektors bestimmt, der sich aus dem vom Wind hervorgerufenen, auf das Segel einwirkenden Kraftvektor (Segelvektor) und dem von der Fahrtgeschwindigkeit hervorgerufenen, auf das Ruder einwirkenden Kraftvektor (Rudervektor) ergibt. Der auf das Ruder einwirkende Kraftvektor hat dabei einen überwiegenden Anteil an der Richtungsänderung des Bootes. Bei einem Segelbrett dagegen wird die Richtungsänderung ausschließlich durch die Größe und Richtung des vom Wind hervorgerufenen, auf das Segel einwirkenden Kraftvektors bestimmt, der je nach der Neigung des gelenkig am Segelbrett befestigten Mastes gegen den Bug oder das Heck des Brettes vor oder hinter dem Schwerpunkt des Brettes am Segel angreift und das Segelboot nach Backbord oder Steuerbord drückt. Die beiden unterschiedllichen Arten zur Steuerung der Richtungsänderung bei Segelbooten und Segelbrettern haben aufgrund der unterschiedlich auf'retenden Kräfte auch einen erheblichen Einfluß auf die Simulatoren für diese beiden Arten von windgetriebenen Wasserfahrzeugen. There are simulators for sailboats and sailboards. These two wind-powered watercraft differ significantly by the type of control for changing the direction of travel. In the case of a sailboat the change in direction of travel is determined by the size and direction of a force vector that results from the The force vector (sail vector) caused by the wind and acting on the sail and that of the cruising speed caused force vector acting on the rudder (rudder vector) results. The one on that The rudder-acting force vector has a predominant part in the change of direction of the boat. In the case of a sailboard, on the other hand, the change in direction is determined solely by size and direction of the force vector caused by the wind and acting on the sail, which depends on the inclination of the articulated mast attached to the sailboard against the bow or stern of the board in front of or behind the The center of gravity of the board attacks the sail and pushes the sailboat to port or starboard. the two different ways to control the change of direction in sailing boats and sailing boards also have a considerable influence on the simulators for these two types of wind powered watercraft.
Ein bekannter Simulator für Segelboote (DE-OS 22 49 579) weist ein mit Wasser gefülltes Becken und eine am Grund des Wasserbeckens starr befestigte, senkrecht stehende Säule auf, an deren freiem Ende ein auf dem Wasser schwimmendes Segelboot in der Nähe dessen Lateralschwerpunktes mittels einer Gelenkeinrichtung befestigt ist. Die Gelenkeinrichtung hindert das Segelboot an einer Vorwärtsbewegung über Grund, aber gestattet dem Boot eine beliebige Drehung um die Hochachse und eine hin· und hergehende Schwenkbewegung um die Längs- und Querachse. Eine an der Ruderanlage befestigte Wasserpumpe saugt über ein am Ruderblatt befestigtes Saugrohr Wasser an und stößt es unter dem Wasserspiegel über ein ebenfalls am Ruderblatt befestigtes Druckrohr nach hinten in Form eine in der Vertikalebene des Ruderblattes liegenden Wasserstrahls aus. Der aus dem Ruderblatt austretende Wasserstrahl ruft eine Rückstoßkraft hervor.A well-known simulator for sailing boats (DE-OS 22 49 579) has a water-filled basin and a vertically standing column rigidly attached to the bottom of the water basin, at its free end a A sailing boat floating on the water near its lateral center of gravity by means of an articulated device is attached. The articulated device prevents the sailboat from moving forward over the ground, but allows the boat any rotation about the vertical axis and a reciprocating pivoting movement around the longitudinal and transverse axis. A water pump attached to the steering gear sucks in via an am Suction pipe attached to the rudder blade and pushes it under the water level via a likewise on the rudder blade attached pressure pipe to the rear in the form of a water jet lying in the vertical plane of the rudder blade the end. The water jet emerging from the rudder blade creates a recoil force.
Wenn das Ruder aus seiner neutralen Mittelstellung seitlich ausgelenkt wird, ruft der zusammen mit dem Ruder seitlich abgelenkte Wasserstrahl eine parallel zur Querachse des Bootes verlaufende Schubkraft hervor, die dem Boot eine der Auslenkung des Ruders entsprechende Richtungsänderung erteilt. Die Richtungsänderung hängt jedoch ausschließlich von der Menge und der Geschwindigkeit des aus dem Ruder ausgestoßenen Wassers und damit ausschließlich von der Pumpenleistung ab. Die Fahrgeschwindigkeit des Bootes und damit der von der Fahrschwindigkeit abhängige Wasserdruck auf das seitlich ausgelenkte Ruder bleiben bei den bekannten Simulatoren unberücksichtigt. Bei dem bekannten Simulator hängt daher die vom Ruder ausgehende Kraftkomponente zur Richtungsänderung des Bootes nicht wie in Wirklichkeit von der durch die Windstärke bestimmten Fahrgeschwindigkeit, sondern ausschließlich von der Leistung der Wasserpumpe ab, die in keinerlei Beziehung zur Windstärke steht.When the rudder is deflected sideways from its neutral center position, it calls out together with the Laterally deflected water jet a parallel to the rudder Transverse axis of the boat extending thrust force, the boat a corresponding to the deflection of the rudder Change of direction granted. However, the change in direction depends solely on the amount and the speed of the water expelled from the rudder and therefore solely on the pump performance away. The speed of the boat and thus the water pressure, which is dependent on the speed of travel The known simulators do not take into account the laterally deflected rudder. With the well-known The simulator therefore depends on the force component emanating from the rudder to change the direction of the The boat does not depend on the speed determined by the wind strength, as in reality, but depends exclusively on the performance of the water pump, which has no relation to the wind strength.
Die Wasserpumpe des bekannten Simulators hat dar-, über hinaus ein beachtliches Gewicht, das aufgrund seiner weiten Entfernung vom Lateralschwerpunkt die Schwimmlage eines leichten Bootes und damit die Segeleigenschaften des Bootes in beachtlichem Umfang verändert und auf diese Weise ein Bootsverhalten vortäuscht, das in Wirklichkeit gar nicht auftritt.The water pump of the well-known simulator also has a considerable weight due to its long distance from the lateral center of gravity, the swimming position of a light boat and thus the sailing properties changes the boat to a considerable extent and in this way simulates the behavior of the boat, which in reality does not occur at all.
Ein weiterer bekannter Simulator (US-PS 22 08 083) weist einen ein Segelboot tragenden Drehtisch auf, der mit Hilfe eines Elektromotors nach der einen oder anderen Richtung verdrehbar ist. Der bekannte Simulator besitzt ferner eine die Stellung des Ruders erfassende Abtasteinrichtung, die in Abhängigkeit von der Richtung und dem Grad der Auslenkung des Ruders aus der Mittellängsschiffsebene ein Signal an eine Steuerschaltung abgibt, die den Elektromotor und damit den Drehtisch entsprechend der Auslenkung des Ruders nach der einen oder anderen Richtung antreibt.Another known simulator (US-PS 22 08 083) has a turntable carrying a sailing boat, the can be rotated in one direction or the other with the aid of an electric motor. The well-known simulator furthermore has a scanning device which detects the position of the rudder and which is dependent on the direction and the degree of deflection of the rudder from the center fore and aft plane, a signal to a control circuit releases the electric motor and thus the turntable according to the deflection of the rudder after the drives one or the other direction.
Dieser bekannte Simulator ist in erster Linie zum Üben von Wenden und Halsen gedacht und soll dem Benutzer ein Gefühl für den Zusammenhang zwischen der Stellung von Ruder und Segel und der Schlagseite des Bootes bei einem vorgegebenen Wind vermitteln. Dieser Simulator ist jedoch nicht in der Lage, die auf normaler Fahrt zwischen zwei Schlägen auftretenden, tatsächlichen Segelverhältnisse vorzutäuschen. Wenn das Ruder seine neutrale Mittelstellung einnimmt und damit der Elektromotor abgeschaltet ist, wird der Drehtisch auch da.in an einer Drehbewegung gehindert, wenn das Segel unter Wind steht. Dieser bekannte Simulator berücksichtigt daher eine in Wirklichkeit auf freiem Gewässer auftretende Richtungsänderung des Segelbootes nicht, wenn das Ruder seine neutrale Mittelstellung einnimmt und das Segel unter Wind steht. Ferner bleibt bei diesem bekannten Simulator die Fahrgeschwindigkeit unberücksichtigt, die in freiem Gewässer einen auf das Ruder einwirkenden Kraftvektor hervorruft, der einen überwiegenden Anteil an der Richtungsänderung des Bootes hat.This well-known simulator is primarily intended for practicing turning and jibing and is intended to do so Users get a feel for the relationship between the position of the rudder and sail and the list of the boat in a given wind. However, this simulator is not capable of that on to simulate actual sailing conditions occurring during normal travel between two beats. if the rudder assumes its neutral central position and so that the electric motor is switched off, becomes the turntable also prevented from turning when the sail is under wind. This well-known simulator therefore takes into account a change in direction of the actually occurring in open water Sailboat not when the rudder is in its neutral center position and the sail is under wind. Furthermore, in this known simulator, the driving speed is not taken into account, that in open water causes a force vector acting on the rudder, which makes a major contribution to the change in direction of the boat.
Ferner ist ein Simulator für Segelboote bekannt (DE-OS 20 33 376), der ebenfalls einen ein Segelboot tragenden Drehtisch besitzt, der von einem Servomotor nach der einen oder anderen Richtung antreibbar ist. Eine die Stellung des Ruders erfassende Abtasteinrichtung ist mit einer Steuerschaltung verbunden, die den Servomotor ansteuert. Die Steuerschaltung enthält neben dem Eingang für die Ruderslellung noch einen Eingang für die Stellung des Baumes sowie zwei von Hand beliebig einstellbare Stelleinrichtungen für die Windstärke und die Windrichtung. In der Nähe des Simulators ist ein Gebläse aufgestellt, das unabhängig von der Steuerschallung einen gleichbleibenden Wi,id geringer Stärke erzeugt. Die vom Gebläse erzeugte Windstärke soli gerade so groß sein, daß die Segei nicht schlaff am Mast hängen, sondern leicht ausgebaucht sind.Furthermore, a simulator for sailing boats is known (DE-OS 20 33 376), which also carries a sailing boat Has a turntable that can be driven by a servomotor in one direction or the other. One the The scanning device which detects the position of the rudder is connected to a control circuit which controls the servomotor drives. In addition to the input for the rudder position, the control circuit also contains an input for the position of the tree as well as two by hand as desired adjustable setting devices for the wind strength and the wind direction. Near the simulator is a Blower set up, which has a constant Wi, id low strength regardless of the control sound generated. The wind force generated by the fan should be just so great that the sail is not slack on the mast hang, but are slightly bulged.
Bei diesem bekannten Simulator gehen die Windstärke und die Windrichtung in Form von wählbaren, vorbestimmten Größen in die Steuerschaltung ein, ohne daßIn this known simulator, the wind strength and the wind direction are in the form of selectable, predetermined ones Variables in the control circuit without
ίο das Segel dem Wind mit der eingestellten Stärke und Richtung ausgesetzt ist. Die Steuerschaltung des bekannten Simulators bewegt daher den das Boot tragenden Drehtisch ausschließlich in Abhängigkeit von imaginären Parametern und gibt dem Benutzer keine Möglichkeit, ein Gefühl für die tatsächlich auftretenden SegeWerhältnisse zu bekommen, bei denen das Segel unter dem Wind mit der eingestellten Stärke und Richtung steht. Bei diesem bekannten Simulator werden die in Wirklichkeit am Segel angreifenden Windkräfte sogar noch grob verfälscht, wenn die in die Steuerschaltung eingegebenen Windstärke und Windrichtung des neben dem Simulator aufgestellten Gebläses übereinstimmt. Darüber hinaus ist bei diesem bekannten Simulator die Fahrtgeschwindigkeit des Bootes und damit der von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Wasserdruck auf das seitlich ausgelenkte Ruder nicht berücksichtigt.ίο the sail to the wind with the set strength and Direction is exposed. The control circuit of the known simulator therefore moves the one carrying the boat Turntable only depending on imaginary parameters and does not give the user the opportunity to to get a feeling for the actually occurring sailing conditions, in which the sail is under the wind with the set strength and direction. In this well-known simulator, the in Reality on the sail attacking wind forces even grossly falsified when the in the control circuit entered wind strength and wind direction of the blower installed next to the simulator corresponds. In addition, in this known simulator, the speed of the boat and thus that of the Speed-dependent water pressure on the laterally deflected rudder is not taken into account.
Die bekannten Simulatoren für Segelboote sind daher nicht in der Lage, die tatsächlich auf freiem Gewässer auftretenden Verhältnisse vorzutäuschen. Derartige Simulatoren eignen sich daher nicht zum Erlernen oder Üben von Segelmanövern.The known simulators for sailboats are therefore not able to actually operate on open water to simulate the conditions that occur. Such simulators are therefore not suitable for learning or Practicing sailing maneuvers.
Ein bekannter Simulataor für ein Segelbrett (DE-OS 29 41 839) weis« einen am eine vertikale Achse frei drehbar gelagerten Drehtisch auf. der ein Segelbrett mit Rigg trägt. Das Segelbrett ist um seine Längs- und Querachse schwenkbar auf dem Drehtisch gelagert. Eine auf dem Segelbrett stehende Person bewirkt eine Änderung der Fahrtrichtung und damit eine Drehung des Drehtisches, indem sie den am Brett gelenkig befestigten Mast entweder in Bug- oder Heckrichtung neigt. Dieser bekannte Simulator für Segelbretter kann sämtliche auf dem freien Gewässer auftretenden Verhältnisse vortäuschen und erfüllt daher voll und ganz seinen Zweck. Dieser bekannte Simulator für Segelbretter ist jedoch nicht für Segelboote anwendbar, bei denen die Fahrtrichtung durch die Stellung des Ruders bestimmt wird.A known simulator for a sailboard (DE-OS 29 41 839) knows «a freely rotatable on a vertical axis mounted turntable. who carries a sailing board with rig. The sailboard is around its longitudinal and The transverse axis is pivoted on the turntable. A person standing on the sailboard does one Changing the direction of travel and thus a rotation of the turntable by attaching it to the board in an articulated manner Mast tilts either bow or stern. This well-known sailboard simulator can do all of them simulate conditions occurring in the open water and therefore fully fulfills its own Purpose. However, this known simulator for sailboards is not applicable to sailboats where the The direction of travel is determined by the position of the rudder.
Es ist daher die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einen Simulator für ein mit Ruder und Segel ausgerüsteies Wasserfahrzeug zu schaffen, bei welchem die in Wirklichkeit auf freiem Gewässer auftretenden Verhältnisse vorgetäuscht werden.It is therefore the object of the invention to provide a simulator for a boat equipped with oars and sails To create a watercraft in which the conditions that actually occur in open water be faked.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bei dem Simulator gemäß der Erfindung wird die in Fahrtrichtung wirkende Kraft mittels einer Kraftmeßeinrichtung erfaßt und die Auslenkung des Ruders aus der Mittellängsschiffebene mittels einer Abtasteinrichtung festgestellt. Die Kraftmeßeinrichtung und die Abtasteinrichtung geben entsprechend den festgestellten Werten Signal an eine Steuerschaltung ab. Wenn die Steuerschaltung von der Kraftmeßeinrichtung und der Abtasteinrichtung gleichzeitig ein Signal erhält, steuert sie einen Motor an, welcher den Drehtisch in Abhängigkeit von der Ruderstellung nach der einen oder anderen Richtung dreht. Der Motor wird mit einem Drehmoment angetrieben, das von den festgestellten Werten der Kraftmeßeinrichtung und der Ab-This object is achieved according to the invention by those listed in the characterizing part of claim 1 Features solved. In the simulator according to the invention, the force acting in the direction of travel is by means of a force measuring device detected and the deflection of the rudder from the central longitudinal ship plane by means of detected by a scanning device. The force measuring device and the scanning device give accordingly the determined values signal to a control circuit. When the control circuit from the force measuring device and the scanning device receives a signal at the same time, it controls a motor, which the Turntable rotates in one direction or the other depending on the rudder position. The engine will driven with a torque that depends on the determined values of the force measuring device and the
tasteinrichtung abhängt. Wenn die Steuerschaltung nur von der Kraftmeßeinrichtung oder nur von der Abtasteinrichtung ein Signal erhält, bleibt der Motor abgeschaltet. In diesem Betriebszustand kann sich der Drehtisch des erfindungsgemäßen Simulators frei um seine vertikale Achse drehen.touch device depends. If the control circuit only receives a signal from the force measuring device or only from the scanning device, the motor remains switched off. In this operating state, the turntable of the simulator according to the invention can rotate freely around its rotate vertical axis.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Simulator das Ruder bei Windstille ausgelenkt wird, gibt die Kraftmeßdose kein Signal ab, so daß der Motor abgeschaltet bleibt und das auf dem Simulator abgestützte Segelboot wie im freien Gewässer seine Lage nicht ändert. Wenn das Ruder seine neutrale Mittelstellung einnimmt und ein Winddruck auf das Segel einwirkt, gibt nur die der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Kraftmeßeinrichtung ein Signal ab, so daß der Motor ebenfalls abgeschaltet bleibt, aber der Drehtisch unter der Einwirkung des auf das Segel einwirkenden Druckes verdreht wird. Die Verdrehung des Drehtisches entspricht der Änderung der Fahrtrichtung, die unter den gleichen Bedingungen in Wirklichkeit auftritt. Wenn das Ruder ausgelenkt wird und gleichzeitig das Segel unter Wind steht, gibt die Kraftmeßeinrichtung ein der Fahrgeschwindigkeit entsprechendes Signal und die Abtasteinrichtung ein der Winkelstellung des Ruders entsprechendes Signal ab. Die Steuerschaltung treibt in diesem Fall dm Motor mit einem den beiden empfangenen Signalen entsprechenden Drehmoment an, das an den Drehtisch weitergegeben wird. Der Drehtisch dreht sich dann solange nach der einen oder anderen Richtung, bis das vom Motor auf den Drehtisch übertragene Drehmomont mit dem über das Segel auf das Boot ausgeübten Drehmoment im Gleichgewicht steht. Die Verdrehung des Drehtisches entspricht ebenfalls der in Wirklichkeit auftretenden Änderung der Fahrtrichtung, wenn die gleichen Verhältnisse vorliegen.If, in the simulator according to the invention, the rudder is deflected when there is no wind, the load cell gives no signal, so that the engine remains switched off and the sailboat supported on the simulator like does not change its position in open water. When the rudder takes its neutral center position and a Wind pressure acts on the sail, gives only the force measuring device corresponding to the speed of travel a signal so that the motor also remains switched off, but the turntable under the influence of the the sail is twisted under the applied pressure. The rotation of the turntable corresponds to the change the direction of travel that actually occurs under the same conditions. When the rudder is deflected and at the same time the sail is under wind, the force measuring device indicates the speed of travel corresponding signal and the scanning device a signal corresponding to the angular position of the rudder away. In this case, the control circuit drives the motor with a signal corresponding to the two received signals Torque that is passed on to the turntable. The turntable then rotates for as long in one direction or the other, until the torque transmitted from the motor to the turntable also is in balance with the torque exerted on the boat by the sail. The twist of the Turntable also corresponds to the change in direction of travel that actually occurs, if the same Conditions exist.
Der Simulator gemäß der Erfindung täuscht damit nicht nur die auf das Segel einwirkenden Windkräfte sondern auch die von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen, auf das Ruder einwirkenden Kräfte zur Richtungsänderung naturgetreu vor und macht es daher möglich, daß sämtliche Segelmanöver entsprechend der Wirklichkeit gefahren werden können.The simulator according to the invention thus not only deceives the wind forces acting on the sail but also the forces acting on the rudder to change direction, which are dependent on the driving speed lifelike and therefore makes it possible that all sailing maneuvers according to reality can be driven.
Wenn der Simulator die in Anspruch 2 angegebene Ausgstaltungsform hat, erhält die Stützeinrichtung eine ausgewogenen Masse, die eine im Wasser ähnliche Kraftverteilung gestattet.If the simulator has the Ausgstaltungsform specified in claim 2, the support device receives a balanced mass, which allows a similar force distribution in water.
Die im Anspruch 3 angegeben Ausführungsform führt zu einer besonders einfachen Bauform.The embodiment specified in claim 3 leads to a particularly simple design.
Eine besonders gute Ansprechbarkeit der das Segelboot tragenden Plattform kann mit den Merkmalen des Anspruches 4 erreicht werden.A particularly good responsiveness of the sailboat load-bearing platform can be achieved with the features of claim 4.
Eine besonders platzsparende und kostengünstige Bauform läßt sich mit den Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 erreichen.A particularly space-saving and inexpensive design can be achieved with the features of claims 5 and reach 6.
Das Aufbringen des Segelbootes auf den Simulator wird dadurch erleichtert, daß der Simulator die in Anspruch 7 angegebene Bauform hatThe application of the sailboat to the simulator is facilitated by the fact that the simulator takes the 7 has the specified design
Wenn die Plattform eine Schicht aus einem weichen Polstermaterial aufweist kann das Boot ähnlich wie im Wasser schaukeln und krängein.If the platform has a layer of soft cushioning material, the boat can be similar to that in the Water rocking and hanging.
Die freie Drehbarkeit des Drehtisches bei abgeschaltetem Motor kann ohne großen technischen Aufwand durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale verwirklicht werden.The free rotation of the turntable when the engine is switched off can be done without great technical effort can be realized by the features specified in claim 8.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Nachstehenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen schcmalischen Querschnitt durch einen Simulator gemäß der Erfindung, undAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to drawings. In the drawings show: FIG. 1 a schematic cross section through a simulator according to the invention, and
F i g. 2 ein Schaltschema zur Ansteuerung eines den Simulator verstellenden Motors.F i g. 2 a circuit diagram for controlling a motor adjusting the simulator.
Der in Fig. 1 gezeigte Simulator besitzt eine kreisrunde Plattform 1, auf welcher ein Segelboot 2 abgestellt ist. Die Plattform 1 ist mit Hilfe einer Vielzahl von gleichmäßig um den Umfang verteilten, biegsamen Seilen 3 in einem Drehtisch 4 frei schwebend aufgehängt. Der Drehtisch 4 ist auf einer Grundplatte 5 drehbar gelagert.The simulator shown in Fig. 1 has a circular one Platform 1 on which a sailing boat 2 is parked. The platform 1 is using a variety of Evenly distributed around the circumference, flexible ropes 3 suspended freely floating in a turntable 4. The turntable 4 is rotatably mounted on a base plate 5.
Auf der Grundplatte 5 ist ein ringförmiger Stützkranz 6 befestigt, der ein um eine vertikale Achse verdrehbares Wälzlager 7 mit einem Innenring 8 und einem Außenring 9 trägt. Der Innenring 8 hat einen L-förmigen Querschnitt und ist mit einem seiner Schenkel mit dem ringförmigen Stützkranz 6 fest verbunden. Der Außenring 9 des Wälzlagers 7 weist an seinem Außenumfang einen Zahnkranz 10 auf, der mit einem Zahnrad 11 eines auf der Grundplatte 5 befestigten Elektromotors 12 kämmt. Die der Grundplatte abgekehrte Stirnseite des Außenringes 9 ist über einen Zwischenring 13 fest mit dem Drehtisch 4 verbunden.On the base plate 5, an annular support ring 6 is attached, which is rotatable about a vertical axis Rolling bearing 7 with an inner ring 8 and an outer ring 9 carries. The inner ring 8 has an L-shaped Cross-section and is firmly connected with one of its legs to the annular support ring 6. The outer ring 9 of the roller bearing 7 has on its outer circumference a ring gear 10, which with a gear 11 is a on the base plate 5 attached electric motor 12 meshes. The face of the facing away from the base plate Outer ring 9 is firmly connected to turntable 4 via an intermediate ring 13.
Der Drehtisch 4 hat die Form einer umgekehrten Schale, deren Randbereich schräg nach unten in Richtung der Grundplatte 5 verläuft. Der Drehtisch 4 weist an seinem Außenumfang eine senkrechte, zylindrische Außenmfangswand 14 auf, die an ihrem oberen Ende eine radial nach innen abstehende, längs des Umfanges verlaufende Befestigungseinrichtung 15 besitzt. Die Befestigungseinrichtung 15 hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines radial nach innen abstehenden Umfangsflansches, der eine der Anzahl der biegsamen Seile entsprechende Zahl von Löchern zur Aufnahme der oberen Enden der Seile aufweist.The turntable 4 has the shape of an inverted bowl, the edge area of which is inclined downward in the direction the base plate 5 runs. The turntable 4 has a vertical, cylindrical one on its outer circumference Outer circumferential wall 14, which at its upper end has a radially inwardly projecting along the circumference extending fastening device 15 has. The fastening device 15 has in the illustrated embodiment the shape of a radially inwardly projecting peripheral flange, one of the number of flexible Ropes corresponding number of holes for receiving the upper ends of the ropes.
Die kreisrunde Plattform 1 weist an ihrem Außenumfang eine senkrecht nach unten verlaufende, biegesteife Halteeinrichtung 16 auf, deren unteres freies Ende radial nach auußen abgebogen und mit Einrichtungn zur Befestigung der unteren Enden der Seile 3 versehen ist. Die Befestigungseinrichtung 15 des Drehtisches 4 und das untere freie Ende der Haltccinrichtung 15 der Plattform 1 liegen senkrecht untereinander, so daß die biegsamen Seile 3 senkrecht verlaufen. Die Halteeinrichtung 16 der Plattform 1 ist zur Erhöhung der Biegesteifigkeit mit Stützstreben 17 verstärkt. Die Oberseite der Plattform 1 ist mit einer Schicht aus einem weichen Polstermaterial 18 versehen, um das auf der Plattform abgestellte Boot gegen Beschädigung zu schützen. Das Polstermaterial 18 stellt gleichzeitig sicher, daß das Boot ohne Schaden schaukeln und krängein kann.The circular platform 1 has a vertically downwardly rigid, rigid platform on its outer circumference Holding device 16, the lower free end of which is bent radially outward and with devices for Attachment of the lower ends of the ropes 3 is provided. The fastening device 15 of the turntable 4 and the lower free end of the holding device 15 of the platform 1 are perpendicular to each other, so that the flexible ropes 3 run vertically. The holding device 16 of the platform 1 is reinforced with support struts 17 to increase the flexural rigidity. The top of the platform 1 is provided with a layer of a soft cushioning material 18 in order to protect the place on the platform Protect boat against damage. The cushioning material 18 also ensures that the boat can swing and heel without damage.
Das Segelboot 2 weist ein Ruder 19 iind eine Abtasteinrichtung 20 auf, die den Grad der Auslenkung des Ruders aus der Mittellängsschiffsebene abtastet. Die Abtasteinrichtung 20 gibt ein der Auslenkung des Ruders entsprechendes Signal ab.The sailing boat 2 has a rudder 19 and a scanning device 20, which scans the degree of deflection of the rudder from the midship plane. the Scanning device 20 emits a signal corresponding to the deflection of the rudder.
Der Drehtisch 4 weist an einer dem Bug des Segelbootes 2 zugeordneten Stelle eine Kraftmeßeinrichtung 21 auf, die an der Innenseite der zylindrischen Außenumfangswand 14 in der Höhe des unteren Endes der Halteeinrichtung 16 der Plattform 1 befestigt ist. Wenn das Segel des auf dem Simulator abgestellten Bootes unter Wind steht, wird die im Drehtisch 4 freischwebend aufgehängte Plattform 1 entsprechend der Größe und Richtung des auf das Segel einwirkenden Kraftvektors gegen den Drehtisch 4 gedrückt, wobei die Kraftmeßeinrichtung 21 die in Fahrtrichtung des Bootes wirkende Kraftkomponenle erfaßt und ein entsprechendes Signal abgibt.The turntable 4 has a force measuring device at a point assigned to the bow of the sailing boat 2 21 on the inside of the cylindrical outer peripheral wall 14 at the level of the lower end of the Holding device 16 of the platform 1 is attached. When the sail of the boat parked on the simulator is under wind, the one in the turntable 4 will float freely suspended platform 1 according to the size and direction of the force vector acting on the sail pressed against the turntable 4, the force measuring device 21 acting in the direction of travel of the boat Force components detected and emits a corresponding signal.
Wie auf Fig.2 hervorgeht, werden die Ausgangssignale der Abtasteinrichtung 20 und der Kraftmeßeinrichtung 21 einer Steuereinrichtung 22 zugeführt, deren Ausgang mit dem Elektromotor 12 verbunden, ist. Die Steuereinrichtung 22 steuert den Elektromotor 12 jedoch nur dann an, wenn die Ausgangssignale der Abtasteinrichtung 20 und der Kraftmeßeinrichtung 21 gleichy.citig an der Steuereinrichtung 22 anliegen. Wenn die Ausgangssignale einer der beiden Einrichtungen 20 und 21 fehlen, bleibt der Elektromotor 12 abgeschaltet. Der Elektromotor 12 bietet in abgeschaltetem Zustand praktisch keinen Widerstand gegen ein von außen aufgebrachtes Drehmoment, so daß sich der Drehtisch 4 bei abgeschaltetem Elektromotor 12 ungehindert drehen kann.As can be seen on Fig.2, the output signals the scanning device 20 and the force measuring device 21 are fed to a control device 22, the Output connected to the electric motor 12 is. The control device 22 controls the electric motor 12, however only when the output signals of the scanning device 20 and the force measuring device 21 are equal are in contact with the control device 22. When the output signals of one of the two devices 20 and 21 are missing, the electric motor 12 remains switched off. The electric motor 12 offers in the switched-off state practically no resistance to an externally applied torque, so that the turntable 4 can rotate freely when the electric motor 12 is switched off.
Wenn das Ruder 19 bei Windstille aus seiner neutralen Mittelstellung ausgelenkt wird, bleibt das Boot wie in Wirklichkeit unbewegt stehen. Wenn das Ruder 19 seine neutrale Mittelstellung einnimmt und das Segel im Wind steht, bleibt der Elektromotor abgeschaltet, während sich das Boot ausschließlich unter der Einwirkung der V/indkraft dreht. Wenn das Ruder 19 ausgelenkl und das Segel einer Windkraft ausgesetzt wird, treibt die Steuereinrichtung 22 den Elektromotor in einer der Auslenkung des Ruders 19 entsprechenden Richtung mit einem Drehmoment an, das der Stärke der Ausgangssignale der Abtasteinrichtung 20 und der Kraftmeßeinrichtung 21 entspricht. Der Elektromotor 12 dreht dann den Drehtisch 4 solange nach der einen oder anderen Richtung, bis das Drehmoment des Elektromotors 12 mit dem Drehmoment im Gleichgewicht steht, das von der auf das Segel einwirkenden Kraft herrührt.If the rudder 19 is out of its neutral position when there is no wind Is deflected in the middle position, the boat remains stationary as in reality. When the rudder 19 assumes its neutral center position and the sail is in the wind, the electric motor remains switched off while the boat turns only under the influence of the force of the wind. When the rudder 19 is deflected and the sail is exposed to wind power, the control device 22 drives the electric motor in one of the Deflection of the rudder 19 corresponding direction with a torque that corresponds to the strength of the output signals the scanning device 20 and the force measuring device 21 corresponds. The electric motor 12 then rotates the turntable 4 in one direction or the other until the torque of the electric motor 12 is in equilibrium with the torque resulting from the force acting on the sail.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur an der dem Bug zugeordneten Stelle eine Kraftmeßeinrichtung vorgesehen. Es ist jedoch noch zusätzlich möglich, an zwei einander diametral gegenüberliegenden, um 90° gegen den Bug des Fahrzeugs versetzten Stellen des Drehtisches 4 noch zwei weitere Kraftmeßeinrichtungen anzuordnen, um auch die Abdrift im Simulator berücksichtigen zu können. Dies ist besonders für das Trimmen von Segelbooten interessant.In the illustrated embodiment, a force measuring device is only at the point assigned to the bow intended. However, it is also possible to use two diametrically opposite one another by 90 ° Against the front of the vehicle offset points of the turntable 4 still two further force measuring devices to be arranged so that the drift in the simulator can also be taken into account. This is especially for that Trimming sailing boats interesting.
Die von der Abtasteinrichtung 20 und der Kraftmeßeinrichtung 21 ausgehenden Signale werden über je einen unter der Plattorm 1 angeordneten Schleifring 23a, 236 an die Steuereinrichtung 22 abgegeben.The signals emanating from the scanning device 20 and the force measuring device 21 are each via one Slip ring 23a, 236 arranged under the platform 1 is delivered to the control device 22.
Wenn das Boot im Verlauf einer Wende mit seinem Bug dem Wind zugekehrt und parallel zur Windrichtung ausgerichtet ist, d. h. wenn das Boot »im Wind« liegt, wirkt auf das Boot keine vom Wind herrührende Vortriebkraft ein. Im freien Gewässer wird sich das Boot aufgrund seiner kinetischen Energie trotz Ausbleibens einer vom Wind herrührenden Vortriebskraft weiter vorwärts bewegen und durch den vorstehend beschriebenen Zustand hindurchfahren und wieder an den Wind gelangen. Das auf dem erfindungsgemäßen Simulator abgestellte Segelboot besitzt die im freien Gewässer vorhandene kinetische Energie nicht, die das bei einer Wende durch den Wind hindurchfahren läßt, sondern ist ausschließlich durch die vom Wind herrührende Vortriebskraft angewiesen. Da das Boot während einer Wende für den Augenblick, in dem es »im Wind« liegt, keine vom Wind herrührende Vortriebskraft erfährt, setzt das von der Kraftmeßdose 21 abgeleitete Signal aus, was zur Folge hat, daß die Steuereinrichtung den Elektromotor 12 abschaltet und der Drehtisch 4 seine Drehbewegung unterbricht. Eine mit dem erfindungsgemäßen Simulator übende Person bringt zwar mit einigen Kunstgriffen den Drehtisch wieder zum Drehen, wird aber die Kunstgriffe als Einbuße des wirklichkeitsnahen Verhallens des Bootes empfinden.When the boat is turning with its bow facing the wind and parallel to the wind direction is aligned, d. H. when the boat is "in the wind", there is no wind-induced propulsive force on the boat a. In the open water, the boat will feel good despite its lack of kinetic energy a propulsive force originating from the wind move further forward and by the one described above Drive through the state and come back to the wind. That on the simulator according to the invention parked sailing boat does not have the kinetic energy available in the open water, which is the case with a Turns can pass through the wind, but is exclusively due to the propulsive force coming from the wind reliant. Since the boat is during a turn for the moment when it is "in the wind", does not experience any propulsive force originating from the wind, the signal derived from the load cell 21 sets off, which has the consequence that the control device switches off the electric motor 12 and the turntable 4 its Rotation interrupts. A person practicing with the simulator according to the invention brings with him some Tricks to turn the turntable again, but the tricks as a loss of the realistic Feel the boat decay.
Es ist daher zweckmäßig, die Steuereinrichtung mit einem verstellbaren Schaltkreis zu versehen, der in Abhängigkeit von der Masse des Bootes für die Dauer von einer bis zu einigen Sekunden nach dem Abschalten der Kraftmeßeinrichtung das zuletzt von der Kraflmeßeinrichtung abgegeben Signal aufrecht erhält. Für den Fall, daß das zuletzt abgegeben Signal unter einem bestimmten Grenzwert liegt, wird ein Signal in der Höhe dieses Grenzwertes abgegeben. Der verstellbare Schaltkreis täuscht auf diese Weise auch dann noch ein Signal von der Kraftmeßeinrichtung vor, wenn auf das Boot z. B. im Verlauf einer Wende keine Vortriebskraft mehr einwirkt. Dies hat zur Folge, daß der den Drehtisch verstellende Motor auch im kritischen Zeitpunkt einer Wende angesteuert und mit einem Drehmoment angetrieben wird, das dem vor dem kritischen Zeitpunkt zulet/t abgegebenen Signal der Kraftmeßeinrichtung und dem Grad der seilichcn Auslenkung des Ruders entspricht.It is therefore expedient to provide the control device with an adjustable circuit that is dependent on from the bulk of the boat for a period of one to a few seconds after switching off the Force measuring device maintains the signal last output by the force measuring device. In the case, that the last signal emitted is below a certain limit value, a signal will be at the level of this Limit value given. In this way, the adjustable circuit still fools a signal from the force measuring device before when on the boat z. B. no more propulsive force acts in the course of a turn. This has the consequence that the motor adjusting the turntable even at the critical point in time of a turn is controlled and driven with a torque that is added to / t delivered before the critical point in time Signal of the force measuring device and the degree of the rudder deflection.
Im freien Gewässer hat der Segler mit zunehmender Auslenkung des Ruders eine zunehmende Rückstellkraft des Ruders zu überwinden. Diese Rückstellkraft ist der Segler im freien Gewässer gewohnt und vermittelt ihm eine für Segelmanöver wesentliche Betriebgröße, in welche die Auslenkung des Ruders und die Fahrgeschwindigkeit des Bootes eingehen. Diese an der Pinne wahrnehmbare Rückstellkraft kann bei dem Simulator gemäß der Erfindung dadurch vorgetäuscht werden, daß ein eine Linearbewegung ausführender, elektrisch angetriebener Stellmotor einerseits an der Pinne und andererseits an der Bordwand gelenkig befestigt ist und der Stellmotor von den gleichen elektrischen Signalen wie der den Drehlisch 4 drehende Motor angetrieben wird. Der Stellmotor wird auf diese Weise sowohl in Abhängigkeit von der Auslenkung des Ruders als auch in Abhängigkeit von der an der Kraftmeßeinrichtung abgegriffenen, vorgetäuschten Fahrgeschwindigkeit des Bootes angesteuert. Der Stellmotor erzeugt in Abhängigkeit von seiner Betriebsstellung ein mehr oder weniger großes Widerstandsmoment, das mit einer Kraft überwunden werden kann, die der Rückstellkraft des Ruders in Abhängigkeit von Ruderauslenkung und Fahrgeschwindigkeit des Bootes entspricht. Der an Bootwand und Pinne angelenkte Stellmotor täuscht daher dem Segler einen in freiem Gewässer auftretenden Ruderdruck vor. Ein Stellmotor, der die geforderten Eigenschaften aufweist, ist z. B. der aus der Elektronik bekannte Linearmotor.In open water the sailor has an increasing restoring force as the rudder deflects of the oar to overcome. Sailors are used to and convey this restoring force in open water an essential operating size for sailing maneuvers, in which include the deflection of the rudder and the speed of the boat. This on the tiller perceptible restoring force can be simulated in the simulator according to the invention, that a linear movement executing, electrically driven servomotor on the one hand on the tiller and on the other hand, is hinged to the ship's side and the servomotor from the same electrical signals how the motor rotating the turntable 4 is driven. The servomotor is in this way both in Depending on the deflection of the rudder as well as depending on the force measuring device tapped, simulated driving speed of the boat is controlled. The servomotor generates in dependence from its operating position a more or less large moment of resistance that with a force can be overcome, the restoring force of the rudder depending on the rudder deflection and Speed of the boat. The servomotor linked to the boat wall and tiller is therefore deceptive before the sailor a rudder pressure occurring in open water. A servomotor that has the required properties has, is z. B. the linear motor known from electronics.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß der Simulator gemäß der Erfindung die Ruder- und Segelstellung sowie die Fahrgeschwindigkeit des Bootes entsprechend der Wirklichkeit vortäuscht und daher die Möglichkeit bietet, sämtliche in freiem Gewässer auftretenden Segelmanöver nachzuahmen.In summary, it can be stated that the simulator according to the invention controls the rudder and sail position as well as the speed of the boat according to the reality and therefore the possibility offers to imitate all sailing maneuvers that occur in open water.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833303145 DE3303145C2 (en) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | Simulator for a watercraft equipped with oars and sails |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833303145 DE3303145C2 (en) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | Simulator for a watercraft equipped with oars and sails |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3303145A1 DE3303145A1 (en) | 1984-08-09 |
| DE3303145C2 true DE3303145C2 (en) | 1985-02-21 |
Family
ID=6189646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833303145 Expired DE3303145C2 (en) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | Simulator for a watercraft equipped with oars and sails |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3303145C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4436432A1 (en) * | 1994-10-12 | 1996-04-18 | Otto Krauledat | Sailing boat dry-land simulator for sailing schools, hobby and sports sailors |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2208083A (en) * | 1938-07-27 | 1940-07-16 | Seifert W Rousseau | Device for teaching the art of sailing a boat |
| GB1316122A (en) * | 1969-07-08 | 1973-05-09 | Sail Trainer Services Ltd | Sailing simulators |
| DE2249579A1 (en) * | 1972-10-10 | 1974-04-18 | Hans Geiss | EDUCATION AND TRAINING FACILITY FOR SAILING |
| DE2941839A1 (en) * | 1979-10-16 | 1981-04-30 | AKUTEC Angewandte Kunststofftechnik GmbH, 8000 München | Sail surfing simulator unit - has base carrying horizontally and vertically pivoted frame and sail board support laterally pivotable in frame |
-
1983
- 1983-01-31 DE DE19833303145 patent/DE3303145C2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4436432A1 (en) * | 1994-10-12 | 1996-04-18 | Otto Krauledat | Sailing boat dry-land simulator for sailing schools, hobby and sports sailors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3303145A1 (en) | 1984-08-09 |
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