IT201600106809A1 - Sistema per la simulazione di esperienze motorie. - Google Patents

Description

“SISTEMA PER LA SIMULAZIONE DI ESPERIENZE MOTORIE”

Descrizione

Settore della tecnica

La presente invenzione si riferisce al settore meccanico. Più in dettaglio la presente invenzione concerne il campo dei sistemi di simulazione di esperienze motorie ed in particolare, ma non limitatamente, si riferisce ad un sistema di simulazione di esperienze automobilistiche.

Stato dell’arte

Negli ultimi decenni hanno riscosso particolare successo e diffusione apparati automatizzati atti a consentire la simulazione di attività quali la guida professionale automobilistica e la guida aerea. Questi sistemi, inizialmente concepiti per l’addestramento in ambito aereospaziale e successivamente aereonautico, hanno trovato immediata applicazione in ambito entertainment e edutainment e nel tempo sono stati ampiamente innovati e perfezionati al punto da rivelarsi indispensabili per l’allenamento dei piloti che svolgono le suddette attività a livello agonistico e professionale.

Nel caso dei simulatori di volo, si tratta di sistemi che mirano a simulare l’esperienza di pilotare un aereo quanto più fedelmente alla realtà. I vari tipi di simulatori variano dunque dai videogiochi fino a delle riproduzioni in scala reale di vere e proprie cabine di pilotaggio, cosiddette “cockpit”, in cui gli aerei sono montati su attuatori elettromeccanici o idraulici interamente gestiti da computer. Questa tipologia di simulatori trova largo impiego nell’industria aeronautica e militare per l’addestramento dei piloti nelle più disparate situazioni ed in particolare in situazioni di emergenze o disastri.

Il tutto al fine di innovare consistentemente lo sviluppo aeronautico e ridurre i costi e i rischi derivanti dall’attività di formazione.

In campo automobilistico negli ultimi anni sono stati sviluppati sistemi di simulazione sofisticati al punto tale da essere utilizzati da notorie case automobilistiche per l’allenamento dei piloti dei circuiti di Formula 1, NASCAR, IndyCar e altre importanti competizioni motoristiche.

Esistono ad esempio delle innovative piattaforme di simulazione di guida di formula 1 in cui l’utente ha la possibilità di “guidare” all’interno di un tracciato riprodotto in 3D e proiettato su degli schermi.

La piattaforma è in grado di muoversi in modo tale da dare la percezione che la monoposto si adatti al punto preciso del tracciato.

Inoltre, grazie alla presenza di motori passo-passo posti sulla parte posteriore ed almeno un motore posto sulla parte anteriore della monoposto, l’utente ha la possibilità di sperimentare esperienze come il rollio, il beccheggio e l’imbardata in concomitanza alla reazione emozionale visiva.

Più in dettaglio queste piattaforme comprendono un telaio rappresentato da una base poggiante su un pavimento flottante; una scocca accogliente i motori di traslazione passo-passo, un sistema di amplificazione audio per la riproduzione delle vibrazioni, un gruppo di continuità, il sistema di guida come un volante o simili, i motori per il feedback del sistema di guida, una pedaliera per acceleratore e freno; una parte elettrica, elettronica e di visualizzazione atta alla gestione delle varie componenti.

La parte meccanica, accogliente i motori passo-passo per la movimentazione meccanica, prevede che tali motori siano ricoperti da un carter protettivo.

In campo aeronautico, lo stato dell’arte della simulazione nel campo a cui la presente invenzione attiene è rappresentato da un sistema cosiddetto “hexapod” consistente in una piattaforma a cui sono connessi sei attuatori a guisa di pistoni.

Il sistema è governato da uno specifico software che permette di convertire le coordinate assegnate in un sistema di assi cartesiani virtuale in comandi di posizione per i singoli attuatori ad opera di un controllore. I campi di applicazioni di questo sistema di simulazione ad alta tecnologia sono molteplici: ad esempio il documento WO2014076079 descrive un robot avente le caratteristiche del suddetto sistema hexapod da utilizzarsi, a titolo esemplificativo e non limitativo, per la riparazione di reattori nucleari. Più in dettaglio, il documento citato descrive un sistema hexapod per un robot comprendente un primo ed un secondo supporto e sei attuatori lineari aventi due estremità.

Ciascuna estremità è connessa ai rispettivi supporti mediante mezzi di connessione girevoli.

Come più volte accennato, questa tipologia di sistemi di simulazione trova impiego in svariati campi di applicazione, in particolare tali sistemi si prestano per la simulazione di esperienze di guida automobilistica ed aerea non solo in situazioni convenzionali ma anche in situazioni cosiddette estreme e pericolose. In molti casi, la necessità di disporre di simulatori innovati tali da consentire che la simulazione dell’esperienza motoria avvenga quanto più fedelmente alla realtà, non è solo fine a se stessa e per la definizione di un apparecchio ad alta tecnologia in grado di riprodurre fedelmente i movimenti di un auto in corsa o di un aereo durante un’operazione di atterraggio bensì, deriva dall’importante necessità di permettere agli utenti di tali sistemi di poter condurre esercitazioni addestranti finalizzate all’allenamento dei piloti nelle suddette condizioni di guida aerea o automobilistica senza causare ad essi gli effetti della cinetosi, fenomeno che si presenta in situazioni di brusco e repentino cambio di direzione o in situazioni in cui le sensazioni attese dal corpo umano non coincidono con le situazioni visive proposte o in situazioni di prolungato addestramento in cui sono presenti le suddette situazioni.

La capacità di riprodurre fedelmente le più disparate condizioni in cui il pilota può incorrere quando si trova alla guida di tali mezzi risulta pertanto di grande importanza e determinante per l’efficacia del simulatore come addestratore.

Uno dei parametri che ad oggi riveste particolare importanza nella valutazione della fedele riproducibilità delle esperienze di guida offerte da un simulatore è il cosiddetto “G laterale”. Tale parametro è particolarmente rilevante nel caso della guida automobilistica, nel caso di pilotaggio di aerei caccia militari ed in tutti quei casi in cui il corpo umano è soggetto a repentini ed intensi cambi di direzione.

Si tratta più specificatamente di una grandezza che indica l’accelerazione laterale centripeta generata dall’attrito statico degli pneumatici, proporzionale al fattore di carico, verso il centro della curva.

In genere le auto sportive possono raggiungere, per brevi periodi, valori di G laterale compresi tra 1 e 1,5 G mentre le auto da competizione possono raggiungere valori oltre i 5 G laterale.

A tal proposito, scopo della presente invenzione qui di seguito dettagliatamente descritta, è quello di proporre un peculiare simulatore comprendente delle caratteristiche strutturali derivanti dall’altrettanto peculiare arrangiamento delle sue componenti che permette di riprodurre, a titolo esemplificativo e non limitativo, le esperienze motorie corrispondenti alla percezione fedele delle forze che si sviluppano dalle accelerazioni laterali riscontrabili in formula 1. Il tutto senza generare sugli utilizzatori gli effetti di Cinetosi tipici delle attuali piattaforme mobili, utili a fornire un feedback visivo, ma che violano le aspettative cinematiche di guida.

Descrizione dell’invenzione

La presente descrizione si riferisce ad un peculiare sistema di simulazione atto a riprodurre fedelmente le sollecitazioni meccaniche, nonché le percezioni emozionali, subite da un corpo umano durante la guida di un mezzo di trasporto. Più in dettaglio, la presente descrizione si riferisce ad un sistema di simulazione di esperienze motorie in grado di generare le accelerazioni “G” laterali che si manifestano durante la percorrenza in curva.

Ancor più dettagliatamente la presente invenzione si riferisce ad un sistema di simulazione in grado di simulare le dette grandezze laterali nelle più disparate situazioni di percorrenza in curva, sia in termini di durata che di intensità.

Il detto sistema permette inoltre di invertire in tempo reale le forze in gioco richieste dalla simulazione.

Più specificatamente il sistema di simulazione in oggetto permette la riproduzione delle forze che si esplicano dalle accelerazioni laterali della percorrenza in curva grazie ad un peculiare arrangiamento delle sue componenti strutturali.

Ancor più specificatamente il detto sistema comprende dei piani dotati di movimento rotatorio indipendente interrotti da un piano al quale è associabile anche un moto di tipo traslazionale.

I piani di movimentazione lavorano in modo sincronizzato secondo quanto stabilito dai sistemi di controllo numerico.

Il sistema di simulazione secondo la presente invenzione è tale che la sua struttura meccanica e l’intensità e l’ampiezza della movimentazione orizzontale traslazionale e rotatoria delle sue componenti, permettono di annullare la latenza tra movimento atteso e quello percepito dall’utente.

Inoltre il sistema in oggetto, grazie alla distribuzione di specifiche funzioni assegnate ai vari piani, è in grado di generare in tempi più rapidi ed in maniera più precisa l’insieme delle forze associate alle accelerazioni laterali che devono essere riprodotte, soddisfacendo appieno le ampliate aspettative emozionali dell’utilizzatore.

Più specificatamente il sistema di simulazione in oggetto comprende sostanzialmente almeno quattro piani sovrapposti e non coassiali che presentano una specifica configurazione spaziale, qui di seguito dettagliatamente descritta, atta a consentire l’ottenimento di tutti i vantaggi offerti dalla presente invenzione.

Il primo piano comprende un piatto di rotazione circolare che ha la funzione di generare le forze associate alle accelerazioni laterali in funzione della posizione del corpo dell’utente e lavora nel piano orizzontale.

Il secondo piano, posto sul detto primo piano, comprende un piatto di rotazione circolare il cui centro è posto sul detto primo piano in modo non coassiale. Preferibilmente è posto in modo che il suo centro si trovi a tre quarti del raggio associato al detto primo piano partendo dal centro del primo piatto. Il secondo piano, in associazione al quarto piano, ha la funzione di posizionare il corpo dell’utente in posizione laterale al senso di rotazione del piano 1 e lavora anch’esso nel piano orizzontale.

Il terzo piano comprende un piatto di posizionamento lineare posto in modo centrato sul detto secondo piano.

Il terzo piano ha la funzione di generare le forze associate alle accelerazioni e alle frenate e lavora anch’esso nel piano orizzontale. Il detto terzo piano comprende una struttura a guisa di binario per lo scorrimento di una sovrastante base scorrevole.

Il quarto piano, posto sul detto terzo piano comprende un piatto di rotazione ed una base scorrevole che scorre linearmente sulla detta struttura a guisa di binario che è compresa nel detto terzo piano.

Il quarto piano ha la funzione di generare le forze, associate alle accelerazioni laterali, derivanti da bruschi e repentini cambi di direzione e/o dalla perdita di aderenza delle ruote anteriori o posteriori.

Anche il detto quarto piano lavora nel piano orizzontale.

È altresì di interesse far presente che il secondo piano ed il quarto piano sono necessari per posizionare correttamente e nei tempi necessari il corpo soggetto ad accelerazione laterale.

Il sistema comprende inoltre: un quinto piano comprendente un sistema di sollevamento a colonne, a titolo esemplificativo e non limitativo a guisa di attuatori, governato da un relativo software di simulazione che permette di convertire le coordinate assegnate in un sistema di assi cartesiani virtuale in comandi di posizione per i singoli attuatori. Il quinto piano comprende inoltre un abitacolo atto ad accogliere l’utente e, preferibilmente ma non limitatamente, può comprendere, in alcune delle sue forme di realizzazione preferite, ulteriori abitacoli per il controllo della guida da parte di terzi.

Ai fini di una maggiore comprensione e chiarezza della presente invenzione, verrà di seguito fornita una descrizione dettagliata del funzionamento del sistema in oggetto in una delle sue forme di realizzazione preferite.

Breve descrizione dei disegni

FIGURA 1 mostra una vista laterale del sistema di simulazione di esperienze motorie secondo la presente invenzione in una sua peculiare forma di realizzazione.

Più in dettaglio la figura in questione mostra che il detto sistema comprende cinque piani ed in particolare un primo piano 1, un secondo piano 2, un terzo piano 3, un quarto piano 4 ed un quinto piano 5. In particolare il detto primo piano 1, secondo piano 2 e quarto piano 4 comprendono dei piatti di rotazione sovrapposti in modalità decentrata che si configurano nello spazio in modo tale che il movimento rotatorio di ciascun piatto di rotazione rispetto al proprio asse, generi le forze associate alle accelerazioni laterali che il pilota deve percepire, in modo che il sistema sia in grado di simulare l’esperienza motoria di percorrenza di curve come quelle caratterizzanti i circuiti di formula 1.

Nella figura in questione sono osservabili quattro piani profilati, in questa peculiare forma di realizzazione mostrata, a guisa di ingranaggi epicicloidali. Più specificatamente il primo piatto di rotazione 1’, il secondo piatto di rotazione 2’, ed il quarto piatto di rotazione 4’’, compresi rispettivamente nei detti primo piano 1, secondo piano 2 e quarto piano 4, si presentano come delle ruote dentate movibili dai rispettivi pignoni.

Il sistema evidenzia inoltre la peculiare configurazione spaziale dei piani sovrapposti in maniere decentrata.

Più in dettaglio il centro del secondo piatto di rotazione 2’ è rilevabile all’altezza di 3/4 del raggio associato al detto primo piatto di rotazione 1’partendo dal centro del primo piatto di rotazione 1’, ed il centro di rotazione del quarto piatto di rotazione 4’’ in assetto curva è rilevabile genericamente in un punto proiettabile lungo la circonferenza del secondo piatto di rotazione 2’. La figura mostra inoltre che: solidale superiormente al secondo piatto di rotazione 2’, è riscontrabile la struttura 3’, del terzo piano 3, atta a consentire lo scorrimento della base scorrevole 4’ a cui è inferiormente solidale il quarto piatto di rotazione 4’’.

FIGURA 2 è una vista dall’alto del sistema di simulazione di esperienze motorie come descritto in fig. 1.

FIGURA 3 è una vista prospettica del sistema di simulazione di esperienze motorie come descritto in fig.1. La figura mostra inoltre il caso in cui il rapporto tra il diametro del quarto piatto di rotazione 4’’ e quello del secondo piatto di rotazione 2’ è di 1:4, diversamente dal caso illustrato nelle suddette figure in cui tale rapporto è di 1:1.

FIGURA 4 mostra una vista prospettica del sistema di simulazione in oggetto in cui è osservabile l’abitacolo 5’ a guisa di monoposto. La figura mostra inoltre che il detto abitacolo 5’ è posto superiormente al quarto piano 4 comprendente la base scorrevole 4’ a cui è solidale inferiormente il quarto piatto di rotazione 4’’ supportato dal supporto 4’’’ scorrevole longitudinalmente nella struttura 3’ del terzo piano. Tale arrangiamento permette di associare alla base scorrevole 4’ un moto rototraslatorio.

Descrizione delle forme di realizzazione preferite

L’invenzione verrà qui descritta con riferimento alle figure annesse, e a titolo esemplificativo e non limitativo, in una delle sue forme di realizzazione preferite. In generale il sistema di simulazione di esperienze motorie secondo la presente invenzione si presenta come una struttura comprendente sostanzialmente almeno cinque piani sovrapposti di cui alcuni sovrapposti in maniera decentrata ed in particolare, partendo dal basso verso l’alto: un primo piano 1 a sua volta comprendente un primo piatto di rotazione 1’; un secondo piano 2 a sua volta comprendente un secondo piatto di rotazione 2’: un terzo piano 3 comprendente una struttura 3’ dal profilo preferibilmente rettangolare atta a fungere da base a guisa di binario per il supporto di un sovrastante piano 4; un quarto piano 4 comprendente a sua volta una base scorrevole 4’ atta a scorrere longitudinalmente lungo la detta struttura 3’ a guisa di binario, ed un quarto piatto di rotazione 4’’ solidale inferiormente alla detta base scorrevole 4’ e supportato da un supporto 4’’’ scorrevole longitudinalmente in detta struttura 3’.

Ancor più dettagliatamente i detti piani compresi nel sistema di simulazione in oggetto ed in particolare i detti piatti di rotazione in essi presenti, sono sovrapposti gli uni sugli altri in modo tale che i loro assi longitudinali non coincidano, risultando così delle strutture non coassiali.

Le loro dimensioni, e più specificatamente i loro rapporti dimensionali, e le loro configurazione spaziali risultano determinanti per l’ottenimento dei vantaggi che la presente invenzione intende offrire all’utenza: in primis la percezione da parte dell’utente, delle forze associate alle accelerazioni laterali di un veicolo nella percorrenza di curve come quelle, a titolo esemplificativo e non limitativo, dei circuiti di formula 1, l’eliminazione degli effetti da cinetosi e la precisione dei movimenti.

Il sistema comprende inoltre un quinto piano 5 comprendente almeno un abitacolo 5’, tipicamente a guisa di monoposto, sovrastante il detto quarto piano 4. Il funzionamento del sistema di simulazione secondo la presente invenzione prevede che l’utente/pilota, seduto nel detto abitacolo, al momento dell’entrata in curva si trovi con la schiena rivolta verso la circonferenza del secondo piatto di rotazione 2’ del secondo piano 2 e contemporaneamente con la schiena rivolta verso il centro di rotazione del primo piatto di rotazione 1’ del detto primo piano 1.

Nel dettaglio, il corpo dell’utente/pilota è compreso tra la circonferenza del piatto di rotazione 2’ e il suo centro di rotazione.

la lunghezza del raggio del quarto piatto di rotazione 4’’ è determinata dalla lunghezza che il corpo occupa tra il centro di rotazione del quarto piatto di rotazione 4’’ e la sua circonferenza.

Se l’intento è quello di percorrere una curva verso destra, il volante (o un equivalente sistema di direzionamento presente nel detto abitacolo 5’) verrà movimentato in senso orario ed il detto quarto piatto di rotazione 4’’ ruoterà anch’esso in senso orario.

Il sottostante piatto di rotazione 2’ compreso nel secondo piano 2 ruoterà anch’esso in senso orario fino a collocare, agendo sinergicamente con la rotazione del detto quarto piatto di rotazione 4’’, l’abitacolo 5’ dell’utente/pilota in posizione laterale e tangente alla circonferenza del primo piatto di rotazione 1’. In questo modo l’utente si troverà con il suo fianco destro rivolto verso il centro del detto primo piatto di rotazione 1’ del primo piano 1, e con il suo fianco sinistro rivolto verso il perimetro del detto primo piatto di rotazione 1’. Quest’ultimo, ed in concomitanza con la rotazione dei sovrastanti piatti di rotazione, inizierà a ruotare in senso orario, verso destra, sottoponendo all’effetto di una forza centrifuga tutti i corpi posti sopra il detto quarto piatto di rotazione 4’’. L’utente venendo anch’esso sottoposto a tale effetto si troverà a percepire le forze in gioco durante la percorrenza della curva come reali.

Il tutto permettendo di simulare l’esperienza della percorrenza di una curva quanto più fedelmente alla realtà.

Il terzo piano 3 e il quinto piano 5 sono ininfluenti per la generazione delle forze G laterali ma servono principalmente a permettere che vengano posti in essere moti traslazionali anteriori, posteriori e verticali dell’abitacolo, quindi indirettamente anche dell’utente, al fine di simulare anche solo parzialmente, le forze derivanti da accelerazioni, frenate, collisioni, cambi di pendenza o variazioni di posizione.

Per quanto concerne l’aspetto dimensionale, in generale il complesso del sistema è tipicamente, ma non necessariamente, influenzato dalla dimensione dell’abitacolo 5’ compreso nel detto quinto piano 5; da tale dimensione, a cascata, vengono stabilite le dimensioni dei piani sottostanti.

In generale, il primo piatto di rotazione 1’ presenta diametro maggiore del secondo piatto di rotazione 2’ il cui centro è in un punto proiettabile sul raggio del sottostante primo piatto di rotazione 1’, e il secondo piatto di rotazione 2’ presenta diametro pari o maggiore del quarto piatto di rotazione 4’’ il cui centro è in un punto proiettabile sul raggio del sottostante secondo piatto di rotazione 2’ o lungo la sua circonferenza. In questa come in altre forme di realizzazione, il sistema di simulazione secondo la presente invenzione prevede che i diametri del primo piano 1 e del secondo piano 2, ed in particolare dei piatti di rotazione in essi compresi, ovvero quello del primo piatto di rotazione 1’ e quello del secondo piatto di rotazione 2’, siano dipendenti dalla lunghezza che si sceglie di attribuire per il terzo piano 3 che, a sua volta, dipende dalla lunghezza del raggio del quarto piatto di rotazione 4’’ del quarto piano 4. Preferibilmente il rapporto tra il diametro del primo piatto di rotazione 1’ ed il secondo piatto di rotazione 2’ è tipicamente, ma non limitatamente, di 2:1. Il diametro del secondo piatto di rotazione 2’ è tipicamente, ma non limitatamente, pari alla lunghezza del terzo piano 3 ed in particolare della sua struttura a guisa di binario 3’ che ha tipicamente profilo rettangolare ed è dimensionata per consentire lo scorrimento della sovrastante base scorrevole 4’. Per cui il detto diametro del secondo piatto di rotazione 2’ è pari alla lunghezza del lato maggiore del profilo rettangolare della detta struttura a guisa di binario 3’. Il rapporto tra il diametro del quarto piatto di rotazione 4’’ e quello del secondo piatto di rotazione 2’ è tipicamente, ma non limitatamente di 1:1.

È di interesse far presente che i detti piani del sistema di simulazione in oggetto sono variamente strutturati nelle varie forme di realizzazione del detto sistema. Facendo riferimento alle figure annesse, i detti piani ed in particolare il primo piano 1, il secondo piano 2 ed il quarto piano 4 sono strutturati, nella peculiare forma di realizzazione mostrata, a guisa di ingranaggi.

Per cui i detti piani comprendono tutte le componenti meccaniche ed i leverismi noti associati a questa tipologia di meccanismi per la trasmissione dei momenti meccanici.

Più specificatamente questa forma di realizzazione prevede che il primo piano 1 comprenda un piatto di rotazione 1’ strutturato a guisa di una comune ruota dentata il cui moto è impresso da dei comuni pignoni, circoscritti dalla detta ruota dentata, similmente a come avviene nei noti sistemi di ingranaggi epicicloidali.

Similmente, anche gli altri piatti di rotazione 2’ e 4’’ sono anch’essi strutturati come dei sistemi di ingranaggi epicicloidali ed i piani a cui appartengono comprendono pertanto tutte le note componenti atte al loro cinematismo.

La descrizione delle dette componenti note è pertanto omessa dal presente documento dando per scontato che il tecnico medio del ramo sottintenda la loro presenza, o quella di sistemi equivalenti, che l’essenza dell’invenzione risieda nella peculiare configurazione spaziale degli almeno quattro piani compresi nel sistema in oggetto e nel principio di funzionamento di quest’ultimo che grazie alla rotazione dei piatti di rotazione in esso compresi, e opportunamente configurati nello spazio, permette di fornire all’utenza la percezione di una riproduzione fedele delle forze associate alle accelerazioni laterali che si sviluppano durante la percorrenza di curve come quelle che caratterizzano i circuiti di formula 1.

È ad ogni modo di interesse far presente che il sistema in oggetto per la trasmissione dei moti può avvalersi di motori elettrici e motoriduttori in numero variabile a seconda delle dimensioni globali del sistema e delle prestazioni che si intendono raggiungere.

Ulteriori forme di realizzazione secondo la presente invenzione prevedono che il sistema di simulazione in oggetto si avvalga dei sistemi di sospensione magnetica e di propulsione tipici dei sistemi “Maglev” a levitazione magnetica.

In questo caso i piani comprendenti i detti piatti di rotazione manterranno analogo il principio di funzionamento del sistema di simulazione secondo la presente invenzione mirante, come più volte ripetuto, alla riproduzione delle forze che si sviluppano dalle accelerazioni laterali in curve come quelle a titolo esemplificativo e non limitativo caratterizzanti i circuiti di formula 1.

In quest’ultima come in altre forme di realizzazione, gli almeno quattro piani del sistema ed in particolare il primo piano 1 ed il secondo piano 2, il terzo piano 3 ed il quarto piano 4 possono essere distanziati da magneti permanenti interfacciati con segno contrapposto al fine di ridurre l’attrito tra le parti in rotazione. Oltre alla peculiare configurazione spaziale dei piani del sistema, un’ulteriore caratteristica essenziale secondo la presente invenzione è rappresenta dal fatto che i piatti di rotazione in essi compresi, ovvero il primo piatto di rotazione 1’, il secondo piatto di rotazione 2’ ed il quarto piatto di rotazione 4’’ possono ruotare attorno al proprio asse sia in senso orario che antiorario ed in modo continuo senza fine corsa a 360°.

Indipendentemente dalle varianti strutturali riscontrabili nelle varie forme realizzative, l’unitarietà rilevabile nel sistema secondo la presente invenzione risiede nel suo principio di funzionamento nonché nel metodo che lo utilizza. Il detto metodo, che si avvale del sistema in oggetto, permette difatti di consentire all’utente del sistema di simulazione di percepire le forze relative alle accelerazioni laterali di un veicolo in curva. Il detto metodo consiste quindi nello sfruttare almeno cinque piani come quelli sopra descritti in modo da ottenere l’effetto desiderato.

Più dettagliatamente il detto metodo prevede che degli almeno cinque piani, e più specificatamente dei piatti di rotazione in essi presenti, il quarto piatto di rotazione 4’’ essendo sottostante al quinto piano 5, comprendente il sistema di sollevamento e l’abitacolo 5’ dell’utente permette a quest’ultimo di governare il direzionamento ed il verso, orario o antiorario, di “entrata” in curva agendo su un sistema di direzionamento come un manubrio un joystick, un timone, uno sterzo, un cloche o simili; il detto secondo piatto di rotazione 2’, essendo sottostante e supportante la struttura 3’ atta a consentire lo scorrimento della base scorrevole 4’ a cui è solidale inferiormente il detto quarto piatto di rotazione 4’ (e sulla quale è posto il quinto piano 5) permette, ruotando attorno al proprio asse, di sottoporre ad un’azione centrifuga tutto ciò è posto sopra il detto secondo piatto di rotazione 2’, compreso l’utente.

Il primo piatto di rotazione 1’ essendo sottostante i detti piatti di rotazione, avendo un diametro maggiore di questi, e supportando i sovrastanti piani, permette, ruotando attorno al proprio asse, di sottoporre il tutto alla principale forza centrifuga, potenziando e completando così l’azione centrifuga della rotazione del secondo e del quarto piatto di rotazione 2’ e 4’’ e comportandosi a tutti gli effetti come una maxi centrifuga.

Il tutto permettendo che l’utente percepisca una riproduzione quanto più simile alla realtà delle forze associate alle accelerazioni laterali tipiche delle curve dei circuiti di formula 1.

Come accennato nel corso della presente descrizione, il sistema è automatizzabile e gestibile con un software atto alla trasmissione di specifici segnali elettrici traducibili in peculiari esperienze motorie.

La trasmissione dei detti segnali elettrici può avvenire in modalità wireless oppure mediante delle comuni vie cablate.

La trasmissione della corrente elettrica per la motorizzazione può avvenire o via cavo o mediante induzione magnetica.

Come nei già noti sistemi di simulazione di esperienze motorie come quelle pertinenti alla presente invenzione, il sistema comprende, tipicamente nell’abitacolo in cui vi è l’accesso per l’utenza, a scelta almeno uno tra i sistemi di direzionamento di un veicolo quali uno sterzo, un manubrio, un timone, un cloche, un joystick e simili, dai quali viene trasferito il segnale ai piatti di rotazione nonché la direzione da adottare e la relativa accelerazione.

In tutte le sue forme di realizzazione le componenti del sistema di simulazione di esperienze motorie secondo la presente invenzione possono essere realizzate in materiali polimerici e/o metallici e/o compositi.

È altresì di interesse specificare che in tutte le sue forme di realizzazione il sistema di simulazione in oggetto può comprendere nel quinto piano 5, come già accennato, oltre all’abitacolo 5’, un sistema di sollevamento per la simulazione di esperienze motorie associate a cambiamenti di pendenza.

Il detto sistema di sollevamento è, a titolo esemplificativo e non limitativo, rappresentato da un sistema comprendente, delle colonne a guisa di attuatori. Il software associato al sistema di simulazione in oggetto permette di convertire le coordinate in un sistema di assi cartesiani virtuali in comandi di posizione per le singole colonne a guisa di attuatori.

Le dette colonne si muovono sotto il controllo del detto software di simulazione che gestisce le inclinazioni spaziali che il detto sistema di sollevamento compreso nel quinto piano 5 deve riprodurre.

Come suddetto il detto sistema di sollevamento è compreso nel detto piano 5 ed è ininfluente per la generazione delle forze associate alle accelerazioni laterali che è invece, nello specifico, il principale scopo della presente invenzione.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per la simulazione di esperienze motorie comprendente almeno cinque piani sovrapposti, detti piani essendo in sequenza dal basso verso l’alto: un primo piano (1) comprendente a sua volta un primo piatto di rotazione (1’); un secondo piano (2) comprendente a sua volta un secondo piatto di rotazione (2’); un terzo piano (3) comprendente una struttura (3’) a guisa di binario per lo scorrimento di una sovrastante base scorrevole (4’); un quarto piano (4) comprendente a sua volta la detta base scorrevole (4’), un quarto piatto di rotazione (4’’) solidale inferiormente alla detta base scorrevole (4’), un supporto (4’’’) supportante il detto quarto piatto di rotazione (4’’) e scorrevole in detta struttura (3’); ed almeno quinto piano (5) comprendente almeno un abitacolo (5’), atto a consentire l’accesso dell’utente del detto sistema di simulazione di esperienze motorie, detto sistema di simulazione essendo caratterizzato dal fatto che i detti piatti di rotazione sono sovrapposti in modalità decentrata risultando delle strutture non coassiali, detto primo piatto di rotazione (1’) avendo diametro maggiore del detto secondo piatto di rotazione (2’), quest’ultimo avendo diametro pari o maggiore del detto quarto piatto di rotazione (4’’), detto secondo piatto di rotazione (2’) avendo il proprio centro in un punto proiettabile sul raggio del sottostante primo piatto di rotazione (1’), detto quarto piatto di rotazione (4’’) avendo il proprio centro in un punto proiettabile sul raggio del sottostante piatto di rotazione (2’) o lungo la sua circonferenza, detta struttura (3’) a guisa di binario essendo solidale superioremente al detto secondo piatto di rotazione (2’) ed essendo dimensionata per consentire lo scorrimento della sovrastante base scorrevole (4’), ciascuno dei detti primo piatto di rotazione (1’), secondo piatto di rotazione (2’), quarto piatto di rotazione (4’’) essendo ruotabili a 360° attorno al proprio asse di rotazione sia in senso orario che in senso antiorario, detto sistema di simulazione di esperienze motorie essendo atto a fornire all’utenza la percezione delle forze associate alle accelerazioni laterali che si esplicano durante la percorrenza di curve.
2. 2. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto che il rapporto tra il diametro del primo piatto di rotazione (1’) ed il secondo piatto di rotazione (2’) è di 2:1, il diametro del secondo piatto di rotazione (2’) è pari alla lunghezza della struttura (3’), quest’ultima avendo profilo rettangolare, il rapporto tra il diametro del quarto piatto di rotazione (4’’) ed il secondo piatto di rotazione (2’) è di 1:1.
3. 3. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che il centro del secondo piatto di rotazione (2’) è in un punto proiettabile a 3⁄4 del raggio associato al detto primo piatto di rotazione (1’) partendo dal centro del primo piatto di rotazione (1’), ed il centro del quarto piatto di rotazione (4’’) è in un punto proiettabile lungo la circonferenza del sottostante detto secondo piatto di rotazione (2’’).
4. 4. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che ciascun piatto di piatto di rotazione in esso compreso è strutturato a guisa di ingranaggio epicicloidale, il primo piatto di rotazione (1’), il secondo piatto di rotazione (2’), il quarto piatto di rotazione (4’’) essendo strutturati a guisa di corone dentate movibili con dei rispettivi pignoni.
5. 5. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente sistemi di sospensione magnetica e di propulsione del tipo a levitazione magnetica.
6. 6. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di comprendere all’interno dell’abitacolo (5’) per l’accesso dell’utenza almeno un sistema di direzionamento di un veicolo scelto tra uno sterzo, un manubrio, un timone, un cloche, un joystick.
7. 7. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di essere realizzato in materiali polimerici e/o metallici e/o compositi.
8. 8. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di essere gestibile con un software atto alla trasmissione di segnali elettrici traducibili in peculiari esperienze motorie, detta trasmissione dei detti segnali elettrici avvenendo in modalità wireless o mediante vie cablate.
9. 9. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto di comprendere sistemi di trasmissione, motori elettrici e motoriduttori.
10. 10. Sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente un sistema di sollevamento per la simulazione di esperienze motorie associate a cambiamenti di pendenza detto sistema di sollevamento comprendendo delle colonne a guisa di attuatori ed essendo compreso nel quinto piano (5).
11. 11. Uso del sistema per la simulazione di esperienze motorie secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni per consentire all’utenza del detto sistema di percepire le forze associate alle accelerazioni laterali a cui è sottoposto il pilota durante la percorrenza di curve tipiche dei circuiti di formula 1.
12. 12. Metodo per la simulazione delle forze associate alle accelerazioni laterali tipiche dei vicoli percorrenti curve su circuiti di formula 1 caratterizzato dal fatto di utilizzare il sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, il detto metodo prevedendo - che il direzionamento ed il verso di entrata in curva avvenga agendo sulla rotazione del quarto piatto di rotazione (4’’) del detto sistema di simulazione, detto quarto piatto di rotazione (4’’) essendo sottostante all’abitacolo dell’utente ed essendo governabile con un sistema di direzionamento di un veicolo scelto tra uno sterzo, un manubrio, un timone, un cloche, un joystick, - di sottoporre all’azione di una forza centrifuga ciò che posto superiormente al secondo piatto di rotazione (2’), quest’ultimo ruotando attorno al proprio asse ed essendo sottostante e supportante la struttura (3’) atta a consentire lo scorrimento della pedana scorrevole (4’) a cui è solidale inferiormente il detto quarto piatto di rotazione (4’’), quest’ultimo supportando l’abitacolo dell’utente. - di potenziare l’azione della detta forza centrifuga grazie alla rotazione del primo piatto di rotazione (1’) attorno al proprio asse, detta rotazione avvenendo nel medesimo verso della rotazione dei sovrastanti piatti di rotazione, detto primo piatto di rotazione (1’) avendo diametro maggiore dei detti sovrastanti piatti di rotazione (2) e (4’’) e supportando i piani che li comprendono.