IT202000003101A1 - Supporto per simulatori di guida - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

?Supporto per simulatori di guida?

La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei dispositivi e dei sistemi per l?addestramento alla guida di veicoli.

In particolare, la presente invenzione riguarda un supporto per simulatori di guida ed il simulatore impiegante tale supporto.

Vantaggiosamente, la presente invenzione pu? essere applicata genericamente al mondo dell?intrattenimento e degli ?e-sports? (electronicsports). Nello specifico, l?invenzione viene utilizzata per l?addestramento alla guida di veicoli, ma potrebbe essere applicata anche per il settore del ?divertimento? ad esempio in: parchi a tema, aree di gioco, aree di intrattenimento, ecc?

Preferibilmente, la presente invenzione viene utilizzata per simulatori di auto da Gran Turismo (di seguito abbreviata in GT), ma pu? essere utilizzata anche per altre tipologie di veicoli.

Il continuo e rapido incremento della capacit? di calcolo dei moderni processori, soprattutto in ambito grafico, ha permesso di ottenere rappresentazioni di ambienti e situazioni reali sempre pi? fedeli ed accurate.

Il livello di qualit? attualmente raggiunto ? tale da permettere di creare artificialmente dei contesti che risultano sufficientemente complessi da reagire in maniera realistica agli input che possono essere forniti da un utente.

In particolare, quanto sopra indicato risulta particolarmente utile quando applicato ai sistemi che simulano le condizioni di guida di un veicolo.

Infatti, tali sistemi possono permettere di addestrare i piloti alla guida di una vasta gamma di veicoli in situazioni che, essendo simulate e non reali, non presentano sostanzialmente alcun rischio per la sicurezza del pilota e dell?eventuale istruttore, riducendo al contempo i costi operativi legati al loro utilizzo (quali usura del veicolo, consumo di carburante, predisposizione di un apposito percorso per l?addestramento).

Strutturalmente, i simulatori di guida attualmente noti sono principalmente utilizzati per il settore della Formula 1 (F1) e sono realizzati mediante una serie di elementi e periferiche di input che imitano gli interni del veicolo e che sono installati su una piattaforma sorretta agli angoli da degli attuatori appoggiati al suolo.

L?attivazione selettiva degli attuatori permette di movimentare la piattaforma imitando i corrispondenti movimenti del veicolo che sta venendo simulato.

In particolare, gli attuatori permettono di imitare i movimenti di beccheggio, rollio ed imbardata dei veicoli.

Tuttavia, i sistemi di simulazione dell?arte nota presentano ancora degli aspetti non ottimizzati che limitano significativamente la realisticit? ottenibile durante le simulazioni, con particolare riferimento alla corretta riproduzione dei movimenti del veicolo.

Tali aspetti sono accentuati nei simulatori GT in cui i movimenti presentano maggiore escursione rispetto ai simulatori noti per auto da Formula 1.

In particolare, i sistemi noti non sono in grado di riprodurre fedelmente i movimenti di beccheggio, rollio ed imbardata, specialmente se tali movimenti sono molto accentuati come nel caso del simulatore GT.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione ? quello di proporre un supporto per simulatori di guida che superi almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, ? scopo della presente invenzione mettere a disposizione un supporto per simulatori di guida in grado di replicare in maniera realistica ed accurata tutti i possibili movimenti di un veicolo durante una simulazione di guida.

In particolare, ? scopo della presente invenzione mettere a disposizione un supporto per simulatori di guida in grado di simulare un?auto da Gran Turismo.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un supporto per simulatori di guida, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. Secondo la presente invenzione viene mostrato un supporto per simulatori di guida che comprende una base di appoggio, una piastra inferiore accoppiata alla base di appoggio, una piastra superiore accoppiata alla piastra inferiore e primi e secondi mezzi di movimentazione.

I primi mezzi di movimentazione, interposti tra la base di appoggio e la porzione anteriore della piastra inferiore, sono configurati per movimentare la piastra inferiore rispetto alla base di appoggio secondo una movimentazione di beccheggio e/o di rollio;

I secondi mezzi di movimentazione, interposti tra la piastra inferiore e la piastra superiore, sono configurati per movimentare la piastra superiore rispetto alla piastra inferiore secondo una movimentazione di imbardata. Vantaggiosamente, la specifica conformazione strutturale del supporto qui presentato permette di disaccoppiare i mezzi per la realizzazione dei movimenti di beccheggio/rollio da quelli per la realizzazione dei movimenti di imbardata, in modo tale da permettere di progettarli singolarmente per ottimizzare l?esecuzione delle distinte tipologie di movimentazione da simulare.

Forma altres? oggetto della presente invenzione un simulatore di guida che comprende un supporto per simulatori di guida secondo la presente invenzione; un sedile montato sulla piastra superiore in posizione opposta ai primi mezzi di movimentazione rispetto alla porzione centrale; almeno una periferica di input/output ed un calcolatore configurato per generare e visualizzare un ambiente di guida simulato consentendo ad un utente di utilizzare il veicolo simulato tramite le periferiche di input/output.

Vantaggiosamente, il simulatore della presente invenzione garantisce performances ottimali, essendo in grado tramite il proprio supporto di replicare in maniera particolarmente accurata e realistica tutti i possibili movimenti di un veicolo durante l?uso.

Le rivendicazioni dipendenti, qui incorporate per riferimento, corrispondono a differenti forme di realizzazione dell'invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un supporto per simulatori di guida, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 mostra una vista del supporto secondo la presente invenzione; - la figura 2 mostra una vista del supporto di figura 1 con alcuni componenti nascosti per evidenziare l?accoppiamento tra le piastre e con la base di appoggio;

- la figura 3 mostra una sezione longitudinale del supporto;

- la figura 4 mostra una sezione trasversale della porzione di accoppiamento tra le piastre che compongono il supporto;

- la figura 5 mostra in dettaglio i primi mezzi di movimentazione;

- la figura 6 mostra una vista dall?alto del supporto;

- la figura 7 mostra una vista del simulatore di guida che comprende il supporto di figura 1.

Nelle figure allegate con il riferimento numerico 1 viene genericamente indicato un supporto per simulatori di guida, indicato nel seguito della presente descrizione semplicemente come supporto 1.

Il supporto 1 comprende una base di appoggio 2 che interfaccia il supporto 1 stesso con la pavimentazione su cui ? appoggiato e che sostiene una piastra inferiore 3 ed una piastra superiore 4.

Operativamente la piastra inferiore 3 e la piastra superiore 4 concorrono complessivamente a definire la piattaforma che verr? in uso movimentata per replicare i movimenti del veicolo simulato.

Pi? in dettaglio, la piastra inferiore 3 presenta una porzione posteriore 3a in corrispondenza della quale ? realizzato l?accoppiamento con la base di appoggio 2 ed una porzione anteriore 3b la cui funzione verr? discussa in dettaglio nel seguito.

In particolare, come si pu? osservare in Fig.2, la porzione posteriore 3a ? accoppiata alla base di appoggio 2 mediante un giunto ?G? che permette alla piastra inferiore 3 di essere mobile rispetto alla base di appoggio 2 attorno ad un fulcro definito dal giunto ?G? stesso.

Preferibilmente, la piastra inferiore 3 definisce in collaborazione con la base di appoggio 2 un alloggiamento ?V? adatto a ricevere al suo interno uno o pi? componenti elettronici di un simulatore di guida.

Per esempio, all?interno dell?alloggiamento ?V? pu? essere contenuto almeno parte del cablaggio necessario per il funzionamento dei vari componenti del simulatore di guida nel quale ? implementato il presente supporto 1.

La piastra superiore 4 presenta invece una porzione centrale 4a in corrispondenza della quale ? accoppiata alla piastra inferiore 3.

Preferibilmente, la porzione centrale 4a della piastra superiore 4 coincide con una rispettiva porzione centrale della piastra inferiore 3, in modo tale che le due piastre 3, 4 risultino sostanzialmente sovrapposte, come si pu? osservare per esempio in Fig.1.

In particolare, come si pu? osservare nella sezione di Fig. 3 ed in maggiore dettaglio in Fig. 4, l?accoppiamento tra la piastra inferiore 3 e la piastra superiore 4 pu? essere ottenuto mediante un cuscinetto a sfera ?C? interposto tra le due.

Preferibilmente, il cuscinetto a sfera ? quindi disposto in corrispondenza della porzione centrale 4a e presenta un primo anello (per esempio l?anello esterno) accoppiato alla piastra superiore 4 ed un secondo anello (per esempio l?anello interno) accoppiato alla piastra inferiore, in modo tale da permettere la rotazione attorno a tale cuscinetto a sfera ?C? di una piastra 3, 4 rispetto all?altra.

Inoltre, in accordo con un aspetto della presente invenzione, la piastra superiore 4 ? configurata per alloggiare almeno una periferica di input/output di un simulatore di guida.

In altre parole, la piastra superiore 3 pu? essere accoppiata ad uno o pi? ulteriori elementi costitutivi del simulatore di guida, definendo di fatto la base della struttura che replica l?abitacolo del veicolo che si vuole simulare.

In particolare, come si pu? osservare nelle figure allegate, la piastra superiore 4 pu? essere accoppiata ad un telaio ?T" al quale si possono vincolare eventuali periferiche del simulatore, quali ad esempio un volante. Il supporto 1 comprende inoltre primi mezzi di movimentazione 5 e secondi mezzi di movimentazione 6 che sono selettivamente attivabili per movimentare le piastre 3, 4 in modo tale da simulare i movimenti del veicolo.

In particolare, i primi mezzi di movimentazione 5 sono interposti tra la base di appoggio 2 e la porzione anteriore 3b della piastra inferiore 3 e sono configurati per movimentare la piastra inferiore 3 rispetto alla base di appoggio 2 secondo una movimentazione di beccheggio e/o di rollio.

In altre parole, i primi mezzi di movimentazione 5 sono accoppiati alla porzione anteriore 3b in modo tale da movimentarla rispetto alla base di appoggio 2 alla quale ? infulcrata facendo oscillare la piastra inferiore 3 rispetto ad un proprio asse trasversale ?X? e/o longitudinale ?Y? per imitare rispettivamente i movimenti di beccheggio e/o di rollio del veicolo.

Secondo un aspetto della presente invenzione, mostrato in particolare in Fig. 5, i primi mezzi di movimentazione 5 comprendono una coppia di attuatori, per esempio dei attuatori lineari ?P?, attivi su rispettivi lati opposti della porzione anteriore 3b. Preferibilmente, tali attuatori lineari ?P? comprendono rispettivi motori passo-passo.

Come si pu? osservare in particolare nelle figure 2 e 5, gli attuatori lineari ?P? sono accoppiati alla piastra inferiore 3 mediante rispettivi mezzi di accoppiamento che comprendono ciascuno un braccio verticale 5a, disposto parallelamente al rispettivo attuatore lineare ?P? e vincolato ad un lato della piastra inferiore 3, ed un braccio di collegamento 5b interposto tra i due.

In dettaglio, il braccio di collegamento 5b presenta una prima estremit? accoppiata all?attuatore lineare ?P? ed una seconda estremit? infulcrata in una posizione fissa, mentre il braccio verticale 5a ? accoppiato al braccio di collegamento 5b tra la prima e la seconda estremit?.

In uso, quando l?attuatore lineare ?P? viene attivato, il braccio di collegamento 5b ruota attorno alla propria seconda estremit?, causando durante la propria rotazione la movimentazione del braccio verticale 5a, il quale trascina a sua volta in sollevamento/abbassamento il lato della piastra inferiore 3 al quale ? vincolato.

Vantaggiosamente, il braccio di collegamento 5b pu? svolgere la funzione di bilanciere, per definire o concorrere a definire un fine corsa per la movimentazione della piastra inferiore 3 in particolare quando viene simulato un movimento di rollio.

Gli attuatori sono quindi selettivamente attivabili per sollevare o abbassare i rispettivi lati opposti determinandone l?oscillazione della piastra inferiore 3 e quindi simulando i movimenti di beccheggio e/o di rollio.

Operativamente, quando gli attuatori sono attivati per sollevare od abbassare entrambi i rispettivi lati, la piastra inferiore 3 (che ? vincolata alla base di appoggio 2 in corrispondenza della sua porzione posteriore 3a) osciller? attorno al proprio asse trasversale ?X?, simulando un movimento di beccheggio.

Quando invece gli attuatori sono attivati uno per abbassare e l?altro per sollevare il rispettivo lato, la piastra inferiore 3 osciller? attorno al proprio asse longitudinale ?Y?, simulando un movimento di rollio.

Per evitare che la piastra inferiore 3 possa erroneamente muoversi in senso sostanzialmente orizzontale (vale a dire parallelamente ad un proprio piano di sviluppo principale), i primi mezzi di movimentazione 5 comprendono una guida lineare 5c che si sviluppa verticalmente e la porzione anteriore 3b comprende un perno 7a inseribile nella guida lineare 5c e scorrevole al suo interno.

In altre parole, la guida lineare 5c vincola la piastra inferiore 3 a compiere solamente movimentazioni in senso verticale (atte a simulare il beccheggio del veicolo) e in rotazione attorno all?asse longitudinale ?Y? (atte a simulare il rollio del veicolo).

Vantaggiosamente, la guida lineare pu? altres? definire o concorrere a definire un fine corsa per la movimentazione della piastra inferiore 3 quando viene simulato un movimento di beccheggio. Inoltre, tale fine corsa viene definito preferibilmente anche dal rapporto di leva presente tra ciascun braccio verticale 5a ed il rispettivo attuatore lineare ?P? sul braccio di collegamento 5b.

I secondi mezzi di movimentazione 6 sono invece interposti tra la piastra inferiore 3 e la piastra superiore 4 e sono configurati per movimentare la piastra superiore 4 rispetto alla piastra inferiore 3 secondo una movimentazione di imbardata.

In altre parole, i secondi mezzi di movimentazione 6 agiscono sulla piastra superiore 4 in modo tale da movimentarla in rotazione attorno alla propria porzione centrale 4a, in corrispondenza della quale risulta infulcrata alla piastra inferiore 3.

Strutturalmente, i secondi mezzi di movimentazione 6 possono comprende un attuatore, anche in questo caso realizzabile mediante un attuatore lineare, configurato per porre la piastra superiore 4 in rotazione rispetto alla piastra inferiore 3 attorno alla porzione centrale 4a, determinando quindi il movimento di imbardata.

Secondo un aspetto della presente invenzione, mostrato in particolare in Fig. 6, i secondi mezzi di movimentazione 6 sono accoppiati alla piastra inferiore 3 in corrispondenza della sua porzione anteriore 3b, ovvero risultano disposti in corrispondenza dei primi mezzi di movimentazione 5. In questo modo la presenza dei primi e secondi mezzi di movimentazione 5, 6 nella parte anteriore del supporto 1 permette di migliorare l?esperienza dell?utilizzatore, replicando efficacemente durante la simulazione anche la sensazione che in un veicolo viene data dal peso del motore.

Per garantire la corretta movimentazione della piastra superiore 4 rispetto alla piastra inferiore 3, la seconda comprende almeno una guida anteriore 8a, preferibilmente due guide anteriori 8a, ed almeno una guida posteriore 8b, preferibilmente due guide posteriori 8b, e la piastra superiore 4 comprende almeno due perni 7 scorrevoli rispettivamente nell?almeno una guida anteriore 8a e nell?almeno una guida posteriore 8b.

In altre parole, le piastre 3, 4 comprendono dei mezzi di accoppiamento scorrevoli gli uni rispetto agli altri che vincolano la piastra superiore 4 a ruotare rispetto alla piastra inferiore 3 seguendo una traiettoria ad arco di circonferenza, limitata dall?estensione della guida anteriore 8a e della guida posteriore 8b che definiscono quindi operativamente dei fine corsa per la rotazione della piastra superiore 4. Durante il funzionamento del supporto 1, il fine corsa di detta traiettoria ad arco viene definito dalla corsa dell?attuatore dei secondi mezzi di movimentazione 6 (in altre parole, i fine corsa definiti dalla guida anteriore 8a e della guida posteriore 8b non vengono mai raggiunti).

La presenza della guida anteriore 8a e posteriore 8b e dei relativi perni 7 permette inoltre di fornire ulteriori punti di appoggio per la piastra superiore 4, rendendo la struttura del supporto 1 pi? stabile e resistente, in particolare durante la movimentazione delle piastre 3, 4.

Vantaggiosamente, la presente invenzione raggiunge gli scopi proposti superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota, mettendo a disposizione dell?utente un supporto per simulatori di guida che presenta un meccanismo di movimentazione ottimizzato.

Tale meccanismo permette di simulare efficacemente tutti i tipi di movimentazione che pu? effettuare il veicolo che si vuole simulare, con riferimento in particolare ai movimenti di imbardata.

Forma altres? oggetto della presente invenzione un simulatore di guida 10, mostrato in Fig. 7, che comprende un supporto 1 presentante una o pi? delle caratteristiche sopra evidenziate.

Il simulatore comprende inoltre un sedile 11 montato sulla piastra superiore 4.

Preferibilmente, il sedile 11 ? montato in posizione opposta ai primi mezzi di movimentazione 5 rispetto alla porzione centrale 4a.

In questo modo, come gi? indicato, ? possibile replicare in maniera realistica anche la sensazione di peso che in un veicolo ? generata dalla presenza del motore.

Il simulatore 10 comprende inoltre almeno una periferica di input/output di cui almeno uno tra: un volante 12, una pedaliera 13, un cambio, uno schermo 14.

In particolare, lo schermo 14 pu? far parte del simulatore 10, oppure il simulatore pu? comprendere opportuni mezzi di interfaccia che ne permettono il collegamento con uno schermo esterno non compreso nel simulatore 10 stesso.

Inoltre, il simulatore 10 comprende un calcolatore configurato per generare e visualizzare un ambiente di guida simulato e consentire ad un utente di utilizzare il veicolo simulato nell'ambiente di guida simulato, utilizzando l?almeno una periferica di input/output.

In particolare, il calcolatore ? configurato per attivare selettivamente i primi mezzi di movimentazione 5 ed i secondi mezzi di movimentazione 6 in funzione di almeno uno tra: i input forniti dall?utilizzatore tramite l?almeno una periferica di input/output, ambiente di guida simulato e caratteristiche del veicolo simulato.

In questo modo, i primi ed i secondi mezzi di movimentazione 5, 6 agiscono rispettivamente sulla piastra inferiore 3, per replicare i movimenti di beccheggio e di rollio del veicolo, e sulla piastra superiore 4, per replicare i movimenti di imbardata.

Vantaggiosamente, il simulatore 10 qui presentato risulta maggiormente accurato dei sistemi descritti nell?arte nota, fornendo simulazioni pi? precise e realistiche grazie al proprio supporto 1.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Supporto per simulatori di guida comprendente: - una base di appoggio (2); - una piastra inferiore (3) presentante una porzione posteriore (3a) accoppiata a detta base di appoggio (2) ed una porzione anteriore (3b); - primi mezzi di movimentazione (5), interposti tra la base di appoggio (2) e la porzione anteriore (3b) della piastra inferiore (3), configurati per movimentare la piastra inferiore (3) rispetto alla base di appoggio (2) secondo una movimentazione di beccheggio e/o di rollio; - una piastra superiore (4) presentante una porzione centrale (4a) accoppiata alla piastra inferiore (3); - secondi mezzi di movimentazione (6), interposti tra la piastra inferiore (3) e la piastra superiore (4), configurati per movimentare la piastra superiore (4) rispetto alla piastra inferiore (3) secondo una movimentazione di imbardata.
2. 2. Supporto secondo la rivendicazione 1, in cui i primi mezzi di movimentazione (5) comprendono una coppia di attuatori attivi su rispettivi lati opposti di detta porzione anteriore (3b) e selettivamente attivabili per sollevare o abbassare i rispettivi lati opposti, determinando detta movimentazione di beccheggio e/o di rollio della piastra inferiore (3).
3. 3. Supporto secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i primi mezzi di movimentazione (5) comprendono una guida lineare (5c) sviluppantesi verticalmente e la porzione anteriore (3b) comprende un perno (7a) scorrevole in detta guida lineare (5c).
4. 4. Supporto secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente un cuscinetto a sfera (C) configurato per accoppiare rotazionalmente la piastra superiore (4) alla piastra inferiore (3), detto cuscinetto a sfera (C) essendo disposto in corrispondenza di detta porzione centrale (4a).
5. 5. Supporto secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui i secondi mezzi di movimentazione (6) sono accoppiati alla porzione anteriore (3b) della piastra inferiore (3) in corrispondenza dei primi mezzi di movimentazione (5).
6. 6. Supporto secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui i secondi mezzi di movimentazione (6) comprendono un attuatore configurato per porre la piastra superiore (4) in rotazione rispetto alla piastra inferiore (3) attorno alla porzione centrale (4a), determinando detto movimento di imbardata.
7. 7. Supporto secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la piastra inferiore (3) comprende almeno una guida anteriore (8a), preferibilmente due guide anteriori (8a), ed almeno una guida posteriore (8b), preferibilmente due guide posteriori (8b), e la piastra superiore (4) comprende almeno due perni (7) scorrevoli rispettivamente nell?almeno una guida anteriore (8a) e nell?almeno una guida posteriore (8b).
8. 8. Supporto secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la piastra superiore (4) ? configurata per alloggiare almeno una periferica di input/output di un simulatore di guida.
9. 9. Supporto secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la piastra inferiore (3) e la base di appoggio (2) definiscono un alloggiamento (V) atto a ricevere uno o pi? componenti elettronici di un simulatore di guida.
10. 10. Simulatore di guida comprendente: - un supporto (1) per simulatori di guida secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti; - un sedile (11) montato sulla piastra superiore (4); - almeno una periferica di input/output comprendente preferibilmente almeno uno tra: un volante (12), una pedaliera (13), un cambio, uno schermo (14); - un calcolatore configurato per generare e visualizzare un ambiente di guida simulato ad un utente e consentire all'utente di utilizzare il veicolo simulato nell'ambiente di guida simulato utilizzando l?almeno una periferica di input/output.