ITMI20102049A1

ITMI20102049A1 - APTIC DIRECTION INDICATOR

Info

Publication number: ITMI20102049A1
Application number: IT002049A
Authority: IT
Inventors: Michele Antolini
Original assignee: Michele Antolini
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2012-05-05
Also published as: IT1402552B1

Description

Descrizione Description

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo in grado di fornire informazioni riguardanti la direzione da seguire in un dato momento al fine di raggiungere un obiettivo in una posizione nota, sia che esso si trovi in spazi aperti (mare, montagna, boschi, etc.), sia che esso sia localizzato in spazi chiusi (edifici, impianti industriali, cantieri, miniere, etc.), e tutto ciÃ² utilizzando come canale di comunicazione il senso del tatto. The present invention refers to a device capable of providing information regarding the direction to follow at a given moment in order to reach an objective in a known position, whether it is in open spaces (sea, mountains, woods, etc. ), whether it is located in closed spaces (buildings, industrial plants, construction sites, mines, etc.), and all this using the sense of touch as a communication channel.

Infatti, grazie alla presente invenzione, lâ€™utente riceverÃ le indicazioni riguardanti la direzione da seguire senza dover per forza guardare o ascoltare il dispositivo, traendone notevoli vantaggi soprattutto in termini di sicurezza. A tal proposito, si pensi a cantieri, miniere, impianti industriali, foreste, alta montagna e, piÃ¹ in generale, a tutte quelle zone di potenziale pericolo in cui lâ€™utente, muovendosi nello spazio, deve prestare la massima attenzione allâ€™ambiente circostante. Si consideri, inoltre, lâ€™utilitÃ di tale dispositivo per i portatori di handicap, in particolare in caso di deficit parziale o totale della vista (la Figura 6 rappresenta un concepÃ¬ dellâ€™invenzione integrata allâ€™interno del bastone bianco). In fact, thanks to the present invention, the user will receive the indications regarding the direction to follow without necessarily having to look or listen to the device, obtaining considerable advantages, especially in terms of safety. In this regard, think of construction sites, mines, industrial plants, forests, high mountains and, more generally, all those areas of potential danger in which the user, moving in space, must pay the utmost attention to surrounding environment. Furthermore, consider the usefulness of this device for the handicapped, in particular in the case of partial or total visual impairment (Figure 6 represents a concept of the invention integrated inside the white cane) .

Nel caso di cantieri o impianti industriali, lâ€™invenzione potrÃ svolgere funzione di guida per gli operai impegnati al raggiungimento di determinate zone allâ€™interno o allâ€™esterno dellâ€™impianto (al fine, ad esempio, di controllare guasti a tubature od effettuare manutenzione laddove sia scattato un allarme di malfunzionamento) permettendo di raggiungere la zona di destinazione mantenendo alta lâ€™attenzione visiva e uditiva verso eventuali ostacoli o passaggi potenzialmente pericolosi durante il percorso. In the case of construction sites or industrial plants, the invention will be able to act as a guide for the workers involved in reaching certain areas inside or outside the plant (in order, for example, to check faults in piping or carry out maintenance where a malfunction alarm has been triggered) allowing you to reach the destination area while keeping your visual and auditory attention high towards any obstacles or potentially dangerous passages along the way.

Lâ€™utilizzo dellâ€™invenzione in ambiente esterno puÃ² collocarsi, ad esempio, allâ€™interno di boschi, foreste o sentieri dove Ã ̈ necessario mantenere la vista concentrata sugli eventuali ostacoli o sulla conformazione del terreno per evitare cadute accidentali e contemporaneamente seguire una direzione o conoscere in qualsiasi momento la direzione del nord magnetico. The use of the invention in an external environment can be placed, for example, inside woods, forests or paths where it is necessary to keep the view focused on any obstacles or on the conformation of the land to avoid accidental falls and at the same time follow a direction or know the direction of magnetic north at any time.

Unâ€™ulteriore esempio di possibile scenario dâ€™uso dellâ€™invenzione puÃ² essere allâ€™interno del bastone bianco comunemente utilizzato dai non vedenti. A further example of a possible scenario for the use of the invention can be found inside the white cane commonly used by the blind.

Circa le modalitÃ di implementazione di tale invenzione, questa puÃ² consistere in un dispositivo autonomo in grado di autolocalizzarsi nello spazio (in termini di posizione ed orientamento) tramite mezzi noti come ad esempio sistemi GPS, accelerometri, giroscopi e bussole elettronici, sistemi di tracciamento ottico, oppure direttamente integrata con dispositivi complessi come telefoni cellulari o computer palmari con funzionalitÃ GPS integrata. La soluzione tecnica necessaria per lâ€™autolocalizzazione del dispositivo dipenderÃ dallo scenario di utilizzo dello stesso. Regarding the implementation modalities of this invention, this can consist of an autonomous device able to self-locate in space (in terms of position and orientation) through known means such as GPS systems, accelerometers, gyroscopes and electronic compasses, optical tracking systems. , or directly integrated with complex devices such as mobile phones or handheld computers with integrated GPS functionality. The technical solution necessary for the auto-localization of the device will depend on the scenario of use of the same.

Diversi dispositivi sono giÃ noti in questo campo e sfruttano matrici di pin ad escursione verticale o vibrazioni per dare informazioni. In particolare, le matrici di pin sono generalmente utilizzate per riprodurre semplici simboli o caratteri del linguaggio Braille, le vibrazioni, invece, segnalano lâ€™accadimento di un evento. Several devices are already known in this field and exploit arrays of pins with vertical excursion or vibrations to give information. In particular, the pin arrays are generally used to reproduce simple symbols or characters of the Braille language, vibrations, on the other hand, signal the occurrence of an event.

Ora, mentre il riconoscimento tattile di un simbolo richiede un discreto grado di concentrazione, nonchÃ©, se i simboli rappresentano caratteri del linguaggio Braille, la conoscenza del linguaggio stesso, le vibrazioni sono segnali che solitamente indicano semplicemente la presenza di informazioni le quali, solitamente, devono essere lette su un display o fornite da unâ€™interfaccia sonora. Le vibrazioni possono essere modulate in frequenza o durata, ma Ã ̈ comunque necessaria lâ€™elaborazione di un codice che deve essere rispettato per la corretta interpretazione delle informazioni fornite. Now, while the tactile recognition of a symbol requires a fair degree of concentration, as well as, if the symbols represent characters of the Braille language, the knowledge of the language itself, the vibrations are signals that usually simply indicate the presence of information which, usually , must be read on a display or provided by a sound interface. The vibrations can be modulated in frequency or duration, but it is still necessary to develop a code that must be respected for the correct interpretation of the information provided.

Rispetto a soluzioni che coinvolgono principalmente la percezione somatosensoriale (stimolazione della superficie della pelle), la presente invenzione fornisce, con unâ€™energia adeguata, anche una stimolazione propriocettiva agendo sullâ€™apparato muscoloscheletrico. Nel caso in cui lâ€™invenzione sia integrata in un sistema che lâ€™utente deve tenere in mano, la sua efficacia non risulta limitata se, ad esempio, questi indossa dei guanti anche se di spessore notevole. Compared to solutions that mainly involve somatosensory perception (stimulation of the skin surface), the present invention also provides proprioceptive stimulation by acting on the musculoskeletal system with adequate energy. If the invention is integrated into a system that the user has to hold in his hand, its effectiveness is not limited if, for example, he wears gloves even if they are very thick.

La presente invenzione Ã ̈ caratterizzata dal fatto di avere uno o piÃ¹ volani rotanti, integrati con mezzi atti a modificare l'orientamento dellâ€™asse di rotazione, e dalla possibilitÃ di modificare lâ€™orientamento di tali assi di rotazione a velocitÃ controllate differenti. Le movimentazioni dellâ€™asse di rotazione del volano (e degli assi di rotazione dei volani aggiuntivi, se presenti) raggiungendo posizioni e velocitÃ differenti permettono lo sfruttamento della non linearitÃ delle percezione tattile umana. Infatti la differenza di velocitÃ tra le varie movimentazioni dellâ€™asse di rotazione del volano determina la direzione da seguire percepita dallâ€™utente, dato che la movimentazione dellâ€™asse di rotazione a velocitÃ piÃ¹ alta maschera parzialmente gli effetti delle movimentazioni piÃ¹ lente nonostante la sequenza delle movimentazioni risulti, nel lungo periodo, a media nulla. The present invention is characterized by the fact of having one or more rotating flywheels, integrated with means suitable for modifying the orientation of the rotation axis, and by the possibility of modifying the orientation of these rotation axes at different controlled speeds. . The movements of the rotation axis of the flywheel (and of the rotation axes of the additional flywheels, if present) reaching different positions and speeds allow the exploitation of the non-linearity of human tactile perception. In fact, the difference in speed between the various movements of the flywheel rotation axis determines the direction to follow as perceived by the user, since the movement of the rotation axis at higher speed partially masks the effects of slower movements. although the sequence of movements results, in the long term, at zero average.

Al fine di rendere piÃ¹ stabile il vettore di direzione percepito dellâ€™utente durante l'utilizzo del sistema, Ã ̈ possibile aumentare il numero di volani in modo da bilanciare le forze indesiderate. Ad esempio, il dispositivo puÃ² essere equipaggiato con due volani in controrotazione, i cui assi vengono movimentati in maniera speculare lâ€™uno rispetto allâ€™altro. Questa soluzione permette di mantenere costante la direzione percepita dellâ€™utente. Soluzioni simili possono essere implementate con tre o piÃ¹ volani rotanti. In order to make the direction vector perceived by the user more stable while using the system, it is possible to increase the number of flywheels in order to balance unwanted forces. For example, the device can be equipped with two counter-rotating flywheels, whose axes are moved in a mirror image of one another. This solution allows to maintain constant the perceived direction of the user. Similar solutions can be implemented with three or more rotating flywheels.

La presenza di piÃ¹ volani puÃ² rendere inoltre piÃ¹ semplice controllare il vettore direzione che si vuole presentare allâ€™utente senza aggiungere ulteriori gradi di libertÃ al sistema e permette la compensazione delle forze non desiderate (in particolare i momenti generati dalla deviazione dellâ€™asse dei volani che si aggiungono allâ€™effetto giroscopico). The presence of more flywheels can also make it easier to control the direction vector that you want to present to the user without adding further degrees of freedom to the system and allows the compensation of unwanted forces (in particular the moments generated by the deviation of the axis flywheels that add to the gyroscopic effect).

Un primo esempio di possibile configurazione Ã ̈ rappresentato in Figura 1 A (di cui la Figura 1B Ã ̈ una sezione), dove i volani 1 e 2 sono posti in controrotazione. Per indicare allâ€™utente la direzione da seguire, gli assi di rotazione dei due volani vengono ruotati in maniera simmetrica lâ€™uno rispetto allâ€™altro (portandoli in una posizione come quella rappresentata dalla Figura 2A), dopodichÃ© vengono riportati nella posizione iniziale ad una velocitÃ diversa da quella precedente. La retta su cui giace la direzione da seguire Ã ̈ determinata dalla posizione angolare del supporto 3, modificabile da un qualsiasi mezzo atto a trasferire il moto come ad esempio il motore 4, mentre differenza di velocitÃ tra la movimentazione dellâ€™asse dei volani e il ritorno alla posizione iniziale determina il verso del vettore percepito dallâ€™utente. La Figura 2B mostra una vista frontale del dispositivo rappresentato in Figura 2A. A first example of a possible configuration is represented in Figure 1A (of which Figure 1B is a section), where the flywheels 1 and 2 are placed in counter rotation. To indicate to the user the direction to follow, the rotation axes of the two flywheels are rotated symmetrically with respect to each other (bringing them to a position like the one represented in Figure 2A), after which they are shown in initial position at a different speed from the previous one. The straight line on which the direction to follow lies is determined by the angular position of the support 3, which can be modified by any means capable of transferring motion such as the motor 4, while the difference in speed between the movement of the flywheel axis and the return to the initial position determines the direction of the vector perceived by the user. Figure 2B shows a front view of the device represented in Figure 2A.

Un secondo esempio di possibile configurazione Ã ̈ rappresentato in Figura 3A (di cui la Figura 3B Ã ̈ una sezione) in i due volani 1 e 2, concentrici, vengono posti in controrotazione. Per indicare allâ€™utente la direzione da seguire, gli assi di rotazione dei due volani vengono ruotati in maniera simmetrica lâ€™uno rispetto allâ€™altro (portandoli in una posizione come quella rappresentata dalla Figura 5), dopodichÃ© vengono riportati nella posizione iniziale ad una velocitÃ diversa da quella iniziale. La retta su cui giace la direzione da seguire Ã ̈ determinata dalla posizione angolare del supporto 3, modificabile da un qualsiasi mezzo atto a trasferire il moto come ad esempio il motore 4, mentre differenza di velocitÃ tra la movimentazione dellâ€™asse dei volani e il ritorno alla posizione iniziale determina il verso del vettore percepito dallâ€™utente. Le Figure 4A e 4B mostrano una vista laterale del dispositivo rappresentato nelle Figure 3A e 5, rispettivamente nella posizione iniziale e dopo la deviazione degli assi di rotazione dei volani. A second example of a possible configuration is represented in Figure 3A (of which Figure 3B is a section) in which the two concentric flywheels 1 and 2 are placed in counter-rotation. To indicate to the user the direction to follow, the rotation axes of the two flywheels are rotated symmetrically with respect to each other (bringing them to a position like the one represented in Figure 5), after which they are shown in the initial position at a different speed from the initial one. The straight line on which the direction to follow lies is determined by the angular position of the support 3, which can be modified by any means capable of transferring motion such as the motor 4, while the difference in speed between the movement of the flywheel axis and the return to the initial position determines the direction of the vector perceived by the user. Figures 4A and 4B show a side view of the device shown in Figures 3A and 5, respectively in the initial position and after the deviation of the rotation axes of the flywheels.

Claims

Claims 1. Device for indicating a direction to a user with whom he is in direct contact through a part of the body, comprising one or more rotating flywheels (1, 2) around respective axes of rotation and means for modifying the orientation of the € ™ axis or axes of rotation of said one or more flywheels with different controlled speeds, said means deviating said axis or axes of rotation of said one or more flywheels (1, 2), from their initial position, in two or more phases having different speeds to produce an overall non-zero gyroscopic effect.

2. Device according to claim 1, in which two or more flywheels (1, 2) are placed on the same plane.

3. Device, as claimed in any one of the preceding claims, in which two or more flywheels (1, 2) have the rotation axis lying on the same straight line.

4. Device, as claimed in any one of the preceding claims, in which said means adapted to modify the orientation of said rotation axis of said one or more flywheels, deflect the rotation axes of the flywheels symmetrically one than the other.

5. Device according to any one of the preceding claims, comprising two flywheels (1, 2) placed in counter-rotation.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one support (3) of said at least one flywheel (1, 2), said at least one support being rotatable.

7. Device according to claim 6, characterized in that it comprises means (4) for modifying the angular position of said rotatable support (3).