JP2009103796A - Control simulator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、操縦席に着座した操縦者が映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に対応するように移動体を操縦すると、その操縦結果に即応して操縦席が揺動又は/及び振動し、映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応して臨場感のある操縦感覚を操縦者(利用者)に体感させる操縦模擬装置の技術分野に属し、更に云えば、家庭用として室内へ持ち込んで使用することに適する操縦模擬装置に関する。 In the present invention, when a pilot seated in a cockpit maneuvers the moving body so as to respond to a change in the background image displayed on the screen of the video display device, the pilot seat swings or / or immediately responds to the maneuvering result. And the technology of the maneuvering simulator that vibrates and makes the pilot (user) experience a realistic maneuvering feeling corresponding to the change in the behavior of the moving body according to the change in the background image displayed on the screen of the video display device More particularly, the present invention relates to a maneuvering simulation apparatus suitable for being brought into a room for home use.
例えば、ゲームセンター等の遊技場や自動車操縦教習所には、操縦席に着座した操縦者が、同操縦席の前面に設置された映像表示装置の画面に表示される背景映像(例えば車輌の走行道路や背景)の変化に対応するように同画面上の移動体(例えば車やオートバイ、又は飛行機やヘリコプターなど)をハンドルで操縦すると、同ハンドルで駆動されるハンドルコントローラの出力に応じて、前記操縦席が、移動体の挙動変化に即応した揺動及び/又は振動を生じて、臨場感のある操縦感覚を操縦者(利用者)に体感させる操縦模擬装置が設置され利用されている。この種の操縦模擬装置は、遊技場においては娯楽を目的として、また、自動車操縦教習所においては、自動車操縦の模擬訓練を目的として重要な役割を果たしている。
一例として、下記特許文献1〜3に開示された操縦模擬装置は、操縦席を動かす揺動手段(駆動手段)として、操縦席の下に複数の油圧シリンダが設置されている。そして、前記油圧シリンダには、同油圧シリンダに油圧を供給する油圧シリンダ駆動装置を備えており、操縦信号送出手段により送出された操縦信号に基づいて、油圧シリンダ駆動装置により、互いに油圧を連動させ変化させて、揺動台を揺動及び/又は振動させる構成である。
For example, in a game center such as a game center or an automobile driving school, a background image displayed on the screen of a video display device installed in front of the pilot seat (for example, a vehicle road) When a moving body (for example, a car, a motorcycle, an airplane, a helicopter, etc.) on the same screen is operated with a handle so as to correspond to a change in the background, the operation is performed according to the output of a handle controller driven by the handle. A steering simulation device is installed and used in which a seat generates a swing and / or vibration in response to a change in the behavior of a moving body so that a pilot (user) can experience a realistic driving sensation. This type of maneuvering simulation apparatus plays an important role for the purpose of entertainment in amusement halls and for the purpose of simulation training of car maneuvering in a car driving school.
As an example, in the steering simulation device disclosed in
上記特許文献1〜3に開示された操縦模擬装置は、複数の油圧シリンダを個別にピストン運動させることで複雑な揺動及び/又は振動を実現でき、映像表示装置の画面に表示された映像に対応して臨場感のある操縦感覚が可能である。しかし、油圧シリンダを用いた揺動手段(駆動手段)では、油圧配管ラインの破損とかメンテナンス(着脱整備)の際に不用意に油が漏れだし、周辺が油で汚れてしまうおそれが大である。また、複雑な機械的構造を呈する油圧シリンダの可動部分に、周辺で遊ぶ子供らの手足が挟まって大きな事故に発展する危険性もあるので、家庭用として実用することは難しい。
The operation simulator disclosed in the
本発明の目的は、家庭用として室内へ持ち込んで使用することに適するように揺動手段(駆動手段)に空気圧力袋と空気圧力袋駆動システムを採用し、また、複雑な機械的構造を極力排除して、安全性に優れ、しかも操縦席の揺動及び振動が多彩で、映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応して臨場感のある操縦感覚が体感できる操縦模擬装置を提供することである。 The object of the present invention is to adopt an air pressure bag and an air pressure bag drive system as a swinging means (driving means) so as to be suitable for being used indoors for home use, and to make a complicated mechanical structure as much as possible. Eliminates safety, and the cockpit's rocking and vibrations are varied, providing a sense of realism in response to changes in the behavior of moving objects in response to changes in the background image displayed on the screen of the image display device. It is an object of the present invention to provide a maneuvering simulator capable of experiencing a maneuvering feeling.
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る操縦模擬装置は、
操縦席2に着座した操縦者14が、操舵手段7と加速手段11aと減速手段11bおよび操縦信号送出手段7a、12を含む操縦手段により、映像表示装置9の画面に表示された背景映像の変化に対応するように同画面上の移動体を操縦する操縦模擬装置1において、
操縦席2を設置した揺動台4が、同揺動台4の下の基台5との間に設置された、前記揺動台4の揺動手段である複数の空気圧力袋3により支持され、
前記空気圧力袋3のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋3のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段7a、12から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋3を隣りの空気圧力袋3の変形に連動するように変化させて、揺動台4及び操縦席2が揺動及び/又は振動する構成としたことを特徴とする。
As means for solving the above-described problems of the prior art, the control simulator according to the invention described in
The
A rocking table 4 on which the
An air pressure bag driving device for supplying air pressure to each of the
The
請求項2に記載した発明に係る操縦模擬装置は、
操縦席2に着座した操縦者14が、操舵手段7と加速手段11aと減速手段11bおよび操縦信号送出手段7a、12を含む操縦手段により、映像表示装置9の画面に表示された背景映像の変化に対応するように同画面上の移動体を操縦する操縦模擬装置1’において、
操縦席2を設置した揺動台4が、同揺動台4の下の基台5との間に設置された、前記揺動台4の揺動手段である複数の空気圧力袋3により支持され、
更に、一方の端部を前記基台5に、他方の端部を前記揺動台4へ回転自在に連結された少なくとも3本のリンク6により支持されており、
前記空気圧力袋3のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋3のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段7a、12から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋3を隣の空気圧力袋3の変形に連動するように変化させて、揺動台4及び操縦席2が揺動及び/又は振動する構成としたことを特徴とする。
The piloting simulation device according to the invention described in
The
A rocking table 4 on which the
Further, one end is supported by the
An air pressure bag driving device for supplying air pressure to each of the
The air pressure supplied to each of the
請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載した操縦模擬装置において、
空気圧力袋3は、前記揺動台4を平面的に見た形状の外周縁部に沿って、少なくとも3個以上設置されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the steering simulation device according to the first or second aspect,
At least three or more
請求項4に記載した発明は、請求項1〜3のいずれか一に記載した操縦模擬装置において、
空気圧力袋3は、前記揺動台4を平面的に見た形状の外周縁部に沿って設置された隣り合う空気圧力袋3同士が互いに密着する状態に設置されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the steering simulation device according to any one of the first to third aspects,
The
請求項5に記載した発明は、請求項2に記載した操縦模擬装置において、
少なくとも3本のリンク6は、基台5への取り付け部6aと揺動台4への取り付け部6bを結んだリンク中心軸線の延長線Lが、操縦席2に着座した操縦者14の略胸部前方の空間Aで一つの点Mに交わる配置とされていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the steering simulation device according to the second aspect,
The at least three
本発明の操縦模擬装置は、操縦席2を設置した揺動台4が、同揺動台4の下の基台5との間に設置された、揺動台4の揺動手段(駆動手段)である空気圧力袋3により支持され、該空気圧力袋3に空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を制御して、揺動台4を揺動及び/又は振動させる構成なので、仮に空気圧力袋駆動装置の空気配管系統が破損し又はメンテナンス(着脱整備)の際に空気が漏れることがあっても、周辺が汚れる懸念は一切ない。また、複数の空気圧力袋3を個別に膨張又は収縮させる構成で、複雑な機械的構造を極力排除したので、仮に空気圧力袋3の間又は上下の揺動台4と基台5との間に、子供の手足が挟まれるようなことがあっても、負傷する等の危険性は少なく、安全性に優れており、家庭用として安心して室内へ持ち込んで使用することに適する。それでいて、揺動台4及び操縦席2には、映像表示装置9の画面に表示された背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応して複雑な揺動及び/又は振動を実現でき、操縦者(利用者)14に臨場感のある操縦感覚を体感させ楽しませることができる。
The steering simulation apparatus according to the present invention is a swinging means (driving means) of the
操縦席2を設置した揺動台4を、同揺動台4の下の基台5との間に設置された、前記揺動台4の揺動手段である複数の空気圧力袋3により支持し、前記空気圧力袋3のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備える。前記空気圧力袋3のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段7a、12から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋3を隣りの空気圧力袋3の変形に連動するように変化させて、揺動台4及び操縦席2を揺動及び/又は振動させる。
The rocking table 4 on which the
以下に、先ず請求項1及び3及び4に記載した発明に係る操縦模擬装置1の実施例を、図1〜図5に基いて説明する。
図1及び図2の操縦模擬装置1は、操縦席2を設置した揺動台4と、操縦席2へ着座した操縦者14の足を載せる揺動台4aとが分離され、操縦席2に着座した操縦者14が操縦する操舵手段(ハンドル)7と加速手段(アクセルペダル)11a、及び減速手段(ブレーキペダル)11b、並びに操縦信号送出手段(ハンドルコントローラ7a、ペダルコントローラ12)はそれぞれ前記揺動台4aに設置され、映像表示装置9は独立して静止系に設置された構成を示す。したがって、操縦席2に着座した操縦者14は、常に静止系の映像表示装置9の画面に表示された、例えば道路等の背景映像の変化に対応するように、同画面上の例えば自動車等の移動体を的確に操縦することができる。
Below, the Example of the
1 and 2 is separated from the
前記操縦席2を設置した揺動台4は、同揺動台4の下の基台5との間に設置された、揺動台4の揺動手段(駆動手段)である空気圧力袋3により支持されている。空気圧力袋3は、一例として塩化ビニル製として構成され、図示例では一辺が約200mmの直方体とされ、前記揺動台4を図2に示す平面方向に見た形状の外周縁部に沿って12個、隣り合う空気圧力袋3同士が互いに密着する状態に設置されている。空気圧力袋3間の隙間及び上下の揺動台4と基台5との間に、主に子供達の手足が挟まれる事故を未然に防止するため、及び雑芥物が揺動台2と基台5との間へ入り込んで掃除等する必要を排除するためである。なお、図示することは省略したが、前記隣り合う空気圧力袋3の外側を更にカーテン類で取り囲み、同空気圧力袋3を前記カーテンで覆って意匠的効果を高めると共に、前記事故等の防止の効果を一層高める構成も好適に実施される。各空気圧力袋3は、揺動台4が激しく揺動したり又は振動しても決してズレたり外れたりしないように、揺動台4及び基台5へ強固に接着又はビス止めされている。前記揺動台4の底面には、同揺動台4及び操縦席2の傾斜角度を測定する2軸ジャイロセンサ15が設置されている。
The rocking table 4 on which the
本実施例の場合、前記加速手段(アクセルペダル)11a及び減速手段(ブレーキペダル)11bは、操縦信号送出手段であるペダルコントローラ12と共に操縦者14の足下の揺動台4aの上に設置されている。前記操舵手段(ハンドル)7は、操縦信号送出手段であるハンドルコントローラ7aと共に、前記揺動台4aの上に立ち上げたハンドル台8に載置されている。なお、図1中に示す符号7bは、シフトレバーを示している。揺動台4aも、同揺動台4aの下の基台5aとの間に設置された揺動手段(駆動手段)である空気圧力袋3aにより支持されている。この空気圧力袋3aは、一辺が約150mmのやや小さい直方体とし、揺動台4aの高さを操縦席2へ着座した操縦者14の足で操縦し易い高さレベルまで下げている。空気圧力袋3aは、揺動台4aを図2に示す平面方向に見た形状の外周縁部に沿って4個設置されている。なお、揺動台4aの空気圧力袋3aについても、外側をカーテン類で取り囲む構成が好ましい。また、空気圧力袋3aも、揺動台4aが激しく揺動したり又は振動しても決してズレたり外れたりしないように、揺動台4aと基台5aへ強固に接着又はビス止めされている。
なお、前記操縦席2を設置した揺動台4と、前記ハンドル7、アクセルペダル11a及びブレーキペダル11b等を設置した揺動台4aとを一つの共通の板状体で構成し、該共通の揺動台が、空気圧力袋により支持される構成で実施することもできる。
In the case of the present embodiment, the acceleration means (accelerator pedal) 11a and the deceleration means (brake pedal) 11b are installed on the
The
上記の空気圧力袋3及び3aを個別に膨張又は収縮させる手段として、図3に示すように、各空気圧力袋3、3aのそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備えている。この空気圧力袋駆動装置は、コンプレッサー16と、該コンプレッサー16が発生した空気圧を平準化(定常化)する複数の空気圧タンク17とを動力源とし、空気圧タンク17の空気圧を空気圧管18で分配し、制御コントローラ10で制御される電磁切換弁19及び流量制御弁20を通じて空気圧力を供給する構成である。電磁切換弁19は、図中の右下部分の円内に拡大して例示するように、空気圧の「入り」と「出」及び「停止」のポジションを有する3方向切換弁が好適に使用される。前記空気圧タンク17から延びる空気圧管18の途中に、空気圧力を設定圧力以下に制限するリリーフ弁22と、ライン圧力センサ24aが設置されている。前記空気圧タンク17と電磁切換弁19とを接続する各管路には、安全装置として減圧バルブ23及びライン圧力センサ24bが設置されている。図3中の符号17aは、前記空気圧タンク17の圧力センサを示している。前記電磁切換弁19と空気圧力袋3を接続する管路には、空気圧の流量を調整する流量制御弁20と、管路の空気圧を測定する空気圧センサ21が設置されている。なお、この空気圧力駆動装置で使用される空気圧は0.4Mpa〜0.8Mpa程度である。
As means for individually expanding or contracting the
説明が前後したが、上記ハンドル7の操縦角を検出したハンドルコントローラ7aの操縦信号、及びアクセルペダル11a、ブレーキペダル11bの踏み込み量を検出したペダルコントローラ12の操縦信号はそれぞれ、図3に示すゲーム機本体13へ入力され、各操縦信号に基づいてゲーム機本体13で処理された制御信号が制御コントローラ10へ入力され、同制御コントローラ10による各電磁切換弁19及び各流量制御弁20の制御に用いられるが、その内容は既往の技術に等しいので、詳細説明は省く。
即ち、空気圧力袋3、3aのそれぞれに供給される空気圧力は、前記ハンドルコントローラ7aとペダルコントローラ12から送り出された操縦信号に基づいて、制御コントローラ10が該当する電磁切換弁19及び流量制御弁20を制御し、各空気圧力袋3、3aを隣の空気圧力袋3(又は3a)の変形に連動するように(あるいは比例的ないし線形的に)滑らかに変化させ、例えば揺動台4と4a及び操縦席2が前方へ傾斜した状態(図4を参照)、或いは揺動台4と4a及び操縦席2が右側に傾斜した状態(図5を参照)となるように、揺動台4と4a及び操縦席2を揺動及び/又は振動させる。その揺動又は振動は映像表示装置9に表示される背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応させることで臨場感のある操縦感覚を操縦者14に体感させる。
As described above, the steering signal of the
That is, the air pressure supplied to each of the
次に、請求項2〜5に記載した発明の実施例である操縦模擬装置1’を、図6〜図10に基づいて説明する。この操縦模擬装置1’も、操縦席2を揺動及び/又は振動させる手段として、やはり揺動台4の下の基台5との間に設置された、前記揺動台4の揺動手段(駆動手段)である空気圧力袋3により支持されている。但し、揺動台4の支持にリンク6を併用した構成が特徴である。即ち、一方の端部を前記基台5に、他方の端部を同揺動台4へ回転自在に連結された4本のリンク6により支持されている。前記4本のリンク6は、基台5への取り付け部6aと揺動台4への取り付け部6bを結んだリンク中心軸線の延長線Lが、操縦席2に着座した操縦者14の略胸部前方の空間Aで一つの点Mに交わる配置とされている。
一方、本実施例2では、ハンドル台8及びペダルコントロール12を支持する足下の台4bは、支柱25で支持した静止系として構成されている。しかし、前記4本のリンク6による拘束運動を実現したため、ハンドル7、アクセルペダル11a及びブレーキペダル11b並びにハンドルコントローラ7a、ペダルコントローラ12を操縦者14の足下に設置された静止系の台4bに設置しても、同ハンドル7等に対する操縦者14の操縦姿勢の変化量を小さくでき、揺動台4が激しく揺動及び/又は振動しても、操縦者14の操縦性を十分に良好に確保することができる。
Next, an
On the other hand, in the second embodiment, the
即ち、本実施例2の場合も、前記空気圧力袋3を個別に膨張又は収縮させる手段として、実施例1と同様に、空気圧力袋3のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を図3のように構成して使用する。前記空気圧力袋駆動装置の構成は、実施例1の段落番号[0016]で説明した内容と共通するので、詳細な説明は省略する。
That is, also in the second embodiment, an air pressure bag driving device that supplies air pressure to each of the
この実施例2の操縦模擬装置1’の場合も、空気圧力袋3のそれぞれに供給される空気圧力を、前記ハンドルコントローラ7aとペダルコントローラ12から送り出された操縦信号に基づいて、制御コントローラ10が電磁切換弁19及び流量制御弁20を制御させ、各空気圧力袋3を隣の空気圧力袋3の変形に連動するように滑らかに変化させ、揺動台4及び操縦席2が前方へ傾斜した状態(図9を参照)、或いは揺動台4及び操縦席2が右側に傾斜した状態(図10を参照)のように、揺動台4及び操縦席2を揺動及び/又は振動させるが、上記4本のリンク6による拘束運動として、揺動又は振動のいわゆる瞬間中心Mは操縦者14の略胸部前方の空間Aに位置するから、操縦者14の目線と視覚は常に安定して映像表示装置9の表示内容、つまり背景映像と移動体を確実に明瞭にとらえて認識できるから、移動体の操縦は必要十分に的確に行うことができ、楽しむことができるのである。
In the case of the
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のため付言する。 Although the embodiments have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated examples, and includes a range of design changes and application variations that are usually made by those skilled in the art without departing from the technical idea thereof. I will add that just in case.
1、1’ 操縦模擬装置
2 操縦席
3、3a 空気圧力袋
4、4a 揺動台
4b 台
5 基台
6 リンク
7 ハンドル
7a ハンドルコントローラ
8 ハンドル台
9 映像表示装置
10 制御コントローラ
11a 加速手段(アクセルペダル)
11b 減速手段(ブレーキペダル)
12 ペダルコントローラ
13 ゲーム機本体
14 操縦者
DESCRIPTION OF
11b Deceleration means (brake pedal)
12
Claims (5)
操縦席を設置した揺動台が、同揺動台の下の基台との間に設置された、前記揺動台の揺動手段である複数の空気圧力袋により支持され、
前記空気圧力袋のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋を隣りの空気圧力袋の変形に連動するように変化させて、揺動台及び操縦席が揺動及び/又は振動する構成としたことを特徴とする、操縦模擬装置。 A pilot seated on the cockpit is controlled on the screen so as to respond to a change in the background image displayed on the screen of the video display device by the steering means including the steering means, the acceleration means, the deceleration means, and the steering signal transmission means. In an operation simulator that controls a moving object,
The rocking table on which the cockpit is installed is supported by a plurality of air pressure bags which are installed between the rocking table and the base below the rocking table, and are rocking means of the rocking table.
An air pressure bag driving device for supplying air pressure to each of the air pressure bags;
The air pressure bags supplied to each of the air pressure bags are controlled by the air pressure bag driving device based on a control signal sent from the steering signal sending means, and each air pressure bag is deformed to the adjacent air pressure bag. The control simulator is characterized in that the swing base and the cockpit are swung and / or vibrated by being changed so as to be linked to each other.
操縦席を設置した揺動台が、同揺動台の下の基台との間に設置された、前記揺動台の揺動手段である複数の空気圧力袋により支持され、
更に、一方の端部を前記基台に、他方の端部を前記揺動台へ回転自在に連結された少なくとも3本のリンクにより支持されており、
前記空気圧力袋のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋を隣りの空気圧力袋の変形に連動するように変化させて、揺動台及び操縦席が揺動及び/又は振動する構成としたことを特徴とする、操縦模擬装置。 A pilot seated on the cockpit is controlled on the screen so as to respond to a change in the background image displayed on the screen of the video display device by the steering means including the steering means, the acceleration means, the deceleration means, and the steering signal transmission means. In an operation simulator that controls a moving object,
The rocking table on which the cockpit is installed is supported by a plurality of air pressure bags which are installed between the rocking table and the base below the rocking table, and are rocking means of the rocking table.
Furthermore, one end is supported by the base and the other end is supported by at least three links rotatably connected to the swing base,
An air pressure bag driving device for supplying air pressure to each of the air pressure bags;
The air pressure bags supplied to each of the air pressure bags are controlled by the air pressure bag driving device based on a control signal sent from the steering signal sending means, and each air pressure bag is deformed to the adjacent air pressure bag. The control simulator is characterized in that the swing base and the cockpit are swung and / or vibrated by being changed so as to be linked to each other.
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