JP2009116294A - 体感型運動シミュレーター用運動板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1および第2上下アクチュエータ150,160を採用して、中央ピボットジョイント130を中心に3自由度回転運動が可能になるようにして前記第1および第2上下アクチュエータ150,160が設けられる支持フレーム110および可動フレーム120の設置地点間の距離を選択的に変化させることによって可動フレーム120の流動特性および範囲を変化させて、可動フレーム120に搭乗した使用者の運動感をもっと実感できるようにする。
【選択図】図2
Description
そして前記第1および第2上下連結支持手段は前記支持フレームに連結する地点から前記可動フレームに連結する地点までの距離を固定させたリンクに代替される可能性があることを特徴とする。ここで前記リンクは棒またバー形状の剛体であることを特徴とする。
ここで、前記水平アクチュエータ、そして第1および第2上下連結支持手段は直線型アクチュエータであることを特徴とし、前記第1および第2上下連結支持手段は前記中央ピボットジョイントの軸を含む仮想の平面を間において並列に設けられる。
一方、前記水平アクチュエータ、そして第1および第2上下アクチュエータは電気式リンク型アクチュエータを使用することもできる。この時に、前記電気式リンク型アクチュエータは前記可動フレームに連結するメインリンクと前記支持フレームに設けられたモータに連結する出力リンクを具備し、前記出力リンクは前記メインリンクと連結して、モータの回転力を直線運動で変換して、前記メインリンクに伝達するのを特徴とし、前記可動フレームおよびメインリンク、そして前記メインリンクおよび出力リンクはそれぞれ3自由度回転が可能な第1エンドジョイントおよび第2エンドジョイントを介在して連結するのを特徴とする。
図2を参照すれば実施例1は支持フレーム110、可動フレーム120、中央ピボットジョイント130、水平アクチュエータ140、第1上下アクチュエータ150および第2上下アクチュエータ160を備えて、中央ピボットジョイント130を中心に3自由度回転運動が可能な構成に関するものである。
図2を参照すれば支持フレーム110は実施例1の残り構成要素らを支持するための支持本体である。支持フレーム110は外部に固定される。
図2および図3を参照すれば支持フレーム110の上側には安着フレーム114が突出形成され、前記安着フレーム114には中央ピボットジョイント130の下段部が固定連結される。
一方、中央ピボットジョイント130がボール-ソケットジョイントの場合、ソケット部分が安着フレーム114に固定連結され、ボール部分が可動フレーム120背面に連結される。
前記水平アクチュエータ140は直線型アクチュエータとしてロッド144とシリンダー146を含む。直線型アクチュエータとはアクチュエータの両端部の間の距離が直線経路を通して、変化されるアクチュエータをいう。つまり、油圧または電動モータなどによって、ロッド144がシリンダー146に直線にスライディングされて引入および引出されることによってアクチュエータの両端部の間の距離が変化されるアクチュエータは直線型アクチュエータの例である。
この時に、前記第1水平エンドジョイント141および第2水平エンドジョイント142は水平アクチュエータ140の直線運動が可動フレーム120の回転運動で円滑に伝えられるようにそれぞれ可動フレーム120の連結突部122と支持フレーム110の連結突部112に設置されて、前記水平アクチュエータ140と可動フレーム120または支持フレーム110間の3自由度回転運動が可能なように連結される。前記第1水平エンドジョイント141および第2水平エンドピボットジョイント142に幅広く用いることができるエンドジョイントはボール-ソケットジョイントであるが、その他にこれに結合される結合体を相対的に3自由度回転運動が可能にするいかなるジョイントも用いることができる。
一方前記可動フレーム120には第1上下アクチュエータ150および第2上下アクチュエータ160の固定のために別途の連結板124、126が設置固定することもできるが、場合によっては前記可動フレーム120の構成の一部として一体に形成されることもある。
図2および図3を参照して、水平アクチュエータ140の両側端の間の長さが変わる場合について説明する。
しかし、可動フレーム120は一定箇所が中央ピボットジョイント130に連結されているので可動フレーム120の直線運動ができなくて中央ピボットジョイント130を媒介として回転運動するようになる。
ロッド154とシリンダー156の相対直線運動によって第1上下アクチュエータ150の両側端の間の距離が変化すれば、第1上下アクチュエータ150は可動フレーム120に垂直方向成分の力を含む力を作用させるようになる。しかし、可動フレーム120は一点が中央ピボットジョイント130に連結され、固定されているので前記可動フレーム120は中央ピボットジョイント130を中心に回転運動をする。
従って本発明の可動フレーム120は前記第1および第2上下アクチュエータ150、160の直線運動による回転運動と水平アクチュエータ140の直線傾斜運動による回転運動を含んで、3自由度運動が可能になることである。
前記実施例1の場合、水平アクチュエータ140、第1および第2上下アクチュエータ150、160は直線型アクチュエータであるとしたが、他の実施例の場合これらの中のいずれか一つ以上を後述するリンク型アクチュエータまたはその他の形態のアクチュエータを適用するのも当然可能である。
図4を参照すれば実施例2は支持フレーム210、可動フレーム220、中央ピボットジョイント230、水平アクチュエータ240、第1上下リンク250および第2上下リンク260を備えており、追加的な補助構成として安着フレーム214、連結突部222、212、連結板224、226、水平アクチュエータ240、ロッド244、シリンダー246、第1水平エンドジョイント241、第2水平エンドジョイント242を含む。これらの機能および作動は上の実施例1と重複する場合は説明を省略する。
ただし、図5および図6を参照すれば、第1および第2上下リンク250、260が前記 可動フレーム220に連結する地点間の距離(‘d1’とする)と前記支持フレーム210に連結する地点間の距離(‘d2’とする)が互いに異なる場合、前記可動フレーム220の動きは異なるように現れる。つまり、図5(a)のように前記第1および第2上下リンク250、260が前記可動フレーム220に連結する地点間の距離であるd1がこの前記第1および第2上下リンク250、260が前記支持フレーム210に連結する地点間の距離のd2より大きいとき(d1>d2である場合)には図5(b)のように前記可動フレーム220は支持フレーム210に対して凸の曲面形態の軌跡に沿って動くようになって、反対の場合(d1<d2である場合)には図6(b)のように前記可動フレーム220は支持フレーム210に対して凹の曲面形態の軌跡に沿って動くようになる。このように第1および第2上下リンク250、260と可動フレーム220および支持フレーム210間の連結構成を異にすることによって前記可動フレーム220の動きを多様に調節できて、搭乗者はこれによって1自由度運動であるが、三つの回転運動が組み合わせられたモーション体感ができるようになるのである。この時に前記第1および第2上下リンク250、260の代わりに実施例1で扱った第1および第2上下アクチュエータ150、160を採用して多様でダイナミックな3自由度運動を実現することもできる。
図7を参照すれば、実施例3は支持フレーム310、可動フレーム320、中央ピボットジョイント330、水平アクチュエータ340、第1上下アクチュエータ350および第2上下アクチュエータ360で構成されて、追加的な付加構成として安着フレーム314、連結突部322の構成を含む。彼らは実施例1で説明したことに準ずるので以下、説明を省略する。
図7を参照すれば、可動フレーム320の連結突部322と支持フレーム310の間には水平アクチュエータ340が連結される。水平アクチュエータ340はリンク型アクチュエータとして水平メインリンク343、第2水平エンドジョイント342、水平出力リンク344、ギヤボックス345およびモータ347を含む。
図7を参照すれば、水平アクチュエータ340は可動フレーム320が中央ピボットジョイント330を利用して、支持フレーム310に対して回転運動可能なように連結され、第1水平エンドジョイント341と第2水平エンドジョイント342を有する。前記水平アクチュエータ340は可動フレーム320に水平方向成分を含む力を加えて、可動フレーム320が中央ピボットジョイント330を媒介として3自由度運動が可能になるようにするためであるから、可動フレーム320が水平状態の場合、メインリンク343は水平面と鋭角になるように設置されるのが望ましい。
第1上下エンドジョイント351に幅広く用いることができるエンドジョイントはボール-ソケットジョイントであるが、その他にこれに結合される結合体を相対的に3自由度回転運動を可能にするいかなるジョイントも使用することができる。
230:中央ピボットジョイント 240:水平アクチュエータ 241:第1水平エンドジョイント 242:第2水平エンドジョイント 244:ロッド(rod) 246:シリンダー 250:第1上下リンク 251:第1上下エンドジョイント 252:第2上下エンドジョイント 260:第2上下リンク 261:第1上下エンドジョイント 262:第2上下エンドジョイント 310:支持フレーム 320:可動フレーム 322:連結突部 330:中央ピボットジョイント 340:水平アクチュエータ 341:第1水平エンドジョイント 342:第2水平エンドジョイント 343:水平メインリンク 344:水平出力リンク 345:ギヤボックス 347:モータ 350:第1上下アクチュエータ 351:第1上下エンドジョイント 352:第2上下エンドジョイント 353:上下メインリンク 354:上下出力リンク 355:ギヤボックス 357:モータ 360:第2上下アクチュエータ 361:第1上下エンドジョイント 362:第2上下エンドジョイント 363:上下メインリンク 364:上下出力リンク 365:ギヤボックス 367:モータ 441:第1水平エンドジョイント 442:第2水平エンドジョイント 443:水平メインリンク
Claims (3)
- 下側に備わる支持フレームと、
前記支持フレーム上側に離隔して設置される可動フレームと、前記可動フレームと前記支持フレームを連結支持する中央ピボットジョイントと、
前記可動フレームが前記中央ピボットジョイントを中心に回転運動可能なように前記可動フレームと前記支持フレームの間に設置されて、中央ピボットジョイントの重力方向垂直軸を中心とする回転運動を可能とする水平アクチュエータと、
前記固定フレームと可動フレームの間に設置され、前記中央ピボットジョイントの重力方向垂直軸を含む仮想平面を間に置いて左側および右側に対称に設置され、前記固定フレームと可動フレームとの設置点を通過する仮想の面が中央ピボットジョイントと一定距離で離隔されている第1および第2上下連結支持手段を含むことを特徴とする体感型シミュレーター(simulator)用運動板。
- 前記第1および第2上下連結支持手段は前記支持フレームに連結する地点から前記可動フレームに連結する地点までの距離を選択的に変化させられるアクチュエータであることを特徴とする請求項1に記載の体感型運動シミュレーター用運動板。
- 前記第1および第2上下連結支持手段は前記支持フレームに連結する地点から前記可動フレームに連結する地点までの距離を固定させたリンクであることを特徴とする請求項1に記載の体感型運動シミュレーター用運動板。
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