JP2023509950A - モーションジェネレータ - Google Patents
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Abstract
本発明は、表面に対して移動するエンドエフェクタを含むモーションジェネレータに関し、エンドエフェクタは、少なくとも6つの作動機構によって動かされ、各作動機構は、その端部の1つがエンドエフェクタに接続された細長いテンション部材を含み、それにより、エンドエフェクタは、テンション部材によって表面上に吊り下げられ、他方の端部は、同じ作動機構の関連するロッカーに接続され、これにより、ロッカーは表面に対して固定された軸の周りで枢動可能に取り付けられ、ロッカーが作動すると、関連するテンション部材及びエンドエフェクタが動かされる。本発明はまた、そのようなモーションジェネレータを含むモーションシステム及びシミュレータ、並びに操作及び製造の方法に関する。
Description
本発明は、モーションシステムの分野に関する。特に、排他的ではないが、本発明は、モーションジェネレータ、及びそのようなモーションジェネレータを含むモーションシステム、並びに、モーションジェネレータ及びモーションシステムの使用方法に関する。
モーションジェネレータは、1つ又は複数の自由度の方向でペイロードに力及び/又はモーメント、動き、及び加速度を加えることができるデバイスである。ペイロードは、例えば、モーションジェネレータに基づくモーションシミュレータにおいてシミュレートされた体験をしている人間であり得る。モーションジェネレータは、制御システムを含むモーションシステムで使用される。
モーションシステムは、モーションシミュレーション(例えば、飛行シミュレータ及び運転シミュレータ)、ロボット工学、3D印刷、振動、地震シミュレーションを含む、様々な応用で使用される。モーションシミュレーションで現在使用されている最も一般的なタイプのモーションシステムは、シュチュワードプラットフォーム(又は「ヘキサポッド」)である。これは、6つのアクチュエータ(通常は油圧ラム)を有するパラレルロボットの一種であり、プラットフォームのベースプレート上の3つの構成にペアで取り付けられ、トッププレート上の3つの取り付け点に交差する。装置又は人間のユーザーなどのペイロードは、通常、コックピット、ドライバーエリア、モデル車両のいずれかの形式でトッププレート上に配置され、6つの自由度で動かされ、ここでは、自由に吊り下げられた物体が動くことができ、すなわち、3つの線形運動x、y、z(横方向、縦方向、垂直方向)と、3つの回転運動(ピッチ、ロール及びヨー)が可能である。
モーションシミュレータは、乗員が移動中の車両に乗っているような効果又は感覚を作り出すことができるモーションシステムを含む機構である。モーションシュミレータは、専門的に、ドライバー及びパイロットをそれぞれ運転シミュレータ及び飛行シミュレータの形で訓練するために使用される。それらはまた、産業的に、車両自体の作製、設計及び試験に使用される。運転及び飛行シミュレータに使用される専門的なモーションシミュレータは、通常、例えば、投影システム及び関連するスクリーン及びオーディオ信号によって提供されるビジュアルディスプレイを、ドライバー又はパイロットが占有するキャリッジ(又はシャーシ)の動きと同期させて、動きの効果のより良い感覚を提供する。モーションシミュレータは、レジャー又はゲームへの応用(アーケードビデオドライビングゲームなど)でも使用される。バーチャルリアリティ(VR)ヘッドマウントディスプレイ(HMD)の登場は、現在のモーションシステムで没入型シミュレーションの側面をより安価にし、一人又は複数のプレーヤーが運転、乗車、飛行又はファーストパーソンゲーム体験を制御するアクティブゲームにおいて、パッシブなアミューズメントパーク又はアーケードドライビング、ライディングファーストパーソン、又はフライングライドのようなレジャー用途にバーチャルリアリティ活用を提供することができる。
人間が参加者であるモーションシミュレーションに通常使用されるタイプのヘキサポッドは、通常、最大約20Hzまでの比較的低いバンド幅を有する。つまり、一定の振幅を有する振動的な動きと振動を作り出すことができ、その振動数は毎秒最大20回であり、それを超えると周波数が高くなるにつれて動きの振幅は小さくなる。これは、ほとんどの車のサスペンションの動きを再現するのに十分であるが、自動車エンジンからの振動、タイヤの振動、ロードノイズ、及びレーストラックの鋭いエッジの縁石に関連する周波数成分は送信しない。低いバンド幅はまた、信号が遅延していることを意味し、つまり、ドライバーはそれほど速く応答することができない。
現在のモーションシステム、特に、軍事用及び商業用の飛行指導及び訓練活用などの高性能の用途を対象としたものは、通常、非常に大きく、重く、複雑であり、非常に高価である。それらの複雑さは、広範なプログラミングとメンテナンスとを必要とし、ユーザーのコストをさらに拡大する。専用の運転シミュレータモーションシステムは、マクラーレン(McLaren)/MTSウィリアムス(MTS Williams)/ABDやアンシブル(Ansible)などによって開発されたが、これらは機械的に非常に複雑である傾向があり、したがって非常に高価であるため、精密に機械加工されたカスタムコンポーネントと、多くの場合、高価なリニアモーターを特徴としている。これらの専用の運転シミュレータモーションシステムは、ある方向に移動するときはヘキサポッドよりも応答性が高いが、他の方向ではまだ制限されている。このようなシステムにおけるボールねじの使用は、位置を確立するのに優れる一方で、力の伝達を阻害し、より低いバンド幅しか達成できないという点において不利である。これにより、人間のユーザーにとっての体験が不自然になる。
本出願人の先の特許公開WO2020/007506及びEP3591641は、本発明の技術的背景の一部を形成する。
本発明の目的は、改良されたモーションジェネレータ、及びそのようなモーションジェネレータを組み込んだ、改良されたモーションシステム及びシミュレータを提供することである。本発明の1つの目的は、エンドエフェクタを6つの自由度で動かすことができ、製造コストが安価なモーションジェネレータを提供することである。本発明の別の目的は、レジャー又はゲーム活用に適したモーションジェネレータを提供することである。
本発明の一態様によれば、請求項1に記載のモーションジェネレータが提供される。このようなモーションジェネレータの利点は、製造コストが低いことである。そのようなモーションジェネレータのさらなる利点は、例えば、製造するのにかなりシンプルであり、又は特にコンパクトであることから、レジャー又はゲームへの応用に適していることである。本発明のモーションジェネレータは、依然として、比較的高いバンド幅を有する。モーションジェネレータは、バック駆動可能であり得る。
本発明によるモーションジェネレータのさらなる特徴は、請求項2~17の単独で又は組み合わせから明らかである。
本発明の別の態様によれば、モーションシステムが提供され、このモーションシステムは、本発明によるモーションジェネレータと制御システムとを含む。
本発明の別の態様は、本発明によるモーションジェネレータ又は本発明によるモーションシステムと、環境シミュレーション手段とを含むシミュレータを提供する。
本発明のさらなる態様は、本発明によるモーションジェネレータを含むゲーム又はレジャー用途のモーションシュミレータを提供する。好ましくは、モーションジェネレータは、ゲーム用途で一般的であるように、200kg未満、100kg未満、又は50kg未満の重量のエンドエフェクタと、モーションジェネレータ制御システムとを含む。
本発明はまた、例えば、請求項21から23の1つに記載のように、モーションジェネレータ又はモーションシステムの使用方法を提供する。
本発明はまた、請求項24から25に記載のように、モーションジェネレータ又はモーションシステムの製造方法を提供する。
ここで、本発明のモーションジェネレータ、モーションシステム、及び運転シミュレータ、並びにそれらの動作及び製造について、添付の図1から11を参照して、一例としてのみ説明する。
モーションジェネレータ
本発明によるモーションジェネレータ10を図1に示す。モーションジェネレータ10は、表面12、例えば、モーションジェネレータが置かれている建物の床に取り付けられている。
本発明によるモーションジェネレータ10を図1に示す。モーションジェネレータ10は、表面12、例えば、モーションジェネレータが置かれている建物の床に取り付けられている。
モーションジェネレータ10は、ペイロードを支持するためのプラットフォーム14の形のエンドエフェクタ、ここではユーザー16を含む。プラットフォーム14は、ここでは、例えばゲーム又はレジャー活用に適したレーシングカーのコックピットのレプリカである。プラットフォーム14は、6つの作動機構(完全には示されていない)に含まれる6つの細長いテンション部材T1~6から吊り下がっている。作動機構における細長いテンション部材T1~6の各々の一方の端部は、プラットフォーム14に接続し、もう一方の端部は、作動機構における関連するロッカーR1~6の端部にそれぞれ接続している。図1Aに示すように、ロッカーR1~6は、表面12上に枢動可能に取り付けられ、直線A1、A2、A3、A4、A5又はA6によって示される軸Aの周りで、曲線矢印で示されるように、アクチュエータ(通常はモーター(図示せず))の制御下で、反時計回り又は時計回りの方向に自由に枢動又は揺動する。アクチュエータと完全な作動機構の例を以下に詳細に説明する。示す実施形態では、ロッカーR1~6は、表面12の上に取り付けられている。これらのロッカーは、モーションジェネレータを支持するか、あるいはそれに含まれるフレームに取り付けられていることが好ましい。
モーションジェネレータの使用方法
モーションジェネレータ10は、例えば図11に示すように、、通常は制御システムの命令の下で、ジェネレータの作動機構を作動させることによって操作することができ、その結果、吊り下げられたエンドエフェクタ14は、6つの作動機構における6つのテンション部材のロッカー駆動の動きによって、6つの自由度で動かされる。
モーションジェネレータ10は、例えば図11に示すように、、通常は制御システムの命令の下で、ジェネレータの作動機構を作動させることによって操作することができ、その結果、吊り下げられたエンドエフェクタ14は、6つの作動機構における6つのテンション部材のロッカー駆動の動きによって、6つの自由度で動かされる。
図2に示すモーションジェネレータ10は、エンドエフェクタ14がヨー左状態で示されている。この状態において、ロッカーの変位状態は次のとおりである。
上記の2つの条件が説明されているが、吊り下げられたエンドエフェクタ14は、6つの作動機構における6つのテンション部材のロッカー駆動の動きによって、右揺れ、上揺れ、下揺れ、サージバック、及びそのような状態の任意の組み合わせを含む他の状態に動かされ得ることが好ましい。
作動機構
図4及び図5は、本発明のモーションジェネレータで使用する1つのタイプの作動機構を示す。図4に示すモーションジェネレータ10は、6つの作動機構を含む図1~図3に関連して一般的に説明されるとおりであり、同じ要素には同じ番号が付けられている。1つの作動機構を図5に詳細に示す。作動機構の要素(例えばX)には、以下の異なるタイプの作動機構の説明において、作動機構(すなわち、X1、X2、X3、X4、X5、又はX6)の番号が与えられている。モーションジェネレータには、このような6つの作動機構が与えられている。この形態の作動機構では、図5に詳細に示すように、ロッカーRは、歯付キャプスタンC(図示せず)を有する電気モータMと関連している。細長い歯付ベルトBは、一方の端部がベルトのテンションを維持するばねSに接続されている。歯付きベルトBの他方の端部は、次々にエンドエフェクタ14を吊り下げる細長いテンション部材TMに接続さている。モーションジェネレータには、このような6つの作動機構が与えられている。制御システムからの命令の下で、モータMの操作により、関連する歯付ベルトBの動きを介して、関連するロッカーR1~6の「自由端」(すなわち、枢動不能に取り付けられた端部)が時計回り又は反時計回りに変位する。これにより、エンドエフェクタの動きを生じるロッカーに接続されたテンション部材Tが、図2及び図3に関連して、ロッカーR1~6によるエフェクターの変位に応じて、例えば上述のヨー又はサージフォワード構成に移動する。
図4及び図5は、本発明のモーションジェネレータで使用する1つのタイプの作動機構を示す。図4に示すモーションジェネレータ10は、6つの作動機構を含む図1~図3に関連して一般的に説明されるとおりであり、同じ要素には同じ番号が付けられている。1つの作動機構を図5に詳細に示す。作動機構の要素(例えばX)には、以下の異なるタイプの作動機構の説明において、作動機構(すなわち、X1、X2、X3、X4、X5、又はX6)の番号が与えられている。モーションジェネレータには、このような6つの作動機構が与えられている。この形態の作動機構では、図5に詳細に示すように、ロッカーRは、歯付キャプスタンC(図示せず)を有する電気モータMと関連している。細長い歯付ベルトBは、一方の端部がベルトのテンションを維持するばねSに接続されている。歯付きベルトBの他方の端部は、次々にエンドエフェクタ14を吊り下げる細長いテンション部材TMに接続さている。モーションジェネレータには、このような6つの作動機構が与えられている。制御システムからの命令の下で、モータMの操作により、関連する歯付ベルトBの動きを介して、関連するロッカーR1~6の「自由端」(すなわち、枢動不能に取り付けられた端部)が時計回り又は反時計回りに変位する。これにより、エンドエフェクタの動きを生じるロッカーに接続されたテンション部材Tが、図2及び図3に関連して、ロッカーR1~6によるエフェクターの変位に応じて、例えば上述のヨー又はサージフォワード構成に移動する。
作動機構
図6は、本発明のモーションジェネレータで使用する別のタイプの作動機構を示す。図4に示すモーションジェネレータ10は、再度図1~3に関連して、一般的に説明したとおりであり、同じ要素に同じ番号を付している。このタイプの作動機構では、枢動可能に取り付けられたロッカーRは、シャフト(図示せず)に接続されたモーターRMに関連している。ロッカーRの自由端は、次々にエンドエフェクタ14を吊り下げるテンション部材に接続されている。ロッカーとの直接的な接続により、制御システムからの命令の下、モータRMの作動によって、関連するシャフトの動きにより、関連するロッカーR1~6は、時計回り又は反時計回りに変位する。
図6は、本発明のモーションジェネレータで使用する別のタイプの作動機構を示す。図4に示すモーションジェネレータ10は、再度図1~3に関連して、一般的に説明したとおりであり、同じ要素に同じ番号を付している。このタイプの作動機構では、枢動可能に取り付けられたロッカーRは、シャフト(図示せず)に接続されたモーターRMに関連している。ロッカーRの自由端は、次々にエンドエフェクタ14を吊り下げるテンション部材に接続されている。ロッカーとの直接的な接続により、制御システムからの命令の下、モータRMの作動によって、関連するシャフトの動きにより、関連するロッカーR1~6は、時計回り又は反時計回りに変位する。
作動機構
図7及び図8に、本発明のモーションジェネレータにおいて使用する、更なる作動機構を示す。図7に示すモーションジェネレータ10は、再度図1~3に関連して、一般的に説明したとおりであり、同じ要素に同じ番号を付している。図8に、1つの作動機構を詳細に示す。この形態であり、図8に詳細に示す作動機構では、車軸Aに枢動可能に取り付けられたロッカーRは、歯付キャプスタンC(図示せず)をシャフトに有するモーターMと関連している。細長い歯付ベルトTBは、ロッカーの中間点あたりで、両端がロッカーRに接続され、キャプスタンCと係合する。あるいは、歯付ベルトTBは、連続的であり、一点でロッカーRに固定されることが好ましい。その他の接続点も想定される。ロッカーの自由端に向かう接続点が好ましい場合がある。アイドラープーリーPは、ベルトBのテンションを維持するために、ばねSによってバイアスされる。ロッカーRの自由端は、次々にエンドエフェクタ14を吊り下げる細長いテンション部材TMに接続されている。モーションジェネレータには、このような作動機構が6つ与えられている。制御システムからの命令の下で、電気モーターMが作動すると、関連する歯付ベルトBの動きにより、関連するロッカーR1~6は時計回り又は反時計回りに変位する。これにより、テンション部材が動き、例えば、ロッカーR1~6によるエフェクターの変位に従って、図2及び図3に関連して、上述のヨー又はサージフォワード構成へのエンドエフェクタ14の動きを生じさせる。
図7及び図8に、本発明のモーションジェネレータにおいて使用する、更なる作動機構を示す。図7に示すモーションジェネレータ10は、再度図1~3に関連して、一般的に説明したとおりであり、同じ要素に同じ番号を付している。図8に、1つの作動機構を詳細に示す。この形態であり、図8に詳細に示す作動機構では、車軸Aに枢動可能に取り付けられたロッカーRは、歯付キャプスタンC(図示せず)をシャフトに有するモーターMと関連している。細長い歯付ベルトTBは、ロッカーの中間点あたりで、両端がロッカーRに接続され、キャプスタンCと係合する。あるいは、歯付ベルトTBは、連続的であり、一点でロッカーRに固定されることが好ましい。その他の接続点も想定される。ロッカーの自由端に向かう接続点が好ましい場合がある。アイドラープーリーPは、ベルトBのテンションを維持するために、ばねSによってバイアスされる。ロッカーRの自由端は、次々にエンドエフェクタ14を吊り下げる細長いテンション部材TMに接続されている。モーションジェネレータには、このような作動機構が6つ与えられている。制御システムからの命令の下で、電気モーターMが作動すると、関連する歯付ベルトBの動きにより、関連するロッカーR1~6は時計回り又は反時計回りに変位する。これにより、テンション部材が動き、例えば、ロッカーR1~6によるエフェクターの変位に従って、図2及び図3に関連して、上述のヨー又はサージフォワード構成へのエンドエフェクタ14の動きを生じさせる。
上記では、いくつかの異なるタイプの作動機構を例として説明した。本発明によるモーションジェネレータは、同じタイプの作動機構を6つ含むことができ、あるいは、例えば、上述したタイプの作動機構を混在させることができる。本発明によるモーションジェネレーションは、おそらく冗長性の理由から、6つを越えるそのような作動機構を含み得る。
モーションシステム
本発明のモーションシステムは、本発明によるモーションジェネレータと、関連するモーションジェネレータ制御システムとを含む。図11に、本発明によるモーションジェネレータの動作を制御する際に使用するのに適した制御システムを示す。図11に示す制御システム701は、ユーザーからの入力を受信してもよい。図11に関連して、モーションシステムのモーションジェネレータを702と称するが、制御システム701は、本明細書に記載のジェネレータ10及びモーションシュミレータ20,30などの他のモーションジェネレータ、モーションシステム、及びモーションシミュレータに活用することができる。制御システム701は、コンピュータプログラムを、好ましくは決定論的又はリアルタイムの方法で実行し、シミュレーション環境703又はセットポイントジェネレータ706などのデマンドジェネレータからモーションデマンド入力705を受け取るモーションコントローラ704を備える。モーションコントローラは、要求されたモーションプロファイル705を生成するために、各アクチュエータ709で生成される必要のある位置、加速度、及び/又は力707を計算する。制御システム701はまた、、アクチュエータ709を駆動するために精密に制御された電流710を提供するサーボドライブ708を含む。動作中、モーションコントローラは、各サーボドライブ708に要求された位置又は力707を送信する。アクチュエータ709は、モーションコントローラに、任意にサーボドライブを介してモーションフィードバック712を提供するエンコーダなどのモーション測定装置711を有する。モーションコントローラは、要求されたモーションプロファイル705を測定されたもの712と比較し、それに応じてアクチュエータデマンド707をアップデートする。図11はまた、シミュレートされた車両の物理学と、競馬場や都市道路などのその環境が計算される運転シミュレーションなどのシミュレーション環境703を備えた制御システムを示す。この実施形態では、制御システム701は、バーチャル車両の動きを表すシミュレーション環境703からのモーションデマンドを受け取る。コンピュータプログラムは、バーチャル世界714における車両の動きを決定し、次に、モーションキューイングアルゴリズム713(MCA、ウォッシュアウトフィルタとしても知られている)を適用して、シミュレートされた車両の動きをモーションジェネレータ701によって表現できるものに変換する。これらの計算された動きは、次に、モーションデマンド705として制御システムに提供される。MCA713は、シミュレーション環境703又は制御システム701の一部であるか、又は両方に分離され得る。シミュレーション環境703は、ステアリング、スロットル、又はブレーキ入力などの制御装置716から入力信号715を受信することができ、これは、オペレータ、すなわち、運転手、乗客、又はパイロットなどの人間のユーザーが、シミュレーション環境でバーチャル車両を制御するために使用する。オペレータは、モーションジェネレータ702の乗客であり得る。これらの入力715は、制御システムを介して、又は直接シミュレーション環境に戻すことができる。シミュレーション環境はまた、運転手、乗客、又は他のユーザー又はオペレータのために、ビジュアルディスプレイ717に出力を生成し得る。シミュレーション環境はまた、例えばモーションジェネレータの位置又は制御装置の入力信号に関連する制御システムからの追加のデータ718を必要とし得る。
本発明のモーションシステムは、本発明によるモーションジェネレータと、関連するモーションジェネレータ制御システムとを含む。図11に、本発明によるモーションジェネレータの動作を制御する際に使用するのに適した制御システムを示す。図11に示す制御システム701は、ユーザーからの入力を受信してもよい。図11に関連して、モーションシステムのモーションジェネレータを702と称するが、制御システム701は、本明細書に記載のジェネレータ10及びモーションシュミレータ20,30などの他のモーションジェネレータ、モーションシステム、及びモーションシミュレータに活用することができる。制御システム701は、コンピュータプログラムを、好ましくは決定論的又はリアルタイムの方法で実行し、シミュレーション環境703又はセットポイントジェネレータ706などのデマンドジェネレータからモーションデマンド入力705を受け取るモーションコントローラ704を備える。モーションコントローラは、要求されたモーションプロファイル705を生成するために、各アクチュエータ709で生成される必要のある位置、加速度、及び/又は力707を計算する。制御システム701はまた、、アクチュエータ709を駆動するために精密に制御された電流710を提供するサーボドライブ708を含む。動作中、モーションコントローラは、各サーボドライブ708に要求された位置又は力707を送信する。アクチュエータ709は、モーションコントローラに、任意にサーボドライブを介してモーションフィードバック712を提供するエンコーダなどのモーション測定装置711を有する。モーションコントローラは、要求されたモーションプロファイル705を測定されたもの712と比較し、それに応じてアクチュエータデマンド707をアップデートする。図11はまた、シミュレートされた車両の物理学と、競馬場や都市道路などのその環境が計算される運転シミュレーションなどのシミュレーション環境703を備えた制御システムを示す。この実施形態では、制御システム701は、バーチャル車両の動きを表すシミュレーション環境703からのモーションデマンドを受け取る。コンピュータプログラムは、バーチャル世界714における車両の動きを決定し、次に、モーションキューイングアルゴリズム713(MCA、ウォッシュアウトフィルタとしても知られている)を適用して、シミュレートされた車両の動きをモーションジェネレータ701によって表現できるものに変換する。これらの計算された動きは、次に、モーションデマンド705として制御システムに提供される。MCA713は、シミュレーション環境703又は制御システム701の一部であるか、又は両方に分離され得る。シミュレーション環境703は、ステアリング、スロットル、又はブレーキ入力などの制御装置716から入力信号715を受信することができ、これは、オペレータ、すなわち、運転手、乗客、又はパイロットなどの人間のユーザーが、シミュレーション環境でバーチャル車両を制御するために使用する。オペレータは、モーションジェネレータ702の乗客であり得る。これらの入力715は、制御システムを介して、又は直接シミュレーション環境に戻すことができる。シミュレーション環境はまた、運転手、乗客、又は他のユーザー又はオペレータのために、ビジュアルディスプレイ717に出力を生成し得る。シミュレーション環境はまた、例えばモーションジェネレータの位置又は制御装置の入力信号に関連する制御システムからの追加のデータ718を必要とし得る。
モーションシミュレータ
本発明によるモーションシミュレータ20及び30を図9及び10に示す。モーションシミュレータ20は、本発明による(例えば、上述したような)モーションシステム21(制御システム20CSを含む)と、少なくとも1つの環境シミュレーション手段とを含む。
本発明によるモーションシミュレータ20及び30を図9及び10に示す。モーションシミュレータ20は、本発明による(例えば、上述したような)モーションシステム21(制御システム20CSを含む)と、少なくとも1つの環境シミュレーション手段とを含む。
図9のモーションシミュレータ20において、環境シミュレーション手段は、投影システム20PSとスクリーン22とを含む。オーディオシステムの形態で別個の環境シミュレーション手段も提供され得る。
図10のモーションシミュレータ30において、環境シミュレーション手段は、ユーザー16によって装着されるバーチャルリアリティヘッドセット32の形態である。図10はまた、関連するモーションジェネレータ制御システム30CSに入力を与えるために使用され得るユーザー入力装置、ここではジョイスティック34,35を示している。
モーションジェネレータの製造方法
本発明によるモーションジェネレータの製造方法は妥協することができ、エンドエフェクタ及び少なくとも6つの作動機構を提供し、各作動機構は、その端部の一方でエンドエフェクタに接続された細長いテンション部材を含み、それにより、エンドエフェクタは、テンション部材によって表面の上に吊り下げられ、その他方の端部は、同じ作動機構の関連するロッカーに接続され、これにより、ロッカーは、表面に対して固定された軸の周りに枢動可能になるように取り付けられ、ロッカーが作動すると、関連するテンション部材とエンドエフェクタとが動き、この方法は、制御システムをモーションジェネレータに接続して、モーションシミュレータを製造することをさらに含み得る。
本発明によるモーションジェネレータの製造方法は妥協することができ、エンドエフェクタ及び少なくとも6つの作動機構を提供し、各作動機構は、その端部の一方でエンドエフェクタに接続された細長いテンション部材を含み、それにより、エンドエフェクタは、テンション部材によって表面の上に吊り下げられ、その他方の端部は、同じ作動機構の関連するロッカーに接続され、これにより、ロッカーは、表面に対して固定された軸の周りに枢動可能になるように取り付けられ、ロッカーが作動すると、関連するテンション部材とエンドエフェクタとが動き、この方法は、制御システムをモーションジェネレータに接続して、モーションシミュレータを製造することをさらに含み得る。
Claims (25)
- 表面に対して動くエンドエフェクタを含むモーションジェネレータであって、
前記エンドエフェクタは、少なくとも6つの作動機構によって動かされ、各作動機構は、その端部の一方が前記エンドエフェクタに接続された細長いテンション部材を含み、それによって、前記エンドエフェクタは、前記テンション部材によって前記表面の上に吊り下げられ、その端部の他方は、前記同じ作動機構の関連するロッカーに接続され、これによって、前記ロッカーは、前記表面に対して固定された軸の周りに枢動可能に取り付けられ、前記ロッカーが作動すると、関連する前記テンション部材と前記エンドエフェクタとが動かされる、モーションジェネレータ。 - 各テンション部材が、前記同じ作動機構において、関連するロッカーの長さに沿った点で接続されている、請求項1に記載のモーションジェネレータ。
- 前記点が、前記ロッカーの枢動不能の取り付け端部に向けられている、請求項2に記載のモーションジェネレータ。
- 各ロッカーが、回転ジョイント又はベアリングに枢動可能に取り付けられている、請求項3に記載のモーションジェネレータ。
- 少なくとも1つの作動機構が、前記ロッカーに駆動可能に接続されたモーターを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のモーションジェネレータ。
- 前記モーターが、電気モーター、トルクモーター又はギア付モーターである、請求項5に記載のモーションジェネレータ。
- すべての前記作動機構が、前記ロッカーに駆動可能に接続された電気モーター、トルクモーター、又はギア付きモーターを含む、請求項6に記載のモーションジェネレータ。
- 1つの作動機構のモーターが、その枢動点で前記ロッカーに駆動可能に接続されたシャフトによって前記同じ作動機構の前記ロッカーに接続され、これにより、使用中、前記ロッカーは前記シャフトの回転によって枢動する、請求項7に記載のモーションジェネレータ。
- 前記シャフトが、前記ロッカーが枢動する軸と同心である、請求項8に記載のモーションジェネレータ。
- 少なくとも1つの作動機構が、その長さに沿った点で前記ロッカーに接続されたテンションベルトを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載のモーションジェネレータ。
- 全ての前記作動機構が、前記ロッカーの前記長さに沿った点で前記ロッカーに接続されたテンションベルトを含む、請求項10に記載のモーションジェネレータ。
- 前記点が、前記ロッカーの枢動不能の取り付け端部に向けられている、請求項11に記載のモーションジェネレータ。
- 前記テンションベルトが、前記ロッカーの端部で前記ロッカーに接続されている、請求項12に記載のモーションジェネレータ。
- 前記ベルトが、関連するモーター又は他の駆動装置によって作動されるキャプスタン又はプーリーによって作動され、その他方の端部に取り付けられたばね又は他の弾性部材によってテンションが維持される、請求項1~7又は請求項10~13のいずれか一項に記載のモーションジェネレータ。
- 少なくとも1つの作動機構が、その端部の両方が前記ロッカーに接続されてキャプスタン又はプーリーによって作動されるか、又は、モータによって作動される細長いテンションベルトを含み、任意に、ばね又は他の弾性部材に接続されたアイドラープーリーによってテンションが維持される、請求項1~7又は請求項10~13のいずれか一項に記載のモーションジェネレータ。
- 全ての前記作動機構がそのような細長いテンションベルトを含む、請求項15に記載のモーションジェネレータ。
- 前記表面が床であるか、又は、前記モーションジェネレータの支持体である、請求項1~16のいずれか一項に記載のモーションジェネレータ。
- 請求項1~17のいずれか一項に記載のモーションジェネレータと、モーションジェネレータ制御システムとを含む、モーションシステム。
- 請求項1~18のいずれか一項に記載のモーションジェネレータ又はモーションシステムと、少なくとも1つの環境シミュレーション手段とを含む、モーションシミュレータ。
- 200kg未満、100kg未満又は50kg未満の重量のエンドエフェクタを含む、請求項1~17のいずれか一項に記載のモーションジェネレータと、モーションジェネレータ制御システムとを備える、ゲーム又はレジャー用途のモーションシミュレータ。
- 請求項1~17のいずれか一項に記載のモーションジェネレータ、又は、請求項18~20のいずれか一項に記載のモーションシミュレータの操作方法であって、前記方法は、前記作動機構の一部又は複数を操作して、前記エンドエフェクタを最大6つの自由度で動かすことを含む、方法。
- 前記操作が、モーションジェネレータに接続されたモーションジェネレータ制御システムによって、又は、モーションシステム内で行われる、請求項21に記載の方法。
- 前記制御システムが、ユーザーによって操作される、請求項22に記載の方法。
- 請求項1~17のいずれか一項に記載のモーションジェネレータの製造方法であって、
前記方法は、エンドエフェクタと、少なくとも6つの作動機構を含む構成要素を提供することを含み、各作動機構は、その端部の一方が前記エンドエフェクタに接続された細長いテンション部材を含み、それにより、前記エンドエフェクタは、前記テンション部材によって前記表面の上に吊り下げられ、その端部の他方は、前記同じ作動機構の関連するロッカーに接続され、これにより、前記ロッカーは、前記表面に対して固定された軸の周りに枢動可能に取り付けられ、前記ロッカーが作動すると、前記関連するテンション部材と前記吊り下げられたエンドエフェクタが動かされ、前述の構成要素を組み立てて、モーションジェネレータを製造する、モーションジェネレータの製造方法。 - モーションシステムを製造する方法であって、前記方法は、請求項24に記載のモーションジェネレータを製造することと、前記モーションジェネレータに制御システムを接続することとを含む、方法。
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