JP2931411B2 - 対応性のある直方形モーションベース - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、広くはシミュレータに関し、とくに対応特
性が改良された直方形のモーションベースを特徴とする
シミュレータ・システムに関する。

関連出願のクロスレファフェンス 本明細書に含まれる内容の一部は、「シミュレータに
おける補足的な動きを生成するための方法および装置」
と題するアメリカ合衆国特許第5199875号で開示され特
許請求された発明、およびそれぞれが、「直方形モーシ
ョンベースを有するシミュレータ・システム」、「三軸
モーションベース台」、および「小型シミュレータ・シ
ステム劇場」と題するアメリカ合衆国特許出願一連番号
第08/014117号、第08/130507号、および第08/014330号
に開示され特許請求された発明に含まれている。これら
は、すべて、参考資料として本出願に添付されている。

発明の背景 シミュレータは、当業者には公知であり、航空機のパ
イロットの訓練用シミュレータや娯楽用の乗り物のシミ
ュレータなど各種の分野で利用されている。公知のシミ
ュレータは、一般に、一以上の座席を有するモーション
ベースとあらかじめ定められたある一連の駆動信号にも
とづいて該モーションベースを休止位置から移動させる
プログラマブルなアクチュエータを複数を含むものであ
る。該モーションベースに直接取り付けられるかあるい
はすぐ周囲に配置される投射スクリーンには、動く画像
がモーションベースの動きに同期して映し出される。モ
ーションベースの移動とそれに付随するオーディオビジ
ュアルな作業の間の同期をとるためにコントローラが配
設される場合もある。あるいは、例えば得られるプログ
ラムを繰り返し使用する場合には、オーディオビジュア
ルな映像とモーションベース制御信号を同時に媒体に記
録する構成とされるものもある。

公知のシミュレータには、アメリカ合衆国特許第4752
065号および第4798376号で開示された娯楽用の乗り物の
シミュレータ装置がある。この装置のモーションベース
は、動く画像を見ている乗客を動かしたり傾けたりする
ものである。個別のアクチュエータ・セットによってす
べて同期して動かされる複数の乗客保持フレームが配設
される。乗客には、固定スクリーンに映しだされる動く
画像が示される。各乗客保持フレームは、ビーム上で上
下に枢動し、該ビームは、二基のほぼ垂直のアクチュエ
ータのみによって支持され、ビームの動きは二対のリン
クまたはアームによって制限される。

タナスのアメリカ合衆国特許3923300号および第38654
30号は、支持構造とシャーシからなり、該シャーシは、
それに移動自在に取り付けられた背部、アーム、および
台座部を含む構成の劇場用椅子を開示している。動き
は、垂直および水平方向に行なわれる。このタナスの椅
子は、制御信号情報が動く画像用フィルム上にコード化
されている全システムの一部を構成するものである。椅
子は、動く画像と同期して操作され、動く画像の現実感
を高めるはたらきをする。

ゲーム機械の例は、マナベのアメリカ合衆国特許第44
78407号に開示されていう、該'407の機械は、平面のプ
ラットフォーム上の垂直のヒンジ点に座席が枢動自在に
取り付けられ、それとともに構成されたアクチュエータ
によって垂直な第三次元の動きが得られるモーションベ
ースを含むものである。該'407の装置は、垂直運動とと
もに縦揺、横揺れ、および偏揺れの感じを生成する構成
である。

キャラネンのアメリカ合衆国第3645011号は、飛行シ
ミュレーション用モーション・システムを開示したもの
である。該'011の飛行シミュレーション・システムは、
関連するそれぞれの往復ピストンに平進運動をあたえる
三つの互いに隔てられた油圧式アクチュエータを含む。
該アクチュエータの一つは、地面に置かれた飛行訓練装
置の縦軸あるいは横揺れ軸を含む垂直面内に配置され、
他の二つのアクチュエータは、該横揺れ軸のいずれかの
横側の垂直位置で横揺れ軸から隔てられたところに配置
される。

アメリカ合衆国特許第4066256号は、他の娯楽用乗り
物シミュレータを開示している。該'256の娯楽用乗り物
シミュレータは、動く画像の表示に同期して乗客に力を
加えることによって乗客に高速運転中の車両内に坐って
いるような錯覚をあたえるものである。該'256の装置
は、油圧ラム上に載置された乗客保持フレームを含み、
該ラムは、乗客保持フレームを傾けたりあるいは上下に
動かすことができるもので、フレームに接続されたフィ
ルムプロジェクターおよびスクリーンもフレームととも
に動く構成となっている。

アメリカ合衆国特許第4846686号は、多画像式自動車
シミュレータを開示している。該'686のシミュレータ
は、フロントグラスを通して運転者が見るであろう通常
の前を向いた「運転者の視点」の画像を用いることを特
徴とする。該'686のシミュレータで表示される画像に
は、他に、後方を向いた一以上のカメラで記録されたも
のを含まれる。シミュレータ内の人には、前を向いた
「運転者の視点」の映像ならびにシミュレータの自動車
の後方を向いた場合に運転者が見るであろう映像が同時
に示される。

アメリカ合衆国特許第4276030号は、枢動自在な車両
シミュレータであって、上方フレームの一端に車両シミ
ュレータの乗客ステーションが載置されたものを開示し
ている。上方フレームは、垂直軸のまわりで枢動自在な
ベース・フレームに取り付けられている。乗客ステーシ
ョンにはダミーのステアリングホイールが配設され、上
方フレームを枢動させるように連結されている。ベース
・フレーム上に載置されたシャフト上では上方フレーム
の他端が回転式および並進式の組み合わせベアリングに
よって支持され、上方フレームの垂直軸のまわりでの枢
動および該枢動中の中央位置からいずれかの方向へのわ
ずかな上方縦揺れが行なえる構成となっている。上方フ
レームおよびステアリングホイールは、重力によって中
心位置へ戻される。

アメリカ合衆国特許第5022708号は、動きのシミュレ
ーションのための機械的座席装置を開示している。各座
席は、偏揺れ、縦揺れ、および横揺れ方向の動きのシミ
ュレーションのために該座席の下に配置された球形のベ
アリングを含む。各座席は、また、後方および前方、横
から横、および上方および下方と合計６の自由度を有す
る動きを可能にする構造を含む。座席には共通の油圧系
が接続されていてこれらの座席に同時に動きをあたえる
構成とされる。

他の公知のシミュレータ・システムは、回転運動を主
とするものであり、アメリカ合衆国特許第5060932号の
娯楽装置、アメリカ合衆国特許第5060932号のビデオ・
シミュレーション装置、およびアメリカ合衆国特許第47
10129号のシミュレーション装置などがそれに含まれ
る。これらは、すべて、横揺れ、偏揺れ、および縦揺
れ、またはそれらの組み合わせを同時にシミュレーショ
ンで行なう構成となっている。中には、シミュレーショ
ンの一部として乗客が見る投射画像を用いる構成のもの
もある。アメリカ合衆国特許第4066256号の娯楽用乗り
物シミュレータは、三つのほぼ垂直なヒンジ式アクチュ
エータを動きを制御して上端の取り付けられた水平の台
を移動させ、それによって該台の面内での加速のシミュ
レーションを行なうことを特徴とする。

モーションベースは、多くの場合大きくかつ丈の高い
場合に最も効果があるが、あまり大きすぎるとシミュレ
ータ・システムが標準設計の建物内には収まらないこと
になる。営業用建物は、通常、高さの最大が約14.5フィ
ート（4.4m）である。したがって、公知のシミュレータ
・システムは、特別に建造した建物の中に収容する必要
がある。娯楽用の場合には、当らしい建物を建造したり
現存の建物を改造するためのコストがシミュレータ・シ
ステムのコストに上のせされる。さらに、現存の直方形
モーションベースは、あたえられる移動重量に対して最
大の強度を得るために剛性の熔接構造を使用している。
しかし、このようにして得られたモーションベースに
は、熔接部分が壊れたり、リニア・ベアリングの寿命が
短すぎたりする欠点がある。

したがって、シミュレータ・システムで用いられるモ
ーションベースにおいて、構造が簡単で建造費が少なく
てすみ、しかも対応性が高いために選ばれたフレーム・
アセンブリーの中でよい負荷分布が得られるモーション
ベースが求められる。本発明は、そのようなモーション
ベースを提供することを目的とする。

公知のシミュレータでは、映像とモーションベースの
動きの組み合わせが乗客に及ぼす生理的効果を考慮せず
にモーションベースによってあたえられる動きをビジュ
アルな映像の提示と相関させていた。その予期しないま
たのぞまない結果として、しばしば乗り物酔いが発生し
ている。乗り物酔いは、主としてビジュアルな映像と視
る人の側の基準の枠組みのそれに対応する動きの不適切
な関係から起こることが認められている。

シミュレータは、ビジュアルな映像と乗客の限られた
動きを組み合わせて用いることによって乗客に錯覚をあ
たえるものである。その効果を高めるためには、シミュ
レータは、ビジュアルな映像の一部として提示される
「開始キュー」とモーションベースの最初の動きを同期
させて内耳に錯覚をあたえるように飯することが必要で
ある。内耳は、加速すなわち単位時間あたりの速度変化
に敏感である。加速の大きさは、動きの開始時または動
きの変化の開始時に最大となる。したがって、この時点
でモーションベースの動きの開始と対応するビジュアル
な映像の間に厳密な相関をもたせることがきわめて重要
である。

乗り物酔いが起こるときには、人の基準の枠組みの角
運動がきわめて重要な役割りを果たすことも具体的に立
証されている。例えば、自動車の運転者は、他の乗客に
比して乗り物酔いにきわめてかかりにくい。運転者の視
覚に入力は、ほぼ水平線に向かう道に限られている。し
たがって、運転者の基準の枠組みは、直交性の直線運動
を経験するだけである。それに対して、乗客の基準の枠
組みは、他の乗客や自動車の内部を含んでいる。運転中
のその枠組みの規則的また不規則な上下動は、角運動
（縦揺れ、横揺れ、首揺れ）を特徴とする。

したがって、シミュレータは、物理的および視覚的開
始キューを相関させまた車両の内部など乗客の基準の枠
組みを構成するものの角運動を避けることが必要であ
る。しかし、先行技術にあっては、動きとそれに関連す
るビジュアルな映像の間の直交忠実性を維持することす
なわち開始キューを相関させることの必要性が認識され
ていない。先行技術のモーションベースには、動きを直
交する三つの方向に制限するように構成されたものはな
い。逆に、先行技術は、フライト・シミュレータを目指
すかあるいはそのまねをして開始キューの間の関係を無
視してつくられており、モーションベースの自由度を最
大限に高めることをよしとして、乗り物の回転運動また
は角運動（縦揺れ、横揺れ、首揺れ）をあたえる構成と
なっている。

公知のモーションベースには直交運動に適応する努力
がはらわれるべきであるが、そのためにはコントローラ
がさらに複雑な構成となる。直交する三つの自由度のみ
が許される場合には、回転運動のシミュレーションをす
るためのハードウエアは余分なものとなってしまう。さ
らに、動きがそのように限定された場合には、先行技術
のモーションベースのコストは、それに対応して高くな
る。簡単で費用効果の高い方法でより合理的にイベント
のシミュレーションを行ない、同時に乗り物酔いを起こ
すおそれのある動きを避けるシミュレータ・システムが
提供されることがのぞまれる。本発明は、そのようなシ
ミュレータ・システムを提供することを目的とする。

発明の概要 本発明の一つの目的は、シミュレータ・システムに用
いられる対応特性にすぐれた直方形モーションベースを
提供することである。

本発明の他の一つの目的は、上に述べた種類のモーシ
ョンベースにおいて、重量が小さくしたがって建物構造
への運動負荷の少ないモーションベースを提供すること
である。

本発明のさらに他の一つの目的は、上に述べた種類の
シミュレータ・システムにおいて、多様なモーション・
アクチュエータを使用することのできるシミュレータ・
システムを提供することである。

本発明の他の一つの目的は、動きが三つの直線直交軸
にほぼ限定されたモーションベースによって現実感が高
められるシミュレータ・システムを提供することであ
る。

本発明の他の一つの目的は、上に述べた種類のシステ
ムにおいて、視覚と動きの開始キューの相関が維持され
るシステムを提供することである。

本発明の他の一つの目的は、上に述べた種類のシミュ
レータ・システムにおいて、モーションベースの動きと
同期したオーディオビジュアルな表示装置を有し、ビジ
ュアルな表示装置の不適当な角運動を避けるようにした
システムを提供することである。

本発明のさらに他の一つの目的は、上に述べた種類の
シミュレータ・システムにおいて、サブ部分を有するビ
ジュアルな映像を表示し、該サブ部分の要素は、モーシ
ョンベースの変位と調和して直交方向にのみ動くように
制約されたシステムを提供することである。

本発明のさらに他の一つの目的は、上に述べた種類の
シミュレータ・システムにおいて、ビジュアルな映像が
前景および背景の映像からなり、前景の映像要素は、直
交方向の動きのみに制約されたシステムを提供すること
である。

本発明の他の一つの目的は、上に述べた種類のシミュ
レータ・システムにおいて、ビジュアルな映像の要素が
前景映像部分と背景映像部分の間で移転することがで
き、またそれらの動作が選ばれた運動の規則にもとづい
て制限されるシステムを提供することである。

本発明のさらに他の一つの目的は、上に述べた種類の
シミュレータ・システムにおて、モーションベースによ
って各乗客に同じ大きさの変位があたえられるシステム
を提供することである。

本発明にもとづけば、シミュレータ・システムの乗客
にモーションベースの動きと同期してある一連のオーデ
ィオビジュアル映像信号を提示するための指令信号を生
成するシステム・コントローラを有するシミュレータ・
システムで用いられるモーションベースにおいて、土台
として部屋のフロアに固定されるベースフレームを含
み、該ベースフレームは、ベースフレーム部材によって
形成される周囲部を有し、該部材は、第一の部材のほぞ
穴で第二の部材の相補形のほぞを受ける形で互いに取り
付けられ、該ベースフレーム部材の互いに対向するもの
どうしはほぼ平行な上表面を有するモーションベースが
提供される。中間フレームは、ベースフレームに対して
第一の軸に添って移動自在に配置される。該中間フレー
ムは、中間フレーム部材によって形成される周囲部を有
し、該部材は、第一の部材のほぞ穴で第二の部材の相補
形のほぞを受ける形で互いに取り付けられ、該中間フレ
ーム部材の互いに対向するものどうしはほぼ平行な上表
面と下表面を有する。ベースフレームと中間フレームを
拘束して第一の軸に添った相対直線運動のみを行なうよ
うにするためにそれぞれベースフレームの上表面と中間
フレームの下表面に取り付けられるベースおよび中間移
動案内素子は、互いに係合して共働する。第一アクチュ
エータは、ベースおよび中間移動案内素子と連通し、受
信した第一アクチュエータ駆動信号に応答してベースフ
レームに対する中間フレームの相対移動を行なう。上方
フレームは、中間フレームに対して第二の軸に添って移
動自在に配置される。該上方フレームは、上方フレーム
部材によって形成される周囲部を有し、該部材の互いに
対向するものどうしはほぼ平行な下表面を有する。モー
ションベースは、また、上方フレームの中央領域に取り
付けられたアクチュエータ・キャリッジを含む。上方フ
レーム部材には、直立のスタビライザー・マウントが取
り付けられ、上方スタビライザー・マウント面上に取り
付けられたスタビライザー受けは、上方フレーム周囲部
に対して傾斜した関係を示す。中間フレームと上方フレ
ームを拘束して第二の軸に添った相対直線運動のみを行
なうようにするためにそれぞれ中間フレーム部材の上表
面と上方フレーム部材の下表面に取り付けられる中間お
よび上方移動案内素子は、互いに係合して共働する。第
二アクチュエータは、中間および上方移動案内素子と連
通し、受信した第二アクチュエータ駆動信号に応答して
中間フレームと上方フレームの相対移動を行なう。リフ
ト・キャリッジは、ほぼ第一および第二の軸双方に対し
て直角の第三の軸に添って上方フレームに対して移動自
在に配置され、該リフト・キャリッジ下表面に取り付け
られたスタビライザー受けを有する。第三アクチュエー
タは、上方フレームおよびリフト・キャリッジ移動案内
素子と連通し、受信した第三アクチュエータ駆動信号に
応答して上方フレームに対するリフト・キャリッジの相
対移動を行なう。該第三のアクチュエータは、アクチュ
エータ・キャリッジに取り付けられた第一の端部を有す
る。スタビライザーは、スタビライザー受け内に回転自
在に取り付けられて、リフト・キャリッジ移動中の横方
向の安定を保つ。

本発明のさらに他の一側面にもとづけば、占有者にイ
ベントのシミュレーションを提供するために用いるシミ
ュレータ・システムは、三つの直交変位軸に添ってのみ
移動可能で、土台を提供する固定された第一の部材と該
第一の部材に受けられる構成で第一の部材に対して第一
の方向にのみ移動可能な第二の部材とを有するモーショ
ンベースを含む。第三の部材は、該第二の部材に受けら
れて第二の部材に対して該第一の方向と直交する第二の
方向にのみ移動可能である。台は、該第三の部材に受け
られて第三の部材に対して該第一および第二の両方向と
直交する第三の方向にのみ移動可能な構成とされる。該
台は、さらに、台の上表面上で乗込み式シミュレーショ
ン装置を受ける構成とされる。該部材を相対直線運動の
みに制約するために該部材の一つに取り付けられた一対
の共働係合する第一および第二の直線案内素子を含む直
線変位装置が配設される。受信したアクチュエータ駆動
信号に応答して該部材の相対直線変位を行なうために複
数のアクチュエータが配設される。シミュレータ・シス
テムの占有者に一連のオーディオビジュアル映像信号を
提供するためのオーディオビジュアル表示手段が含まれ
る。モーションベース・コントローラは、受信した指令
信号に応答してアクチュエータ駆動信号を生成し、シス
テム・コントローラは、モーションベース・コントロー
ラにオーディオビジュアル映像信号の提示と同期して該
指令信号を供給する。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明にもとづく直方形モーションベース
を備えたシミュレータ・システムを示す簡単なブロック
線図である。

第２図は、第１図のモーションベースの簡単な側立面
図である。

第３図は、第１図のモーションベースのベースフレー
ムの簡単な上面図である。

第４図は、第３図の線Ａ−Ａに添って見たベースフレ
ームの簡単な立面図である。

第５図は、第３図の線Ｂ−Ｂに添って見たベースフレ
ームの簡単な立面図である。

第６図は、第１図のモーションベースの中間フレーム
の簡単な上面図である。

第７図は、第６図の線Ａ−Ａに添って見た中間フレー
ムの簡単な立面図である。

第８図は、第６図の線Ｂ−Ｂに添って見た中間フレー
ムの簡単な立面図である。

第９図は、第１図のモーションベースの上方フレーム
の簡単な上面図である。

第10図は、第９図の線Ａ−Ａに添って見た上方フレー
ムの簡単な立面図である。

第11図は、第９図の線Ｂ−Ｂに添て見た上方フレーム
の簡単な立面図である。

第12図は、第１図のモーションベースのスタビライザ
ーの簡単な上面図である。

第13図は、第１図のモーションベースにおけるスタビ
ライザー・アセンブリーの立面図である。

第14図は、第１図のモーションベースのリフト・キャ
リッジの上面図である。

第15図は、第14図のリフト・キャリッジの第14図の線
Ａ−Ａに添って見た簡単な立面図である。

第16図は、第１図のモーションベースとともに用いら
れるベアリング・レールの上面図である。

第17図は、第16図のベアリング・レールの側立面図で
ある。

第18図は、ロッドおよびサドルとともに組み立てられ
た第16図のベアリング・レールの端面図である。

第19図は、第１図のモーションベースとともに用いら
れる垂直アクチュエータの上面図である。

第20図は、第19図の垂直アクチュエータの側面図であ
る。

第21図は、第１図のモーションベースとともに用いら
れる水平アクチュエータの上面図である。

第22図は、第21図の水平アクチュエータの側面図であ
る。

第23図は、第１図のシミュレータ・システムの簡単な
側立面図である。

第24図は、第１図のシミュレータ・システムによって
実行されるアルゴリズムの線図である。

第25図は、第１図のシミュレータ・システムで用いら
れる投射映像の前景と背景を示す略図である。

第26図は、第25図の投射映像の後の投射映像の前景と
背景の関係を示す略図である。

第27図は、第１図のシミュレータの一部分を示す簡単
な側立面図である。

好ましい実施形態の説明 第１図を参照して、図は、本発明にもとづいて得られ
るシミュレータ・システム10を示すブロック線図であ
る。該システム10は、複数のアクチュエータ14を含むモ
ーションベース12を有する。アクチュエータは、モーシ
ョンベース・コントローラ18から線16を介して駆動信号
16を受け取る。モーションベースは、該シミュレータ・
システム利用者用の少なくとも一つの座席を含む。

シミュレータ・システムは、プロジェクター22および
スピーカー24ならびに図示しない投射スクリーンを含
む。通常、オーディオビジュアルな映像は、公知の本発
明で単一のフィルム媒体上でコード化されている。本発
明とともに用いることのできるフィルムのフォーマット
に制限はない。指令信号は、デジタル・ハード・ディス
ク28などの記憶媒体から線26を介してモーションベース
・コントローラへ供給される。アクチュエータ駆動信号
は、以下に詳細に説明するようにプログラムされ、同じ
くプログラムされたオーディオビジュアルな映像にもと
づいて同期してモーションベースへあたえられるように
構成されている。すでに述べたように、モーションベー
スは、好ましくは複数の油圧式アクチュエータで構成さ
れ、その各々がアクチュエータを設定された速度で設定
された量だけ移動させる駆動信号を受け取るようにサー
ボ弁（図示せず）を備えて構成される。油圧アクチュエ
ータおよびサーボ弁は、ともに公知の種類のものであ
る。

第２図は、直方形モーションベース12を含むシステム
10の好ましい一実施形態の簡単な立面図である。スクリ
ーン30は、湾曲しており、その好ましい形状は球面であ
る。乗客は、乗り物用カーまたはそれと等価の台34上に
ある座席32に坐らされる。好ましくはモーションベース
は、12なしい18人の乗客をのせるものである。台34は、
各乗客の視界が妨げられないようにスクリーンに向かっ
て低くなっている。第２図には図示しないが、モーショ
ンベース上方にはプロジェクターが配置されている。

第27図は、直方形モーションベース12を含むシステム
10の好ましい実施形態をより詳細に示した概略図であ
る。スクリーン30に投射される映像11は、後に詳細に説
明するように許される動きに関してそれぞれ異なる規則
にしたがう二つの構成部分を有する。スクリーンは、湾
曲しており、その好ましい形状は球形である。本発明で
用いられるフィルムの形式には制限はない。乗客13は、
台43上の座席32にすわる。システムの好ましい座席数は
12なしい18人分である。第23図のモーションベースの側
面図からわかるように、台は、各乗客の視界を妨げない
ようにスクリーンに向かって傾斜している。また、やは
り第23図からわかるように、プロジェクター22は、モー
ションベースの上方に配置されている。

好ましいモーションベースは、先行技術と比較して高
さが低いこと、水平面で直角運動をすること、第三の方
向にほぼ垂直運動（すなわち10度以下の回転）をするこ
とを特徴とする。当業者には、本発明は乗客用台レール
またはラックおよびピニオン機構または片持ちばり機構
によって垂直に動くようなモーションベースの他の構成
も含むものであることが理解されよう。

好ましい実施形態のモーションベースは、単純かつ軽
量で、製造および保守の費用を低減するものである。モ
ーションベースは、一連の周囲のフレームおよびキャリ
ッジを含み、これらは、それぞれ単一の軸に添って動く
ように構成され、偏揺れ、縦揺れ、および横揺れの回転
軸に添った回転運動は完全に排除されている。本発明の
モーションベースは、基本的なx,yおよびｚの直角軸の
三つの自由度にほぼ完全に限定されたものである。

第３〜５図は、ベースフレーム36の簡単な図である。
ベースフレームは、モーションベースの土台として機能
し、シミュレータ・システムのフロアまたは他の不動部
分に取り付けられる。ベースフレームは、ベースフレー
ムの周囲部を形成する複数の直方形の管部材38〜44で構
成される。各隅部には、フレームをフロアにボルト止め
するために用いられる基礎板46〜52が配設される。

直方形の管素子54〜60は、構造を直方形に維持するた
めの隅ブレースとして用いられる。これらのブレース
は、好ましくは部材38〜44にボルト止めされる。部材42
からは、該部材42に対してほぼ垂直に配置されたアクチ
ュエータ・マウント64を含むアクチュエータ支持構造62
が伸びている。基礎板66は、該アクチュエータ支持構造
に熔接され、フロアにボルト止めされている。ブレース
68,70は、部材42ならびにアクチュエータ・マウント自
身に取り付けられている。ヒール板72は、図示しないア
クチュエータの一端を受けるためのものである。

ベースフレームは、ベースフレーム部材を互いに取り
付けるためのほぞ穴とほぞを有する構成を特徴とする。
図示のように、ほぞ部材40は、部材38のほぞ穴に受けら
れている。これらの部材は、直径が好ましくは2.5イン
チ（6.35cm）のピン73によって互いに固定される。以下
に詳細に説明するように、この構造によって、フレーム
の部材の間のわずかな動きが可能となり、それらにかか
る負荷を低減することによってモーションベースの他の
動く構成部品に有意に役立つ結果が得られる。ベースフ
レーム部材40および44の上表面上には、ベアリング・レ
ール74〜80が配設され、好ましくはフレーム部材にボル
ト止めされ、それによって相補的なベアリング・レール
部品（例、ピロー・ブロック）を受けることができまた
Ｘ軸82に添った中間フレーム部材の動きが可能となる。
第４および５図は、それぞれ線AAおよびBBから見た簡単
な立面図である。

第６〜８図は、ベースフレームによって受けられる中
間フレーム部材84を示す。第６図は、空間フレームの上
面図であり、第７および８図は、それぞれ線AAおよびBB
から見た簡単な立面図である。該中間フレームの構成
は、やはりほぞ穴とほぞ構造を用い、そのため部材86〜
92がピン94〜100によって互いに所定の位置に保持され
るという点でベースフレームと似ている。隅ブレース10
2〜108は、適当な位置でそれぞれ中間フレーム部材に取
り付けられている。

部材86および90の上表面に添って、ベアリング・レー
ル110〜116が配設され、ボルト止めまたは他の方法で固
定され、それによって上方フレームのＹ軸に添った動き
が可能となる。第３〜５図に示すベアリング・レールと
同様に、ベアリング・レール110〜116も対応するベアリ
ング・ロッドを受ける構成となっており、それによって
上方フレームのＹ軸に添った動きが可能となる。

第９〜11図を参照して、これらは本発明にもとづいて
配設される上方フレーム118の簡単な図である。第９図
は、上面図であり、第10および11図は、それぞれ線AAお
よびBBから見た簡単な立面図である。上方フレームは、
外側周囲部材120〜126を含み、これらの部材は熔接され
て剛性でほぼ平面の構造を形成する。部材130〜136で形
成される中央キャリッジ・アセンブリー128は、ほぼ直
方形の形状に構成されている。該キャリッジ・アセンブ
リーは、上方フレームの周囲部内の中央に配置され、部
材130および132は、周囲部の平面とほぼ見当を合わされ
ている。中央キャリッジ・アセンブリーの外表面から
は、フレーム・ブレース138〜152が伸び、上方フレーム
の周囲部材の対応する位置で受けられている。

中央キャリッジ・アセンブリーは、モーションベース
の動きの三つの軸の中の二つの軸用のアクチュエータを
受ける構成となっている。Ｚ軸アクチュエータは、キャ
リッジ・アセンブリーの底部分から周囲のフレーム面を
通って上方に伸びている。第10図は、Ｚアクチュエータ
が移動軸157に添って完全に引き伸ばされた位置154と完
全に圧縮された位置156にある状態を示す。Ｙ軸アクチ
ュエータ158は、キャリッジ・アセンブリー内で受けら
れている。

上方フレームは、また、第一および第二のアングル素
子160,162を含み、これらは、上方フレーム周囲部材124
の一端で受けられ、それによって該アングル素子の最外
側部分が該部材とほぼ見当と合わされてそれぞれの内部
端部に対して立ち上がった位置にある構成とされる。受
け具166〜174は、アングル素子の上表面に取り付けら
れ、以下に詳細に説明するようにスタビライザーの係合
素子を受ける。

第12図は、本発明のモーションベースで用いられるス
タビライザー176の上面図である。好ましい実施形態に
あっては、二基のスタビライザーが用いられる。各スタ
ビライザーは、上方フレーム・アセンブリーの受け部の
対応する係合素子によって受けられる係合素子178,180
を有する。第14〜15図に示すリフト・キャリッジ186の
対応する受け部によって受けられる同様な係合素子182,
184も配設されている。該スタビライザーは、リフト・
キャリッジとともに動き、垂直上昇運転中の横方向の安
定を確保する。第13図は、垂直アクチュエータ156と完
全に圧縮された位置にあるスタビライザー176および188
の立面図を比較して示す。

第14および15図は、本発明にもとづいて配設されるリ
フト・キャリッジ186を示す。リフト・キャリッジは、
周囲部材190〜196を含み、これら周囲部材は、好ましく
は熔接されて剛性の構造を形成する。また、中央アセン
ブリー198は、上方に伸びる管状素子200,202を含み、こ
れらの管状素子は、中央受け素子204に接合される。Ｚ
あるいは垂直アクチュエータは、ヒール板によって素子
204内に受けられている。第14図にもスタビライザーが
示されているが、スタビライザーの受け部は示されてい
ない。

第16〜18図は、本発明にもとづいて配設されるリニア
・ベアリング・アセンブリー206に一部分を示す。第16
図は、ベアリング・レール208の上面図を示し、第17図
は、その立面図を示す。第18図は、レールの端面図を示
し、ベアリング・ロッド210がレールにボルト止めされ
るサドル212に固定され、ベアリング・アセンブリーが
フレームの対応する部材にボルト止めされている状態を
示している。該ベアリング・アセンブリーは、また、第
10図に示されるピロー・ブロックを含み、該ブロック
は、該ロッドを受けて縦軸に添った並進を可能にする。

第19および20図は、本発明に用いられるＺ軸または垂
直アクチュエータ214を示す。該アクチュエータは、従
来の構成を有するが、アクチュエータの両端の球形ベア
リング216,218を特徴とする。これらのベアリングは、
リフト・キャリッジおよび上方フレームの適当なベアリ
ング・マウントで受けられる。これらの球形ベアリング
によって最大度の動きが可能となり、構造に対する拘束
が少なくなる。第20図の立面図は、また、アクチュエー
タの作動に必要な油圧系220の一部分を示している。

第21および22図は、本発明のモーションベースが行な
うＸおよびＹ軸方向の動きに用いられるアクチュエータ
222を示す。該アクチュエータは、従来の構成を有する
が、各々が自由度２をあたえる両端のベアリング224,22
6を特徴とする。第19図および20図のアクチュエータと
同様に、この場合にも、付加された動きの自由度によっ
てベアリング・アセンブリーに破壊的な歪みが伝達され
るのを防ぐために必要な対応性が得られる。図には、ま
た、操作に必要な油圧系228の一部分も示されている。

先行技術の直方形モーションベースは、熔接構造を特
徴とする。この種のモーションベースは、移動自在の重
量を最小限に抑え、それによって油圧および電子部品に
対する要求を最小限に抑えるため、できるだけ剛性を示
すように熔接されたいくつかの周囲のフレームを含むも
のである。この種のシステムは、また、ベアリング構成
部品を１インチの1/1000の精度で位置合わせする必要の
ある精密リニア・ベアリングを使用する。

しかし、これら先行技術の直方形モーションベースの
使用履歴を見ると、いくつかの厄介な問題があることが
わかる。多くの熔接部と、とくに周囲のフレーム構造を
構成する部材の間の接合点の熔接部からは、使用開始後
短期間でクラックが生じる。さらに、リニア・ベアリン
グは、きわめて寿命が短い。ベアリング・アセンブリー
を交換するためには構造全体を分解する必要があり、交
換のコストがきわめて高い。

さらに、先行技術の直方形モーションベースのアクチ
ュエータの取り付け構造は、アクチュエータを厳密に直
線運動に制限するように設定されている。移動ベクトル
によってあたえられる以外のいかなる動きをすることも
できない。しかし、動きに対する上に述べたような各種
の制約が組み合わされると、モーションベースの故障の
発生率がきわめて高くなり、実際のシミュレータ・シス
テムの使用環境でのモーションベースの運転保守のため
の費用がかさむ結果となる。

それに対して、本発明のモーションベースは、いくつ
かの重要な位置での対応性を特徴とする。この付加的な
対応性の効果によって、周囲部材がわずかに移動するこ
とができ、またこれらモーションベースのフレームに対
するアクチュエータの回転が可能となり、モーションベ
ースの重要な点で生じる応力が低減される。

例えば、ベースフレームおよび中間フレームは、ほぞ
穴とほどを用いる構造として製造され、フレーム部材
は、好ましくは直径が２〜1/2インチ（6.35cm）のピン
によって所定の位置に保持され、ブレースは、隣接する
部材にボルト止めされる。このような構成によって、フ
レーム部材の間で１インチの1/16（1.6mm）ものたわみ
が生じることが許される。水平面アクチュエータの端部
は、自由度２（2DOF）のベアリングを組み込んだフレー
ム・マウントを備え、それによって運動の軸から垂直運
動では２゜の相対的な動きがまた横方向の運動では７゜
の相対的な動きが許されることになる。これらの構成部
品の組み合わせによって、ベアリング・ロッドに加えら
れる横方向の負荷が低減される。本発明のモーションベ
ースの好ましい実施態様にあっては、両端に球形のベア
リングを有する垂直アクチュエータが用いられる。これ
によって、最大の対応性が得られ、フレームに生じるの
ぞましくない負荷が大きく減少し、本発明のモーション
ベースを特徴づけるベアリングの寿命の改善に役立つ。

いくつかの先行技術のモーションベースと異なり、本
発明のシステムは、以上のフレームを動かす機械的効果
を利用しない。上昇または移動を起こすために二対一の
機械的効果を利用すると、運転中のモーションベースに
よって生じる負荷をうけるときに二対一の機械的不具合
が起こることが明らかにされている。本発明は、さら
に、全体の高さが14.5フィート（4.4m）より低く、現存
の建物で使用することができ、したがってより高いモー
ションベースで必要となる経費を節減できることを特徴
とする。

本発明は、また、内部に取り付けられた横方向アクチ
ュエータを特徴とする。本発明にもとづくシステムにあ
っては、Ｙ軸アクチュエータは、第９〜11図に示すよう
に上方フレーム内に収められている。この特徴によっ
て、全モーションベースの占有面積が有意に低減され
る。入れ子式フレーム構造を用いる先行技術の直方形モ
ーションベースでは、アクチュエータの動程が30″（0.
75m）のシミュレータ・システムで約30フィート×30フ
ィート（9.1m×9.1m）の占有面積が必要である。それに
対して、本発明のシステムでは、同じく動程が30インチ
（0.75m）で15ないし18人が坐れる同様なモーションベ
ースの占有面積は、わずかに26フィート×26フィート
（7.9m×7.9m）である。

本発明の他の一つの特徴は、第２図に示される。乗り
物用カーは、リフト・キャリッジに取り付けられ、シミ
ュレータ・システムの利用者用座席を含んでいる。本発
明にあっては、乗り物用カーは、座席構造のフレキシビ
リティを最大限にするために、ボルトで取り付けられる
取りはずし自在の座席ボックスを組み込んだものとされ
る。好ましい実施形態にあっては、18人までの座席が配
設されるが、これは、全体の寸法とシステム要件がほぼ
同じ先行技術のモーションベースより３座席の増加とな
る。すなわち、本発明のモーションベースでは、構造に
かかる負荷がわずかに増えるだけで座席容量が20％も増
加する。本発明のモーションベースの耐負荷容量の改善
を考慮すれば、本発明のモーションベースは、ベアリン
グの寿命および熔接された接合部の寿命が大きく伸びる
ことになる。

本発明は、また、重要な熔接部が裏打ち板まで入り込
んだ構成で、最大の強度が保障されることを特徴とす
る。モーションベースのフレームは、また、600゜Ｆ（3
16℃）で約24時間焼成される工程によって焼きならしさ
れる。この焼きならしの工程は、熔接工程の後に残ると
思われるフレーム内の応力を除去するために用いられ
る。

本発明のさらに他の一つの特徴は、モーションベース
によってあたえられる動きとビジュアルな映像の提示と
を相関させて乗客に対する生理的効果を最適にすること
である。

モーションベース・コントローラ18は、好ましくはア
レン・ブラッドリー・コーポレーションが販売している
ような比例積分微分（PID）型コントローラである。該
好ましい実施形態にあっては、モーションベース・コン
トローラは、システム・コントローラまたはハードディ
スク・レコーダ28のどの外部信号源から受信する指令信
号に応答してアクチュエータ駆動信号を生成する。好ま
しくは、モーションベースは、閉ループ式に操作され、
各アクチュエータは、測定されたアクチュエータの変位
に対応するフィードバック信号を生成するためのセンサ
ー96を有する構成とされる。モーションベース・コント
ローラは、これらのフィードバック信号を用いて、運転
中、アクチュエータの指令された位置とその実際の変位
の間のエラー値が最大エラー値を越えないようにする。
コントローラがモーションベースを操作して意図しない
振動を起こす事態を防ぐための安全処置として、アクチ
ュエータ駆動信号の周波数の上限には80Hzの値が用いら
れている。

この好ましい実施形態であたえられる一組のオーディ
オビジュアルな映像あるいは映画では、娯楽用乗り物な
どの場合、反復プログラミングを使用するにあってモー
ションベース・コントローラのためにそれに対応する一
連の指令信号を生成する必要がある。通常、モーション
ベース・コントローラのための指令信号は、アニテック
・コーポレーション製造のアニテック・モーション・コ
ントローラを用いてプログラムされる。コーディングコ
ントローラは、映画の対応するセグメントと同期したア
クチュエータの個々の変位を手動で選択することができ
るアルゴリズムを含む。さらに、モーションベースの特
定ののぞましい過渡的応答を得るために、カリフォルニ
ア州カルバー・シティのパーシステンス・オブ・ビジョ
ン・カンパニーが提供しているPCFXソフトウエアで実行
されるようなアルゴリズムが用いられる。PCFXプログラ
ムまたはその等価物は、高度な編集機能ならびに正弦波
生成、アクチュエータ変位平滑化、およびキー・フレー
ム・スプライスのための指令信号生成ユーティリティー
を備えている。

モーションベースは、各プログラムされたアクチュエ
ータの位置を、特定の時間に占有者に提示されているオ
ーディオビジュアルな映像と同期させる必要がある。同
期は、さまざまな方法で行なうことができる。この好ま
しい実施形態にあっては、映画からシステム・コントロ
ーラへSMPTE時間コードがあたえられる。これは、ま
た、上に述べたアニテック・コーポレーションが販売し
ているようなコントローラ・ソフトウエアやスタジオ３
シーケンスなどの補助制御装置およびマッキントシュの
コンピュータまたはその等価物へも提供される。システ
ム・コントローラに関連するソフトウエアは、指令信号
を関連する映画のフレームと同期させる。同期した指令
信号は、好ましくはデジタル・ハードディスクに記憶さ
れる。システム・コントローラは、また、シミュレータ
・システムの占有者に提示する映画と同期して指令信号
を再生させることのできる公知の種類のソフトウエアを
含む。例えば、ガウス関数に近似させるように指令信号
のシーケンスを選ぶことによって最小の加速を行なうこ
とができる。同様に、他の数学的アルゴリズムを用いて
最大の加速を行なうことができる。システム10では、こ
れは、上に記したPCFXプログラムを用いて行なわれる。
アクチュエータの変位の速度は、モーションベース・コ
ントローラのカットオフ周波数を考慮してプログラムさ
れる。

第24図は、本発明で実行される簡単なアルゴリズム98
0を示す。駆動信号を供給するモーションベース・コン
トローラの種類にかかわらず、駆動信号電圧の一チャン
ネルが各アクチュエータによって加えられる油圧の量を
制御する各軸上のサーボ弁にあたえられる。これらの駆
動信号は、指令信号によって決定される最適なアクチュ
エータの変位に対応するものである（ブロック1000）。
毎秒48フレームで作動するこのシステムでは一フレーム
ごとに４サンプルすなわち毎秒192サンプルがとられる
が、この定期的なサンプル点で、モーションベース・コ
ントローラがフィードバック・センサー960から関連す
るフィードバック信号1040を抽出してそのアクチュエー
タの現在の変位を判別する（ブロック1020）。これらの
信号は、次に、ブロック1060で、指令されたアクチュエ
ータ変位信号と比較され、その差が計算される（ブロッ
ク1080）。その結果は、正または負であり、アクチュエ
ータは、新しい駆動信号に応答して計算されたエラーを
ゼロにするように引き伸ばされまたは圧縮される（ブロ
ック1100）。

本発明のさらに他の一つの効果は、モーションベース
を操作するために必要な制御システムが単純化されてい
る点にある。上に説明したような三軸移動を生成するた
めに必要なアルゴリズムは、本来、四度以上の自由度を
もつモーションベース・システムのものより複雑であ
る。複雑でないハードウエアと単純化された操作用ソフ
トウエアを組み合わせることによって、シミュレータ・
システム全体のコストを大きく節減することができる。

したがって、本発明にあっては、視覚の開始キュー
は、モーションベースを特徴づける直線直交運動に限定
される必要がある。先行技術のモーションベースは、こ
の要件を満たさず、その結果、視覚および物理的開始キ
ューの相関に欠け、乗り物酔いを招く危険がある。

上に述べたように、人の基準の枠組みの角および直交
運動のさまざまな効果が確認されている。したがって、
本発明のシミュレータ・システムは、方向の基準の枠組
みを構成する角運動を避けるものである。本発明のいく
つかの実施形態にあっては、方向の基準の枠組みは、該
乗客が乗って動いているとされる乗り物（例、自動車ま
たは船）によって設定される。そのような実施形態は、
モーションベースおよび乗客を取り巻く成り物の内部を
含む。自動車の内部または船の舳先の動きは、内部が固
定されているため、自動的に直交運動に制限される。し
かし、モーションベースの動きに関連して提示されるビ
ジュアルな映像は、制限されず、角運動、直線直交運
動、および／またはそれらの組み合わせを含む。

ただし、乗客の基準の枠組みは、スクリーン上で乗客
に提示されるビジュアルな映像の一部分を含む。一般
に、ビジュアルな映像は、乗客の基準の枠組みの一部お
よび残りの映像からなる映像のサブ部分に分割すること
ができる。本発明のこの特徴は、先行技術と本発明を大
きく異ならせるものであり、これまで入手できなかった
新しいシミュレータ・システムを可能にするものであ
る。

次に第25図を参照すると、本発明のシミュレータ・シ
ステムによって投射されたビジュアルな映像1120の略図
が示されている。シミュレータの乗客13は、投射された
映像を見る。この好ましい実施形態にあっては、ビジュ
アルな映像は、前景映像1160および背景映像1180に対応
する残り部分を含む。

前景および背景映像は、シミュレータの乗客と異なる
関係をもつ。例えば、スクリーン上の前景映像は、自動
車1200および運転者1220を含む。前景映像は、モーショ
ンベースと調和するように撮影されているため、直交運
動のみを示すように制約されている。すでに述べたよう
に、占有者に対する前景映像の角運動は、シミュレータ
の乗客との不適当な関係を生じ、乗り物酔いを起こさせ
るおそれがある。そのため、運転者および自動車は、乗
客に対して角運動を行なわない。それに対してオートバ
イの運転者1240および1260は背景の一部分を構成する。
このことは、前景映像およびその個別の構成部分が同じ
動きをすることあるいは乗客と前景映像が同時に動くこ
とを意味するものではない。そうではなく、本発明によ
って課される制約は、乗客の基準の枠組みの一部を含む
前景映像の動きが直交三軸運動に限定されるということ
だけである。

本発明のシミュレータ・システムは、シミュレータの
乗客の基準の枠組みの一部といて前景になまの動作を入
れることができる。さらに、この前景の動作のビジュア
ルな要素は、前景と背景の間を移転する（そしてさらに
戻る）ことができる。第26図には、本発明にもとづいて
第25図の映像の後に示される第二の映像1280が示されて
いる。図示のように、オートバイの運転者1260は、運転
者とたたかうために車のなかに乗り込んでくる。したが
って、自動車の運転者は、このたたかいの間に前景から
背景に移転する場合がある。あるいは、オートバイの運
転者を、自動車の内部にいる間は前景の一部として撮影
することもできる。その後、オートバイの運転者（また
は自動車の運転者）は、（自発的にまたは強制されて）
自動車の車内からでていき、背景映像の一部となる場合
もある。一人の登場人物は、前景映像の一部であるとき
には前景映像を支配する規則にしたがって描かれ、した
がって直交運動のみが許される。その登場人物が残りの
背景映像の一部であるときには、その動きには制限が課
されない。同様に、第２図では、平台のトラック1140
は、背景から前景の映像の中に「戻っていく」とこがわ
かる。

このような効果を得るためには、前景の映像は、それ
と関連する車両との物理的関係が固定されたままである
ように撮影される。このようにすれば、前景の映像は、
常にモーションベースと正しい関係を保つことになる。
他の実施形態にあっては、背景の一部分（すなわち、水
平線）が乗客の基準の枠組みの一部を含む構成とされ
る。

本発明の直交式モーションベースの寸法は、各乗客が
経験する変位の大きさに影響をあたえずに適当に設定す
ることができる。この特徴は、本発明のモーションベー
スが直線直交運動に制約されることからくる当然の帰結
である。それに対して、先行技術のシミュレータには大
きさの上限したがって乗客の数に制限がある。この制約
は、角運動が許されることから生じるものである。

角運動は、通常は軸のまわりのまたまれには点のまわ
りの回転をともなう。それにもかかわらず、ピボットか
らの直線距離が増大すると、乗客の変位および加速の大
きさも増大する。その結果、ピボットのすぐ側にいる人
の感じる変位および加速は小さく、ピボットから離れた
人の感じる変位および加速は不快なまでに大きくなる。
したがって、先行技術でこの問題を解決する唯一の方法
は、シミュレータの寸法を制限することである。

移動機構を共働するレールとして図示したが、当業者
には、軌道またはラックおよびピニオン機構を含む他の
等価の手段で置換できることが理解されよう。同様に、
システムのハードウエアおよびソフトウエアに適当な公
知の修正を行なうことで、電磁モーターあるいは空気圧
式シリンダーなど他の作動手段も使用できる。

フロントページの続き (72)発明者 カルナン・トーマス・アール アメリカ合衆国、ニューヨーク州 12065、クリフトン・パーク、ワーナ ー・ロード 59 (56)参考文献 特開 平６−301329（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−319377（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−218148（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09B 9/02 A63G 31/04

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シミュレータ・システムの乗客にモーショ
   ンベースの動きと同期してある一連のオーディオビジュ
   アル映像信号を提示するための指令信号を生成するシス
   テム・コントローラを有するシミュレータ・システム
   （10）で用いられるモーションベース（12）であって、 土台として部屋のフロアに固定されるベースフレーム
   （36）であって、ベースフレーム部材（38〜44）によっ
   て形成される周囲部を有し、前記ベースフレーム部材
   は、第一の部材のほぞ穴（38）で第二の部材の相補形の
   ほぞ（40）を受ける形で互いに取り付けられ、前記ベー
   スフレーム部材の互いに対向するものどうしはほぼ平行
   な上表面を有するベースフレームと、 前記ベースフレーム（36）に対して第一の軸（82）に添
   って移動自在に配置される中間フレーム（84）であっ
   て、中間フレーム部材（86〜92）によって形成される周
   囲部を有し、前記中間フレーム部材は、第一の部材のほ
   ぞ穴で第二の部材の相補形のほぞを受ける形で互いに取
   り付けられ、前記中間フレーム部材の互いに対向するも
   のどうしはほぼ平行な上表面および下表面を有する中間
   フレームと、 前記ベースフレームと前記中間フレームとを拘束して前
   記第一の軸（82）に添った相対直線運動のみを行なうよ
   うにするためにそれぞれ前記ベースフレームの上表面と
   前記中間フレームの下表面とに取り付けられて互いに係
   合し共働するベースおよび中間移動案内素子（74〜80）
   と、 前記ベースおよび中間移動案内素子と連通し、受信した
   第一アクチュエータ駆動信号に応答して前記ベースフレ
   ームに対する前記中間フレームの相対移動を行なう第一
   アクチュエータ手段（14）と、 前記中間フレームに対して第二の軸に添って移動自在に
   配置される上方フレーム（118）であって、上方フレー
   ム部材（120〜126）によって形成される周囲部を有し、
   前記上方フレーム部材の互いに対向するものどうしはほ
   ぼ平行な下表面を有する上方フレームと、 前記上方フレーム（118）の中央領域に取り付けられた
   アクチュエータ・キャリッジ（128）と、 前記上方フレーム部材（120〜126）に取り付けられた直
   立スタビライザー・マウント（160,162）であって、上
   方スタビライザー・マウント面上に取り付けられたスタ
   ビライザー受けは、前記上方フレーム周囲部に対して傾
   斜した関係を示す直立スタビライザー・マウントと、 前記中間フレームと前記上方フレーム（84および118）
   とを拘束して前記第二の軸に添った相対直線運動のみを
   行なうようにするためにそれぞれ前記中間フレーム部材
   の上表面と前記上方フレーム部材の下表面に取り付けら
   れて互いに係合し共働する中間および上方移動案内素子
   （110〜116）と、 前記中間および上方移動案内素子（110〜116）と連通
   し、受信した第二アクチュエータ駆動信号に応答して前
   記中間フレームと前記上方フレーム（84および118）と
   の相対移動を行なう第二アクチュエータ手段（158）
   と、 ほぼ前記第一および第二の軸双方に対して直角の第三の
   軸に添って前記上方フレーム（118）に対して移動自在
   に配置されたリフト・キャリッジ（186）であって、前
   記リフト・キャリッジの下表面に取り付けられたスタビ
   ライザー受け（166〜174）を有するリフト・キャリッジ
   と、 前記上方フレーム（118）およびリフト・キャリッジ移
   動案内素子（110〜116）と連通し、受信した第三アクチ
   ュエータ駆動信号に応答して前記上方フレーム（118）
   に対する前記リフト・キャリッジ（186）の相対移動を
   行なう第三のアクチュエータ手段（156）であって、前
   記アクチュエータ・キャリッジ（128）に取り付けられ
   た第一の端部を有する第三のアクチュエータ手段と、 前記スタビライザー受け内に回転自在に取り付けられ
   て、前記リフト・キャリッジ（186）移動中の横方向の
   安定を保つスタビライザー（172）とを有するモーショ
   ンベース。
2. 【請求項２】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、前記リフト・キャリッジ（186）は、上表面（3
   4）を有し、前記モーションベースは、さらに、前記乗
   客用座席（32）を有する車両と、前記リフト・キャリッ
   ジの上表面を受ける取り付け手段とを有するモーション
   ベース。
3. 【請求項３】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、さらに、前記第二のアクチュエータをアクチュ
   エータ・キャリッジ（128）内の内部空洞内に配置する
   ための第二のアクチュエータ内部取り付け手段を有する
   モーションベース。
4. 【請求項４】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、さらに、ベースおよび中間フレームブレースを
   有し、前記ブレースは、各々が前記ベースフレームおよ
   び中間フレーム部材の隣接するものに取りはずし自在に
   取り付けられるモーションベース。
5. 【請求項５】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、さらに、前記ベースおよび中間フレームの各ほ
   ぞによって受けられる複数のほぞピン（94〜100）を有
   するモーションベース。
6. 【請求項６】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、前記互いに係合し共働する移動案内素子は、さ
   らに、ベアリング・レール（208）上のサドル（212）に
   取り付けられる円筒状ロッド（210）を含み、また前記
   円筒状ロッドを受ける構成の相補的ピロー・ブロック
   （213）を含むリニア・ベアリング・アセンブリー（20
   6）を有するモーションベース。
7. 【請求項７】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、さらに、 受信した指令信号に応答して前記アクチュエータ駆動信
   号を生成するためのモーションベース・コントローラ
   （18）と、 前記オーディオ信号および前記ビジュアル映像の提示と
   同期して前記モーションベース・コントローラ（18）へ
   前記指令信号を供給するシステム・コントローラ（20）
   とを有するモーションベース。
8. 【請求項８】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、前記アクチュエータ手段は、油圧式アクチュエ
   ータからなるモーションベース。
9. 【請求項９】請求の範囲１に記載のモーションベースで
   あって、前記アクチュエータ手段は、電気モーターから
   なるモーションベース。
10. 【請求項１０】請求の範囲１に記載のモーションベース
    であって、前記上方フレーム（118）および前記リフト
    ・キャリッジ（186）は熔接され、前記熔接部は、各々
    が裏打ち板まで完全に入り込んでいるモーションベー
    ス。
11. 【請求項１１】シミュレータ・システムの乗客にイベン
    トのシミュレーションを提供するために用いるシミュレ
    ータ・システム（10）であって、 土台として部屋のフロアに固定されるベースフレーム
    （36）であっ、ベースフレーム部材（38〜44）によって
    形成される周囲部を有し、前記ベースフレーム部材は、
    第一の部材のほぞ穴（38）で第二の部材の相補形のぼぞ
    （40）を受ける形で互いに取り付けられ、前記ベースフ
    レーム部材の互いに対向するものどうしはほぼ平行な上
    表面を有するベースフレームと、 前記ベースフレーム（36）に対して第一の軸（82）に添
    って移動自在に配置される中間フレーム（84）であっ
    て、中間フレーム部材（86〜92）によって形成される周
    囲部を有し、前記中間フレーム部材は、第一の部材のほ
    ぞ穴（38）で第二の部材の相補形のほぞ（40）を受ける
    形で互いに取り付けられ、前記中間フレーム部材の互い
    に対向するものどうしはほぼ平行な上表面および下表面
    を有する中間フレームと、 前記ベースフレーム（36）と前記中間フレーム（84）と
    を拘束して前記第一の軸に添った相対直線運動のみを行
    なうようにするためにそれぞれ前記ベースフレームの上
    表面と前記中間フレームの下表面とに取り付けられて互
    いに係合し共働するベースおよび中間移動案内素子（74
    〜80）と、 前記ベースおよび中間移動案内素子と連通し、受信した
    第一アクチュエータ駆動信号に応答して前記ベースフレ
    ーム（36）に対する前記中間フレームの相対移動を行な
    う第一アクチュエータ手段（14）と、 前記中間フレーム（84）に対して第二の軸に添って移動
    自在に配置される上方フレーム（118）であって、上方
    フレーム部材（120〜126）によって形成される周囲部を
    有し、前記上方フレーム部材の互いに対向するものどう
    しはほぼ平行な下表面を有する上方フレームと、 前記上方フレーム（118）の中央領域に取り付けられた
    アクチュエータ・キャリッジ（128）と、 前記上方フレーム部材（120〜126）に取り付けられた直
    立スタビライザー・マウント（160,162）であって、上
    方スタビライザー・マウント面上に取り付けられたスタ
    ビライザー受けは、前記上方フレーム周囲部に対して傾
    斜した関係を示す直立スタビライザー・マウントと、 前記中間フレーム（84）と前記上方フレーム（118）と
    を拘束して前記第二の軸に添った相対直線運動のみを行
    なうようにするためにそれぞれ前記中間フレーム部材の
    上表面と前記上方フレーム部材の下表面とに取り付けら
    れて互いに係合し共働する中間および上方移動案内素子
    （110〜116）と、 前記中間および上方移動案内素子と連通し、受信した第
    二アクチュエータ駆動信号に応答して前記中間フレーム
    （84）と前記上方フレーム（118）との相対移動を行な
    う第二アクチュエータ手段（158）と、 ほぼ前記第一および第二の軸双方に対して直角の第三の
    軸に添って前記上方フレーム（118）に対して移動自在
    に配置されたリフト・キャリッジ（186）であって、前
    記リフト・キャリッジの下表面に取り付けられたスタビ
    ライザー受け（166〜174）を有するリフト・キャリッジ
    と、 前記スタビライザー受け（166〜174）内に回転自在に取
    り付けられて、前記リフト・キャリッジ（186）移動中
    の横方向の安定を保つスタビライザー（176）と、 前記シミュレータ・システムの乗客に一連のオーディオ
    およびビジュアル映像信号を提示するためのオーディオ
    ビジュアル表示手段（22,24,30）と、 受信した指令信号に応答して前記アクチュエータ駆動信
    号を生成するためのモーションベース・コントローラ
    （18）と、 前記オーディオビジュアル映像信号の提示と同期して前
    記モーションベース・コントローラ（18）へ前記指令信
    号を供給するためのシステム・コントローラ（20）とを
    有するシミュレータ・システム。
12. 【請求項１２】請求の範囲11に記載のシミュレータ・シ
    ステムであって、前記モーションベース・コントローラ
    （18）は、さらに、比例積分微分（PID）コントローラ
    を有するシミュレータ・システム。
13. 【請求項１３】請求の範囲11に記載のシミュレータ・シ
    ステムであって、さらに、前記各アクチュエータととも
    に構成され、前記モーションベース・コントローラ（1
    8）へ対応する前記アクチュエータの測定された移動を
    示す信号を供給するフィードバック・センサー（96）を
    有するシミュレータ・システム。
14. 【請求項１４】請求の範囲１に記載のモーションベース
    であって、前記リフト・キャリッジ（186）は、さら
    に、上方垂直アクチュエータ・マウントを有し、前記上
    方垂直アクチュエータ・マウントは、中央に配置された
    アクチュエータ・ヒール板（204）によって受けられて
    上方向に伸びる第一および第二の横方向部材を有し、前
    記上方垂直アクチュエータ・マウントは、前記第三のア
    クチュエータの上端部を受けるモーションベース。
15. 【請求項１５】請求の範囲１に記載のモーションベース
    であって、前記第一および第二のアクチュエータは、さ
    らに、前記アクチュエータの両端で受けられる自由度２
    （2DOF）のベアリングを有するモーションベース。
16. 【請求項１６】請求の範囲１に記載のモーションベース
    であって、前記第三のアクチュエータは、さらに、前記
    アクチュエータの両端で受けられる球形のベアリング
    （224,226）を有するモーションベース。
17. 【請求項１７】占有者にイベントのイミュレーションを
    提供するために用いるシミュレータ・システムであっ
    て、 ほぼ三つの直交変位軸に添ってのみ移動可能なモーショ
    ンベースと、 土台となるために固定され、ベース部材のインターフェ
    ース面を有するベース部材と、 下方部材の第一のインターフェース面に添って共働する
    前記ベース部材のインターフェース面によって受けら
    れ、ほぼ第一の直線軸内で前記ベース部材に対して移動
    可能な構成の下方部材と、 前記ベース部材および前記下方部材を前記第一の軸内で
    のほぼ直線相対運動に制約するためにそれぞれ前記ベー
    ス部材のインターフェース面および前記下方部材の第一
    のインターフェース面に取り付けられた共働係合するベ
    ースおよび下方変位案内素子と、 受信した第一のアクチュエータ駆動信号に応答して前記
    ベースおよび下方部材を互いに相対的に変位させるため
    に前記ベースおよび下方変位案内素子と連通する第一の
    アクチュエータ手段と、 中間部材の第一のインターフェース面に添って共働する
    前記下方部材の第二のインターフェース面によって受け
    られ、ほぼ前記第一の軸と直交する第二の軸内で前記下
    方部材に対して移動可能な構成の中間部材と、 前記下方部材および前記中間部材を前記第二の軸に添っ
    たほぼ直線相対運動に制約するためにそれぞれ前記下方
    部材の第二のインターフェース面および前記中間部材の
    第一のインターフェース面に取り付けられた共働係合す
    る下方および中間変位案内素子と、 受信した第二のアクチュエータ駆動信号に応答して前記
    下方および中間部材を互いに相対的に変位させるために
    前記下方および中間変位案内素子と連通する第二のアク
    チュエータ手段と、 台の第一のインターフェース面に添って共働する前記中
    間部材の第二のインターフェース面によって受けられ、
    ほぼ前記第一および第二の軸の両方と直交する第三の軸
    内で前記中間部材に対して移動可能な構成の台で、そし
    て該台の上表面上に乗込み式シミュレーション装置を受
    ける構成の台と、 受信した第三のアクチュエータ駆動信号に応答して前記
    中間部材を前記台に相対的に変位させるために前記中間
    および台変位案内素子と連通する第三のアクチュエータ
    手段と、 一連のオーディオビジュアル映像信号をシミュレータ・
    システムの前記占有者に投射するためのオーディオビジ
    ュアル表示手段と、 受信した指令信号に応答して前記アクチュエータ駆動信
    号を生成するためのモーションベース・コントローラ
    と、 前記オーディオビジュアル映像信号の提示と同期して前
    記モーションベース・コントローラへ前記指令信号を提
    供するためのシステム・コントローラとを有するシミュ
    レータ・システム。
18. 【請求項１８】請求の範囲17に記載のシミュレータ・シ
    ステムであって、前記オーディオビジュアル表示手段
    は、さらに、 前記占有者によって受信される一連の投射されるオーデ
    ィオ信号を生成するための手段と、 前記占有者によって受信される一連の投射されるビジュ
    アル映像信号を生成するための手段で、前記投射される
    ビジュアル映像信号が前記占有者の基準のビジュアルな
    枠組みの一部を含むサブセットを有するものである、ビ
    ジュアル映像信号を生成するための手段と、 前記占有者によって受信される一連の前記投射されるビ
    ジュアル映像サブセット信号を生成するための手段で、
    サブセット映像が前記モーションベースとほぼ同期して
    前記三つの直交軸に添ってのみ移動するよう制約され
    る、ビジュアル映像サブセット信号を生成するための手
    段と、 一連の前記アクチュエータ駆動信号を生成するための手
    段と、 前記アクチュエータ駆動信号の提示を、前記投射される
    ビジュアル映像サブセット信号および残りの前記投射さ
    れるビジュアル映像信号および前記オーディオ信号と同
    期させるための手段とを有するシミュレータ・システ
    ム。
19. 【請求項１９】請求の範囲18に記載のシミュレータ・シ
    ステムであって、前記ビジュアル映像は、さらに、複数
    のビジュアル素子を含み、前記ビジュアル映像サブセッ
    ト信号生成手段は、さらに、前記ビジュアル映像素子の
    一つを前記投射されるビジュアル映像サブセット信号と
    残りの前記投射されるビジュアル映像信号との間で移転
    するための手段を含むシミュレータ・システム。
20. 【請求項２０】請求の範囲17に記載のシミュレータ・シ
    ステムであって、前記オーディオビジュアル表示手段
    は、さらに、 前記占有者によって受信される一連のオーディオ信号を
    生成するための手段と、 前記占有者によって受信される一連の投射される背景ビ
    ジュアル映像信号を生成するための手段と、 前記占有者によって受信される一連の投射される前景ビ
    ジュアル映像信号を生成するための手段で、前記前景映
    像が前記三つの直交軸に添ってのみ移動するよう制約さ
    れる、前景ビジュアル映像信号を生成するための手段
    と、 一連の前記アクチュエータ駆動信号を生成するための手
    段と、 前記アクチュエータ駆動信号の提示を、前記投射される
    前景ビジュアル映像信号および前記投射される背景ビジ
    ュアル映像信号および前記オーディオ信号と同期させる
    ための手段とを有するシミュレータ・システム。
21. 【請求項２１】請求の範囲17に記載のシミュレータ・シ
    ステムであって、前記オーディオビジュアル表示手段
    は、さらに、前記モーションベース台に対して前記オー
    ディオビジュアル表示手段を固定して配置するための手
    段を有するシミュレータ・システム。
22. 【請求項２２】請求の範囲17に記載のシミュレータ・シ
    ステムであって、前記台乗込み式シミュレーション装置
    は、さらに、前記台の中心について対称に配置される複
    数の座席を有するシミュレータ・システム。