JP6753635B2 - 対象物運動制御装置および方法 - Google Patents
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Description
(a)少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物であって、少なくとも1つの弾力性部材は、実質的に鉛直なy軸方向において少なくとも1つの対象物の運動を制限する、少なくとも1つの対象物と、
(b)少なくとも1つの弾力性部材に固定せずに連結された少なくとも1つの支持部材であって、支持部材に関する設定経路に沿った弾力性部材の運動を制限して、設定経路方向の運動を対象物に与える、少なくとも1つの支持部材とを備え、
使用中に、少なくとも1つの弾力性部材が付勢され、少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾力性部材による鉛直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との、実質的に両方が開始される。
(a)実質的に上記のような装置を選択するステップと、
(b)少なくとも1つの対象物を少なくとも1つの弾力性部材に取り付けるステップと、
(c)少なくとも1つの弾力性部材を付勢するステップと、
(d)少なくとも1つの対象物の運動を開始するステップと、そして
(e)少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾力性部材による鉛直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との両方を可能にするステップと
によって運動させる、方法が提供される。
(a)少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物であって、少なくとも1つの弾力性部材は、実質的に鉛直なy軸方向において少なくとも1つの対象物の運動を制限する、少なくとも1つの対象物と、
(b)少なくとも1つの弾力性部材に固定せずに連結された少なくとも1つの支持部材であって、支持部材に関する設定経路に沿った弾力性部材の運動を制限して、設定経路方向の運動を対象物に与える、少なくとも1つの支持部材とを備え、
使用中に、少なくとも1つの弾力性部材が付勢され、少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾力性部材による鉛直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との、実質的に両方が開始される。
(a)少なくとも1つの弾力性部材および少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物に作用する重力ポテンシャルエネルギーを増加させること、ならびに/または、
(b)少なくとも1つの弾力性部材および少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物にトリガ時にエネルギーを与える付勢力機構における蓄積エネルギーを増加させること
によって付勢することができる。
(a)対象物に作用する重力、および/または
(b)対象物にエネルギーを与える蓄積エネルギー機構
によって開始することができる。
(a)剛性ストップ−剛性衝突点を提供し、連結部材の迅速な捕捉/方向転換を可能にする。
(b)軟質ストップ−エネルギーを吸収する衝突点を提供し、連結部材の漸進的な捕捉/方向転換を可能にする。ストップは、連結部材にエネルギーを与え戻してもよく、与え戻さなくてもよい。これには、ばね、ゴム、バンパ、ダンパ、マグネット、液圧などが含まれる。
(c)指向性ストップ−傾きまたは湾曲を介して進行ラインの方向を離散的に変更することによって、連結部材を停止しまたはその方向を変更する。
(d)環境ストップ−非弾力性ラインの形状、ならびに、限定ではないが、重力、風/空気抵抗、および/または磁力を含む環境条件の相互作用である。
(a)少なくとも1つの支持部材の特性を変更すること、および/または
(b)少なくとも1つの弾力性部材の特性を変更すること
によって調整することができる。
(a)少なくとも1つの連結部材/弾力性部材がその上で進行する支持部材の数、
(b)1つまたは複数の支持部材の勾配、すなわち、下傾、上傾、水平、鉛直および/または放射状、
(c)支持部材の構成、すなわち、ケーブル、ロープ、トラックおよび/またはレール、
(d)幾何形状−支持部材は、二次元または三次元の形態で作成することができる。選択肢は、直線、特異曲線(懸垂線、放物線など)、または複数曲線(螺旋、ループ、S字など)を含む。支持部材の外形は、静的(受動的伸長を可能にする)または動的(制御された伸長または収縮)張力によって変化させることもできる。その変化は、活動の前または活動中に生じ得る。
(e)動力学−支持部材は静止しているか、または、移動しているものであり得る。支持部材の移動は一方向または往復方向であり得る。
(a)振動−受動的に(ゴム、スプリング、カウンターウェイト、ダンパなど)または機械的に(液圧、ウインチ、モータ、エンジンなど)、対象物の振動を達成することができる。振動は、対象物/ユーザまたは外部制御(オペレータ)によって直接的または遠隔的に制御することができる。
(b)数−対象物は、1つまたは複数の接続部を介して支持ライン/連結部材に取り付けることができる。
(c)長さ−弾力性部材の長さは、静的または動的であり得る。対象物の運動前または運動中に長さを変更することができる。
(d)剛性/弾性−弾力性部材の剛性は、静的または動的であり得る。剛性は、運動前または運動中に変更することができる。
(e)組成−弾力性部材は、直列および/もしくは並列の1つもしくは複数の材料ならびに/または振動機構から構成することができる。
(f)内部減衰−弾力性部材材料のヒステリシスおよび内部減衰を変化させることができる。
(a)数−1つまたは複数の支持部材または弾力性部材上に1つまたは複数の対象物(例えば、乗り手)を支持する1つまたは複数の車輪を有する1つまたは複数の連結部材を介して、活動を達成することができる。
(b)質量−運動の動力学は、連結部材の質量によって大きく影響される。連結部材の質量は、運動に変化をもたらすように変更することができる。これは、対象物の質量に適合するように連結部材の質量を変更すること、または、異なる体験を達成するために対象物/乗り手が連結部材の質量を選択することを可能にすることを含むことができる。連結部材の質量は、質量を追加もしくは除去すること、または、様々な質量の複数の連結部材を有することによって変更することができる。
(c)長さ−運動の動力学は、連結部材の長さによって大きく影響される。連結部材の長さは、運動に変化をもたらすように変更することができる。これは、対象物の質量に適合するように連結部材の長さを変更すること、または、異なる体験を達成するために対象物/乗り手が連結部材の長さを選択することを可能にすることを含むことができる。連結部材の長さは、長さを追加もしくは除去すること、または、様々な長さの複数の連結部材を有することによって変更することができる。
(d)部材/ラインへの接続−運動の動力学は、連結部材の支持部材への接続によって大きく影響される。連結部材は、動的に(車輪、スライダなど)、静的に(クランプ、フックなど)または磁気的に(受動的または電磁気的)接続することができる。
(e)連結部材の制御−連結部材は、運動量によって自由に移動することができ、または連結部材の速度および加速度を変更するための制御装置を備えることができる。これは、受動的に(摩擦、風抵抗、内部抗力など)、ブレーキによって(制御(能動的)または自己調整(受動的))、動力システム(モータ、エンジンなど)を介して、または、蓄積エネルギーを通じて(フライホイール、ばね、磁気など)達成することができる。連結部材の制御は、対象物(ユーザ)ならびに/またはオペレータおよび/もしくは観察者のような外部制御によって達成することができ、直接および/または遠隔制御することができる。
(a)位置−対象物/乗り手は、それらが始動した点または初期開始位置から離れた点で運動を完了することができる。
(b)高さ−対象物/乗り手は、離脱する高さの上、下、またはその高さにおいて活動を完了することができる。対象物/乗り手が離脱の高さの上または下にある場合、それに応じて別のメカニズムを使用して対象物/乗り手を上下させることができる。
(c)取り付け−対象物/乗り手は、接地するまで連結部材および/またはラインに取り付けられたままにすること、または、接地する前に離脱させて、安全な捕捉点(ネット、水、フォームピット等)への自由落下を可能にすることによって、運動を完了することができる。
(a)実質的に上記のような装置を選択するステップと、
(b)少なくとも1つの対象物を少なくとも1つの弾力性部材に取り付けるステップと、
(c)少なくとも1つの弾性部材を付勢するステップと、
(d)少なくとも1つの対象物の運動を開始するステップと、そして
(e)少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾性部材による鉛直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との両方を可能にするステップと
によって運動させる、方法が提供される。
図3〜図10を参照すると、上述の装置の一実施形態の実施形態が示されている。
実施例1は、対象物50を付勢して運動させるために重力のみに依存していた。この実施例では、図11〜図13を参照して、付加的な力発生機構が、開始時に対象物50に水平x軸方向の力を与えるために使用され、これは、弾力性ライン付勢機構または他のデバイスであり得る。このような追加の力の使用によって、例えば、対象物50が人である場合、飛行または滑空運動の感覚を高めるために、対象物50の運動経路を変更することができる。
この実施例では、図14〜図20を参照して、バンジージャンプ/ジップラインジャンプ人間娯楽アプリケーションがより詳細に説明される。
この実施例では、プロトタイプテストが、実施例3に示したものと同様の機能を有するテスト装置を使用して説明されているが、テストの目的で、物体を使用した模擬重量が、人の代わりに参加者として使用されている。実施例1および2のシミュレーションは有用であるが、実際の生活からはシミュレートすることが不可能または非常に困難ないくつかの詳細を省略または仮定している場合がある。これらの省略および仮定は、期待されるテスト結果と観察されるテスト結果との間の変動に寄与する場合があるが、テストの目標または目的を損なうものではない。
・22プライ(1200ストランド)のゴムから構成され、予想平均ばね定数が62.1N/mであるコード1(軽量コード)、
・46プライ(1200ストランド)のゴムから構成され、予想平均ばね定数が99.4N/mであるコード3(重いコード)
として構成されている。
ロードセルをバンジーコードと直列に配置して、発射およびライン条件を測定した。ロードセルは伸張されたバンジーに含まれる力を測定するために使用された。反射の瞬間に、この力は試験質量に直接伝達され、試験質量を加速させるために使用された。この測定された力は、質量に加えられた加速度の主要な測定値として用いられた。下の表2は、発射の瞬間に先立つバンジーからの測定された力を示す。この力は、試験質量に対する発射加速度およびバンジーラインの近似線形ばね定数を計算するために使用される。
図24−試行1の軌道300a−コード1(軽量コード)−85kg、伸張時55m。
図25−試行2の軌道300b−コード1(軽量コード)−38kg、伸張時40m。
図26−試行3の軌道300c−コード3(重いコード)−38kg、伸張時40m。
図27−試行4の軌道300d−コード3(重いコード)−85kg、伸張時52m。
図28−試行5の軌道300e−コード3(重いコード)−135kg、伸張時70m。
a)モデルが試験重量の全体的な軌道を予測できること、ならびに、
b)試験中に見られる一般的な運動学および動態が正確であることである。
各直交軸線についてのASTM F2291−14で与えられている加速度制限は、参加者に与えられる許容加速度の制限として図1と図2に示されている。この試験は実際の参加者に対しては行われなかったが、各対象物の発射を中心として加速度が記録された。これらの加速度は、または全商業活動に関連する潜在的な危険性または特定の関心領域を特定するためのガイドとして役立てるために測定された。加速度は図29〜図32に示されている。(注:試験1中はデータロガーが正常に機能せず、データは記録されなかった)。
図33は、対象物300の乗り手トロリー301がライン303上の固定剛性ストップ302に当たり、それによって、対象物300がストップ302を越えて飛行し続け、大きな円弧状に揺れる軌道が生じている代替的な実施形態を示している。
図34は、実施例5の剛性ストップと同様の代替の実施形態を示しているが、この実施例では、対象物350の乗り手トロリー351は、ライン353上に位置する弾力のある軟質ストップ352に当たる。弾力のある軟質ストップは、対象物350がストップ352を越えて飛行し続け、軟質ストップ352で減衰することによって制御される円弧状に揺動する。この場合、運動エネルギーは、ばね性のある軟質ストップ352によって部分的に吸収されるため、円弧は実施例5よりも誇張されにくい。
図35は、図示の例では対象物/乗り手400の乗り手トロリー402をライン401に沿って矢印403で全体的に示す方向に移動させることによって、ライン401の形状および重力を使用して対象物400を停止させる、代替の実施形態を示す。傾斜の度合いおよび方向の変化が、速度変化に影響する。
図36は、上の画像において、ライン451の形状に起因して、この実施例では矢印方向451aにおいて下向きに、乗り手450の速度を加速するために方向転換される対象物/乗り手450を示す。中央の画像は、代替的な軟質ストップのオプションを示しており、この場合、乗り手450を遅らせる/停止させる手段としてばねの代わりに磁気反発力を使用する。乗り手450の乗り手トロリー452は、ライン451に沿って位置するストップ453の磁場に対向する磁場を有する。下側の画像は、この実施例では環境ストップを提供するために抗力抵抗(パラシュート454として示される)を使用して乗り手450を停止させるさらなる代替手段を示す。風抵抗を生じさせるパラシュート454が示されているが、抗力抵抗力は代わりに、対象物/乗り手450が水または他の何らかの流体を介して引きずられることによって引き起こされてもよい。パラシュート454は、空気抵抗が人450自身の体を含む任意の断面積によって影響を受けるため、代表的なものであるように意図されている。
図37は、対象物/乗り手500の飛行軌道を変更するさらなる代替的な方法を示す。示されている例では、対象物501は対象物/乗り手500の飛行経路にある。対象物/乗り手500が対象物501を通過するとき、それらのテザーライン、例えば、バンジーコード502または別個の安全ライン(図示せず)が対象物501に捕捉され、乗り手500の飛行経路を方向転換する。
図38はライン551上の乗り手550の位置および運動を制御するために、支持ライン551の張力/長さが変化される、代替的な実施形態を示す。これが、システムの重力制動を増加させる方法、または乗り手550の速度を増減させるためにシステムから余分なエネルギーを追加/除去する方法である。
図39は、ライン601の端点602,603を上下させることによって異なる方法で達成される、実施例10に記載されたものと同様の効果を示す。これにより、ライン601の張力を変化させ、それによって乗り手600の重力を変化させる同様の効果が得られる。
図40は、乗り手650の乗り手トロリー651が架線652に沿って進行し、乗り手650に接続されたバンジーライン653が伸長するようにトリガされる点に達しているさらなる実施形態を示す(伸長は、下部の図面において点線654として示されている)。これは、乗り手650にとって非常にユニークな進行経路をもたらし、付加的な伝統的バンジージャンプ(または、乗り手650が、伸長が起こっても前進している場合には、半円弧状バンジージャンプ)を効果的に追加することができる。
図41は、乗り手700がz軸方向の運動、すなわち、3次元の運動も包含する飛行経路または軌道701を有する代替の実施形態を示す。上の図は、側面からの運動(側面立面図)を示し、下の図は、横z軸方向の運動を示す平面図または上面図からの運動を示す。
図42および図43は、この場合、先行する実施例で説明したほぼ水平(x軸)発射ではなく、垂直発射(主としてy軸運動)を有する装置の2つの代替バージョンを示している。図42は、プラットフォーム751からジャンプする乗り手750を示しており、最初は重力によりy軸に沿って主に下方に運動し、乗り手トロリー752が乗り手750の負荷を吸収すると、乗り手トロリー752は重力によってx軸方向において架線753に沿って付勢され、それによって、乗り手750がx軸運動およびy軸運動を前進させられる。図43は、乗り手750がy軸方向に上下に運動するときに、乗り手750が、ライン753に沿ってx軸方向に運動する2つの乗り手トロリー752の付近で架線753に取り付けられる実施形態を示す。
図44は、乗り手トロリー803,804が下降するための2つの支持ライン801,802を使用する代替の実施形態を示し、この例の乗り手800は2つのバンジー(弾力性)ライン805,806を介して連結された2つのライン801,802の間に乗る。ライン801,802は、乗り手800の軌道および飛行経路を変えるために、その長さに沿って平行であってもよく、または平行でなくてもよい。
図45は、人ではなく、記載されているシステムによって物体850を運動させるために使用される代替的な実施形態を示す。例えば、技術を必要とするカーニバルまたは娯楽ゲームでは、上述したシステムに接続された物体850が、ポイントを獲得するか、または1つまたは複数の景品を獲得するために、ターゲット851に向けて発射される。さらに、シミュレートされた技術を必要とする戦争ゲームまたは戦闘ゲームにおいて、競技者が互いに物体850a、850bを発射し、および/または発射された物体850aまたは850bを取り出すことを可能にする2つのシステム852,853を確立することができる。
図46は、乗り手900によって操作されるか、またはセンサシステム(図示せず)を使用して遠隔操作され得るハンドヘルドブレーキの実施形態901を示す。ブレーキ901の作動は、その後、乗り手トロリー903上のブレーキ902と連通して、乗り手を支持ライン904に対して減速させるのを助けることができる。
図47は、乗り手950のハーネスまたは乗り手トロリー951に組み込まれて、乗り手950と乗り手トロリー951との間の相対的な重量を変化させることによって体験を向上させるか、または進行経路によって変化させることができる様々なテーマを示す。例えば、上の図は、乗り手950が運動中に乗るロケット953を示している。中央の図は、乗り手950が乗って、場合によっては壁または対象物に衝突する鉄球954を示している。下の図は、この場合は運動中に乗り手950を運ぶ巨大な鷲の爪955であるテーマライドを示している。
図48は、乗り手1000が架線1030に沿って運動するときに作動スプール1010がライン1020を伸長させまたはライン1020を後退させ、それによって、乗り手1000の飛行経路および体験を変化させることができる、さらなる、代替の実施形態を示す。
図49は、乗り手1100の運動経路を変更する代替の手段を示す。この例では、ベクトル支持ケーブルシステム1110が使用され、乗り手1100の乗り手トロリー1120がベクトル支持ライン1110に沿って運動し、架線1110の変化がバンジーコード1130の長さ(y軸速度の変化によって)、したがって、乗り手1100の飛行経路を変化させる。
図50は、本明細書に記載された装置が極限/娯楽スポーツ、例えば、スキー、スノーボード、マウンテンバイク、リュージュ、ゴーカートなどに参加する乗り手1200のための発射システムとしてどのように使用され得るかを示す。
Claims (15)
- 対象物の運動を制御するように構成された装置であって、
(a)少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物であって、前記少なくとも1つの弾力性部材は、前記少なくとも1つの対象物の、実質的に鉛直なy軸方向における運動を制限するように構成され、前記弾力性部材は、張力をかけられていない第1の長さと、張力がかけられた第2の長さとを有し、前記張力がかけられた第2の長さは前記張力をかけられていない第1の長さの少なくとも1.1倍である、少なくとも1つの対象物と、
(b)前記少なくとも1つの弾力性部材に固定せずに連結された少なくとも1つの支持部材であって、前記少なくとも1つの支持部材に関する設定経路に沿った弾力性部材移動を制限するように構成され、前記支持部材の長さの少なくとも一部にわたって正の傾斜または負の傾斜を有する少なくとも1つの支持部材と、
(c)前記少なくとも1つの弾力性部材を前記少なくとも1つの支持部材に連結する、少なくとも1つの連結部材であって、前記少なくとも1つの支持部材を自由に横切る少なくとも1つの連結部材と、
(d)前記少なくとも1つの対象物の運動を開始するように、実質的に水平なx軸力を前記少なくとも1つの対象物に付与するように構成された力発生機構と、
を備え、
前記力発生機構は、前記少なくとも1つの弾力性部材に非重力エネルギーを与えるように構成されている、装置。 - 運動の開始後の前記支持部材により制限された前記設定経路の方向は、水平なx軸方向と垂直なy軸方向との両方に沿う、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの支持部材は、懸垂線形、U字形、湾曲形、螺旋形、もしくはJ字形、またはそれらの組み合わせに構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの支持部材は、実質的に非弾力性の材料で製造されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの支持部材の少なくとも一部が、水平面に対して傾斜した平面に配置されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの弾力性部材は、ゴム引き材料で製造されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの連結部材は、少なくとも1つのジップライントロリーである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの連結部材は、前記少なくとも1つの弾力性部材の末端で前記少なくとも1つの弾力性部材に連結されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの連結部材は、少なくとも1つのハーネス、少なくとも1つの車両、少なくとも1つのキャリッジ、もしくは少なくとも1つのトロリー、またはそれらの組み合わせである、請求項8に記載の装置。
- 前記装置は、発射部位を更に含み、
前記力発生機構は、
前記少なくとも1つの弾力性部材の第1の末端を前記発射部位の方向に引くことにより、前記少なくとも1つの弾力性部材を付勢するように構成された引き戻し機構と、
前記少なくとも1つの支持部材に配置された弾力性部材ストップであって、前記引き戻し機構が前記少なくとも1つの弾力性部材の前記第1の末端を前記発射部位の方向に引くときに、前記発射部位の方向への前記少なくとも1つの弾力性部材の移動を防止することにより、前記少なくとも1つの弾力性部材を付勢するのを助けるように構成された弾力性部材ストップと
をさらに備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置。 - 前記引き戻し機構は、前記少なくとも1つの弾力性部材が前記引き戻し機構によって付勢されると前記少なくとも1つの弾力性部材の前記第1の末端を解放するように構成されたリリースを含む、請求項10に記載の装置。
- 前記力発生機構は、
前記少なくとも1つの弾力性部材の前記第1の末端を保持するように構成された紐帯と、
前記少なくとも1つの支持部材に配置された付勢トロリーであって、前記弾力性部材を前記紐帯から遠ざけることにより、前記少なくとも1つの弾力性部材を付勢するように構成された付勢トロリーと
を備える、請求項11に記載の装置。 - 前記紐帯は、前記少なくとも1つの弾力性部材が前記付勢トロリーによって付勢されると前記少なくとも1つの弾力性部材の前記第1の末端を解放するように構成されたリリースを含む、請求項12に記載の装置。
- 前記支持部材の末端が、前記少なくとも1つの支持部材の前記末端に向かう前記弾力性部材の移動を減速および/または停止させるように構成された、実質的に垂直方向に向いた部分を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの支持部材に配置されたトリガをさらに備え、前記トリガは、前記少なくとも1つの弾力性部材が前記トリガを通過するときに、前記少なくとも1つの弾力性部材の長さを伸長させる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の装置。
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