RU109979U1

RU109979U1 - MULTIFUNCTIONAL SPORTS SIMULATOR

Info

Publication number: RU109979U1
Application number: RU2011134276/12U
Authority: RU
Inventors: Ульяна Владимировна Осипова
Original assignee: Ульяна Владимировна Осипова
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Полезная модель относится к спортивному оборудованию и направлено на целевую тренировку изолированных групп мышц пользователя динамическим способом с максимальной нагрузкой в единицу времени.The utility model relates to sports equipment and is aimed at the target training of isolated muscle groups of the user in a dynamic way with a maximum load per unit time.

Сущность п.м.: рабочее место пользователя выполнено в виде неподвижной платформы, на которой с возможностью углового поворота в обе стороны и изменения угла наклона смонтирована подвижная платформа с подвижными площадками для ног пользователя, установленными с возможностью перемещения по выполненным в верхнем торце подвижной платформы направляющим прорезям для обеспечения имитации на мониторе компьютера движения пользователя вперед-назад, вертикального подъема ног пользователя с возможностью отображения имитации на мониторе компьютера подъема пользователя по лестнице и отображения на мониторе компьютера движения пользователя по пересеченной местности при комбинации упомянутых перемещений пользователя. 4 п. ф-лы, 6 фиг. илл. The essence of the metro: the user's workplace is made in the form of a fixed platform, on which a movable platform with movable platforms for the legs of the user mounted with the possibility of movement along the guides made in the upper end of the movable platform is mounted with the possibility of angular rotation in both directions slots for simulating the user's back and forth movements on the computer monitor, vertical lifting of the user's legs with the ability to display simulations on the computer monitor tera user climbing the stairs and displaying on a computer monitor user movement over rough terrain with a combination of said user movements. 4 p. Fs, 6 FIG. ill.

Description

Полезная модель относится к спортивному оборудованию и направлена на целевую тренировку изолированных групп мышц пользователя динамическим способом с максимальной нагрузкой в единицу времени.The utility model relates to sports equipment and is aimed at targeted training of isolated muscle groups of the user in a dynamic way with a maximum load per unit time.

В современных условиях задача снижения последствий гиподинамии является наиболее актуальной для обеспечения здоровья населения всех возрастных категорий. Известно большое количество тренажеров, обеспечивающих физическую разминку в качестве средства снижения последствий гиподинамии.In modern conditions, the task of reducing the effects of physical inactivity is the most urgent to ensure the health of the population of all age categories. A large number of simulators are known that provide physical warm-up as a means of reducing the effects of physical inactivity.

Известен переносной мини-тренажер для физической разминки рук и ног, содержащий круглый кожух, внутри которого размещено фрикционное вращающееся нагрузочное устройство, к которому с двух сторон присоединены откидные элементы, посредством которых нагрузочное устройство приводится во вращение с помощью рук и ног (см., например, описание изобретения к патенту США №5490824, кл. A63B 22/06, опубл. 13.02.1996).A portable mini-simulator for physical warming up of hands and feet is known, comprising a round casing, inside which a friction rotating load device is placed, to which folding elements are attached on both sides, by means of which the load device is rotated using hands and feet (see, for example U.S. Patent No. 5,490,824, Cl. A63B 22/06, publ. 13.02.1996).

Такой тренажер удобен при перевозке и может быть установлен на любой плоской поверхности, однако пользователь не может использовать его, если сам находится в движении. Кроме того, это устройство обеспечивает только один вид физической нагрузки.Such a simulator is convenient for transportation and can be installed on any flat surface, however, the user cannot use it if he himself is in motion. In addition, this device provides only one type of physical activity.

Известен также тренажер для физической разминки, содержащий корпус, внутри которого установлено реверсивное вращающееся нагружающее устройство, систему передачи усилия на нагружающее устройство с гибким рабочим органом, включающую шкив, взаимодействующий со шкивом незамкнутый гибкий рабочий орган с захватами, выходные ролики и средство крепления на опоре (см., например, описание изобретения к патенту США №5755650, кл. A63B 21/00, опубл.1998).A trainer for physical warming up is also known, comprising a housing inside which a reversible rotating loading device is installed, a system for transmitting force to a loading device with a flexible working body, including a pulley, an open flexible working body with grippers interacting with a pulley, output rollers and mounting means on a support ( see, for example, the description of the invention to US patent No. 5755650, CL A63B 21/00, publ. 1998).

Данный тренажер конструктивно связан с креслом, что исключает возможность использования его в качестве переносного, при этом схема нагружения обеспечивает только одно движение руками.This simulator is structurally connected with the chair, which excludes the possibility of using it as a portable one, while the loading scheme provides only one movement with your hands.

Известен спортивный тренажер, содержащий платформу для размещения пользователя, установленную через упорный шарикоподшипник на неподвижном основании, и средство для изменения реактивного вращательного момента, включающее стержни и размещенные на них грузы (см., например, описание изобретения к патенту США N 4538807, кл. A63B 23/02, опубл. 1985).Known sports simulator containing a platform for placing the user, installed through a thrust ball bearing on a fixed base, and means for changing reactive torque, including rods and weights placed on them (see, for example, the description of the invention to US patent N 4538807, class A63B 23/02, publ. 1985).

Недостатком этого тренажера являются его большие размеры.The disadvantage of this simulator is its large size.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа многофункциональный спортивный тренажер, содержащий рабочее место пользователя, рамную конструкцию с силовыми опорными стойками, на которых закреплен персональный компьютер, установленный с возможностью перемещения по вертикали и отображения сформированного виртуального пространства с непрерывным преобразованием виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве (см., например, описание к патенту РФ на полезную модель №97928, кл. A63B 21/00, опубл. 27.09.2010).The closest known by its technical essence and achieved result is a multifunctional sports simulator selected as a prototype, containing a user's workstation, a frame structure with power support racks, on which a personal computer is mounted, installed with the ability to move vertically and display the generated virtual space with continuous transformation of virtual space in accordance with the real physical movements of the arms, legs, naked you, the torso and the user's eye in real space, taking into account interaction with objects in virtual space (see, for example, the description of the patent of the Russian Federation for utility model No. 97928, class A63B 21/00, published on September 27, 2010).

Такое устройство обеспечивает дистанционную передачу данных в режиме реального времени на монитор компьютера, что позволит вести оперативную корректировку хода занятий индивида. Однако такой тренажер имеет ограниченные функциональные возможности.Such a device provides remote data transfer in real time to a computer monitor, which will allow for the operational adjustment of the individual's class. However, such a simulator has limited functionality.

Сущность заявляемой полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемой полезной моделью технического результата, выражающегося в расширении функциональных возможностей тренажера за счет обеспечения возможности отображения на мониторе компьютера виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве, а также моделирования изокинетического режима мышечного сокращения в концентрической фазе движения и моделирования изокиентического режима мышечного сокращения в эксцентрической фазе движения опорно-двигательного аппарата пользователя, что расширяет функциональные возможности устройства и повышает общий морфо-биологический статус пользователя.The essence of the claimed utility model is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve the technical result provided by the proposed utility model, expressed in expanding the simulator's functionality by providing the ability to display virtual space on a computer monitor in accordance with real physical movements of the arm, leg, head, trunk and the user's eye in real space, as well as modeling the isokinetic regime of muscle contraction I am in the concentric phase of movement and modeling of the isocientic mode of muscle contraction in the eccentric phase of movement of the user's musculoskeletal system, which expands the functionality of the device and increases the overall morphological and biological status of the user.

Указанный технический результат достигается тем, что в многофункциональном спортивном тренажере, содержащем рабочее место пользователя, рамную конструкцию с силовыми опорными стойками, на которых закреплен персональный компьютер, установленный с возможностью перемещения по вертикали и отображения сформированного виртуального пространства с непрерывным преобразованием виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, рабочее место пользователя выполнено в виде неподвижной платформы, на которой с возможностью углового поворота в обе стороны и изменения угла наклона смонтирована подвижная платформа с подвижными площадками для ног пользователя, установленными с возможностью перемещения по выполненным в верхнем торце подвижной платформы направляющим прорезям для обеспечения имитации на мониторе компьютера движения пользователя вперед-назад, вертикального подъема ног пользователя с возможностью отображения имитации на мониторе компьютера подъема пользователя по лестнице и отображения на мониторе компьютера движения пользователя по пересеченной местности при комбинации упомянутых перемещений пользователя.The specified technical result is achieved by the fact that in a multifunctional sports simulator containing a user's workplace, a frame structure with power support stands, on which a personal computer is mounted, installed with the ability to move vertically and display the generated virtual space with a continuous transformation of virtual space in accordance with real physical movements of the arm, legs, head, torso and eyes of the user in real space, taking into account the mutual actions with objects in virtual space, the user's workstation is made in the form of a fixed platform on which a movable platform with movable platforms for the user's legs mounted for moving along the movable platform made in the upper end is mounted with the possibility of angular rotation in both directions and changing the angle of inclination guide slots to simulate the user's back and forth movements on the computer monitor, vertical lifting of the user's legs with the possibility of Displays of imitation on a computer monitor of a user climbing a ladder and displaying on a computer monitor of a user's movement over rough terrain with a combination of the aforementioned user movements.

Кроме того, направляющие прорези расположены параллельно или оппозитно друг другу, подвижная и неподвижная платформы выполнены цилиндрическими, а механизм изменения угла наклона подвижной платформы содержит, как минимум, три электропривода, пневмо- или гидроцилиндра.In addition, the guide slots are parallel or opposite to each other, the movable and fixed platforms are cylindrical, and the mechanism for changing the angle of inclination of the movable platform contains at least three electric drives, a pneumatic or hydraulic cylinder.

Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату. Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники. Предложенное устройство является промышленно применимым, т.к. может быть реализовано существующими техническими средствами.The claimed combination of essential features is in direct causal relation to the achieved result. Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty", since it is not known from the prior art. The proposed device is industrially applicable, because can be implemented by existing technical means.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности полезной модели.Thus, the proposed technical solution meets the established conditions of patentability of a utility model.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.The other known technical solutions for a similar purpose with similar significant features by the applicant was not found.

На фиг.1 представлен многофункциональный спортивный тренажер, общий вид, на фиг.2 то же, вид сзади, на фиг.3 - то же, вид сбоку, на фиг.4 - то же, при положении пользователя сидя, на фиг.5 - то же, при положении пользователя, имитирующем на мониторе перемещение пользователя вверх по лестнице, на фиг.6 - расположение прорезей на верхнем торце подвижной платформы.Figure 1 presents a multifunctional sports simulator, a general view, figure 2 is the same, rear view, figure 3 is the same side view, figure 4 is the same when the user is sitting, figure 5 - the same, when the user’s position imitates on the monitor the user’s movement up the stairs, in Fig.6 - the location of the slots on the upper end of the moving platform.

Предложенный многофункциональный спортивный тренажер содержит рабочее место пользователя, рамную конструкцию 1 с силовыми опорными стойками 2, на которых закреплен персональный компьютер 3, установленный с возможностью перемещения по вертикали и отображения сформированного виртуального пространства с непрерывным преобразованием виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве.The proposed multifunctional sports simulator contains a user's workstation, a frame structure 1 with power support racks 2, on which a personal computer 3 is mounted, mounted with the ability to move vertically and display the generated virtual space with a continuous transformation of the virtual space in accordance with the real physical movements of the arms, legs , head, torso and eye of the user in real space, taking into account interaction with objects in a virtual space Attribution.

Рабочее место пользователя выполнено в виде неподвижной платформы 4, на которой с возможностью углового поворота к горизонту в обе стороны и изменения угла наклона смонтирована подвижная платформа 5 с фланцем 6 и подвижными площадками 7 и 8 для ног пользователя, установленными с возможностью перемещения по выполненным в верхнем торце подвижной платформы направляющим прорезям 9 для обеспечения имитации на мониторе компьютера движения пользователя вперед-назад, вертикального подъема ног пользователя с возможностью отображения имитации на мониторе компьютера подъема пользователя по лестнице и отображения на мониторе компьютера движения пользователя по пересеченной местности при комбинации упомянутых перемещений пользователя.The user's workstation is made in the form of a fixed platform 4, on which a movable platform 5 with a flange 6 and movable platforms 7 and 8 for the user's legs mounted with the possibility of moving along the upper ones is mounted with the possibility of angular rotation to the horizontal in both directions and changing the angle of inclination the end of the movable platform, the guide slots 9 to provide imitation on the computer monitor of the user's movement back and forth, vertical lifting of the user's legs with the ability to display simulations of monitor to monitor user lifting the ladder and the computer display computer user movement over rough terrain with a combination of said user movements.

Кроме того, направляющие прорези 9 могут быть расположены параллельно или оппозитно, подвижная 5 и неподвижная 4 платформы выполнены цилиндрическими, а механизм изменения угла наклона подвижной платформы содержит, как минимум, три электропривода, пневмо- или гидроцилиндра 10.In addition, the guide slots 9 can be parallel or opposite, the movable 5 and fixed 4 platforms are cylindrical, and the mechanism for changing the angle of inclination of the movable platform contains at least three electric drives, pneumatic or hydraulic cylinders 10.

В заявленном тренажере персональный компьютер имеет, как правило, несколько дополнительных мониторов 11, закрепленных к закрепленных, также как и основной монитор, на силовых вертикальных опорных стойках 2, которые в нижней части укреплены к круговым рельсовым направляющим рамной конструкции 1 для их перемещения по кругу с образованием панорамного широкого экрана.In the inventive simulator, the personal computer usually has several additional monitors 11, fixed to fixed, as well as the main monitor, on the power vertical support racks 2, which are attached to the circular rail guides of the frame structure 1 in the lower part for their movement in a circle with the formation of a panoramic wide screen.

Пользователь может быть оснащен шлемом 12 виртуальной реальности при перемещении по установленному наклонно рабочему месту и имитации движения пользователя по пересеченной местности. При размещении пользователя в положении сидя пользователь размещается в кресле 13, оснащенном ручными манипуляторами 14 управления.The user can be equipped with a virtual reality helmet 12 when moving around an inclined workplace and simulating the user's movement over rough terrain. When placing the user in a sitting position, the user is placed in a chair 13 equipped with manual manipulators 14 controls.

Заявленный многофункциональный тренажер обеспечивает отображение на мониторе компьютера различные реальные физические движения пользователя: вперед-назад, вверх-вниз, повороты корпуса пользователя в обе стороны, а также реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве при минимально занятом объеме.The claimed multifunctional simulator provides a display on a computer monitor of various real physical movements of the user: forward-backward, up-down, turns of the user's body in both directions, as well as real physical movements of the arm, leg, head, torso and eye of the user in real space with minimal busy volume.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Предложенный спортивный тренажер обеспечивает перемещение пользователя в пределах поворачивающейся платформы за счет перемещения двух или более поворачивающихся площадок для ног от края к краю или от края к середине поворачивающейся платформы, при этом площадки поворачиваются на одинаковый градус, но в противоположную сторону относительно поворота платформы.The proposed sports simulator allows the user to move within a rotating platform by moving two or more rotating foot platforms from edge to edge or from edge to the middle of the rotating platform, while the platforms rotate the same degree, but in the opposite direction relative to the rotation of the platform.

Процесс перемещения площадок происходит циклично и начинается с их расположения относительно подвижной платформы 5. Площадка, на которую в данный момент происходит опора несущей ноги, плавно отводится к краю подвижной платформы 5 в противоположную сторону от движения пользователя, и в случаи поворота платформы площадка совершает поступательное движение, то есть проворачивается в другую сторону от поворота платформы ровно настолько, насколько изменился угол поворота самой платформы. Благодаря этому повороту пользователь сохраняет выбранное направление движения. Также, одновременно, в этот интервал шага одна из свободных площадок перемещается под поднятой ногой и при переносе на нее веса тела, то есть когда эта нога становится опорной, цикл повторяется. Поворот необходим только для площадки, на которую поставлена опорная нога, так как шагающая нога находится в отрыве и не соприкасается с площадкой, вращение свободной площадки не обязательно. Необходимо условие, когда обе ноги пользователя находятся на площадках, при этом поворота и движения площадок не происходит. При отрыве от площадки одной из ног при начале движения пользователя эта площадка перемещается под поднятой ногой, а площадка с опорной ногой отводится к краю платформы в противоположную сторону от направления движения пользователя ровно настолько, насколько перемещена свободная площадка с занесенной над ней ногой. Один из вариантов устройства состоит из несущей поворачивающейся платформы, на которой расположены две или более площадки для ног, способные совершать прямолинейные перемещения от края платформы до ее середины. В данном варианте поворот платформы и поворот площадки происходит после сведения площадок в центре в крайнем их положении в прямолинейном движении, что необходимо для того, чтобы пользователь не смещался в сторону при отведении опорной подвижной площадки в противоположную сторону от направления движения пользователя. Возможно также перемещение площадок от края до края платформы. Перемещение площадок от края до края платформы возможно как по прямой, так и по изогнутой траектории, причем не прямолинейные перемещения площадок применимы и к варианту с перемещением от края к середине платформы. В обоих вариантах площадки должны иметь возможность поворота в противоположную сторону от вращения платформы, то есть поворот должен быть возможен в обе стороны на любой угол поворота из 360 градусов. Наиболее целесообразным вариантом является использование двух площадок для ног и их перемещение от края к краю платформы. Увеличение количества площадок больше двух усложняет конструкцию в виду добавления приспособлений для независимого перемещения площадок в пределах поворачивающейся платформы. Габариты устройства также вырастают, потому что опорная площадка с расположенной на ней несущей ногой и площадка, которая подводится под поднятую ногу, должны разойтись на максимально возможную длину шага. Диаметр вращающейся платформы для варианта с двумя площадками берется также из расчета максимально возможного шага, примерно 1 метр 20 сантиметров, использование более двух площадок для ног увеличивает эти габариты. Перемещение площадок от края к краю платформы предпочтительнее, чем перемещение от края платформы к ее середине, так как в этом варианте скорость и угол поворота платформы значительно увеличиваются, что может повысить шансы получения травм на данном устройстве. Площадки, перемещаясь по платформе вперед-назад и при повороте платформы, поворачиваются в противоположную сторону, не должны мешать друг другу для этого их можно сделать круглой формой, в этом случае диаметр площадки выбирается исходя из максимальной длины ступни пользователя с небольшим запасом, примерно 30 сантиметров, а ноги пользователя располагаются на площадках так, чтобы середина ступней находилась по центру этих площадок. Минимальный просвет в этом случаи между ступнями левой и правой ноги будет примерно 20 сантиметров, так как ширина подошвы в ее средней части примерно 10 сантиметров, а подошва располагается по центру площадки. Данный просвет дает возможность комфортного перемещения пользователя на данном устройстве с круглыми площадками, при этом, когда ноги сводятся вместе, то есть ближе, чем на 20 сантиметров, пользователь должен начать движение с той же ноги, которую он подводил к опорной, потому что опорная ступня будет находиться по центру своей площадки, а подводимая нога заступит на чужую и сместится с центра своей площадки. В другом варианте площадки для ног оборудуются специальными приспособлениями, смещающими вращающиеся площадки влево и вправо примерно на 30 сантиметров, что предотвращает их соприкосновение при повороте площадок. Данное приспособление дает возможность сузить площадки до ширины подошвы пользователя. В этом варианте, когда ноги сводятся вместе, пользователь может начать движение с любой ноги, так как ступни будут находиться всегда по центру своих площадок. Добавление приспособлений, смещающих площадки, и необходимость дополнить систему, отслеживающую перемещение ног блоками для определения положения ступни, чтобы подставлять площадку, точно ориентируя ее относительно расположения носка и пятки пользователя, усложнит конструкцию, поэтому применение в устройстве для всенаправленного передвижения круглых площадок целесообразнее по причине упрощения конструкции. Перемещение поднятой ноги в пространстве отслеживается специальным устройством управляющим перемещением площадок и поворотом платформы. Данное устройство помогает точно подводить одну из площадок под поднятую ногу и не дает пользователю сбиться с ритма ходьбы или бега. Для уменьшения времени отклика устройства и упрощения системы управления в варианте с двумя площадками для ног, выгодно использовать модернизированный джойстик, состоящий из обычного джойстика с проведенной внутри его рычага управления упругой леской или проволокой, также возможно применение телескопически складных мини- цилиндров. Одна из сторон лески или телескопии через подвижное соединение закрепляется на центральной части подошвы пользователя при помощи ремешка. Другая сторона лески или проволоки оборудуется пружиной скручивания или возврата, в случае применения телескопии складные мини- цилиндры располагаются внутри рычага джойстика, и в подвижное соединение с ремешком добавляется возможность не только прокручивания, но и изменения угла по принципу шарового соединения. Необходимая длина лески и телескопии вычисляется замером расстояния между площадкой и подошвой ноги в максимально отведенном положении. Данный джойстик располагают в центе нижней неподвижной части площадки, сверху устанавливают вращающуюся площадку для ног с отверстием посередине, сквозь которое проходит рычаг управления джойстика (так называемый, джойстик с выдвижным рычагом). Данный джойстик можно применять только в варианте устройства при использовании двух площадок для ног. В комплексе с программируемым блокам управления джойстик с выдвижным рычагом производит позиционирование площадок в пределах поворачивающейся платформы при помощи электроприводов в роли, которых желательно использовать шаговые двигатели или серводвигатели для точного и плавного перемещения площадок вперед-назад, верх, вниз, а также поворота платформы в обе стороны и ее наклона. Электропривода, отвечающие за поворот площадок, оборудуют трубчатым валом для того, чтобы через него проходило соединение джойстика с нижней площадкой, которая перемещается по платформе, но не поворачивается в отличие от подвижной площадки, которая находится над ней. Для отслеживания перемещения поднятой ноги могут применяться и другие существующие технические средства, такие как системы, состоящие из нескольких видео камер для определения местоположения объекта, а также лазерные, инфракрасные или ультразвуковые датчики слежения. Примером этих так называемые трекинг-систем являются разработки от таких компаний как A.R.T., InterSense, WorldViz, PhoeniX Technologies, Ascension, PhaseSpace, EligoVision. Но на данный момент эти средства являются медлительными и дорогими, поэтому использование джойстика с выдвижным рычагом является оптимальным вариантом для применения в устройстве с двумя площадками для ног. Направляющие, по которым перемещаются площадки, а также направляющие для поворота платформы и уменьшения шума при работе, желательно оборудовать подшипниками скольжения, что во много раз уменьшит производимый шум при работе устройства, чем применение подшипников качения. Также для перемещения площадок для ног по линейным направляющим целесообразно применять армированные зубчатые ремни передач, что также уменьшит уровень шума в отличие от использования трапецеидальных винтов. Уменьшение шумового загрязнения в данном устройстве необходимо в виду того, что оно может быть установлено в жилых домах и квартирах. Имитация всенаправленного перемещения по пересеченной местности происходит при помощи подъема и опускания платформы минимум тремя электроприводами, пневмоцилиндрами или гидроцилиндрами, соединенными с компьютером или игровой приставкой. Подъем и спуск по ступеням имитируется плавным перемещением вверх и вниз площадок для ног пользователя с занесенной ногой, когда одна из площадок перемещается под ней и одновременно поднимается на высоту ступени при перенесении на поднятую площадку веса тела, когда она отводится назад, при этом происходит плавное ее опускание (поочередное поднятие) и опускание имитирует подъем и спуск пользователя по ступеням. Установив на одну из площадок кресло с рулем или штурвалом, и оборудовав соответствующими манипуляторами для управления, данное устройство переоборудуется в симулятор управления машиной, самолетом, вертолетом или космическим аппаратом. Площадка с установленным на нем креслом и возможностью перемещения вперед назад, а также поворачивающаяся платформа способная изменять угол наклона во всех направлениях, подсоединенная к компьютеру или игровой приставки этот комплекс в полной мере может обеспечить ощущение полета или езды на разнообразных видах транспорта. Для более полного погружения в виртуальную среду, с которой взаимодействует пользователь, визуальное отображение виртуальных объектов в устройстве происходит через панорамный телевизор с функцией 3D или виртуальный шлем с 3D отображением. Для того, чтобы телевизор находился перед пользователем, когда изменяется направление движения пользователя, система телевизоров располагается на рельсовых направляющих, оборудуется устройством, отслеживающим изменение положения головы пользователя и через блок управления электродвигателем происходит перемещение телевизоров и расположение их перед пользователем. На данный момент развития техники существуют системы отслеживания движений головы такие как - TrackIR применяет инфракрасную камеру с подсветкой инфракрасными диодами; в качестве маркера используется специальная отражающая наклейка, отслеживает движение по 6 степеням свободы. RUCAP UM-5 - применяется активный ультразвуковой маркер. Движение головы отслеживается с высокой точностью по шести степеням свободы. HeadJoy - устройство имеет активный маркер с четырьмя светодиодами, закрытыми специальной шторкой; приемник сравнивает интенсивность света от каждого из них и соответственно вычисляет поворот головы пользователя. Работает по трем координатам - поворот головы и приближение. A.R.T. - профессиональная система, применяющаяся в научных исследованиях, системах виртуальной реальности. Система построена на инфракрасном оптическом принципе. FaceTrackNoIR - программа для отслеживания головы через вэб-камеру. Также изменение положения телевизоров происходит по высоте вверх и вниз, это необходимо, потому что имеется разница в росте пользователей, а также при изменении функции ходьбы, бега на функцию езды или полета, мониторы должны находиться на уровни глаз пользователя. Оптимизируя данное устройства для применения в квартирах и домах, оно оборудуется подъемным устройством, которое уменьшает его габариты в сложенном виде. Для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью возможно применение манипулятора Kinect (ранее Project Natal) - игровой «контроллер без контроллера» для Xbox 360. Разработан фирмой Microsoft. Данный манипулятор даст возможность задействовать в играх все тело пользователя и управлять виртуальным аватаром.The process of moving the platforms occurs cyclically and begins with their location relative to the movable platform 5. The platform on which the supporting leg is currently being supported is smoothly relegated to the edge of the movable platform 5 in the opposite direction from the user's movement, and in case of platform rotation, the platform makes translational motion , that is, it rotates to the other side from the platform rotation exactly as much as the angle of rotation of the platform itself has changed. Thanks to this rotation, the user saves the selected direction of movement. Also, at the same time, in this step interval, one of the free platforms moves under the raised leg and when transferring body weight to it, that is, when this leg becomes the supporting one, the cycle repeats. The rotation is necessary only for the platform on which the supporting leg is placed, since the walking foot is in isolation and does not touch the platform, rotation of the free platform is not necessary. A condition is necessary when both legs of the user are on the platforms, while the rotation and movement of the sites does not occur. When one of the legs is separated from the platform at the start of the user's movement, this platform moves under the raised leg, and the platform with the supporting leg is relegated to the edge of the platform in the opposite direction from the direction of movement of the user exactly as much as the free platform with the foot brought over it is moved. One embodiment of the device consists of a rotatable carrier platform on which two or more foot platforms are located that are capable of making linear movements from the edge of the platform to its middle. In this embodiment, the rotation of the platform and the rotation of the platform occurs after the platforms are centered in their extreme position in a rectilinear movement, which is necessary so that the user does not move to the side while retracting the supporting movable platform in the opposite direction from the user's direction of movement. It is also possible to move the pads from edge to edge of the platform. The movement of the sites from the edge to the edge of the platform is possible both in a straight line and along a curved path, and non-linear movements of the sites are also applicable to the option with movement from the edge to the middle of the platform. In both versions, the platforms should be able to rotate in the opposite direction from the rotation of the platform, that is, the rotation should be possible in both directions at any rotation angle of 360 degrees. The most appropriate option is to use two foot platforms and move them from edge to edge of the platform. The increase in the number of sites more than two complicates the design in view of the addition of devices for the independent movement of sites within a rotating platform. The dimensions of the device also grow, because the supporting platform with the supporting leg located on it and the platform that is brought under the raised leg should be spread to the maximum possible step length. The diameter of the rotating platform for the option with two platforms is also taken from the calculation of the maximum possible step, about 1 meter 20 centimeters, the use of more than two platforms for the legs increases these dimensions. Moving the platforms from the edge to the edge of the platform is preferable to moving from the edge of the platform to its middle, since in this embodiment the speed and angle of rotation of the platform are significantly increased, which can increase the chances of injury on this device. The platforms moving along the platform back and forth and when turning the platform turn in the opposite direction, should not interfere with each other for this they can be made round, in this case the diameter of the platform is selected based on the maximum length of the user's foot with a small margin of about 30 centimeters , and the user's legs are located on the platforms so that the middle of the feet is in the center of these platforms. The minimum clearance in this case between the feet of the left and right legs will be about 20 centimeters, since the width of the sole in its middle part is about 10 centimeters, and the sole is located in the center of the platform. This clearance allows the user to comfortably move the user on this device with round platforms, while when the legs come together, that is, closer than 20 centimeters, the user must start moving from the same leg that he brought to the supporting one, because the supporting foot It will be located in the center of its site, and the lead foot will step on someone else’s and will shift from the center of its site. In another embodiment, the foot platforms are equipped with special devices that shift the rotating platforms to the left and right by about 30 centimeters, which prevents their contact when turning the platforms. This device makes it possible to narrow the platform to the width of the sole of the user. In this embodiment, when the legs are brought together, the user can begin to move from any leg, since the feet will always be in the center of their platforms. The addition of devices that offset the platforms and the need to supplement the system that tracks the movement of the legs with blocks for determining the position of the foot in order to substitute the platform, accurately orienting it relative to the location of the toe and heel of the user, will complicate the design, so the use of round platforms in the omnidirectional movement device is more expedient due to simplification designs. The movement of the raised leg in space is monitored by a special device that controls the movement of the sites and the rotation of the platform. This device helps to accurately bring one of the sites under the raised leg and does not allow the user to stray from the rhythm of walking or running. To reduce the response time of the device and simplify the control system in the variant with two foot platforms, it is advantageous to use an upgraded joystick, consisting of a conventional joystick with an elastic fishing line or wire held inside its control lever, and it is also possible to use telescopically folding mini-cylinders. One of the sides of the fishing line or telescope through a movable connection is fixed to the Central part of the sole of the user with a strap. The other side of the fishing line or wire is equipped with a twisting or return spring, in the case of telescopy, folding mini-cylinders are located inside the joystick lever, and the possibility of not only scrolling, but also changing the angle according to the principle of ball connection is added to the movable connection with the strap. The required length of the fishing line and telescope is calculated by measuring the distance between the platform and the sole of the foot in the maximum allotted position. This joystick is located in the center of the lower fixed part of the platform, a rotating leg platform with a hole in the middle is installed on top, through which the joystick control lever (the so-called joystick with retractable lever) passes. This joystick can be used only in the version of the device when using two platforms for legs. In conjunction with programmable control units, a joystick with a retractable lever performs positioning of the platforms within a rotating platform using electric drives in the role of which it is desirable to use stepper motors or servomotors to accurately and smoothly move the platforms back and forth, up, down, and also to rotate the platform in both side and its tilt. The electric drives responsible for the rotation of the platforms are equipped with a tubular shaft so that the joystick connects to the lower platform through it, which moves along the platform but does not rotate, unlike the movable platform located above it. Other existing technical means can be used to track the movement of the raised leg, such as systems consisting of several video cameras for determining the location of an object, as well as laser, infrared or ultrasonic tracking sensors. An example of these so-called tracking systems are developments from companies such as A.R.T., InterSense, WorldViz, PhoeniX Technologies, Ascension, PhaseSpace, EligoVision. But at the moment, these tools are slow and expensive, so the use of a joystick with a retractable lever is the best option for use in a device with two platforms for legs. The guides along which the platforms move, as well as the guides for turning the platform and reducing noise during operation, it is desirable to equip sliding bearings, which will greatly reduce the noise produced during operation of the device than the use of rolling bearings. It is also advisable to use reinforced toothed transmission belts to move the foot platforms along linear guides, which will also reduce the noise level, in contrast to the use of trapezoidal screws. Reducing noise pollution in this device is necessary in view of the fact that it can be installed in residential buildings and apartments. Simulation of omnidirectional movement over rough terrain occurs by raising and lowering the platform with at least three electric drives, pneumatic cylinders or hydraulic cylinders connected to a computer or game console. The ascent and descent along the steps is simulated by smoothly moving up and down the footwells of the user with the leg lifted, when one of the platforms moves underneath and at the same time rises to the height of the step when transferring body weight to the raised platform when it is retracted, while smooth lowering (alternately raising) and lowering simulates the user raising and lowering the stairs. Having installed a chair with a steering wheel or a helm on one of the platforms, and equipped with appropriate manipulators for control, this device is converted into a simulator for controlling a machine, airplane, helicopter or spacecraft. A platform with an armchair installed on it and the ability to move forward backward, as well as a swiveling platform capable of changing the angle of inclination in all directions, connected to a computer or game console, this complex can fully provide a feeling of flying or riding on various types of vehicles. For a more complete immersion in the virtual environment with which the user interacts, the visual display of virtual objects in the device occurs through a panoramic TV with 3D function or a virtual helmet with 3D display. In order for the TV to be in front of the user when the direction of movement of the user changes, the TV system is located on rail rails, is equipped with a device that tracks the change in the position of the user's head and through the motor control unit the TVs are moved and placed in front of the user. At the moment of development of the technology, there are systems for tracking head movements such as - TrackIR uses an infrared camera with backlight infrared diodes; a special reflective sticker is used as a marker, it tracks movement in 6 degrees of freedom. RUCAP UM-5 - an active ultrasound marker is used. Head movement is monitored with high accuracy in six degrees of freedom. HeadJoy - the device has an active marker with four LEDs, closed with a special curtain; the receiver compares the light intensity from each of them and accordingly calculates the rotation of the user's head. It works in three coordinates - head rotation and approximation. A.R.T. - a professional system used in scientific research, virtual reality systems. The system is built on the infrared optical principle. FaceTrackNoIR - a program for tracking the head through a web camera. Also, the position of the TVs changes in height up and down, this is necessary because there is a difference in the growth of users, as well as when changing the function of walking, running to the ride or flight function, monitors should be at the user's eye level. Optimizing this device for use in apartments and houses, it is equipped with a lifting device, which reduces its dimensions when folded. For user interaction with virtual reality, you can use the Kinect manipulator (formerly Project Natal) - a game “controller without controller” for the Xbox 360. Developed by Microsoft. This manipulator will make it possible to use the entire body of the user in games and manage a virtual avatar.

Таким образом, применение предложенного устройства обеспечивает расширение функциональных возможностей тренажера за счет обеспечения возможности отображения на мониторе компьютера виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями руки, ноги, головы, туловища и глаз пользователя в реальном пространстве и повышает общий морфо-биологический статус пользователя.Thus, the application of the proposed device provides an extension of the simulator's functionality by providing the ability to display virtual space on a computer monitor in accordance with the real physical movements of the user's arm, leg, head, trunk and eye in real space and increases the overall morphological and biological status of the user.

Claims

1. A multifunctional sports simulator containing a user's workplace, a frame structure with power support stands, on which a personal computer is mounted, mounted with the ability to move vertically and display the generated virtual space with a continuous transformation of the virtual space in accordance with the actual physical movements of the arms, legs, user's head, torso and eye in real space, taking into account interaction with objects in virtual space, characterized in that the user's workstation is made in the form of a fixed platform on which a movable platform with movable platforms for the user's legs mounted for moving along the guide slots made in the upper end of the movable platform is mounted with the possibility of angular rotation in both directions and to change the angle of inclination. providing simulations on the computer monitor of the user's movement back and forth, vertical lifting of the user's legs with the ability to display simulations on the monitor the computer's user climbing the stairs and displaying on a computer monitor user movement over rough terrain with a combination of said user movements.

2. The simulator according to claim 1, characterized in that the guide slots are parallel or opposite to each other.

3. The simulator according to claim 1, characterized in that the movable and fixed platforms are cylindrical.

4. The simulator according to claim 1, characterized in that the mechanism for changing the angle of inclination of the moving platform contains at least three electric drives, pneumatic or hydraulic cylinders.