RU128122U1

RU128122U1 - DYNAMIC PLATFORM FOR VIRTUAL REALITY SIMULATORS

Info

Publication number: RU128122U1
Application number: RU2012119023/12U
Authority: RU
Inventors: Виталий Валерьевич Тихонов
Original assignee: Виталий Валерьевич Тихонов
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-05-20

Abstract

1. Динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности, содержащая основание и подвижный стол со столешницей, соединенные между собой тремя элементами подвески подвижного стола и тремя гидроприводами возвратно-поступательного движения, гидравлическую станцию, подключенную к гидроприводам, компьютерную станцию, соединенную через согласующее устройство с гидравлической станцией, проекционный экран и компьютерный стереопроектор, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный гидропривод возвратно-поступательного движения, ее основание и подвижный стол выполнены в форме прямоугольных рам, соответствующие стороны которых параллельны друг другу, причем рама основания больше рамы подвижного стола, гидроприводы возвратно-поступательного движения и элементы подвески в месте их соединения с основанием и подвижным столом снабжены пространственными шарнирами, один из гидроприводов и дополнительный гидропривод связывают передние стороны рам подвижного стола и основания, два других гидропривода связывают задние стороны рам подвижного стола и основания, причем проекционный экран и компьютерный стереопроектор размещены на основании под рамой подвижного стола, столешница которого изготовлена из прозрачного материала с возможностью размещения на ней зрителей и имеет размеры, большие, чем рама подвижного стола, а размеры основания, подвижного стола, элементов подвески и гидроприводов возвратно-поступательного движения выбраны такими, что при всех их возможных перемещениях они не заслоняют изображение, воспроизводимое на проекционном экране компьютерным стереопроектором.2. Динамическая пл�1. A dynamic platform for virtual reality simulators, containing a base and a movable table with a tabletop, interconnected by three suspension elements of the movable table and three hydraulic actuators of reciprocating motion, a hydraulic station connected to the hydraulic actuators, a computer station connected via a matching device to the hydraulic station , a projection screen and a computer stereo projector, characterized in that it contains an additional hydraulic reciprocating drive Oia, its base and the movable table are made in the form of rectangular frames, the respective sides of which are parallel to each other, the base frame being larger than the movable table frame, the hydraulic actuators of reciprocating movement and the suspension elements at the place of their connection with the base and the movable table are provided with spatial joints, one of hydraulic actuators and an additional hydraulic actuator connect the front sides of the frames of the movable table and the base, two other hydraulic actuators connect the rear sides of the frames of the movable table and the base, with than the projection screen and the computer stereo projector are placed on the base under the frame of the movable table, the table top of which is made of transparent material with the possibility of placing viewers on it and has dimensions larger than the frame of the movable table, and the dimensions of the base, movable table, suspension elements and hydraulic drives translational motion are selected such that, for all their possible movements, they do not obscure the image displayed on the projection screen by a computer stereo projector. 2. Dynamic Pl

Description

Полезная модель относится к техническим средствам индустрии развлечений, а именно, к подвижным платформам для создания механических перемещений зрителей в симуляторах и аттракционах виртуальной реальности.The utility model relates to the technical means of the entertainment industry, namely, to mobile platforms for creating mechanical movements of viewers in simulators and attractions of virtual reality.

Известна динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности (проспект фирмы High Technologies Ltd. с.4), содержащая основание, подвижный стол, на столешнице которого, изготовленной из непрозрачного материала, размещаются зрители, три привода возвратно-поступательного движения, один из которых установлен между центрами основания и подвижного стола, а два других - между основанием и подвижным столом так, что они обеспечивают повороты платформы вокруг продольной и поперечной ее осей.There is a known dynamic platform for virtual reality simulators (prospectus of High Technologies Ltd. p. 4), containing a base, a movable table, on the table top of which, made of opaque material, are placed the audience, three reciprocating drives, one of which is installed between the centers the base and the movable table, and the other two between the base and the movable table so that they provide rotations of the platform around its longitudinal and transverse axes.

В процессе работы платформа обеспечивает с помощью привода, установленного между центрами основания и подвижного стола, возвратно-поступательное перемещение в вертикальном направлении, а с помощью двух других приводов возвратно-поступательного движения обеспечиваются наклоны платформы.In the process, the platform provides, with the help of the drive installed between the centers of the base and the movable table, reciprocating movement in the vertical direction, and with the help of two other drives of the reciprocating movement, the tilts of the platform are provided.

Недостатком такой платформы являются узкие функциональные возможности, определяемые тем, что ее применение ограничено симуляторами и аттракционами виртуальной реальности, в которых зрители, размещаемые в креслах, установленных на столешнице подвижного стола могут наблюдать только изображение на проекционном экране, расположенном на вертикальной стене.The disadvantage of such a platform is its narrow functionality, determined by the fact that its use is limited to simulators and virtual reality attractions, in which viewers placed in chairs installed on the table top of a movable table can only watch the image on the projection screen located on a vertical wall.

Известна динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности (проспект фирмы Hydraudyne System Engineering B.V. c.4), содержащая основание и подвижный стол со столешницей, соединенный между собой тремя элементами подвески подвижного стола и тремя гидроприводами возвратно-поступательного движения, гидравлическую станцию, подключенную к гидроприводам, и компьютерную станцию, соединенную через согласующее устройство с гидравлической станцией.A well-known dynamic platform for virtual reality simulators (prospectus of Hydraudyne System Engineering BV c.4), containing a base and a movable table with a worktop, interconnected by three suspension elements of the movable table and three hydraulic actuators for reciprocating movement, a hydraulic station connected to the hydraulic actuators, and a computer station connected through a matching device to the hydraulic station.

При работе платформы с помощью трех гидроприводов возвратно-поступательного движения обеспечивается движение подвижного стола со столешницей с тремя степенями свободы, а три элемента подвески исключают потерю устойчивости платформы. Они представляют собой «книжки», одна из сторон которых с помощью двух плоских шарниров соединена с основанием, а другая с помощью одного плоского шарнира - с подвижным столом. Причем стороны этих «книжек» соединены друг с другом с помощью плоских шарниров.When the platform is operated with the help of three hydraulic drives of reciprocating motion, the movement of a movable table with a tabletop with three degrees of freedom is ensured, and three suspension elements exclude the platform stability loss. They are “books”, one of the sides of which is connected to the base with two flat hinges, and the other is connected to a movable table using one flat hinge. Moreover, the sides of these "books" are connected to each other using flat hinges.

Недостатком такой динамической платформы является то, что ее нельзя использовать для симуляторов виртуальной реальности нового поколения, в которых проецирование изображения осуществляется на экран, расположенный под подвижным столом. Располагающиеся между основанием и подвижным столом механические элементы способны частично заслонять этот экран и мешать восприятию демонстрируемых на нем изображений.The disadvantage of such a dynamic platform is that it cannot be used for a new generation of virtual reality simulators in which the image is projected onto a screen located under a movable table. The mechanical elements located between the base and the movable table are able to partially obscure this screen and interfere with the perception of the images displayed on it.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей динамической платформы для симуляторов виртуальной реальности и, в частности, обеспечение возможности ее использования в симуляторах виртуальной реальности нового типа, в которых применяется проецирование изображения на экран, расположенный под подвижным столом.The objective of the utility model is to expand the functionality of a dynamic platform for virtual reality simulators and, in particular, to provide the possibility of its use in a new type of virtual reality simulators that use projection of an image onto a screen located under a movable table.

Технический результат - создание динамической платформы, обеспечивающей возможность проецирования и наблюдения изображений на проекционном экране, расположенном под подвижным столом.The technical result is the creation of a dynamic platform that provides the ability to project and observe images on a projection screen located under a movable table.

Технический результат достигается тем, что динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности, содержащая основание и подвижный стол со столешницей, соединенные между собой тремя элементами подвески подвижного стола и тремя гидроприводами возвратно-поступательного движения, гидравлическую станцию, подключенную к гидроприводам, компьютерную станцию, соединенную через согласующее устройство с гидравлической станцией, проекционный экран и компьютерный стереопроектор, согласно полезной модели содержит дополнительный гидропривод возвратно-поступательного движения, её основание и подвижный стол выполнены в форме прямоугольных рам, соответствующие стороны которых параллельны друг другу, причем рама основания больше рамы подвижного стола, гидроприводы возвратно-поступательного движения и элементы подвески в месте их соединения с основанием и подвижным столом снабжены пространственными шарнирами, один из гидроприводов и дополнительный гидропривод связывают передние стороны рам подвижного стола и основания, два других гидропривода связывают задние стороны рам подвижного стола и основания, а элементы подвески связывают вершины углов, расположенных на левом и правом концах передней стороны и на правом конце задней стороны рамы подвижного стола, с вершинами противоположных углов рамы основания, причём проекционный экран и компьютерный стереопроектор размещены на основании под рамой подвижного стола, столешница которого изготовлена из прозрачного материала с возможностью размещения на ней зрителей и имеет размеры большие, чем рама подвижного стола, а размеры основания, подвижного стола, элементов подвески и гидроприводов возвратно-поступательного движения выбраны такими, что при всех их возможных перемещениях они не заслоняют изображение, воспроизводимое на проекционном экране компьютерным стереопроектором, при этом рамы основания и подвижного стола изготовлены из металлических балок коробчатого профиля, а элементы подвески подвижного стола выполнены в виде трубчатых тяг, причем горизонтальные проекции осей симметрии всех гидроприводов возвратно-поступательного движения параллельны друг другу.The technical result is achieved in that a dynamic platform for virtual reality simulators, containing a base and a movable table with a worktop, interconnected by three suspension elements of the movable table and three hydraulic actuators of reciprocating motion, a hydraulic station connected to the hydraulic actuators, a computer station connected via matching a device with a hydraulic station, a projection screen and a computer stereo projector, according to a utility model, contains an additional guide the reciprocating drive, its base and the movable table are made in the form of rectangular frames, the respective sides of which are parallel to each other, and the base frame is larger than the movable table frame, the hydraulic actuators of the reciprocating movement and suspension elements at the junction with the base and the movable table are provided by spatial hinges, one of the hydraulic actuators and an additional hydraulic actuator connect the front sides of the frames of the movable table and the base, two other hydraulic actuators connect the rear the frames of the movable table and the base, and the suspension elements connect the vertices of the corners located on the left and right ends of the front side and the right end of the rear side of the frame of the movable table with the vertices of the opposite corners of the base frame, and the projection screen and computer stereo projector are located on the base under the frame a movable table, the tabletop of which is made of transparent material with the possibility of placing spectators on it and has dimensions larger than the frame of the movable table, and the dimensions of the base, movable a, the suspension elements and hydraulic drives of reciprocating motion are selected such that, for all their possible movements, they do not obscure the image displayed on the projection screen by a computer stereo projector, while the base and movable table frames are made of box-shaped metal beams, and the movable table suspension elements made in the form of tubular rods, and horizontal projections of the axes of symmetry of all hydraulic actuators reciprocating motion parallel to each other.

Такая конструкция динамической платформы для виртуальной реальности позволяет зрителям, размещенным на столешнице из прозрачного материала, наблюдать изображение, воспроизводимое на проекционном экране, расположенном под подвижным столом. При этом тяги и гидроприводы возвратно-поступательного движения при всех своих перемещениях не заслоняют изображение, демонстрируемое на проекционном экране под столом. Это расширяет функциональные возможности динамической платформы и позволяет использовать сюжеты виртуальной реальности, связанные с имитацией «погружения» в какую-либо среду, пространство или объект.This design of a dynamic platform for virtual reality allows viewers placed on a countertop made of transparent material to observe the image displayed on the projection screen located under the movable table. At the same time, thrusts and hydraulic drives of reciprocating motion with all their movements do not obscure the image displayed on the projection screen under the table. This extends the functionality of the dynamic platform and allows the use of virtual reality plots associated with imitating "immersion" in any medium, space or object.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.Compared with the prototype of the claimed design has a distinctive feature in the combination of elements and their relative position.

Схема динамической платформы для симуляторов виртуальной реальности показана на фиг.1.A diagram of a dynamic platform for virtual reality simulators is shown in FIG.

Динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности содержит основание 1 и подвижный стол 2 со столешницей 3, соединенные между собой тремя элементами 4,5 и 6 подвески подвижного стола и тремя гидроприводами возвратно-поступательного движения 7,8 и 9, гидравлическую станцию 10, подключенную к гидроприводам, компьютерную станцию 11, соединенную с гидравлической станцией с помощью согласующих устройств, проекционный экран 12 и компьютерный стереопроектор 13. Динамическая платформа содержит дополнительный привод возвратно-поступательного движения 14.The dynamic platform for virtual reality simulators contains a base 1 and a movable table 2 with a countertop 3, interconnected by three elements 4,5 and 6 of the suspension of the movable table and three hydraulic actuators of reciprocating movement 7.8 and 9, a hydraulic station 10 connected to the hydraulic actuators , a computer station 11 connected to the hydraulic station using matching devices, a projection screen 12 and a computer stereo projector 13. The dynamic platform includes an additional reciprocating drive movement 14.

Основание 1 и подвижный стол 2 выполнены в форме прямоугольных рам, соответствующие стороны которых параллельны друг другу, причем рама основания больше рамы подвижного стола, гидроприводы возвратно-поступательного движения 7, 8, 9 и 14 и элементы подвески подвижного стола 4, 5 и 6 в местах их соединений с основанием и подвижным столом снабжены пространственными шарнирами 15-28. Гидропривод 7 и дополнительный гидропривод 14 связывают передние стороны 29 и 30 рам подвижного стола 2 и основания 1, два других гидропривода 8 и 9 связывают задние стороны 31 и 32 рам подвижного стола и основания. Элементы подвески 4, 5 и 6 связывают вершины углов 33 и 34, расположенных на левом и правом концах передней стороны 29 подвижного стола и вершину угла 35, расположенную на правом конце задней стороны этого стола, с вершинами противоположных углов, соответственно 36, 37 и 38 рамы основания.The base 1 and the movable table 2 are made in the form of rectangular frames, the corresponding sides of which are parallel to each other, and the base frame is larger than the frame of the movable table, hydraulic drives of reciprocating movement 7, 8, 9 and 14 and the suspension elements of the movable table 4, 5 and 6 in places of their connections with the base and the movable table are provided with spatial hinges 15-28. The hydraulic actuator 7 and the additional hydraulic actuator 14 connect the front sides 29 and 30 of the frames of the movable table 2 and the base 1, two other hydraulic actuators 8 and 9 connect the rear sides 31 and 32 of the frames of the movable table and the base. Suspension elements 4, 5 and 6 connect the vertices of the angles 33 and 34 located on the left and right ends of the front side 29 of the movable table and the vertex of the angle 35 located on the right end of the rear side of the table with the vertices of the opposite angles 36, 37 and 38, respectively base frames.

Гидроприводы 7, 8, 9 и 14 состоят соответственно из поршней 39,40, 41, 42 и цилиндров 43, 44, 45 и 46.Hydraulic actuators 7, 8, 9, and 14 consist of pistons 39.40, 41, 42, and cylinders 43, 44, 45, and 46, respectively.

Проекционный экран 12 и компьютерный стереопроектор 13 размещены под рамой подвижного стола.The projection screen 12 and the computer stereo projector 13 are placed under the frame of the movable table.

Рамы подвижного стола и основания изготовлены из металлических балок коробчатого профиля, а элементы подвески 4,5 и 6 подвижного стола выполнены в виде металлических трубчатых тяг.The frames of the movable table and the base are made of box-shaped metal beams, and the suspension elements 4,5 and 6 of the movable table are made in the form of metal tubular rods.

Пространственно гидроприводы 7, 8, 9 и 14 расположены так, что в статике горизонтальные проекции их осей симметрии 47, 48, 49 и 50 параллельны друг другу.Spatially, the hydraulic actuators 7, 8, 9, and 14 are arranged so that in static the horizontal projections of their axes of symmetry 47, 48, 49, and 50 are parallel to each other.

Столешница 3 подвижного стола изготовлена из прозрачного материала с возможностью размещения на ней зрителей. Она имеет размеры большие, чем рама подвижного стола.The table top 3 of the movable table is made of transparent material with the possibility of placing viewers on it. It is larger than the frame of the movable table.

Динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности работает следующим образом.The dynamic platform for virtual reality simulators works as follows.

На столешнице 3 подвижного стола размещаются зрители. Ее прозрачность обеспечивает возможность наблюдения зрителями изображений, которые формируются на проекционном экране 12 с помощью компьютерного стереопроектора 13. Для восприятия стереоизображения зрители снабжаются затворными очками.Spectators are placed on the tabletop 3 of the rolling table. Its transparency allows spectators to observe images that are formed on the projection screen 12 using a computer stereo projector 13. For the perception of stereo images, viewers are equipped with shutter glasses.

В соответствии с программой, воспроизводимой компьютерной станцией 11, через гидростанцию 10 подаются давления рабочей жидкой среды в гидроприводы 7, 8, 9 и 14. Их поршни 39, 40, 41 и 42 совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах 43, 44, 45 и 46. При этом в зависимости от поступающих давлений подвижный стол способен совершать перемещения по вертикали, повороты вокруг продольной и поперечной осей. При этом трубчатые тяги 4, 5 и 6 обеспечивают устойчивость стола при всех возможных перемещениях поршней гидроприводов. Подвижность стола, гидроприводов и трубчатых тяг обеспечивается использованием пространственных шарниров 15-28. Это позволяет по программе осуществлять механические перемещения подвижного стола, которые имитируют ускорение, удары, реверс и т.д.In accordance with the program reproduced by the computer station 11, pressures of the working fluid are supplied to the hydraulic actuators 7, 8, 9 and 14 through the hydraulic station 10. Their pistons 39, 40, 41 and 42 reciprocate in the cylinders 43, 44, 45 and 46. In this case, depending on the incoming pressures, the movable table is able to make vertical movements, rotations around the longitudinal and transverse axes. At the same time, tubular rods 4, 5 and 6 ensure the stability of the table with all possible movements of the hydraulic pistons. The mobility of the table, hydraulic drives and tubular rods is provided by the use of spatial joints 15-28. This allows the program to carry out mechanical movements of the movable table, which simulate acceleration, shock, reverse, etc.

Размеры основания 1, подвижного стола 2, параметры трубчатых тяг 4, 5 и 6 и гидроприводов 7, 8, 9 и 14 возвратно-поступательного движения подобраны так, что при их всех перемещениях они не заслоняют изображения, воспроизведенного на проекционном экране 12 компьютерным стереопроектором 13.The dimensions of the base 1, the movable table 2, the parameters of the tubular rods 4, 5 and 6 and the hydraulic actuators 7, 8, 9 and 14 of the reciprocating movement are selected so that with all their movements they do not obscure the image reproduced on the projection screen 12 by a computer stereo projector 13 .

Испытание, созданное динамической платформы в составе симулятора виртуальной реальности позволило установить, что она имитирует механические воздействия на зрителя, близкие к реальным. При этом обеспечивается возможность наблюдения зрителями через прозрачную столешницу изображений, воспроизводимых на проекционном экране.The test created by the dynamic platform as part of the virtual reality simulator made it possible to establish that it simulates mechanical effects on the viewer that are close to real. At the same time, it is possible for viewers to observe through a transparent tabletop the images displayed on the projection screen.

Преимущества предлагаемого технического решения:The advantages of the proposed technical solution:

- возможность использования новых сюжетов для симуляторов виртуальной реальности, имитирующих процесс «погружения» в какую-либо среду, пространство или объект;- the possibility of using new plots for virtual reality simulators that simulate the process of "immersion" in any environment, space or object;

- простота конструкции;- simplicity of design;

- низкая стоимость.- low cost.

Предлагаемая динамическая платформа может быть реализована на базе стандартных узлов таких, как гидроприводы возвратно-поступательного движения, гидростанция, компьютерная станция и простые механические устройства.The proposed dynamic platform can be implemented on the basis of standard components such as hydraulic reciprocating drives, hydraulic power station, computer station and simple mechanical devices.

Динамическая платформа может найти широкое применение при создании симуляторов и аттракционов виртуальной реальности нового поколения, способных имитировать процесс «погружения» в какую либо среду, пространство или объект.The dynamic platform can be widely used in creating simulators and attractions of a new generation of virtual reality, capable of simulating the process of "immersion" in any environment, space or object.

Claims

1. A dynamic platform for virtual reality simulators, containing a base and a movable table with a tabletop, interconnected by three suspension elements of the movable table and three hydraulic actuators of reciprocating motion, a hydraulic station connected to the hydraulic actuators, a computer station connected via a matching device to the hydraulic station , a projection screen and a computer stereo projector, characterized in that it contains an additional hydraulic reciprocating drive Oia, its base and the movable table are made in the form of rectangular frames, the respective sides of which are parallel to each other, the base frame being larger than the movable table frame, the hydraulic actuators of reciprocating movement and the suspension elements at the place of their connection with the base and the movable table are provided with spatial joints, one of hydraulic actuators and an additional hydraulic actuator connect the front sides of the frames of the movable table and the base, two other hydraulic actuators connect the rear sides of the frames of the movable table and the base, with than the projection screen and the computer stereo projector are placed on the base under the frame of the movable table, the table top of which is made of transparent material with the possibility of placing viewers on it and has dimensions larger than the frame of the movable table, and the dimensions of the base, movable table, suspension elements and hydraulic drives translational motion are selected such that, for all their possible movements, they do not obscure the image displayed on the projection screen by a computer stereo projector.

2. The dynamic platform according to claim 1, characterized in that the base and movable table frames are made of box-shaped metal beams.

3. The dynamic platform according to claim 1, characterized in that the suspension elements of the movable table are made in the form of tubular rods.

4. The dynamic platform according to claim 1, characterized in that the horizontal projection of the axis of symmetry of all hydraulic actuators reciprocating motion parallel to each other.