RU2497177C1 - Information input device/poly-joystick for hyper-manoeuvre control - Google Patents

Information input device/poly-joystick for hyper-manoeuvre control Download PDF

Info

Publication number
RU2497177C1
RU2497177C1 RU2012110549/08A RU2012110549A RU2497177C1 RU 2497177 C1 RU2497177 C1 RU 2497177C1 RU 2012110549/08 A RU2012110549/08 A RU 2012110549/08A RU 2012110549 A RU2012110549 A RU 2012110549A RU 2497177 C1 RU2497177 C1 RU 2497177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
joystick
hand
mini
pilot
Prior art date
Application number
RU2012110549/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012110549A (en
Inventor
Владимир Степанович Никитин
Роман Борисович Белов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор"
Priority to RU2012110549/08A priority Critical patent/RU2497177C1/en
Publication of RU2012110549A publication Critical patent/RU2012110549A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497177C1 publication Critical patent/RU2497177C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: device includes at least two joysticks, in the top part of which there is at least one mini-joystick; the middle part has a shape adapted for gripping with the hand; each joystick is immovably connected to the control object with the possibility of adjusting the position under the length of the hands of the pilot, such that they are used as unloading levers, wherein the pilot is able, while holding them, to remove the overload on his body and hands, while focusing on control with fingers; the shape of the joysticks is in form of figures from the top part of which at least one shaped shelf, on which at least one mini-joystick is mounted, moves away towards the index finger and middle finger of the hand or envelopes the joystick.
EFFECT: design of a device which enables extremely fast and easy generation of control commands for hyper-manoeuvre high-speed aircraft and spacecraft in conditions of strong vibrations and overload.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для ввода информации в ЭВМ. The invention relates to computer engineering, in particular to devices for inputting information into a computer.

Оно может быть использовано для ввода информации в ЭВМ в скоростных летательных или космических аппаратах и других транспортных или иных средствах, хотя бы временно подвергающихся действию сильных вибраций и перегрузок, для управления этими аппаратами, а также для высокоточного наведения управляемого оружия, в том числе и размещенного на этих аппаратах. It can be used to enter information into the computer in high-speed aircraft or spacecraft and other vehicles or other means, at least temporarily exposed to strong vibrations and accelerations, for these devices control, as well as for high-precision guidance of guided weapons, including hosted on these devices.

Известен и широко применяется способ ввода информации в ЭВМ с использованием клавиатуры и джойстика, при котором задействованы дисплей и блок управления. It is known and widely used method of entering information into a computer using the keyboard and joystick, at which involves display and control unit.

Нажимая на клавиши клавиатуры или на джойстик, оператор инициирует передачу соответствующих электронных кодов на блок управления. Pressing keys on the keyboard or joystick, the operator initiates the transmission of the relevant electronic code to the control unit. Получая электронные коды, блок управления генерирует соответствующие управляющие команды. Receiving electronic codes, the control unit generates the appropriate control commands.

Известен патент США US7170420 «Эргономичный пульт дистанционного управления телевидения» для передачи управляющих сигналов на телевизор, видеомагнитофон или DVD. Known US US7170420 «Ergonomic operating TV remote control" patent for the transmission of control signals to a TV, VCR or DVD. На пульте (по патенту ручке управления) расположено множество переключателей для управления телевизором одной рукой, позволяющих управлять громкостью звука телевизора, отключением звука, переключением каналов (вверх и вниз). On the panel (patent control handle) a plurality of switches arranged to control the TV with one hand, allowing to control the volume of the TV sound, mute, channel switching (up or down). Ручка управления может быть запрограммирована пользователем. The control knob can be programmed by the user. Микропроцессор сохраняет выбранные пользователем, программирует телевизионные каналы и позволяет включать их указательным пальцем. The microprocessor stores selected by the user programs the TV channels and allows you to include their index finger.

Известен патент США US 7379052 «Наручные устройства управления компьютером», по которому устройство крепится к руке ремнем или другими способами, а управляющим элементом устройства может быть трекбол, джойстик, сенсорная панель или другое устройство, которым можно управлять большим пальцем пользователя и в сочетании с одним или несколькими переключателями нажимаемыми кончиками пальцев, что обеспечивает функциональную эквивалентность стандартной компьютерной мыши или трекбола. Known U.S. Patent US 7379052 "wrist computer control device", according to which the device is attached to the hand strap or other means, and the control element of the device can be a trackball, joystick, touchpad or other device which can control the user's thumb, and in conjunction with one or more switches fingertip that provides the functional equivalence of a standard computer mouse or trackball.

Недостатками аналогов является функциональная неравномерность нагрузки на пальцы. The disadvantages of a functional analogues uneven load on the fingers. Практически все функции пульта выполняются большим пальцем руки, а остальные пальцы руки бездействуют. Virtually all remote functions are performed by the thumb and other fingers hands idle. Это снижает эффективность и скорость управления. This reduces the efficiency and speed control.

Известно устройство по патенту РФ №2024048. A device according to RF patent №2024048. Это устройство, не являясь предметом указанного патента, упоминается как вспомогательное средство и представляет собой двухслойные перчатки, между слоями которых монтируются контактные датчики, а также соединяющие их провода. This device is not a subject of this patent is referred to as an adjuvant and is a two-layer gloves, which are mounted between the layers of contact sensors, as well as their connecting wires. Изобретение предназначено для ввода в ЭВМ информации о положении рук водителя на ободе рулевого колеса. The invention is intended to enter into the computer information on the status of the driver's hands on the steering wheel rim. Вспомогательное средство в форме перчатки применяется с целью фиксации датчиков касания на внутренней поверхности кисти руки водителя. Auxiliary means in the form of gloves used to fix the touch sensors on the inner surface of the driver's hands brush. Недостатком устройства является его избыточность. A disadvantage of the device is its redundancy. Несмотря на то, что в нем все пальцы руки могли бы быть функционально нагружены равномерно, такое устройство кроме управляющих сигналов передает множество помех, которые возникают при естественном шевелении пальцев оператора. Despite the fact that it all thumbs might be functionally loaded evenly, the device transmits control signals in addition to a lot of noise that occur in the natural perturbations of the operator's finger. Отличить, где сигнал управления, а где ошибка в таких устройствах, достаточно сложно. Tell where the control signal, and where the error in such devices is difficult.

Прототипом является решение, изложенное в патенте РФ №2333527 «Устройство ввода информации в ЭВМ - противоперегрузочный полиджойстик». The prototype is the decision contained in the RF Patent №2333527 «information input device in a computer - antigravity polidzhoystik".

Согласно патенту №2333527 устройство содержит внешнюю оболочку, охватывающую кисть руки, внутри которой расположена внутренняя оболочка, имеющая форму кисти руки, а между оболочками напротив поверхности фаланг пальцев расположены чувствительные элементы. According to the patent №2333527 device comprises an outer shell covering the hand, which is located inside the inner casing having the shape of the hand, and between the shells opposite the surface phalanges arranged sensing elements. На нижней внутренней поверхности внешней оболочки напротив нижних поверхностей конечных фаланг пальцев руки расположены управляющие датчики, соединенные своими чувствительными элементами в этих местах с эластичной внутренней оболочкой устройства . On the lower inner surface of the outer casing opposite the lower end surfaces of the phalanges of the fingers are control sensors connected to its sensor elements in these areas with the elastic inner sheath. В качестве управляющих датчиков используются двухкоординатные или однокоординатные джойстики, или кнопки, или различные комбинации разных джойстиков и кнопок. The sensors are used as control or one-coordinate XY joysticks, or buttons, or various combinations of various buttons and joysticks.

В прототипе внешняя оболочка неподвижно соединена или с прочным элементом корпуса средства, в котором ведется ввод информации в ЭВМ, например транспортного средства или управляемого объекта, или с гиростабилизированной поверхностью, в зоне удобной досягаемости оператора. In the prototype, the outer shell is fixedly connected with a solid element or housing means, wherein the input information is conducted in a computer, such as a vehicle or managed object or surface with a gyrostabilized, in convenient reach of the operator.

Недостатком прототипа является высокий уровень помех и неудобство пользования, так как руки быстро устают, постоянно находясь в положении, показанном на рисунках к описанию патента. The disadvantage of the prototype is a high level of noise and inconvenience of use, as his hands quickly get tired, always being in the position shown in the figures to the description of the patent.

Известны устройства ввода информации в бортовые ЭВМ, содержащие две ручки управления в виде двух джойстиков. Known devices entering information into a computer board, comprising two control knobs are in the form of two joysticks. Такие системы управления используются в кабинах крупных самолетов («Boeing 737», «Airbus A320» и т.п.), или космических аппаратов («Шаттл», «Буран»), управляемых двумя пилотами (космонавтами). Such control systems are used in aircraft cockpits large ( «Boeing 737», «Airbus A320» and the like), or a spacecraft ( "Shuttle", "Buran") controlled by two pilots (astronauts). В них у кресла каждого пилота установлено по одной ручке управления в виде джойстика, средняя часть которого часть имеет форму, адаптированную для охвата кистью руки, а в верхней части каждого джойстика установлен, как правило, один двухкоординатный миниджойстик и другие средства управления, например многопозиционные переключатели, средства индикации в виде светодиодов или ламп. They have seats for each pilot set for one control handle in the form of a joystick, the middle portion of which part has a shape adapted to cover the hand, and the top of each joystick is installed, usually one biaxial mini joystick and other control means, such as multiposition switches , the indicating means in the form of LEDs or lamps. Ручки управления в виде джойстиков, на которых установлено больше одного двухкоординатного миниджойстика, неизвестны. Handles in the form of sticks, which have more than one mini joystick xy unknown.

Недостатком таких решений является сложность управления аппаратом, совершающим маневры с высокими перегрузками. The disadvantage of such solutions is the complexity of the control apparatus, to maneuver with high congestion.

В патенте РФ №2333527 «Устройство ввода информации в ЭВМ - противоперегрузочный полиджойстик» на рисунках показаны два симметричных устройства для левой и правой руки, содержащие по пять миниджойстиков. The patent of the Russian Federation №2333527 «information input device in a computer - antigravity polidzhoystik" the figures show two symmetrical device for left and right hands, each containing five mini joystick. Однако они не имеют формы ручек управления. However, they have no form of control knobs. Это приводит к появлению высокого уровня помех от случайного перемещения пальцев и является недостатком устройства. This leads to high levels of interference from the random movement of the fingers and the device is a drawback.

Технический результат, получаемый от предлагаемого изобретения, заключается в создании устройства, позволяющего чрезвычайно быстро и легко формировать команды управления для гиперманевренных скоростных летательных и космических аппаратов, как в условиях действия сильных вибраций и перегрузок, так и при дистанционном управлении. The technical result obtained by the present invention is to provide a device allowing very easy and quickly generate control commands for gipermanevrennyh speed aircraft and spacecraft, both under the action of strong vibrations and accelerations, and by remote control.

Термин «сверхманевренность» в Википедии определяется как «способность некоторых самолетов сохранять устойчивость и управляемость на закритических углах атаки с высокими перегрузками…» http://ru.wikipedia.org/wiki/сверхманевренность) The term "maneuverability" in Wikipedia defined as "the ability of some aircraft to maintain stability and control at supercritical angles of attack with high congestion ...» http://ru.wikipedia.org/wiki/сверхманевренность)

В статье «Беспилотникам принадлежит будущее военной авиации? In the article "The future belongs to drones military aviation? [Интернет-издание "Военный паритет",15.10.11, http://www.militaryparitet.com/perevodnie/data/ic_perevodnie/1735] термин «гиперманевренность» раскрывается как «чрезвычайно высокая маневренность, особенно по боковым ускорениям, выдержать которые пилот не может». [Internet publication "Military parity", 15.10.11, http://www.militaryparitet.com/perevodnie/data/ic_perevodnie/1735] The term "gipermanevrennost 'is disclosed as' extremely high maneuverability, particularly along the lateral acceleration, which withstand pilot can not". В данном описании термин «гиперманевренность» применяется именно в таком понимании. As used herein, the term "gipermanevrennost" is used in that sense.

В свое время технология «стелс» стала базовой идеей истребителей «невидимок» 5-го поколения. At the time, the technology "stealth" fighter was the basic idea of ​​"invisible" 5th generation. Теоретически американский истребитель «невидимка» F-22 способен расстрелять целое звено МиГ-31 еще до того, как будет обнаружен. Theoretically American fighter «invisibility» F-22 is able to shoot the whole link MIG-31 before being detected. Это существенно изменило тактику воздушного боя. This has significantly changed the tactics of air combat. Современные воздушные сражения ведутся по принципу «первым увидел - первым сбил». Modern air battles are conducted on a "first to see - the first shot down." Маневренность была отодвинута на второй план. Maneuverability was pushed into the background. С появлением у конкурентов технологии «стелс» ее преимущества постепенно нивелируются. With the advent of the competition "stealth" technology is gradually offset by its benefits. При схватке F-22 с новейшим российским истребителем 5-го поколения Т-50 (ПАК-ФА) «невидимка» теряет свои преимущества. When the F-22 combat with the newest Russian fighter of the 5th generation of the T-50 (PAK FA) "Invisible" is losing its advantages. Поэтому многие эксперты считают, что исход сражения двух малозаметных истребителей вновь будет определяться их маневренностью. Therefore, many experts believe that the outcome of the battle of the two stealth fighters will once again be determined by their agility. Многие эксперты считают, что гиперманевренностью будут обладать, прежде всего, беспилотные аппараты. Many experts believe that gipermanevrennostyu will have, first of all unmanned vehicles.

Особенностью современных зенитных ракет является их способность поражать цели, маневрирующие с ускорениями, не превышающими 15-17g. A feature of modern anti-aircraft missiles is their ability to hit targets maneuvering with accelerations of not more than 15-17g. Но они и не проектировались для этого. But they were not designed for this purpose. Задача ракеты - догнать цель и поразить ее издалека широким пучком поражающих элементов. The task of the rocket - to catch up with the target and hit it from afar wide beam submunitions. Если цель будет способна маневрировать с ускорениями, превышающими 17-20 g, и вовремя увидит подлетающую ракету, то она успеет выйти из зоны поражения. If the target is capable of maneuvering with accelerations greater than 17-20 g, and in time to see the incoming missiles, it is time to get out of the kill zone. Следовательно, если добиться маневренности самолета, превышающей 17-20 g, - он станет неуязвим для ракет противника. Therefore, if the maneuverability of the aircraft to achieve in excess of 17-20 g, - he will be invulnerable to enemy missiles.

Однако управлять аппаратом, совершающим маневры с высокими перегрузками, с помощью ручек управления (РУ) в виде джойстиков становится очень сложно. However, the control apparatus to maneuver with high congestion, via the knobs (RU) as a joystick becomes very difficult. Даже если производится управление беспилотником, время перемещения ручки управления из одного крайнего положения в другое должно составлять десятые доли секунды. Even if made UAV control, the movement of the control knob from one extreme to the other should be a few tenths of a second. Практика показывает, что скоростные маневры, требующие многократно и быстро произвести полный ход ручки управления в виде джойстика, очень трудно осуществлять даже в условиях, когда на пилота не действует перегрузка. Practice shows that the high-speed maneuvers that require repeatedly and quickly make a full stroke control knob in the form of a joystick, it is very difficult to carry out even in an environment where the pilot does not work overload. У обычного джойстика слишком большой полный ход - при переводе из одного крайнего положения в другое он равен примерно 150 мм. An ordinary joystick too much full speed - in translation from one extreme to the other it is about 150 mm. При скорости руки в 2 м/с время каждого перехода составит t д = 0,15 / 2,0 = 0,075 c. When hands speed of 2 m / s while each transition amount t d = 0,15 / 2,0 = 0,075 c. А осуществить многократные перемещения ручки управления из одного крайнего положения в другое при маневрах в условиях действия большой перегрузки будет чрезвычайно сложно. And implement multiple motion control stick from one extreme to the other during maneuvers in times of high congestion will be extremely difficult. Полноценное управление в таких условиях становится невозможным. Full control in such conditions is impossible.

Указанный технический результат достигается за счет применения миниджойстиков с малым ходом управляющих рукояток, расположенных на ручке управления. Said technical result is achieved through the use of short stroke mini joystick control handle, arranged on the control handle.

Основные отличия заявляемого изобретения заключаются в следующем. Major differences of the claimed invention are as follows.

Отличия по п.1 формулы Differences according to claim 1 of formula

1.1 Каждая ручка управления выполнена в виде фигуры, от верхней части которой отходит в сторону или огибает ручку управления фигурная полка. 1.1 Each control handle is formed as a figure, on top of which extends to the side skirts or curly shelf control knob. На фигурной полке ручки управления установлено не менее одного миниджойстика. Shaped shelf on the control knob set at least one mini joystick.

Во всех известных реализациях джойстиков миниджойстики устанавливались в верхней части ручки управления и приводились в действие одним большим пальцем руки. In all known implementations mini joystick joysticks mounted on the top of the control handle and driven by a single thumb. В предлагаемом варианте миниджойстики дополнительно расположены на фигурной полке в области досягаемости подушечки первой фаланги среднего или указательного пальцев руки пилота, охватывающей ручку управления. In the present embodiment, further mini joystick arranged on a shelf in the curly pads reach the first phalanx medium or finger pilot embracing control knob. Это отличие позволяет дополнительно включить в процесс управления указательный или безымянный палец, что расширяет маневренные возможности системы управления. This difference makes it possible to additionally include an index or ring finger in the management process, which expands the maneuvering capabilities of the control system.

1.2. 1.2. В нижней части места отхода фигурной полки от средней части ручки управления установлен, по крайней мере, еще один миниджойстик. At the bottom places departing shaped shelves of the average of the control handle is mounted at least one mini joystick.

Во всех известных реализациях джойстиков в верхней части ручки управления в зоне досягаемости указательного пальца размещались различные курки для управления оружием или кнопки. In all known implementations of joysticks in the upper part of the handle control within reach of the index finger placed various triggers for gun control or the button. Установка в этой области миниджойстика позволяет расширить функциональность системы за счет более полного использования возможностей указательного пальца. Installation in the field mini joystick allows you to extend the functionality of the system due to a take full advantage of the index finger. Используя миниджойстик, можно формировать более сложные и функциональные сигналы управления. Using mini joystick, can form more complex and functional control signals. Например, при использовании миниджойстика вместо курка, можно подавать не только сигналы типа «0» и «1», но и сигналы, дифференцированные по направлению, т.е. For example, when using mini joystick instead of the trigger can be supplied not only signals such as "0" and "1", but also signals differentiated by the direction, i.e., «Х» и «У» Система понимает, что произведено нажатие вниз, влево или право. "X" and "Y" system understands that pressing down is made, to the left or right. Это позволяет формировать более сложные сигналы управления. This allows the formation of more complex control signals. В известных системах управления этого нет. In this known control systems there. Следовательно, отличий 1.1 и 1.2 нет в известных решениях, поэтому они могут считаться новыми. Consequently, differences between 1.1 and 1.2 is not in the known solutions, so they can be considered new.

Отличия по п.2 формулы Differences according to claim 2 of the formula

2. Устройство содержит ручку управления для левой руки и ручку управления для правой руки, которые являются зеркальными копиями друг друга, а их функции разделяются на «основную» и «вспомогательную» в зависимости от того, является ли оператор левшой либо правшой, и устанавливаются оператором программным путем. 2. The device comprises a control knob to the left arm and the control knob to the right hand, which are mirror copies of each other, and their functions are divided into "core" and "supporting" depending on whether the operator is left-handed or right-handed, and are set by the operator programmatically.

2.1. 2.1. В известных системах управления, например, самолетами, как правило, используется по одному джойстику на пилота. In known control systems, such as aircraft, as a rule, used one of the pilot joystick. При этом джойстики установлены либо посередине, либо справа от пилота, и не дифференцированы для управления левой или правой рукой. At the same joysticks installed either in the middle or to the right of the pilot, and not differentiated to control the left or right hand. От этого ухудшается функциональность устройства. From this deteriorating functionality of the device. В предлагаемом решении ручки управления установлены по две штуки на одного пилота, что позволяет полностью задействовать возможности его рук по управлению аппаратом. The proposed solution control knob mounted on two pieces by a single pilot that allows you to fully exploit the potential of his hands on the machine management. Зеркальность создает максимальные удобства для пилота, так как ручки управления адаптированы к анатомическим особенностям каждой руки. Specular create maximum comfort for the pilot, as the control knob adapted to the anatomy of each hand.

Следует заметить, что в прототипе, на рисунке к патенту №2333527, тоже показаны две симметричные части полиджойстика. It should be noted that in the prior art, the figure of the patent №2333527, also shows two symmetrical parts polidzhoystika. Хотя в формуле изобретения и описании патента ничего не сказано о функциональном смысле симметричности противоперегрузочного полиджойстика, тем не менее, наличие двух симметричных частей прототипа может считаться зеркальностью конструкции, а значит, в какой-то степени может считаться известным решением. Although in the claims and specification of the patent says nothing about the functional sense antigravity polidzhoystika symmetry, however, the presence of two symmetric parts of the prototype can be considered specular structure, and hence, to some extent can be regarded as the known solution. Однако в рамках ограничительной части формулы изобретения настоящей заявки, по которой заявляется «устройство ввода информации, содержащее не менее двух ручек ручек управления, … средняя часть которых имеет форму, адаптированную для охвата кистью руки», это отличие является новым, так как у прототипа вообще отсутствуют ручки управления, охватываемые кистями рук, что порождает множество помех, являющихся его ключевыми недостатками. However, in the preamble of the claims of this application which states, "the device information input, comprising at least two handles of knobs, ... middle portion which has a shape adapted to cover a hand brush", this difference is new, since the prototype general There are no knobs covered by the wrists, which generates a lot of noise, which are its key disadvantages.

2.2. 2.2. Пилот в зависимости от своих анатомических особенностей сам выбирает, какая ручка у него будет «основная», а какая «вспомогательная» в зависимости от того, является ли он левшой либо правшой. The pilot, depending on their anatomical features chooses what he will handle the "basic" and what "support" depending on whether it is a left-handed or right-handed. В зависимости от выбора оператора функции ручек устанавливаются программным путем. Depending on the choice of the operator handles functions are set by software. Это позволяет максимально адаптировать систему управления к особенностям пилота и повышает маневренность аппарата в целом. This allows for maximum control system adapted to the characteristics of the pilot and increases agility apparatus as a whole.

Отличий 2.1 и 2.2 нет в известных решениях, поэтому они могут считаться новыми. Differences between 2.1 and 2.2 is not present in the prior art, so they can be considered new.

3. Функции миниджойстиков, расположенных на ручках управления, устанавливаются оператором программным путем. 3. Functions mini joystick located on the control knob, set provider programmatically. В принципе изменение функций отдельных приборов программным путем известны. Basically programmatically change the functions of individual devices are known. Но в рамках пункта 2.2 отличие 3 может считаться дополняющим и новым. However, under paragraph 2.2 Unlike 3 can be considered complementary and new.

4. Ручки управления соединены с объектом управления неподвижно или с возможностью регулировки их положения. 4. The control knobs are connected with the control object is fixedly or adjustably their position.

Во всех известных устройствах ручки управления подвижны и должны отклоняться для управления аппаратом. In all known devices and mobile control knob should be rejected for this unit. В предложенном устройстве все управление аппаратом осуществляется миниджойстиками, расположенными на ручках управления, поэтому необходимость в подвижности ручек управления отпадает и они используются как разгрузочные ручки, за которые пилот может держаться при действии на него перегрузок, и снимающие нагрузку с рук. In the proposed device, all the apparatus is controlled mini joystick arranged on the control handles, so the need for mobility control knobs disappears and they are used as handling handles for which the pilot can be maintained under the action of accelerations and relieves the load from the arms. Для управления гиперманевренными аппаратами (ГМА) в условиях непосредственного пилотирования и действия перегрузок ручки управления могут быть прочно соединены с объектом управления (с возможностью регулировки их расположения перед полетом), при этом пилот имеет возможность, держась за них, снимать перегрузки, действующие на его тело и руки, сосредотачиваясь на управлении пальцами. To control gipermanevrennymi apparatus (GMA) in a direct piloting and operation overload control handle can be firmly connected to a control object (with the possibility of adjustment of their arrangement of flying), the pilot has the option holding them shoot overload acting on his body and hands, focusing on the management of your fingers.

Такого отличия в известных решениях в рамках ограничительной части нет, поэтому оно может считаться новым. Such differences in the known solutions within the framework of the preamble is not, so it can be considered new.

5. Ручки управления установлены неподвижно на общем или на раздельных основаниях, имеющих возможность свободного перемещения. 5. Control knobs fixedly mounted on a common or on separate substrates with the possibility of free movement. Такой вариант устройства удобно применять при управлении беспилотными летательными аппаратами с земли. This version of the device is convenient to use in the management of unmanned aircraft from the ground. Для условий дистанционного управления и компьютерных игр ручки управления могут быть установлены на общем или на раздельных основаниях, имеющих возможность свободного перемещения по рабочему столу оператора. For remote control of conditions and computer games control knob can be mounted on a common or on separate substrates that are able to move freely on the desktop of the operator.

Такого отличия в известных решениях в рамках ограничительной части нет, поэтому оно может считаться новым. Such differences in the known solutions within the framework of the preamble is not, so it can be considered new.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурами 1-3: The present invention is illustrated in figures 1-3:

- на фиг.1 и 2 показаны ручки управления с миниджойстиками; - Figures 1 and 2 show a mini joystick control handle;

- на фиг.3 показан вариант управления с использованием указательного и безымянного пальцев; - Figure 3 shows an embodiment of control using the index and ring fingers;

- на фиг.4 показаны ручки управления устройства, соединеные с объектом управления. - Figure 4 shows the device control handle coupled to the control object.

- на фиг.5 показаны ручки управления устройства, установленные на раздельных основаниях. - Figure 5 shows the device control handle mounted on separate substrates.

На фигурах 1-4 цифрами обозначены: In the Figures 1-4 numerals indicate:

1 - ручка управления; 1 - the control handle;

2 - средняя часть ручки управления; 2 - middle part of the control knob;

3 - миниджойстик; 3 - mini joystick;

4 - фигурная полка; 4 - curly regiment;

5 - место отхода фигурной полки; 5 - place waste figured shelves;

6 - ручка управления для левой руки; 6 - Control handle for left hand;

7 - ручка управления для правой руки; 7 - Control handle for the right hand;

8 - объектом управления (корпус управляемого аппарата); 8 - the control object (body managed device);

9 - общее или раздельное основание ручки управления. 9 - common or separate base of the control knob.

Варианты устройства, показанные на рисунках 1-4, состоят из двух ручек управления 1. Средняя часть ручек управления 2 имеет форму, адаптированную для охвата кистью руки. Variants of the device shown in Figures 1-4, consist of two control knobs 1. The middle part of the control handle 2 has a shape adapted to cover a hand brush. В верхней части ручек управления установлены два миниджойстика 3. two mini joystick 3 fitted in the upper part of the control knobs.

Каждая ручка управления 1 выполнена в виде фигуры, от верхней части которой отходит в сторону или огибает ручку управления фигурная полка 4, на которой тоже установлено два миниджойстика 3. В нижней части места отхода фигурной полки 5 от средней части ручки управления 2 установлен еще один миниджойстик. Each control handle 1 is formed as a figure, on top of which extends to the side skirts or curly shelf control handle 4, which also has two mini joystick 3. The bottom shaped shelf space 5 departing from the average of the control handle 2 is another mini joystick . Всего каждая ручка управления содержит 5 миниджойстиков. In total, each control knob 5 comprises a mini joystick.

Устройство содержит ручку управления для левой руки 6 и ручку управления для правой руки 7, которые являются зеркальными копиями друг друга, а их функции разделяются на «основную» и «вспомогательную» в зависимости от того, является ли оператор левшой либо правшой, и устанавливаются оператором программным путем. The apparatus comprises a control handle for the left hand 6, and the control handle to the right hand 7 which are mirror copies of each other, and their functions are divided into "primary" and "auxiliary" depending on whether the operator is left-handed or right-handed, and installed by the operator programmatically.

Функции миниджойстиков 3, расположенных на ручках управления 6 и 7, устанавливаются оператором программным путем. Functions mini joystick 3 disposed on handles 6 and 7 are set by the operator by software.

Заявляются два варианта устройства. Two variants are claimed device. В первом варианте (фиг. 4) ручки управления 6 и 7 соединены с объектом управления неподвижно или с возможностью регулировки их положения. In the first embodiment (FIG. 4) the control knob 6 and 7 are connected with the control object is fixedly or adjustably their position. Этот вариант предназначен для использования в летательных аппаратах, подвергающихся действию перегрузок. This option is intended for use in aircraft, subject to the effect of accelerations.

Во втором варианте (фиг.5) ручки управления 6 и 7 установлены на общем или на раздельных основаниях, имеющих возможность свободного перемещения. In a second embodiment (Figure 5) control knobs 6 and 7 are mounted on a common or on separate substrates with the possibility of free movement. Этот вариант предназначен для использования в комфортных условиях, в игровых симуляторах, дистанционного управления гиперманевренными беспилотными аппаратами в условиях, когда оператор не подвергается действию перегрузок. This option is intended for use in a comfortable environment in the gaming simulators, remote control gipermanevrennymi unmanned vehicles in the conditions when the operator is not exposed to the effect of accelerations.

Устройство работает следующим образом. The apparatus operates as follows. Перед сеансом управления, оператор выбирает какая ручка у него будет «основная», а какая «вспомогательная» в зависимости от того, является ли он левшой либо правшой. Before the session management, the operator chooses what he will handle the "basic" and what "support" depending on whether it is a left-handed or right-handed. В зависимости от выбора оператора функции ручек управления 6 и 7 устанавливаются программным путем. Depending on the choice of the operator control knobs 6 and 7 are set programmatically. Это позволяет максимально адаптировать систему управления к особенностям пилота и повышает маневренность аппарата в целом. This allows for maximum control system adapted to the characteristics of the pilot and increases agility apparatus as a whole. Затем в зависимости от вида выполняемых задач оператором программным путем по известным алгоритмам устанавливаются функции всех десяти миниджойстиков 3, расположенных на ручках управления 6 и 7. Обычно это функции управления разнообразными агрегатами и системами самолета, космического аппарата и т.п. Then, depending on the type of tasks performed by the operator by means of known software algorithms set features all ten mini joystick 3, located on the control knob 6 and 7. This is usually a variety of management units and aircraft systems, space vehicles, etc. Процессы назначения функций и управление ЛА и КА с использованием заявляемого устройства относятся к способам управления, а поэтому подробно в рамках настоящей заявки на устройство не рассматриваются. The process of appointment and functions of aircraft and spacecraft control using the claimed device include a control method, and therefore detail in the framework of this application is not considered on the device. После назначения функций оператор производит управление аппаратом. After assigning the functions of the operator control unit generates.

Преимуществом устройства является возможность использования для управления трех ведущих и самых развитых пальцев руки одновременно. The advantage of the device is the ability to control the use of three of the leading and most developed fingers simultaneously. Этого нет ни в одном известном устройстве управления кроме игры на музыкальных инструментах. This is not in any known control device in addition to playing musical instruments. На фиг.3 слева показано одновременное управление большим, указательным и безымянным пальцами, а справа одновременное управление большим и указательным пальцами. Figure 3 shows the simultaneous control of the left thumb, index, and ring fingers, and the simultaneous control of the right thumb and forefinger. Возможность одновременного управления сразу тремя пальцами каждой руки позволяет осуществлять управление ЛА и КА по сложнейшим траекториям, что должно повысить его шансы на победу в воздушном или космическом бою. The ability to simultaneously manage just three fingers of each hand allows the management of aircraft and spacecraft along a complex trajectory, which should increase his chances of victory in the air or space battle.

Известно, что 70-80 % поверхности кабин летательных аппаратов и космических кораблей заполнено коммутационными элементами в виде кнопок, тумблеров и переключателей. It is known that 70-80% of the surface of cabins of aircraft and spacecraft filled switching elements in the form of buttons, toggle switches and switches. Большая часть их продублирована и используется редко, но в аварийных ситуациях они представляют собой травмоопасные элементы. Most of them are duplicated, and is rarely used, but in an emergency they are traumatic elements. Например, в системе управления орбитального комплекса «Буран» имелось 1037 коммутационных элементов различного типа в виде тумблеров, переключателей, регуляторов, а у «Шаттла» еще больше - 1666. Коммутационные элементы в кабине мешают размещению там подушек безопасности, которые могли бы спасти пилотов при аварийных посадках, снижают эргономичность систем управления, увеличивают их размеры и массу, усложняют управление в условиях дефицита времени, действия перегрузок и вибраций. For example, in the "Buran" orbital complex control system in 1037 there were various types of switching elements in the form of toggle switches, switches, regulators, and the "Space Shuttle" even more - 1666. Switching elements in the cab prevent the deployment of airbags that could save drivers at emergency landing, reduce ergonomic control systems, increasing their size and weight, complicating the management under time pressure, the effect of accelerations and vibrations. Предложенное устройство ввода информации для гиперманевренных аппаратов при использовании многофункциональных или полиморфных переключателей поддерживает современную тенденцию виртуализации коммутационных элементов путем их отображения на дисплеях летательного аппарата. The apparatus for gipermanevrennyh information input apparatus using the multi-functional switches or polymorphic supports modern tendency switching elements virtualization by displaying them on the displays of aircraft. Чем больше кнопок, тумблеров и переключателей будут виртуальными, тем больше можно снизить вес систем управления. The more buttons, toggles and switches are virtual, the more you can reduce your weight management systems. Например, суммарное сокращение веса систем управления «Бурана» и «Шаттла» за счет перевода всех коммутационных элементов в виртуальный вид могло бы достичь соответственно 300 и 500 кг. For example, the total weight reduction "Burana" management and "Space Shuttle" due to the transfer of all the switching elements in the virtual view could reach respectively 300 and 500 kg.

Чистое время формирования управляющей команды без учета времени реакции пилота складывается из времени перемещения руки к органу управления t м и времени непосредственного действия на орган управления t д , т. е. T = t м + t д. Эти параметры существенно зависят от конструкции органов управления и их размещения. Pure formation time control command without time pilot reaction consists of the time hand movement to the control t m and the time of direct action on t d control member, ie. E. T = t m + t d. These parameters essentially depend on the design of controls and their placement. Время перемещения зависит от скорости руки V руки , которая в среднем равна 2 м/с, и расстояния R i до i- го органа управления, т. е. t м = R i / V руки . Travel time depends on the hands hands speed V which is an average of 2 m / s, and the distances R i to i- th control organ, t. E. T = m R i / V hand. Усредненное время доступа к Average access time органам управления истребителя при среднем расстоянии до них в 0,48 м составит 0,24 с. fighter controls an average distance until they reach a 0.48 m 0.24 s. В то же время максимальное время доступа пальцев пилота к миниджойстикам предлагаемого устройства при среднем расстоянии до них 36 мм будет равно 0,018 с. At the same time, the maximum access time to the pilot fingers mini joystick of the device at an average distance of 36 mm before them will be equal to 0.018. Следовательно, применение полиджойстиков позволяет сократить время доступа к органам управления более чем в 12 раз. Consequently, the use polidzhoystikov reduces access time controls more than 12 times. Минимальное время совершения маневра, требующего произвести полный ход ручки управления на основе джойстика (примерно 150 мм) из одного крайнего положения в другое, составит t д = 0,15 / 2 = 0,075 c. The minimum time of the maneuver requiring produce full stroke control knob on the joystick base (about 150 mm) from one extreme position to the other, will be t = 0.15 d / 2 = 0,075 c. В то же время полный ход ручки миниджойстика, не превышает 10 мм, а значит, время действия при скорости перемещения пальца 2 м/с составит t д = 0,01 / 2 = 0,005 c. At the same time, full speed mini joystick handle, does not exceed 10 mm and, therefore, the effect at a speed of movement of the finger 2 m / s amount t d = 0.01 / 2 = 0,005 c. Это примерно в 15 раз быстрее, чем при управлении обычным джойстиком. This is about 15 times faster than with a conventional joystick control.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет создавать системы ввода информации, пригодные для управления гиперманевренными летательными и космическими аппаратами, в том числе и БПЛА, значительно ускоряет формирование управляющих команд, снижает вес систем управления. Thus, the invention allows the creation of a system information input control gipermanevrennymi suitable for aircraft and spacecraft, including the UAV significantly accelerates generation of control commands, reduces weight management systems.

Устройство может найти военное применение для управления гиперманевренными беспилотными летательными аппаратами. The apparatus may find application in military control gipermanevrennymi UAV.

Claims (4)

1. Устройство ввода информации - полиджойстик для гиперманевренного управления, содержащее не менее двух ручек управления, в верхней части которых установлен, по меньшей мере, один миниджойстик, а средняя часть имеет форму, адаптированную для охвата кистью руки, отличающееся тем, что для управления гиперманевренными скоростными летательными и космическими аппаратами в условиях действия сильных вибраций и перегрузок каждая ручка управления соединена с объектом управления неподвижно с возможностью регулировки положения под длину рук пи 1. The information input device - for polidzhoystik gipermanevrennogo control, comprising at least two control knobs in the upper part of which is mounted, at least one mini joystick, and the middle part has a shape adapted to cover the hand, characterized in that the control gipermanevrennymi speed aircraft and space vehicles under the action of strong vibration and accelerations each control handle is connected with the control object with fixedly adjustable position under the arms length pi ота, так что они используются как разгрузочные ручки, при этом пилот имеет возможность, держась за них, снимать перегрузки, действующие на его тело и руки, сосредотачиваясь на управлении пальцами, а форма ручек управления выполнена в виде фигур, от верхней части которых отходит в сторону указательного и среднего пальцев руки или огибает ручку управления не менее одной фигурной полки, на которой установлено не менее одного миниджойстика. ota, so that they are used as the handling knob, the pilot has the option holding them shoot overload acting on his body and arms, focusing on control of the fingers, and the form of control knobs is formed in the form of figures, on top of which extends in side of the index and middle fingers or encircles control handle at least one shaped flange, on which are mounted at least one mini joystick.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит ручку управления для левой руки и ручку управления для правой руки, которые являются зеркальными копиями друг друга, а их функции разделяются на «основную» и «вспомогательную» в зависимости от того, является ли оператор левшой либо правшой, и устанавливаются оператором программным путем. 2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises a control handle for the left hand and the control handle to the right hand, which are mirror copies of each other, and their functions are divided into "primary" and "auxiliary" depending on whether the whether left-handed or right-handed operator, and the operator are set programmatically.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части места отхода фигурной полки от средней части ручки управления установлен, по крайней мере, еще один миниджойстик. 3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the bottom of waste shelf space figured on the average of the control handle is mounted at least one mini joystick.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что функции миниджойстиков, расположенных на ручках управления, устанавливаются оператором программным путем. 4. The apparatus according to claim 2, characterized in that the mini joystick function on the control handles, the operator set programmatically.
RU2012110549/08A 2012-03-19 2012-03-19 Information input device/poly-joystick for hyper-manoeuvre control RU2497177C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012110549/08A RU2497177C1 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Information input device/poly-joystick for hyper-manoeuvre control

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012110549/08A RU2497177C1 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Information input device/poly-joystick for hyper-manoeuvre control
PCT/RU2012/000448 WO2013141746A1 (en) 2012-03-19 2012-06-08 Information input device - polyjoystick for hypermanoeuver control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012110549A RU2012110549A (en) 2013-09-27
RU2497177C1 true RU2497177C1 (en) 2013-10-27

Family

ID=49223066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012110549/08A RU2497177C1 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Information input device/poly-joystick for hyper-manoeuvre control

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2497177C1 (en)
WO (1) WO2013141746A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163159C2 (en) * 1995-05-10 2001-02-20 Нинтендо Ко., Лтд. Control device with analog joystick (modifications)
US20060012574A1 (en) * 2000-01-20 2006-01-19 Oliver Kauk Data entry device
US7170420B2 (en) * 2003-11-13 2007-01-30 James Phifer Ergonomic television remote control
US20090090208A1 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Caterpillar Inc. Joystick offset controls
US20110282519A1 (en) * 2009-01-20 2011-11-17 Husqvarna Ab Control system for a remote control work machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163159C2 (en) * 1995-05-10 2001-02-20 Нинтендо Ко., Лтд. Control device with analog joystick (modifications)
US20060012574A1 (en) * 2000-01-20 2006-01-19 Oliver Kauk Data entry device
US7170420B2 (en) * 2003-11-13 2007-01-30 James Phifer Ergonomic television remote control
US20090090208A1 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Caterpillar Inc. Joystick offset controls
US20110282519A1 (en) * 2009-01-20 2011-11-17 Husqvarna Ab Control system for a remote control work machine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012110549A (en) 2013-09-27
WO2013141746A1 (en) 2013-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3198922A (en) Handle for pilot's lever
CN102266672B (en) Method and device for remote control of a drone, in particular a rotary-wing drone
EP2079004B1 (en) Gesture cataloguing and recognition
US7914379B2 (en) Video game controller
US20050009606A1 (en) Force feedback mechanism for gamepad device
US6828958B2 (en) Ergonomic side grip computer mouse
US5488362A (en) Apparatus for controlling a video game
US20020171625A1 (en) Pistol-grip trackball mouse
US10155170B2 (en) Game operating device with holding portion detachably holding an electronic device
US7942745B2 (en) Game operating device
RU2135250C1 (en) Control device for game appliance
US20060025217A1 (en) Ergonomically cofigurable video game controller
US20090040175A1 (en) Input interface device with transformable form factor
USRE45905E1 (en) Video game system with wireless modular handheld controller
CN101143262B (en) Game controller, charging cradle, game device and recording media
JP4294225B2 (en) The user interface of the goal-directed
JP2001170358A (en) Game system and game information memory medium used for the system
EP0095763B1 (en) A control stick unit
Templeman et al. Virtual locomotion: Walking in place through virtual environments
US20120088582A1 (en) Separable game controller
US9533223B2 (en) Game object control using pointing inputs to rotate a displayed virtual object control device
EP2356806A2 (en) Device for piloting a drone
CA2790977A1 (en) Intuitive multiple degrees of freedom portable control device
US20050083297A1 (en) Ergonomically designed computer gaming device
JP2006110328A (en) Video game controller with integrated trackball control unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140320

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150327