RU2588458C2 - Transportation of object on surface - Google Patents

Transportation of object on surface Download PDF

Info

Publication number
RU2588458C2
RU2588458C2 RU2013150015/12A RU2013150015A RU2588458C2 RU 2588458 C2 RU2588458 C2 RU 2588458C2 RU 2013150015/12 A RU2013150015/12 A RU 2013150015/12A RU 2013150015 A RU2013150015 A RU 2013150015A RU 2588458 C2 RU2588458 C2 RU 2588458C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
game
display
air
electromagnet
processor
Prior art date
Application number
RU2013150015/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013150015A (en
Inventor
Стефан КРАЕГЕЛОХ
Харальд ПОПП
Жозеф БЕРНАРД
Харалд ФУХС
Марк ГАЙЕР
Манфред ЛУТЦКИ
Томас СПОРЕР
Сандра БРИКС
Original Assignee
Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёрдерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф.
Filing date
Publication date
Application filed by Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёрдерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф. filed Critical Фраунхофер-Гезелльшафт цур Фёрдерунг дер ангевандтен Форшунг Е.Ф.
Priority to RU2013150015/12A priority Critical patent/RU2588458C2/en
Publication of RU2013150015A publication Critical patent/RU2013150015A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2588458C2 publication Critical patent/RU2588458C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to movement of object on surface. Said transportation consists in that when determining position of an object on surface can be used directly transport mechanisms that move said object over surface, which provides reduced number of idle transport movements as control is performed directly on results of surveillance and their comparison with preset trajectory. Described options exploit compressed air, magnetism and/or bending waves.
EFFECT: higher efficiency of moving an object on surface.
6 cl, 38 dwg

Description

Данное изобретение относится к перемещению объекта по поверхности, например, игровой фигуры по игровому полю.This invention relates to the movement of an object on a surface, for example, a game figure along the game field.

„Классическая“ настольная игра состоит из физического игрового поля (игровой стол/доска) и игровых фигур. Игровые фигуры расставляют на поле и перемещают игроки (люди) согласно правилам игры. Обычный компьютер не имеет доступ к такой классической игре. Он как не знает позицию фигур в игре на поле, так и не может перемещать их.A “classic” board game consists of a physical playing field (game table / board) and game pieces. Game pieces are placed on the field and moved by players (people) according to the rules of the game. An ordinary computer does not have access to such a classic game. He does not know the position of the figures in the game on the field, and can not move them.

При адаптации классической настольной игры для компьютера, что сегодня является общей практикой, расстановка игровых фигур на игровом поле происходит в компьютере „виртуально“ и отображается на экране дисплея. Компьютер знает расстановку всех фигур на виртуальном поле. Ходы фигур в игре по такому виртуальному игровому полю производятся только по программе. „Компьютер“ может перемещать фигуры только в узком смысле. Конечно, компьютер может сделать ход по вводу человеком. Это делает возможной „совместную“игру компьютера и человека по программе на виртуальном игровом столе. Технически это дает возможность при сетевом использовании принять участие в игре нескольким игрокам, разделенным расстоянием в пространстве.When adapting a classic board game for a computer, which is common practice today, the arrangement of game figures on the playing field occurs in the computer “virtually” and is displayed on the display screen. The computer knows the arrangement of all the figures in a virtual field. The moves of the figures in the game on such a virtual playing field are made only according to the program. A “computer” can only move figures in the narrow sense. Of course, a computer can make a move on human input. This makes possible a “joint” game of a computer and a person according to the program on a virtual gaming table. Technically, this allows network players to take part in the game for several players separated by a distance in space.

Поскольку человек любит брать в руки „реальные“ игровые фигуры и передвигать их по реальному игровому полю, то, например, при игре в шахматы с игровыми шахматными компьютерами часто расстановка фигур и их перемещение по шахматному полю выполняются виртуально, а человек имитирует ходы вне компьютера на реальной игровой доске. Через соответствующий интерфейс человек и компьютер сообщают друг другу о сделанных ходах, и человек обновляет позицию фигур в игре на физической игровой доске.Since a person likes to pick up “real” game pieces and move them around a real playing field, for example, when playing chess with game chess computers, often the arrangement of pieces and their movement across the chess field is performed virtually, and the person imitates moves outside the computer on real game board. Through the appropriate interface, the person and the computer inform each other about the moves made, and the person updates the position of the pieces in the game on the physical game board.

Кроме того, часто при игре с шахматными компьютерами компьютер распознает перемещения игровых фигур напрямую через механические или электромагнитные переключатели. В таких случаях переключатель помещен под встроенным игровым полем. Если игровая фигура перемещается по доске, срабатывает механизм переключения с начального поля на поле назначения хода. Получив такую информацию, шахматный компьютер электронным способом распознает и сохраняет в памяти это перемещение. Информация о том, какая игровая фигура имеется в виду при таком перемещении, в сегодняшних системах не распознается. Эта информация генерируется самим компьютером путем обновления данных обо всех ходах игры, на основании заданной начальной позиции. Ходы игры со стороны компьютера, отображенные им на дисплее, как правило, должны быть выполнены человеком на физической доске.In addition, often when playing with chess computers, the computer recognizes the movement of game pieces directly through mechanical or electromagnetic switches. In such cases, the switch is placed under the integrated playing field. If the game piece moves along the board, the switching mechanism from the initial field to the move destination field is activated. Having received such information, the chess computer electronically recognizes and stores this movement in memory. Information about what kind of game figure is meant by such a movement is not recognized in today's systems. This information is generated by the computer itself by updating the data on all the moves of the game, based on a given initial position. The game moves from the computer side, displayed by him on the display, as a rule, should be performed by a person on a physical board.

Есть также решения, в которых компьютер сам передвигает игровые фигуры манипулятором, но это очень дорогостоящий и затратный по времени метод, и в силу этого едва ли применим. Не говоря уже о том, что такие решения чаще всего специализированы под конкретную игру, в частности, шахматы. Более того, для таких подходов характерны ограничения. Скажем, нельзя передвигать несколько игровых фигур одновременно.There are also solutions in which the computer itself moves the game pieces with the manipulator, but this is a very expensive and time-consuming method, and therefore hardly applicable. Not to mention the fact that such decisions are most often specialized for a specific game, in particular chess. Moreover, such approaches are characterized by limitations. Say you can’t move several game pieces at the same time.

В DE102006009451.4 было предложено для локализации игровых фигур на игровом столе использовать технологию RFID(=radiofrequencyidentification - радиочастотное определение), где под игровым полем монтируется считыватель RFID или антенна считывателя, а игровая фигура снабжается импульсным приемопередатчиком RFID. При установке игровой фигуры на поле сигнал приемопередатчика считывается и идентифицируется считывателем под игровым полем. После этого игровая фигура привязывается к позиции считывателя или витка считывателя.In DE102006009451.4, it was proposed to use RFID technology (= radiofrequencyidentification) to localize game figures on the game table, where an RFID reader or reader antenna is mounted under the game field, and the game figure is equipped with a pulse RFID transceiver. When a game piece is placed on the field, the transceiver signal is read and identified by the reader under the game field. After that, the game piece is tied to the position of the reader or reader turn.

Согласно еще неопубликованному DE102008006043.7According to the as yet unpublished DE102008006043.7

- игровая плоскость заменена горизонтальным дисплеем компьютера, допустим, жидкокристаллическим, который может таким образом отображать любые игровые поля;- the game plane is replaced by a horizontal computer display, for example, a liquid crystal display, which can thus display any playing fields;

- каждая игровая фигура снабжена оптическим сенсором на нижней стороне, имеет идентификатор ID и по радиосвязи соединена с игровым компьютером.- each game figure is equipped with an optical sensor on the underside, has an ID identifier and is connected by radio communication with the gaming computer.

В этом методе игровой компьютер может автоматически распознавать тип и позицию игровых фигур на игровом столе по определенной комбинации данных, отображенных на игровом поле и дистанционно считываемых сенсором в игровой фигуре. Поскольку это может быть выполнено очень точно и быстро, игровой компьютер способен отслеживать позицию фигур в игре на игровом столе, фактически, непрерывно.In this method, the gaming computer can automatically recognize the type and position of game figures on the game table by a certain combination of data displayed on the game field and remotely read by the sensor in the game figure. Since this can be done very accurately and quickly, the gaming computer is able to track the position of the pieces in the game on the gaming table, in fact, continuously.

Благодаря описанному выше подходу появляется возможность универсальной компьютерной адаптации настольных игр, когда компьютер обеспечивает сменное игровое поле на экране, выполняющем роль игрового стола и автоматически отслеживающем позицию множества физических игровых фигур. На известном уровне техники автоматическое и эффективное передвижение этих физических фигур компьютером при малой технической трудоемкости невозможно. Это реализуемо только за счет сложных специальных технических решений, включающих в себя компьютерный манипулятор с механическим захватом или активные самодвижущиеся игровые фигуры, что, впрочем, имеет массу неудобств.Thanks to the approach described above, there is the possibility of universal computer adaptation of board games, when the computer provides a removable playing field on the screen, which acts as a gaming table and automatically tracks the position of many physical game figures. At the prior art, automatic and efficient movement of these physical figures by a computer is not possible with low technical complexity. This is only possible due to complex special technical solutions, including a computer manipulator with mechanical locking or active self-moving game pieces, which, however, has a lot of inconvenience.

Желательно, чтобы пассивные игровые фигуры, беспорядочно расставленные на игровом столе, эффективно и автоматически передвигались компьютером без необходимости использования руки робота или активного привода, встроенного в игровые фигуры.It is desirable that passive game pieces randomly placed on the gaming table are moved efficiently and automatically by the computer without the need for a robot arm or an active drive built into the game figures.

Разумеется, трудности, о которых сказано выше, относятся и к другим областям и не ограничены игровыми эпизодами. Более того, проблемы, имеющие отношение к перемещению игровых фигур, меняются в зависимости от игры. Например, игра с единственной игровой фигурой предъявляет меньше требований относительно генерации движения, чем игра с несколько игровыми фигурами, где одна или определенный набор игровых фигур должны перемещаться относительно других игровых фигур по поверхности или игровому столу. Помимо этого, некоторые фигуры в игре выстраиваются вращательносимметрично, при этом их чередующаяся ориентация относительно поверхности не имеет значения, в других же играх с другими игровыми фигурами это может быть по-иному, а в некоторых играх ориентация игровой фигуры или направление ее взгляда важны.Of course, the difficulties described above apply to other areas and are not limited to game episodes. Moreover, problems related to the movement of game pieces vary depending on the game. For example, a game with a single game figure makes less demands on the generation of movement than a game with several game figures, where one or a specific set of game figures must move relative to other game figures on the surface or game table. In addition, some figures in the game line up rotationally symmetrically, while their alternating orientation relative to the surface does not matter, in other games with other game figures this can be different, and in some games the orientation of the game figure or the direction of its view are important.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является представление концепции перемещения игровых фигур по поверхности, которое может быть осуществлено при небольших затратах средств и пространства и/или которое расширяет применимость благодаря тому, что элементы, необходимые для генерации движения, совместимы с большим числом вероятных способов распознавания перемещения по игровой поверхности.Thus, it is an object of the present invention to provide a concept for moving pieces of a game over a surface, which can be accomplished at low cost and space and / or which extends applicability because the elements necessary for generating motion are compatible with a large number of likely methods for recognizing movement on the playing surface.

Поставленная задача достигается посредством объекта по пункту 1, системы по одному из пунктов 8, 19, 20 и 24 и способа по одному из пунктов с 30 по 33 формулы изобретения.The task is achieved by means of the object according to paragraph 1, the system according to one of paragraphs 8, 19, 20 and 24 and the method according to one of paragraphs 30 to 33 of the claims.

Основной идеей, на которой базируется предлагаемое изобретение, является то, что при определении положения объекта на поверхности можно также использовать средства транспортировки объекта по поверхности, при которой требуются меньшие воспроизводимые транспортные перемещения в силу возможности осуществления управления напрямую на основе наблюдаемого перемещения и сравнения его с желаемым перемещением.The main idea on which the present invention is based is that when determining the position of an object on the surface, it is also possible to use means of transporting the object on the surface, which require less reproducible transport movements due to the possibility of controlling directly based on the observed movement and comparing it with the desired moving.

Исходя из первой задачи настоящего изобретения, эта идея используется путем инициации движения за счет воздушной подушки между объектом и поверхностью. „Несомый“ таким образом объект может перемещаться горизонтально на основе самых различных бесконтактных способов, например, за счет магнитных полей, электростатически или тому подобное. В соответствии с одним из конструктивных решений воздушная подушка образуется под объектом горизонтально избирательно в месте нахождения объекта при его распознавании устройством локализации. Таким способом можно выборочно снизить трение движения одного или нескольких объектов среди множества объектов, в особенности, относительно других объектов, так, чтобы устройство, оказывающее боковое усилие, не было вынуждено оказывать такое усилие специально только на один или несколько определенных объектов, а могло генерировать единое поле, действующее на все объекты, при этом фактически перемещаться будут только объекты со сниженным трением движения. Кроме того, сжатый воздух, используемый для создания воздушной подушки, продуваемой сквозь поверхность, по которой должен транспортироваться объект, может использоваться не только для снижения трения движения по поверхности, но и для инициации горизонтального перемещения или создания боковых усилий для перемещения объектов горизонтально по этой поверхности. По одному из вариантов технического исполнения это достигается в сочетании со специфическим конструктивным решением основания объекта, в котором выполнены несколько воздушных камер, разделенных между собой, при этом одна или несколько из них имеют отверстие во внешней стенке, через которое воздух воздушной подушки может выходить латерально, посредством чего за счет отдачи объект получает боковое усилие. В комбинации с соответствующим устройством локализации, определяющим местоположение объекта на поверхности, и в сочетании с плотным распределением индивидуально управляемых воздушных сопл для создания воздушной подушки воздух может точно вдуваться в требуемый набор воздушных камер объекта, перемещая объект на желаемую позицию. В качестве альтернативы, безусловно, возможно оснащение воздушных камер объекта механизмами закрывания и открывания боковых отверстий, за счет чего исключается необходимость индивидуально управлять воздушными соплами.Based on the first objective of the present invention, this idea is used by initiating movement due to an air cushion between the object and the surface. The “carried” object can thus be moved horizontally on the basis of a variety of non-contact methods, for example, due to magnetic fields, electrostatically or the like. In accordance with one of the structural solutions, an air cushion is formed under the object horizontally selectively at the location of the object when it is recognized by the localization device. In this way, it is possible to selectively reduce the friction of the movement of one or several objects among many objects, in particular relative to other objects, so that the device exerting lateral force is not forced to exert such force specifically on only one or several specific objects, but can generate a single field acting on all objects, while only objects with reduced friction of movement will actually move. In addition, compressed air used to create an air cushion blown through the surface over which the object is to be transported can be used not only to reduce friction of movement on the surface, but also to initiate horizontal movement or create lateral forces to move objects horizontally on this surface . In one embodiment, this is achieved in combination with a specific constructive solution for the base of the facility, in which several air chambers are divided, and one or more of them have a hole in the outer wall through which the air cushion air can exit laterally, whereby due to recoil the object receives lateral force. In combination with the appropriate localization device that determines the location of the object on the surface, and in combination with the tight distribution of individually controlled air nozzles to create an air cushion, air can be precisely blown into the desired set of air chambers of the object, moving the object to the desired position. As an alternative, of course, it is possible to equip the object’s air chambers with mechanisms for closing and opening the side openings, thereby eliminating the need to individually control the air nozzles.

Как вариант, активация транспорта может осуществляться магнитным полем поверхности. По поверхности распределены раздельно управляемые витки соленоида, в которых можно создавать магнитные диполи с ориентацией перпендикулярно к поверхности. Если снабдить объект элементом или множеством элементов, притягиваемых или отталкиваемых магнитным полем, появляется возможность перемещать объект поперек поверхности, то есть на основе магнитного отталкивания, или продвигать объект вдоль поверхности, то есть пользуясь магнитным притяжением.Alternatively, the activation of transport can be carried out by the magnetic field of the surface. Separately controlled solenoid turns are distributed over the surface, in which magnetic dipoles can be created with an orientation perpendicular to the surface. If you equip an object with an element or a plurality of elements attracted or repelled by a magnetic field, it becomes possible to move the object across the surface, that is, based on magnetic repulsion, or to move the object along the surface, that is, using magnetic attraction.

В качестве еще одного варианта транспорт может возбуждаться волнами изгиба поверхности. Согласно одному из технических решений в этом направлении поверхностные волны, распространяющиеся в поверхности, рассчитывают в соответствии с синтезом поля волны таким образом, что результирующий компонент перемещения, касательный к поверхности, поверхностных точек на пиках поверхностной волны, на которых главным образом поддерживается объект, приводит к перемещению объекта в направлении желаемой позиции.As another option, transport can be excited by surface bending waves. According to one of the technical solutions in this direction, surface waves propagating in the surface are calculated in accordance with the synthesis of the wave field in such a way that the resulting component of the displacement tangential to the surface of the surface points at the peaks of the surface wave, on which the object is mainly supported, leads to moving the object in the direction of the desired position.

Все рассмотренные аспекты объединяет то, что механические захваты или иные надстройки над поверхностью не нужны, что в противном случае могло бы пойти вразрез с эстетикой оборудования или игры или противоречило бы назначению.All the aspects considered are united by the fact that mechanical grips or other superstructures above the surface are not needed, which otherwise could go against the aesthetics of the equipment or game or would be contrary to the purpose.

Компоненты, участвующие в генерации движения согласно вышеуказанным аспектам, вполне можно скрыть под транспортной поверхностью. Кроме того, рассмотренные аспекты позволяют с помощью транспортной поверхности определять координаты положения оптически. Как следует из аппаратных версий настоящего изобретения, это достигается путем комбинирования индивидуальных транспортных механизмов с устройством локализации, которое использует изображение на экране дисплея в сочетании с оптическим датчиком, встроенным в объект, как это описано более подробно ниже. Этим обеспечивается возможность интегрирования транспортной поверхности с большинством компонентов, необходимых для позиционирования объектов и генерации движения, в функциональную единицу, способную в дальнейшем вывести на транспортную поверхность любое изображение.The components involved in the generation of movement according to the above aspects can be hidden under the transport surface. In addition, the considered aspects allow using the transport surface to determine the position coordinates optically. As follows from the hardware versions of the present invention, this is achieved by combining individual transport mechanisms with a localization device that uses an image on the display screen in combination with an optical sensor built into the object, as described in more detail below. This makes it possible to integrate the transport surface with most of the components necessary for positioning objects and generate motion in a functional unit that can subsequently display any image on the transport surface.

В дальнейшем предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретения рассматриваются более подробно с использованием сопроводительных чертежей, где:In the following, preferred embodiments of the invention are discussed in more detail using the accompanying drawings, where:

на фиг. 1 показана общая схема системы для транспорта или перемещения объекта по поверхности;in FIG. 1 shows a general diagram of a system for transporting or moving an object over a surface;

на фиг. 2 показана часть изометрии сопловой диафрагмы;in FIG. 2 shows a part of an isometric view of a nozzle diaphragm;

на фиг. 3 дан чертеж вида снизу основания объекта в соответствии с вариантом реализации;in FIG. 3 is a drawing of a bottom view of the base of an object in accordance with an embodiment;

на фиг.4a,b дан вид в плане на сопловую диафрагму, имеющую раздельно управляемые воздушные сопла с помещенным на поверхность объектом, имеющим основание в соответствии с фиг. 3, где на фиг. 4a и 4b отображено изменение положений объекта за счет активации разных воздушных сопл;on figa, b is given a plan view of a nozzle diaphragm having separately controlled air nozzles with a surface-mounted object having a base in accordance with FIG. 3, where in FIG. 4a and 4b show a change in position of an object due to the activation of different air nozzles;

на фиг. 5a,b дан вид в плане воздушного сопла в закрытом или открытом состоянии в соответствии с вариантом реализации;in FIG. 5a, b are a plan view of an air nozzle in a closed or open state in accordance with an embodiment;

на фиг. 6a,b дан вид в плане, как на фиг. 4a и 4b, для воздушных сопл, как на фиг. 5a и 5b;in FIG. 6a, b are given a plan view, as in FIG. 4a and 4b, for air nozzles, as in FIG. 5a and 5b;

на фиг. 7 схематически показана часть системы на фиг. 1 для иллюстрации варианта способа перемещения объекта по поверхности согласно одной из реализаций;in FIG. 7 schematically shows part of the system of FIG. 1 to illustrate an embodiment of a method for moving an object over a surface according to one implementation;

на фиг. 8 дан чертеж вида снизу основания объекта в соответствии с другим вариантом технического исполнения;in FIG. 8 is a drawing of a bottom view of the base of an object in accordance with another embodiment of a technical design;

на фиг. 9a дан фрагмент изометрии решетки обмотки электромагнита в соответствии с одной из аппаратных версий;in FIG. 9a is a fragment of an isometric view of the lattice of an electromagnet winding in accordance with one of the hardware versions;

на фиг. 9b дан чертеж вида сверху решетки на фиг. 9a;in FIG. 9b is a drawing of a plan view of the grating of FIG. 9a;

на фиг. 10a-c дан чертеж вида сбоку объекта, расположенного на транспортной поверхности, работающего в различных режимах магнитного взаимодействия между магнитной решеткой и объектом в соответствии с разными техническими исполнениями;in FIG. 10a-c is a side view drawing of an object located on a transport surface operating in various modes of magnetic interaction between the magnetic grid and the object in accordance with different technical designs;

на фиг. 11a,b дан чертеж вида в плане объекта, имеющего разные элементы, которые могут быть притянуты или отражены магнитным полем;in FIG. 11a, b is a drawing of a plan view of an object having different elements that can be attracted or reflected by a magnetic field;

на фиг. 12a,b дан чертеж вида сверху на решетку обмотки электромагнита и объект, расположенный на ней, иллюстрирующий различные схемы активизации катушек электромагнита в магнитной решетке для генерации изменения положений объекта на поверхности;in FIG. 12a, b is a top view drawing of an electromagnet winding grating and an object located thereon, illustrating various activation schemes of electromagnet coils in a magnetic grating to generate a change in position of an object on the surface;

на фиг. 13a,b дан чертеж вида сверху как на фиг. 12a и 12b, но с использованием отталкивающего магнитного взаимодействия;in FIG. 13a, b is a top view drawing as in FIG. 12a and 12b, but using repulsive magnetic interaction;

на фиг. 14 дана схема, иллюстрирующая процесс генерации движения посредством поверхностных волн;in FIG. 14 is a diagram illustrating a process of generating motion by means of surface waves;

на фиг. 15a,b дан вид в разрезе и вид в плане генератора изгибной волны, проходящего по периферийному краю пластины, формирующей транспортную поверхность, в соответствии с конструктивным решением настоящего изобретения;in FIG. 15a, b are a sectional view and a plan view of a bending wave generator extending along the peripheral edge of a plate forming a transport surface in accordance with an embodiment of the present invention;

на фиг. 16 дан боковой вид в разрезе устройства для определения положения объекта на дисплее;in FIG. 16 is a side sectional view of a device for determining the position of an object on a display;

на фиг. 17 дан рисунок, иллюстрирующий игровое устройство, имеющее функцию определения положения игровой фигуры, в соответствии с одним из технических решений;in FIG. 17 is a drawing illustrating a gaming device having a function for determining a position of a game figure, in accordance with one of the technical solutions;

на фиг. 18 дана блочная схема передающего устройства с фиг. 17;in FIG. 18 is a block diagram of the transmitter of FIG. 17;

на фиг. 19 дана блок-схема работы игрового устройства на фиг. 17 в соответствии с одной из реализаций;in FIG. 19 is a flowchart of the gaming device of FIG. 17 in accordance with one implementation;

на фиг. 20 дана схема возможных вариантов поиска позиции и ориентации фигур в игре на фиг. 17 и 18 на дисплее;in FIG. 20 is a diagram of possible options for finding the position and orientation of figures in the game of FIG. 17 and 18 on the display;

на фиг. 21 дана блок-схема работы игрового устройства на фиг. 17 в соответствии с другой версией реализации;in FIG. 21 is a flow chart of the operation of the gaming device of FIG. 17 in accordance with another version of the implementation;

на фиг. 22 дана схема последовательности пошаговых изображений на экране дисплея при двоичном поиске в рамках способа в соответствии с фиг. 21;in FIG. 22 is a sequence diagram of step-by-step images on a binary search display screen as part of the method in accordance with FIG. 21;

на фиг. 23 дан вид в разрезе основания игровой фигуры, размещенной на дисплее, в соответствии с вариантом конструкции;in FIG. 23 is a sectional view of a base of a game figure placed on a display in accordance with an embodiment;

на фиг. 24 дан чертеж поперечного сечения основания с передающим устройством для монтажа на нижней стороне игровой фигуры в соответствии с одним из конструктивных решений;in FIG. 24 is a drawing of a cross-section of the base with a transmitting device for mounting on the underside of the game figure in accordance with one of the structural solutions;

на фиг. 25 схематически показан кадр с фотошаблоном в соответствии с вариантом технического решения; иin FIG. 25 schematically shows a frame with a photomask in accordance with a variant of the technical solution; and

на фиг. 26a дан чертеж сечения фрагмента транспортной поверхности, включающего в себя компоненты средства генерации движения и устройства позиционирования, где недостающими внешними элементами оборудования являются средства управления и оценивания, например, компьютер;in FIG. 26a is a sectional drawing of a fragment of a transport surface including components of a motion generating means and a positioning device, where the missing external elements of the equipment are control and evaluation means, for example, a computer;

на фиг. 26b дан чертеж бокового сечения игровой фигуры, которая может использоваться вместе с компонентом на фиг. 26a; иin FIG. 26b is a side sectional drawing of a game figure that can be used with the component in FIG. 26a; and

на фиг. 26c дан чертеж сечения фрагмента транспортной поверхности, включающего в себя компоненты средства генерации движения и устройства позиционирования в соответствии с другим вариантом реализации.in FIG. 26c is a cross-sectional drawing of a fragment of a transport surface including components of a motion generating means and a positioning device in accordance with another embodiment.

Далее различные конструктивные решения настоящего изобретения будут рассмотрены более подробно. При этом неоднократно повторяющиеся элементы на разных фигурах имеют одинаковые или подобные номера ссылок и повторно не описываются.Next, various structural solutions of the present invention will be discussed in more detail. Moreover, repeatedly repeated elements in different figures have the same or similar reference numbers and are not described repeatedly.

В частности, описаны различные аппаратные версии для разных аспектов, упомянутых выше, которые, однако, также могут быть частично объединены друг с другом, на что указывается в соответствующем контексте.In particular, various hardware versions are described for various aspects mentioned above, which, however, can also be partially combined with each other, as indicated in the relevant context.

Несмотря на то, что описание часто относится к игровым приложениям, предлагаемое изобретение, безусловно, может быть применено в других областях деятельности, где необходимо автоматически перемещать предметы по поверхности, скажем, в логистике или тому подобное.Despite the fact that the description often refers to gaming applications, the proposed invention can certainly be applied in other fields of activity where it is necessary to automatically move objects on the surface, say, in logistics or the like.

На фиг. 1 показана общая схема системы перемещения объекта 10 по поверхности 12. Она включает в себя устройство позиционирования 14, способное отследить положение объекта 10 на поверхности 12, например, латеральное положение, скажем, центра тяжести и/или латеральное направление визирования или круговое движение объекта вокруг нормали к поверхности 12 с учетом исходного направления. В дальнейшем в контексте фиг. 16-25 описаны варианты реализации устройства позиционирования 14, где в схему устройства позиционирования 14 включен оптический датчик, встроенный в объект 10, и дисплей, проецирующий изображение с экрана на тыльной стороне поверхности 12 сквозь поверхность 12 на рабочую плоскость, куда помещен объект 10. При этом возможны также другие версии устройства позиционирования 14, которые, к примеру, включают в себя видеокамеру (не показана) с обзором транспортной поверхности 12 с фронтальной стороны, то есть на фиг. 1 - сверху, или другие дистанционные датчики, в частности, бесконтактные, как например, смонтированные вдоль кромки транспортной поверхности 12 два или более дистанционных датчика.In FIG. 1 shows a general diagram of a system for moving an object 10 along a surface 12. It includes a positioning device 14 capable of tracking the position of an object 10 on a surface 12, for example, the lateral position of, say, the center of gravity and / or the lateral direction of sight or the circular movement of an object around a normal to surface 12, taking into account the initial direction. Hereinafter in the context of FIG. 16-25, embodiments of the positioning device 14 are described, where an optical sensor integrated in the object 10 is included in the scheme of the positioning device 14, and a display projecting a screen image on the back of the surface 12 through the surface 12 onto the working plane where the object is placed 10. When Other versions of the positioning device 14 are also possible, which, for example, include a video camera (not shown) with an overview of the transport surface 12 from the front side, that is, in FIG. 1 - from above, or other remote sensors, in particular proximity sensors, such as two or more remote sensors mounted along the edge of the transport surface 12.

Далее, система на фиг. 1 включает в себя средство перемещения объекта по поверхности, то есть устройство 16. Таким образом, устройство 16 выполняет реальное перемещение без вмешательства пользователя. В дальнейшем в контексте фиг. 2-16 средство перемещения 16 описано в виде ряда аппаратных версий. В зависимости от технического исполнения средство перемещения 16 выполнено таким образом, что силы, меняющие положение 10' объекта на поверхности 12, прилагаются к объекту 10 бесконтактно, например, с помощью сжатого воздуха, посредством магнитного поля или с использованием изгибных волн. Кроме того, возможно применение других способов или комбинаций способов, что поясняется в дальнейшем.Further, the system of FIG. 1 includes means for moving an object over a surface, that is, device 16. Thus, device 16 performs actual movement without user intervention. Hereinafter in the context of FIG. 2-16, the moving means 16 is described as a series of hardware versions. Depending on the technical design, the moving means 16 is made in such a way that forces changing the position 10 'of the object on the surface 12 are applied to the object 10 non-contact, for example, using compressed air, by means of a magnetic field or using bending waves. In addition, it is possible to use other methods or combinations of methods, which will be explained later.

Устройство позиционирования 14 и средство перемещения 16 сопряжены между собой. В частности, устройство позиционирования 14 и средство перемещения 16 могут, например, быть соединены друг с другом через орган управления 18. Орган управления 18, в частности, включает в себя процессор, выполняющий надлежащую программу. Так, орган управления 18 выполнен с возможностью управления средством перемещения 16 с опорой на позицию объекта 10 на поверхности 12, распознанную устройством позиционирования, и исходную позицию или намеченную позицию объекта 10 таким образом, чтобы объект 10 приближался к требуемой позиции, заданной контуру управления, приводящему объект 10 к целевой позиции. Координаты заданной позиции объекта могут поступать из различных источников в зависимости от приложения. Данные о желаемом положении могут быть переданы от внешнего источника на орган управления 18. При этом орган управления 18 кроме функций управления средством перемещения 16 способен также выполнять другие операции, влияющие на задаваемое местоположение объекта 10. Скажем, орган управления 18 может работать также в режиме игрового компьютера, который предусматривает или получение информации о желаемом изменении положения объекта 10, передаваемой вручную игроком через некое устройство ввода, и/или автономное вычисление необходимых изменений позиции объекта 10. Устройство ввода может быть оснащено, например, клавиатурой, мышью, терминалом голосового ввода, сенсорным экраном поверхности 12 или т.п. Как уже упоминалось, система, представленная на фиг. 1, может иметь иные приложения, например, в логистике, где орган управления 18 одновременно, кроме прочего, решает логистические задачи с вычислением оптимального местоположения объекта 10.The positioning device 14 and the moving means 16 are interconnected. In particular, the positioning device 14 and the moving means 16 can, for example, be connected to each other through the control 18. The control 18, in particular, includes a processor that executes the appropriate program. So, the control unit 18 is configured to control the moving means 16 based on the position of the object 10 on the surface 12 recognized by the positioning device, and the initial position or the planned position of the object 10 so that the object 10 approaches the desired position given by the control loop leading object 10 to the target position. The coordinates of a given position of an object can come from various sources depending on the application. Data on the desired position can be transferred from an external source to the control 18. In addition, the control 18, in addition to the functions of controlling the moving means 16, can also perform other operations that affect the specified location of the object 10. For example, control 18 can also work in game mode computer, which provides or obtaining information about the desired change in the position of the object 10, transmitted manually by the player through some input device, and / or offline calculation of the necessary changes the position of the object 10. The input device may be equipped with, for example, a keyboard, mouse, voice input terminal, touch screen surface 12, or the like. As already mentioned, the system of FIG. 1, may have other applications, for example, in logistics, where the control 18 simultaneously, among other things, solves logistics problems with calculating the optimal location of the object 10.

Хотя ниже об этом будет сказано еще несколько раз, следует отметить, что устройство позиционирования 14 и средство перемещения 16 могут быть реализованы с возможностью управлять несколькими объектами 10 и 10' на поверхности 12 раздельно, то есть определять их относительное местоположение или перемещать их индивидуально относительно другого объекта. Соответственно, орган управления 18 может быть осуществлен для манипуляции несколькими объектами 10 и 10' в различных позициях или, по меньшей мере, для контроля или управления их позициями по мере необходимости.Although this will be discussed several times below, it should be noted that the positioning device 14 and the moving means 16 can be implemented with the ability to control several objects 10 and 10 'on the surface 12 separately, that is, to determine their relative location or move them individually relative to another object. Accordingly, the control 18 can be implemented to manipulate several objects 10 and 10 'in different positions, or at least to control or manage their positions as necessary.

Далее, в контексте фиг. 2-8 описаны версии реализации, в соответствии с которыми устройство 60 для перемещения объекта по поверхности образует воздушную подушку между объектом и транспортной поверхностью, чтобы естественное статическое и динамическое трение между дном объекта и транспортной поверхностью были преодолены с получением значительно более низкой силы трения под воздействием воздушной подушки.Further, in the context of FIG. 2-8, implementation versions are described, according to which the device 60 for moving an object along the surface forms an air cushion between the object and the transport surface, so that the natural static and dynamic friction between the bottom of the object and the transport surface is overcome with a significantly lower friction force under the influence air cushion.

На фиг. 2 наглядно представлен фрагмент транспортной поверхности 12, снабженной воздушными соплами 20 с сеточным или рядным распределением. На фиг. 2 рядное распределение показано как равномерное горизонтальное расположение в ряды и колонки. При этом допускаются другие упорядоченные и неравномерные формы распределения воздушных сопл 20 по горизонтали. Кроме того, воздушные сопла 20 на фиг. 2 могут быть индивидуально регулируемыми или раздельно закрываемыми/открываемыми, при этом, за исключением одного отверстия 20a, все остальные отверстия изображены в закрытом состоянии. Ниже, в описании к фиг. 7, говорится о возможности использования средством перемещения 16 постоянно открытых воздушных сопл 20 или тех, которыми можно управлять только совместно. Помимо этого предусмотрено, что воздушные сопла могут закрываться и открываться при выпуске воздуха, то есть выполнять функцию воздушных клапанов. Однако возможно также индивидуальное управление воздушными соплами за счет клапанов, установленных в воздушных каналах, связанных с воздушным клапаном, соединяющих воздушные сопла с источником давления.In FIG. 2 illustrates a fragment of the transport surface 12 provided with air nozzles 20 with a grid or in-line distribution. In FIG. 2 row distribution is shown as a uniform horizontal arrangement in rows and columns. In this case, other ordered and non-uniform horizontal distribution of air nozzles 20 are allowed. In addition, the air nozzles 20 in FIG. 2 can be individually adjustable or separately closed / opened, with the exception of one hole 20a, all other holes are shown in a closed state. Below, in the description of FIG. 7, it is said about the possibility of using the moving means 16 of constantly open air nozzles 20 or those that can only be controlled together. In addition, it is provided that the air nozzles can be closed and opened when the air is released, that is, to perform the function of air valves. However, it is also possible to individually control the air nozzles by means of valves installed in the air channels connected to the air valve connecting the air nozzles to a pressure source.

На фиг. 2 транспортная поверхность 12 показана как основная грань параллелепипеда, например, сопловой диафрагмы 22, рабочая сторона которой образует транспортную поверхность 12, состоящую из воздушных сопл 20. Возможны также другие формы.In FIG. 2, the transport surface 12 is shown as the main face of a parallelepiped, for example, a nozzle diaphragm 22, the working side of which forms a transport surface 12, consisting of air nozzles 20. Other shapes are also possible.

Хотя на фиг. 2 это не показано, воздушные сопла 20, однозначно, соединены поточно с нагнетателем давления, и в открытом состоянии воздушные сопла 20a пропускают сжатый воздух. Сжатый воздух проходит через сопло 20, например, перпендикулярно транспортной поверхности 12. Вместе с тем, сопла могут быть выполнены для обеспечения прохождения воздуха через сопло 20 под углом относительно перпендикуляра к поверхности. Углы латерального наклона, т.е. прохождения касательный к поверхности 12, в частности, могут быть различными для разных воздушных сопл 20, о чем будет говориться ниже.Although in FIG. 2 is not shown, air nozzles 20 are uniquely connected in-line with a pressure blower, and when open, air nozzles 20a allow compressed air to pass through. Compressed air passes through the nozzle 20, for example, perpendicular to the transport surface 12. However, the nozzles can be made to allow air to pass through the nozzle 20 at an angle relative to the perpendicular to the surface. Lateral angles, i.e. the tangent passage to the surface 12, in particular, may be different for different air nozzles 20, as will be discussed below.

Теперь, в контексте фиг. 3-6b, будет рассмотрено техническое исполнение, где порядок расположения раздельно управляемых воздушных сопл используется в сочетании с объектом, дно которого выполнено с возможностью генерации горизонтального перемещения объекта по поверхности. На фиг. 3 показан возможный вариант конфигурации основания объекта 10. Для лучшего понимания в верхней части фиг. 3 дана соответствующая боковая проекция объекта 10.Now, in the context of FIG. 3-6b, a technical design will be considered where the arrangement of separately controlled air nozzles is used in combination with an object whose bottom is configured to generate horizontal movement of the object over the surface. In FIG. 3 shows a possible configuration of the base of the object 10. For a better understanding, at the top of FIG. 3 shows the corresponding side projection of the object 10.

Как видно на фиг. 3, в основании 30 объекта 10 выполнено несколько полостей 32i-32g. Само основание, или донышко, 30 - плоское, то есть оно представляет собой плоскую опорную поверхность 34. Как изображено на фиг. 3, углубления, или полости, 32i-32g могут иметь общую глубину t во внутрь объекта 10 от опорной поверхности 34. Согласно фиг. 3 полости 32i-32g разделены внутренними перегородками 36, перпендикулярными к опорной поверхности 34. Кроме того, среди полостей есть такие, т.е. полости 322-329, которые прилегают к внешней стенке 38 объекта 10. В примере на фиг. 3 во внешней стенке 38 для каждой из ниш 322-329 предусмотрено отверстие 402-409, которое обеспечивает боковой выход воздуха, образующего воздушную подушку под объектом 10, из соответствующей полости 322-329. К примеру, на фиг. 3 отверстия объекта 10 402, 404, 406 и 408 расположены под углом 90° относительно друг друга, что обеспечивает радиальный выход воздушного потока, формирующегося симметрично относительно оси вращения 42. Расположенные по углом 45° к перечисленным выше отверстиям, отверстия 403, 405, 407 и 409 находятся относительно друг друга под углом 90°, задавая направлению воздушного потока, выходящего из соответствующих полостей, или камер, 323, 325, 327 и 329, тангенциальную составляющую. В частности, эти отверстия выполнены попарно так, чтобы пары противоположных отверстий 403 и 407 или 405 и 409 выпускали воздушный поток, задавая вращение объекту, то есть против часовой стрелки или по часовой стрелке, если смотреть сверху.As seen in FIG. 3, several cavities 32 i -32 g are made in the base 30 of the object 10. The base itself or bottom 30 is flat, that is, it is a flat abutment surface 34. As shown in FIG. 3, the recesses or cavities 32 i -32g may have a total depth t inward of the object 10 from the abutment surface 34. Referring to FIG. 3 cavities 32i-32g are separated by internal partitions 36 perpendicular to the supporting surface 34. In addition, there are such cavities, i.e. cavities 32 2 -32 9 , which are adjacent to the outer wall 38 of the object 10. In the example of FIG. 3, an opening 40 2 -40 9 is provided in the outer wall 38 for each of the niches 32 2 -32 9 , which provides lateral air outlet forming an air cushion under the object 10 from the corresponding cavity 32 2 -32 9 . For example, in FIG. 3 holes of the object 10 40 2 , 40 4 , 40 6 and 40 8 are located at an angle of 90 ° relative to each other, which provides a radial exit of the air flow that is formed symmetrically about the axis of rotation 42. Located at an angle of 45 ° to the above holes, holes 40 3 , 40 5 , 40 7 and 40 9 are relative to each other at an angle of 90 °, setting the direction of the air flow leaving the respective cavities or chambers, 32 3 , 32 5 , 32 7 and 32 9 , the tangential component. In particular, these openings are made in pairs so that pairs of opposing openings 40 3 and 40 7 or 40 5 and 40 9 let out air flow, setting rotation to the object, i.e. counterclockwise or clockwise, when viewed from above.

Как будет проиллюстрировано на фиг. 4a и 4b, благодаря конструкции полостей и состоящих из них камер, подбирая сочетания камер, в которые подается сжатый воздух из воздушных сопел, можно вращать объект 10 на поверхности и/или перемещать его в желаемом направлении, то есть задавать любое направление движению, комбинируя прямолинейное движение и вращение вокруг оси 42. Таким образом, сжатый воздух в камере 322 за счет выпуска латерального потока через отверстие 402 перемещает объект 42 в направлении, противоположном исходящему латеральному потоку воздуха. Это применимо для отверстий 404, 406 и 408 соответственно. Если сжатый воздух одновременно поступает в камеры 403 и 407, струи воздуха, исходящие из соответствующих отверстий, вызывают вращение объекта по часовой стрелке (фиг. 3). Вращение в противоположную сторону достигается подводом сжатого воздуха к камерами 329 и 325. При заполнении сжатым воздухом камеры 321 на фиг.3, закрытой со всех сторон внутренней перегородкой 36, боковые усилия на объект 10 не воздействуют, но между объектом 10 и поверхностью создается воздушная подушка.As will be illustrated in FIG. 4a and 4b, due to the design of the cavities and the chambers consisting of them, by selecting combinations of chambers into which compressed air is supplied from air nozzles, it is possible to rotate the object 10 on the surface and / or move it in the desired direction, that is, specify any direction of movement, combining a linear movement and rotation around axis 42. Thus, the compressed air in the chamber 32 2 due to the lateral flow out through the opening 40 2 moves the object 42 in the opposite direction to the outgoing lateral air flow. This is applicable for holes 40 4 , 40 6 and 40 8, respectively. If compressed air enters the chambers 40 3 and 40 7 at the same time, air jets coming from the corresponding holes cause the object to rotate clockwise (Fig. 3). Rotation in the opposite direction is achieved by supplying compressed air to the chambers 32 9 and 32 5 . When filling with compressed air the chamber 32 1 of FIG. 3, closed on all sides by the internal partition 36, lateral forces do not act on the object 10, but an air cushion is created between the object 10 and the surface.

Взаимодействие между органом управления 18, индивидуально управляемыми воздушными соплами 20 и основанием специальной конфигурации 30 объекта 10 проиллюстрировано далее на фиг. 4a и 4b. На фиг. 4 показан участок транспортной поверхности 12 и раздельно управляемые воздушные клапаны 20. Позиция объекта 10 на поверхности 12 на фиг. 4a известна органу управления 18 через устройство позиционирования 14. На фиг. 4a предполагается, что для перехода на желаемую позицию объект 10 планируется переместить в южном направлении (на фиг. 4a - вниз). Соответственно, орган управления 18 следом за воздушными клапанами 20, расположенными под или радом с центральной воздушной камерой 322, активирует или открывает воздушные сопла 20, соотносящиеся с пневмокамерой в северной части, чтобы воздух, исходящий латерально через соответствующее отверстие этой камеры 322, смещал объект 10 на воздушной подушке, образуемой открытыми воздушными соплами 20, в требуемом направлении, как обозначено стрелкой 50. На фиг. 4a открытые воздушные клапаны обозначены овалом, а закрытые воздушные клапаны - чертой.The interaction between the control 18, individually controlled air nozzles 20 and the base of the special configuration 30 of the object 10 is further illustrated in FIG. 4a and 4b. In FIG. 4 shows a portion of the transport surface 12 and separately controlled air valves 20. The position of the object 10 on the surface 12 in FIG. 4a is known to control 18 through positioning device 14. FIG. 4a, it is assumed that in order to move to the desired position, object 10 is planned to be moved southward (downward in FIG. 4a). Accordingly, the control unit 18 after the air valves 20 located under or adjacent to the central air chamber 32 2 activates or opens the air nozzles 20 corresponding to the pneumatic chamber in the northern part, so that the air flowing laterally through the corresponding opening of this chamber 32 2 displaces an object 10 on an air cushion formed by open air nozzles 20 in the desired direction, as indicated by arrow 50. In FIG. 4a, open air valves are indicated by an oval, and closed air valves by a bar.

На фиг. 4b показана та же самая исходная позиция, что и на фиг. 4a. Однако в этом случае предполагается, что орган управления 18 для приближения объекта 10 к желаемой позиции должен вращать объект 10 по часовой стрелке. Соответственно, помимо воздушных клапанов 20, заполняющих воздухом центральную камеру 321, открываются воздушные клапаны 20, расположенные напротив воздушных камер 322 и 327. Поток воздуха, исходящий в сторону от камеры 323, возбуждает тягу 52 в направлении по касательной, противоположном направлению тяги 54, создаваемой потоком воздуха, исходящего в сторону от противоположной воздушной камеры 327, посредством чего генерируется желаемое вращательное движение объекта 10 почасовой стрелке.In FIG. 4b shows the same starting position as in FIG. 4a. However, in this case, it is assumed that the control 18 to rotate the object 10 to the desired position should rotate the object 10 clockwise. Accordingly, in addition to the air valves 20 filling the central chamber 32 1 with air, the air valves 20 opposite the air chambers 32 2 and 32 7 open. The air flow coming out from the chamber 32 3 excites the thrust 52 in a tangential direction opposite to the direction of the thrust 54 created by the air flow coming out from the opposite air chamber 32 7 , whereby the desired rotational movement of the object 10 is generated hourly.

Следует обратить внимание на то, что специфическая конфигурация дна объекта на фиг. 3 приведена лишь в качестве примера. Возможны многочисленные модификации. Допустим, если во вращении объекта 10 нет необходимости, объект 10 будет иметь только три отверстия, через которые воздушный поток исходит радиально, и которые, например, могут быть расположены под углом 120° друг к другу. Если же траектория движения объекта 10 по поверхности 12 задана иначе, и, скажем, имеет определенные ограничения, то, возможно, достаточно только какой-либо одной боковой полости с отверстием в стенке 38 рядом со следующей полостью или камерой, которая не имеет боковое отверстие в стенке, как камера 321.It should be noted that the specific configuration of the bottom of the object in FIG. 3 is provided as an example only. Numerous modifications are possible. Suppose, if the rotation of the object 10 is not necessary, the object 10 will have only three holes through which the air flow radially and which, for example, can be located at an angle of 120 ° to each other. If the trajectory of the object 10 on the surface 12 is set differently, and, say, has certain limitations, then perhaps only one single side cavity with an opening in the wall 38 next to the next cavity or chamber that does not have a side opening in wall as chamber 32 1.

Выше в описании фиг. 2-4b воздушные сопла 20 именовались также воздушными клапанами. Это объясняется тем, что индивидуальное управление воздушными соплами может осуществляться или напрямую каждым воздушным соплом, которое в таком случае выполняет функции воздушного клапана, или посредством воздушного клапана с которым сопряжено определенное постоянно открытое управляемое воздушное сопло. Каждой такой паре воздушного сопла и сопряженного с ним клапана должен соответствовать воздушный канал, что требует большого пространства.Above in the description of FIG. 2-4b, air nozzles 20 are also referred to as air valves. This is because the individual control of the air nozzles can be carried out either directly by each air nozzle, which in this case acts as an air valve, or by means of an air valve with which a certain constantly open controlled air nozzle is connected. Each such pair of air nozzle and associated valve must have an air channel, which requires a large space.

На фиг. 5a и 5b приведены примеры воздушного клапана 20 в закрытом и открытом состоянии. На фиг. 5a и 5b воздушные клапаны выполнены из кремния 60. К примеру, из силикона может быть изготовлен весь корпус 22 (фиг. 2) целиком, или же основной несущий элемент может быть выполнен из листового стекла с матрицей просверленных в нем отверстий, в которые вмонтированы отдельные силиконовые клапаны, как показано на фиг. 5a и 5b. В частности, материал 60 клапана, допустим, кремний, имеет показатель преломления, эквивалентный показателю преломления материала листа несущего элемента, то есть, например, стекла, чем в данном случае достигается полная светопроницаемость всей поверхности 12. Коэффициент преломления может, например, составлять 1,43. В предпочтительно эластичном материале клапана 60 предусматривается сквозная прорезь 62 от поверхности 12 до противоположной плоскости 64, от которой предположительно подают сжатый воздух. Прорезь предусматривается выполнять в эластичном материале 60.In FIG. 5a and 5b are examples of air valve 20 in a closed and open state. In FIG. 5a and 5b, the air valves are made of silicon 60. For example, the entire body 22 (Fig. 2) can be made entirely of silicone, or the main supporting element can be made of sheet glass with a matrix of holes drilled into it, into which individual silicone valves as shown in FIG. 5a and 5b. In particular, the valve material 60, for example silicon, has a refractive index equivalent to the refractive index of the material of the sheet of the supporting member, that is, glass, for example, which in this case achieves full light transmission of the entire surface 12. The refractive index may, for example, be 1, 43. In the preferably flexible material of valve 60, a through slot 62 is provided from surface 12 to opposite plane 64, from which compressed air is supposedly supplied. The slot is provided to be performed in the elastic material 60.

С обеих сторон вдоль прорези устанавливают электроды 66 и 68 с разностью потенциалов. Внутреннее покрытие 70 стенок прорези 62 должно гарантировать, чтобы в сомкнутом состоянии, показанном на фиг. 5a, электроды 66 и 68 не соприкасались. Понятно, что в таком внутреннем покрытии 70 нет необходимости, если электроды 66 и 68 вмонтированы на расстоянии от прорези 62 и не будут взаимно контактировать в закрытом состоянии.On both sides, electrodes 66 and 68 are installed along the slot with a potential difference. The inner coating 70 of the walls of the slot 62 should ensure that in the closed state shown in FIG. 5a, the electrodes 66 and 68 were not in contact. It is understood that such an inner coating 70 is not necessary if the electrodes 66 and 68 are mounted at a distance from the slot 62 and will not be mutually contacted when closed.

Теперь орган управления 18 должен закрыть воздушный клапан на фиг. 5a. Для этого на разные электроды 66 и 68 подается разный электрический потенциал. На фиг. 5b проиллюстрирован случай, когда на электроды 66 и 68 подается заряд одинаковой полярности. Таким образом, согласно схеме фиг. 5a электроды 66 и 68 воздушного клапана могут быть подключены к двум разным источникам напряжения, в то время как на схеме фиг. 5b каждый из электродов 66 и 68 соединен с одноименным полюсом. На фиг. 5b приведен пример с отрицательным полюсом. Возникающая за счет этого электростатическая сила отталкивания между электродами 66 и 68 размыкает прорезь клапана 62 в овал, как показано на фиг. 5b.Now the control 18 must close the air valve in FIG. 5a. For this, different electrodes are supplied to different electrodes 66 and 68. In FIG. 5b, a case is illustrated where a charge of the same polarity is applied to the electrodes 66 and 68. Thus, according to the diagram of FIG. 5a, the air valve electrodes 66 and 68 can be connected to two different voltage sources, while in the circuit of FIG. 5b, each of the electrodes 66 and 68 is connected to the pole of the same name. In FIG. 5b shows an example with a negative pole. The resulting electrostatic repulsive force between the electrodes 66 and 68 opens the slot of the valve 62 into an oval, as shown in FIG. 5b.

Безусловно, вариант конструкции на фиг. 5a и 5b дан лишь в качестве примера, в то время как возможны иные технические решения. Кроме того, наглядное представление на фиг. 5a и 5b упрощено настолько, что в нем не отображены линии питания электродов 66 и 68. Для раздельного управления воздушными клапанами они должны индивидуально подключаться/отключаться к упомянутым выше источникам напряжения через соответствующие обособленные контуры. Также следует заметить, что на фиг. 5a и 5b окружность 72 графически отображает возможное взаимодействие между материалами клапана 60 и вышеназванной пластины несущего элемента, например, листовым стеклом.Of course, the embodiment of FIG. 5a and 5b are given only as an example, while other technical solutions are possible. In addition, the pictorial representation in FIG. 5a and 5b are so simplified that the power supply lines of the electrodes 66 and 68 are not displayed in it. For separate control of the air valves, they must be individually connected / disconnected to the above-mentioned voltage sources through the corresponding separate circuits. It should also be noted that in FIG. 5a and 5b, the circle 72 graphically shows the possible interaction between the materials of the valve 60 and the above-mentioned plate of the supporting element, for example, sheet glass.

Фиг. 6a и 6b демонстрируют процесс управления матрицей воздушных клапанов, имеющих конструкцию, соответствующую фиг. 5a и 5b, для генерации движений, показанных на фиг. 4a и 4b. Говоря кратко, фиг. 6a и 6b изображают фрагмент транспортной поверхности 12, оснащенной набором клапанов 20, по конструкции соответствующих фиг. 5a и 5b, где объект 10 с основанием, выполненным согласно фиг. 3, помещен на поверхность 12. Как видно на фиг. 6a, воздушные клапаны 20, расположенные под камерами 321 и 322, находятся в открытом состоянии в соответствии с фиг. 5b для возбуждения движения в южном направлении, как это имело место в случае с фиг. 4a; а на фиг. 6b в состоянии, соответствующем фиг. 5b, находятся только те воздушные клапаны, которые расположены под камерами 321,323 и 327, в то время как определенные другие воздушные клапаны находятся в закрытом состоянии, соответствующем фиг. 5a.FIG. 6a and 6b show a process for controlling an array of air valves having a structure corresponding to FIG. 5a and 5b to generate the motions shown in FIG. 4a and 4b. In short, FIG. 6a and 6b depict a fragment of a transport surface 12 equipped with a set of valves 20, according to the construction of FIGS. 5a and 5b, where the object 10 with the base made according to FIG. 3 is placed on surface 12. As can be seen in FIG. 6a, the air valves 20 located under the chambers 32 1 and 32 2 are in the open state in accordance with FIG. 5b for driving southward, as was the case with FIG. 4a; and in FIG. 6b in the state corresponding to FIG. 5b, only those air valves are located below the chambers 32 1 , 32 3 and 32 7 , while certain other air valves are in the closed state corresponding to FIG. 5a.

Как будет рассмотрено позже в отношении фиг. 26a и 26b, воздушные клапаны, вмонтированные в лист стекла, имеющего одинаковый показатель преломления, что описано в контексте фиг. 5a - 6b, имеют то преимущество, что при закрытых воздушных клапанах они не нарушают оптические свойства стеклянной поверхности. Другими словами, при закрытых воздушных клапанах не возникают „точки разрыва“, которые влияли бы на проницаемость рабочего поля, что особенно благоприятно в реализациях фиг. 16-25, в соответствии с которыми устройство позиционирования 14 использует дисплей, помещенный под транспортную поверхность, для определения местоположения объектов.As will be discussed later with respect to FIG. 26a and 26b, air valves mounted in a sheet of glass having the same refractive index, as described in the context of FIG. 5a to 6b have the advantage that with closed air valves they do not impair the optical properties of the glass surface. In other words, with closed air valves, “break points” do not arise that would affect the permeability of the working field, which is especially favorable in the implementations of FIG. 16-25, in accordance with which the positioning device 14 uses a display placed under the transport surface to determine the location of objects.

Среднее наименьшее расстояние между воздушными соплами 20 не может, в частности, превышать ширину полостей 322-9. Преимущественно среднее наименьшее расстояние между воздушными соплами 20 должно быть меньше или равно наименьшей ширине полостей 322-9. В зависимости от перемещения, которое объекту необходимо совершить до позиции назначения, орган управления 18 выбирает для нагнетания сопла, расположенные под соответствующими полостями 322-9.The smallest average distance between the air nozzles 20 cannot, in particular, exceed the width of the cavities 32 2-9 . Advantageously, the average smallest distance between the air nozzles 20 should be less than or equal to the smallest cavity width 32 2-9 . Depending on the movement that the object needs to make to the destination, the control 18 selects for injection nozzles located under the corresponding cavities 32 2-9 .

На фиг. 2-6b боковые усилия для изменения положения объекта, несомого воздушной подушкой, прилагались за счет сжатого воздуха, порождающего такую воздушную подушку путем продува соответствующих пневмокамер или нагнетания воздуха в нужные воздушные камеры.In FIG. 2-6b, lateral forces for changing the position of an object carried by an air cushion were applied due to compressed air generating such an air cushion by blowing appropriate air chambers or forcing air into the desired air chambers.

На фиг. 7 отображен принцип осуществления средства перемещения объекта 16 по горизонтальной поверхности, в соответствии с которым такое средство включает в себя сеть раздельно управляемых воздушных сопл, встроенных в поверхность 12, для образования воздушной подушки 80 между объектом 10 и поверхностью 12, в частности, в месте нахождения объекта 10, а также реализации устройства 82 для бесконтактного горизонтального перемещения и/или вращения объекта 10 на воздушной подушке 80. Для выполнения задаваемой смены позиций объекта 10 на поверхности 12 средство бесконтактного горизонтального перемещения 82 может, например, использовать силы электростатического поля, силы магнитного поля или наклон поверхности 12 относительно гравитационного поля.In FIG. 7 shows the principle of the implementation of the means of moving the object 16 on a horizontal surface, in accordance with which such a means includes a network of separately controlled air nozzles built into the surface 12, for the formation of an air cushion 80 between the object 10 and the surface 12, in particular, at the location object 10, as well as the implementation of the device 82 for non-contact horizontal movement and / or rotation of the object 10 on the air cushion 80. To perform a given change of position of the object 10 on the surface 12 means b Non-contact horizontal movement 82 can, for example, use the forces of an electrostatic field, the strength of a magnetic field, or the inclination of a surface 12 relative to a gravitational field.

При возникновении необходимости перемещения только одного определенного объекта 10 среди нескольких объектов на поверхности 12 возможные версии исполнения средства 82 не ограничены возможностью индивидуально воздействовать на желаемый объект 10. Скорее, при создании локальной воздушной подушки 80 под определенным объектом 10 статическое и динамическое трение, воздействующие иначе на поверхность 12 и объект 10, устраняются, чтобы боковые усилия средства 82 генерировали поперечное перемещение только для заданного объекта 10.If it becomes necessary to move only one specific object 10 among several objects on the surface 12, the possible versions of the means 82 are not limited by the ability to individually affect the desired object 10. Rather, when creating a local air cushion 80 under a specific object 10, static and dynamic friction, otherwise acting on the surface 12 and the object 10 are eliminated so that the lateral forces of the means 82 generate lateral movement only for the given object 10.

Здесь одна из возможных реализаций средства 82 предусматривает, например, перемещение объекта 10 не за счет возбуждения соответствующих полей, а за счет упорядоченного открывания и закрывания боковых отверстий донных камер конструкции в соответствии с фиг. 3. В дополнение к конструктивному решению фиг. 3 компоновка устройств 842-9 на фиг. 8 предусмотрена для селективного открытия и закрытия отверстий 402-409, которыми может управлять, например, орган управления 18 через беспроводной интерфейс 18. Исходя из приведенного выше описания, орган управления 18 управляет устройствами 84 так, чтобы воздух мог выходить только латерально через нужные отверстия 402-409, а остальной воздух генерировал воздушную подушку 80.Here, one of the possible implementations of the means 82 involves, for example, moving the object 10 not due to the excitation of the corresponding fields, but due to the orderly opening and closing of the side openings of the bottom chambers of the structure in accordance with FIG. 3. In addition to the structural solution of FIG. 3 arrangement of devices 84 2-9 in FIG. 8 is provided for the selective opening and closing of openings 40 2 -40 9 , which can be controlled, for example, by the control element 18 via the wireless interface 18. Based on the above description, the control element 18 controls the devices 84 so that air can only exit laterally through the necessary holes 40 2 -40 9 , and the rest of the air generated an air cushion 80.

В конструктивной трактовке на фиг. 8 при использовании устройства селективного открытия и закрытия отверстий, сопряженного с каждой из апертур, также возможно задействование воздушных сопл, которые или одновременно управляются, или не управляются, но постоянно одновременно разомкнуты. Если в этом случае на поверхности 12 размещено несколько объектов 10, то управление объектами, которые не должны менять свою позицию, осуществляемое через комбинацию устройств 842-849, ограничивается смыканием всех отверстий и поддержанием этих объектов неподвижно на весу за счет воздушной подушки под ними. Устройства 842-849 открывают одно или более отверстий только у объекта или объектов, которые должны быть перемещены.In the constructive interpretation of FIG. 8, when using a device for selective opening and closing of holes associated with each of the apertures, it is also possible to use air nozzles that are either simultaneously controlled or not controlled, but constantly simultaneously open. If in this case several objects 10 are placed on the surface 12, then the control of objects that should not change their position, carried out through a combination of devices 84 2 -84 9 , is limited to closing all the holes and keeping these objects motionless by weight due to the air cushion under them . Devices 84 2 -84 9 open one or more openings only at the object or objects to be moved.

В то время, как для конструктивных решений, рассмотренных выше в контексте фиг. 2-8, общим является то, что воздушная подушка создается между объектом и транспортной поверхностью, для реализаций, описанных ниже в контексте фиг. 9a-13b эта функция является лишь опцией. Аппаратные версии, обсуждаемые далее, строятся на управлении изменением позиции объекта на поверхности за счет равномерного рядного распределения под транспортной поверхности раздельно регулируемых обмоток электромагнита.While for the structural solutions discussed above in the context of FIG. 2-8, it is common that an air bag is created between the object and the transport surface, for the implementations described below in the context of FIG. 9a-13b, this function is only an option. The hardware versions discussed below are based on controlling the change in the position of the object on the surface due to the uniform in-line distribution of separately regulated electromagnet windings under the transport surface.

Фиг. 9a и 9b отображают пример транспортной поверхности 12, относительно которой распределена сеть катушек электромагнита 90 так, чтобы магнитный поток, возбуждаемый электрическим током, проходящим через эти катушки электромагнита 90, в основном протекал симметрично оси, перпендикулярно опущенной к поверхности 12. Формулируя иначе, продольная ось катушек электромагнита 90 перпендикулярна поверхности 12. Как показано на фиг. 9a, катушки электромагнита 90, например, вмонтированные в магнитопроницаемый материал-носитель 92. Возможность обособленного управления соленоидами 90 обеспечивается соответствующими контурами и переключателями, которые для упрощения не показаны на фиг. 9a и 9b и которые позволяют индивидуально пропускать электроток через катушки электромагнита 90.FIG. 9a and 9b show an example of a transport surface 12 with respect to which the network of coils of the electromagnet 90 is distributed so that the magnetic flux excited by the electric current passing through these coils of the electromagnet 90 mainly flows symmetrically to the axis perpendicular to the surface 12. Forming otherwise, the longitudinal axis the coils of the electromagnet 90 are perpendicular to the surface 12. As shown in FIG. 9a, the coils of the electromagnet 90, for example, mounted in a magnetically permeable carrier material 92. The ability to separately control the solenoids 90 is provided by the corresponding loops and switches, which are not shown in FIG. 9a and 9b, and which individually allow electric current to pass through the coils of the electromagnet 90.

В зависимости от версии исполнения катушки электромагнита 90 могут работать как в режиме двух состояний - токонесущего и нетоконесущего или переменного тока и обесточенного, так и в режиме трех состояний, то есть обесточенного и двух состояний, отличающихся направлением прохождения электрического тока. Возможны комбинации этих видов управления, например, за счет индивидуального или выборочного подключения катушек электромагнита 90 к источнику напряжения, который, в свою очередь, обеспечивает все обмотки электромагнита 90 в равной степени в зависимости от настройки, заданной органом управления 18, переменным током, постоянным напряжением в одном или постоянным напряжением в другом направлении.Depending on the design version, the coils of the electromagnet 90 can operate both in the mode of two states - current-carrying and non-current-carrying or alternating current and de-energized, and in the mode of three states, that is, de-energized and two states that differ in the direction of passage of the electric current. Combinations of these types of control are possible, for example, by individually or selectively connecting the coils of the electromagnet 90 to a voltage source, which, in turn, provides all the windings of the electromagnet 90 equally depending on the setting specified by the control unit 18, alternating current, constant voltage in one or constant voltage in the other direction.

Когда в функции средства 16 перемещения объекта по поверхности (фиг. 1) включено распределение раздельно управляемых катушек электромагнита 90, орган управления 18 способен переместить объект 10 из текущего положения, распознанного и переданного устройством позиционирования 14, в желаемое положение. В связи с этим объект 10 может быть выполнен из магнитопритягивающего или магнитоотталкивающего материала, например, железа, или объект может быть снабжен одним или несколькими магнитопритягивающими и/или магнитоотталкивающими элементами, встроенными в магнитопроницаемый материал.When the distribution of separately controlled coils of the electromagnet 90 is included in the function of the means for moving the object over the surface (Fig. 1), the control 18 is able to move the object 10 from the current position recognized and transmitted by the positioning device 14 to the desired position. In this regard, the object 10 may be made of magnetically-attracting or magnetically repellent material, for example, iron, or the object may be equipped with one or more magnetically-attracting and / or magnetically-repulsive elements embedded in the magnetically-permeable material.

На фиг. 10a-10c показаны схемы вариантов конструкции объекта 10, выполненного из материала, проницаемого для магнитного поля, в области основания которого встроен магнитопритягивающий и/или магнитоотталкивающий элемент. Материалом, проницаемым для магнитного поля может быть, например, пластик. Согласно фиг. 10a и 10b элемент 100, например, представляет собой постоянный магнит. Например, согласно реализации на фиг. 10c такой элемент представляет собой катушку 110. В дальнейшем будет рассмотрено, как один объект может логически включать в себя несколько элементов 100 или 110, размещенных в различных точках горизонтальной поверхности основания объекта 10. В примерах на фиг. 10a и 10b магнитные полюса постоянного магнита 100 расположены перпендикулярно к транспортной поверхности 12, а на фиг. 10c перпендикулярно этой поверхности расположена продольная ось соленоидов.In FIG. 10a-10c show diagrams of structural options for an object 10 made of a material that is permeable to a magnetic field, in the base area of which a magnetically attractive and / or magnetically repulsive element is integrated. The material permeable to the magnetic field can be, for example, plastic. According to FIG. 10a and 10b, the element 100, for example, is a permanent magnet. For example, according to the implementation of FIG. 10c, such an element is a coil 110. Hereinafter, we will consider how a single object can logically include several elements 100 or 110 located at different points on the horizontal surface of the base of the object 10. In the examples in FIG. 10a and 10b, the magnetic poles of the permanent magnet 100 are perpendicular to the transport surface 12, and in FIG. 10c, the longitudinal axis of the solenoids is perpendicular to this surface.

Фиг. 10a иллюстрирует, как орган управления 18 может перемещать объект 10 по поверхности 12 за счет отталкивающей силы магнита. Например, орган управления 18 активирует одну из катушек 90 под поверхностью 12 так, чтобы ее северный магнитный полюс был обращен сквозь поверхность 12 к северному полюсу постоянного магнита 100, а именно, чтобы определенная катушка электромагнита 90 из множества катушек электромагнита находилась в положении, смещенном относительно позиции постоянного магнита 100 в сторону, противоположную направлению 112 перемещения объекта 10. Магнитное отталкивание между постоянными магнитами 100 и возбужденными катушками 90 порождает усилие в желаемом направлении 112.FIG. 10a illustrates how a control 18 can move an object 10 over a surface 12 due to the repulsive force of a magnet. For example, the control 18 activates one of the coils 90 below the surface 12 so that its north magnetic pole is facing through the surface 12 to the north pole of the permanent magnet 100, namely, that a certain coil of the electromagnet 90 from the plurality of coils of the electromagnet is in a position offset from the position of the permanent magnet 100 in the direction opposite to the direction 112 of movement of the object 10. Magnetic repulsion between the permanent magnets 100 and the excited coils 90 generates a force in the desired direction Lenia 112.

Помимо этого, орган управления 18 предусматривает управление катушкой электромагнита 90, направленной в сторону предполагаемого движения 112 и смещенной относительно постоянного магнита 100 так, чтобы ее магнитный север/юг 90 взаимодействовал сквозь поверхность 12 с противоположными полюсами постоянного магнита 100, и возникающая сила магнитного притяжения генерировала боковое движение объекта 10 в желаемом направлении 112. В случае фиг. 10b орган управления 18 возбуждает тот соленоид 90 из множества соленоидов, который смещен относительно позиции постоянного магнита 100 в направлении корректируемой или сохраняемой траектории 112, которой должен придерживаться объект 10 при движении.In addition, the control 18 provides for controlling the coil of the electromagnet 90 directed towards the intended movement 112 and offset relative to the permanent magnet 100 so that its magnetic north / south 90 interacts through the surface 12 with the opposite poles of the permanent magnet 100, and the resulting magnetic force generates lateral movement of the object 10 in the desired direction 112. In the case of FIG. 10b, the control 18 excites that solenoid 90 of the plurality of solenoids that is offset from the position of the permanent magnet 100 in the direction of the corrected or maintained path 112, which the object 10 must adhere to when moving.

В варианте на фиг. 10c использованы другие возможности управления. При технической возможности в объект 10 встраивают источник тока, не показанный на фиг. 10c, допустим, элемент питания или аккумуляторную батарею, который подает электрический ток в катушку электромагнита 110 объекта 10, благодаря чему объект перемещается как в случаях с постоянным магнитом 100. В таком случае орган управления 18 может осуществлять управление, как поясняется в контексте фиг. 10a и 10b.In the embodiment of FIG. 10c used other management capabilities. When technically feasible, a current source not shown in FIG. 10c, for example, a battery or battery that supplies electric current to the coil of the electromagnet 110 of the object 10, so that the object moves as in the case of the permanent magnet 100. In this case, the control 18 can control, as explained in the context of FIG. 10a and 10b.

Обмотка электромагнита 110 не нуждается в управлении извне, в частности, нагрузкой по току во встроенной батарее объекта или тому подобное и, следовательно, выполнением функций постоянного магнита. Кроме того, концы обмотки электромагнита 110 могут быть замкнуты накоротко через отвод, параллельный катушке 110, или они могут быть электрически соединены друг с другом через полное сопротивление. В этом случае магнитное поле, нарастающее или убывающее в зависимости от поведения катушки возбуждения 90, индуцирует электроток в обмотке электромагнита 110 объекта 10, которая, в свою очередь, генерирует магнитное поле, обратное изменению магнитного поля, то есть противодействующее магнитное поле в случае нарастания магнитного поля, генерируемого катушкой возбуждения 90, и выпрямленное магнитное поле в случае убывающего магнитного поля, генерируемого катушкой возбуждения 90. Орган управления 18 может использовать этот эффект для управления катушками электромагнита 90', нацеленными в сторону, противоположную нужному направлению 112, смещенными относительно обмотки 110, так, чтобы они генерировали нарастающее магнитное поле в обмотке 110, двигая объекты 10 в желаемом направлении 112 за счет тока, индуцируемого в обмотке электромагнита 110; и для управления катушками электромагнита 90, нацеленными в направлении движения 112, смещенными относительно обмотки 110, так, чтобы они генерировали ослабевающее магнитное поле, которое притягивает обмотку электромагнита 110 и, следовательно, двигает объект 10 в направлении 112. Орган управления может осуществить это, в частности, последовательно управляя катушками возбуждения 90 или 90' таким образом, чтобы под или вблизи обмотки электромагнита 110 объекта 10 с заданным направлением 112 катушки возбуждения, нацеленные в направлении 112 перед обмоткой электромагнита 110, в первую очередь усилили магнитное поле в районе нахождения обмотки электромагнита 110, после чего катушки электромагнита, нацеленные в направления 112 после обмотки электромагнита 110, ослабили магнитное поле в районе нахождения обмотки электромагнита 110. Таким образом, в отличие от вариантов реализации на фиг. 10a и 10b участок возбуждения, начиная с которого орган управления 18 активирует катушки возбуждения 90, не толкает объект 10 перед собой и не тянет его за собой, а циклически проходит рабочую зону, где в текущий момент находится объект 10 на заданной траектории 112.The winding of the electromagnet 110 does not need to be controlled externally, in particular, the current load of the built-in battery of an object or the like, and therefore, the function of a permanent magnet. In addition, the ends of the winding of the electromagnet 110 can be short-circuited through a tap parallel to the coil 110, or they can be electrically connected to each other via an impedance. In this case, a magnetic field that increases or decreases depending on the behavior of the excitation coil 90 induces an electric current in the winding of the electromagnet 110 of object 10, which, in turn, generates a magnetic field that is inverse to a change in the magnetic field, that is, a counteracting magnetic field in the case of an increase in magnetic the field generated by the excitation coil 90, and the rectified magnetic field in the case of a decreasing magnetic field generated by the excitation coil 90. The control 18 can use this effect to control the coils of the electromagnet 90 ', aimed in the direction opposite the desired direction 112, staggered with respect to the winding 110 so as to generate the increasing magnetic field in the coil 110, moving objects 10 in the desired direction 112 due to the current induced in the coil of the electromagnet 110; and to control the coils of the electromagnet 90, aimed in the direction of motion 112, offset relative to the winding 110, so that they generate a weakening magnetic field that attracts the winding of the electromagnet 110 and, therefore, moves the object 10 in the direction 112. The control can do this, in in particular, sequentially controlling the excitation coils 90 or 90 'so that under or near the winding of the electromagnet 110 of the object 10 with a given direction 112 of the excitation coil, aimed in the direction 112 in front of the windings The first electromagnet 110, first of all, strengthened the magnetic field in the area where the winding of the electromagnet 110 is located, after which the electromagnet coils aimed in the direction 112 after the winding of the electromagnet 110 weakened the magnetic field in the area of the winding of the electromagnet 110. Thus, in contrast to FIG. 10a and 10b, the excitation section, starting from which the control 18 activates the excitation coils 90, does not push the object 10 in front of itself and does not pull it along, but cyclically passes through the working area, where the object 10 is currently on the given path 112.

Перемещение на более длинные расстояния, то есть дальше межвиткового интервала, орган управления выполняет, избирательно активируя катушки так, чтобы позиция, в которой находятся активированные катушки 90, упреждала или запаздывала относительно текущего положения объекта 10, или относительно положения, определенного устройством позиционирования 14 для того, чтобы - как описано выше - „тянуть“ или „толкать“ объект.Moving over longer distances, that is, beyond the inter-turn interval, the control performs selectively activating the coils so that the position in which the activated coils 90 are located is anticipated or delayed relative to the current position of the object 10, or relative to the position determined by the positioning device 14 to to - as described above - “pull” or “push” an object.

Фиг. 11a и 11b еще раз демонстрируют возможные варианты оснащения объекта 10 магнитопритягивающими и/или магнитоотталкивающими элементами, встроенными со смещением относительно друг друга в проницаемый для магнитного поля материал объекта 10. Так, на фиг. 11a две катушечные обмотки 110a и 110b смонтированы с латеральным смещением относительно друг друга, а на фиг. 11b в основание объекта 10 встроены два постоянных магнита 100a и 100b со смещением относительно друг друга, чьи магнитные северный и южный полюса расположены, для примера, симметрично перпендикулярно к опорной поверхности объекта 10. Продольные оси обмоток 110a и 110b также проходят перпендикуляр к поверхности основания объекта 10.FIG. 11a and 11b once again demonstrate possible options for equipping the object 10 with magnetically attractive and / or magnetically repulsive elements integrated with offset relative to each other into the material of the object 10 permeable to magnetic field. Thus, in FIG. 11a, two coil windings 110a and 110b are mounted laterally offset relative to each other, and in FIG. 11b, two permanent magnets 100a and 100b are inserted into the base of the object 10 with an offset relative to each other, whose magnetic north and south poles are located, for example, symmetrically perpendicular to the supporting surface of the object 10. The longitudinal axis of the windings 110a and 110b also extend perpendicular to the surface of the base of the object 10.

Фиг. 12a и 12b предназначены для иллюстрации способности органа управления 18 генерировать поступательное и вращательное движение объекта 10, в который в соответствии с фиг. 11a и фиг. 10c встроена пассивная обмотка электромагнита или в соответствии с фиг. 11b - магнит, когда используется сила магнитного притяжения между этим магнитом и сетью катушек электромагнита, распределенной по поверхности 12.FIG. 12a and 12b are intended to illustrate the ability of the control 18 to generate translational and rotational motion of the object 10, in which, in accordance with FIG. 11a and FIG. 10c, the passive winding of the electromagnet is integrated or in accordance with FIG. 11b is a magnet when a magnetic attraction force is used between this magnet and a network of electromagnet coils distributed over surface 12.

На фиг. 12a показана схема объекта 10 в некотором исходном положении, из которого орган управления 18 рассчитывает переместить объект 10 поступательно в направлении стрелок. Предполагается, что на фиг. 12a объект 10 имеет в своем составе четыре постоянных магнита 100a-100d или две обмотки электромагнита 110a и 110b. Расстояние между обмотками электромагнита 110a и 110b или между четырьмя постоянными магнитами 100a-100d подбирают так, чтобы оно соответствовало интервалам между равномерно распределенными катушками электромагнита 90. Допустим, четыре постоянных магнита 100a-100d расположены точно над четырьмя катушками электромагнита 90, как показано на фиг. 12a. При повороте объекта 10 на 90° такое расположение повторится с другими катушками электромагнита 90. Теперь, для инициации движения в нужном направлении, на которое указывают стрелки и их нумерация, орган управления 18 последовательно активирует катушки электромагнита 90, начиная от расположенных под постоянными магнитами 100a-100d или витками обмотки 110a и 110b, в сторону расположенных со смещением от них в заданном направлении, то есть в первую очередь возбуждаются катушки электромагнита, на которые направлены стрелки с номером 1, затем те, на которые указывают стрелки с номером 2 и т.д. Понятно, что возбуждение соответствующих катушек электромагнита 90 зависит от включенных в конструкцию объекта 10 витков обмотки 110a и 110b или постоянных магнитов 100a-100b, когда возбуждение инициируется за счет изменения напряжения в соответствующих катушках электромагнита 90 или за счет приложения постоянного напряжения, как было описано со ссылкой на фиг. 10a-10c, что означает, чтов случае встроенных в объект 10 постоянных магнитов участки возбуждения просто тянут объект 10 за собой, в то время как в случае встроенных в объект 10 обмоток электромагнита управление катушками возбуждения осуществляется во времени, когда ослабленное магнитное поле вблизи обмоток электромагнита объекта 10 за счет силы притяжения обеспечивает движение в нужном направлении (на фиг. 12a вверху справа). В последнем случае уже в предшествующий момент времени катушки возбуждения 90, находящиеся дальше впереди по ходу в намеченном направлении уже настроены, к примеру так, вблизи обмоток электромагнита объекта 10 магнитное поле возрастает, в результате чего возникает отталкивающая сила в требуемом направлении (на фиг. 12a вверху справа).In FIG. 12a shows a diagram of an object 10 in a certain starting position, from which the control 18 expects to move the object 10 progressively in the direction of the arrows. It is assumed that in FIG. 12a, the object 10 comprises four permanent magnets 100a-100d or two windings of an electromagnet 110a and 110b. The distance between the windings of the electromagnet 110a and 110b, or between the four permanent magnets 100a-100d, is selected so that it corresponds to the intervals between the uniformly distributed coils of the electromagnet 90. Suppose that the four permanent magnets 100a-100d are located exactly above the four coils of the electromagnet 90, as shown in FIG. 12a. When the object 10 is rotated 90 °, this arrangement will be repeated with other coils of the electromagnet 90. Now, to initiate the movement in the desired direction, indicated by arrows and their numbering, the control 18 sequentially activates the coils of the electromagnet 90, starting from those located under the permanent magnets 100 100d or turns of the windings 110a and 110b, to the side located with offset from them in a predetermined direction, that is, first of all the electromagnet coils are excited, to which the arrows with the number 1 are directed, then those at which Arrows e indicate the number 2, etc. It is clear that the excitation of the respective coils of the electromagnet 90 depends on the turns of the winding 110a and 110b or the permanent magnets 100a-100b included in the design of the object 10, when the excitation is initiated by changing the voltage in the corresponding coils of the electromagnet 90 or by applying a constant voltage, as described with with reference to FIG. 10a-10c, which means that in the case of permanent magnets embedded in the object 10, the excitation sections simply pull the object 10 along, while in the case of the electromagnet windings integrated in the object 10, the excitation coils are controlled in time when the weakened magnetic field near the electromagnet windings object 10 due to the force of attraction provides movement in the desired direction (in Fig. 12a, top right). In the latter case, already at the preceding moment of time, the excitation coils 90, located further upstream in the intended direction, are already tuned, for example, near the windings of the electromagnet of object 10, the magnetic field increases, resulting in a repulsive force in the desired direction (in Fig. 12a top right).

На фиг. 12b показано то же исходное положение, что и на фиг. 12a, однако, для начала движения и вращения из него объекта 10 орган управления 18 возбуждает другие катушки электромагнита 90. Как на следующем этапе видоизменяется возбуждение активированных в данный момент катушек электромагнита, на фиг. 12b, как и в предыдущем случае, показано стрелками с номером 1. Как видно, результатом является вращение против часовой стрелки.In FIG. 12b shows the same initial position as in FIG. 12a, however, to start the movement and rotation of the object 10 from it, the control 18 excites other coils of the electromagnet 90. As in the next step, the excitation of the currently activated electromagnet coils is modified, FIG. 12b, as in the previous case, is shown by arrows with the number 1. As you can see, the result is counterclockwise rotation.

На фиг. 13a и 13b, как и на фиг. 10a представлена схема движения объекта с использованием магнитного отталкивания. Как и в случае фиг. 11b, на фиг. 13a и 13b в конструкцию объекта включены только два постоянных магнита 100a и 100b. Магнитная полярность идентична полярности на фиг. 10a, то есть магнитные полюса возбужденных соленоидов 90 направлены противоположно по отношению к постоянным магнитам 100a и 100b. На фиг. 13a и 13b также обозначено, в каком направлении должны действовать возбужденные катушки электромагнита 90, чтобы „толкать перед собой“ постоянные магниты 100a и 100b.In FIG. 13a and 13b, as in FIG. 10a shows a diagram of an object using magnetic repulsion. As in the case of FIG. 11b, in FIG. 13a and 13b, only two permanent magnets 100a and 100b are included in the structure of the object. The magnetic polarity is identical to the polarity in FIG. 10a, i.e., the magnetic poles of the excited solenoids 90 are directed oppositely to the permanent magnets 100a and 100b. In FIG. 13a and 13b also indicate in which direction the excited coils of the electromagnet 90 should act in order to “push in front of them” the permanent magnets 100a and 100b.

Далее, с опорой на фиг. 14-15b рассматриваются конструктивные решения средства 16 перемещения объекта по горизонтальной поверхности (фиг. 1), в соответствии с которыми движитель генерирует изгибные или поверхностные волны транспортной поверхности 12. Таким образом, обсуждаемый ниже подход является альтернативой генерации движения с помощью электромагнитных сил в соответствии с фиг. 9a-13b, а в комбинации с воздушной подушкой может использоваться лишь в качестве опции с целью уменьшения массы объекта.Further, based on FIG. 14-15b, structural solutions of means 16 for moving an object along a horizontal surface are considered (Fig. 1), in accordance with which the propulsion device generates bending or surface waves of the transport surface 12. Thus, the approach discussed below is an alternative to generating motion using electromagnetic forces in accordance with FIG. 9a-13b, and in combination with an air cushion can only be used as an option in order to reduce the mass of the object.

Принцип, на котором построено это техническое решение, проиллюстрирован на фиг. 14. Поверхностная или изгибная волна, распространяющаяся по транспортной поверхности 12, возбуждаемая генератором изгибной волны 141, инициирует эллипсовидное движение 114 поверхностных точек поверхности 12 во времени. Следует подчеркнуть, что на фиг. 14 зафиксировано состояние продольного растяжения поверхности 12 в некий момент времени, а для положения отдельно взятой точки поверхности 140 овалом со стрелками показана траектория движения во времени. Направление движения изгибной волны на фиг. 14 указано стрелкой 142. Как можно видеть, движение точек поверхности 12 происходит на пиках волны 144, на которые опирается объект 10, то есть в направлении перемещения высшей точки траектории 140 в сторону 146, противоположную направлению распространения волны изгиба 142. Объект 10, главным образом опирающийся на волновые пики 144, таким образом, перемещается в том же направлении 148, что и точки поверхности на пиках волны изгиба, то есть в направлении 146.The principle on which this technical solution is built is illustrated in FIG. 14. The surface or bending wave propagating along the transport surface 12, excited by the generator of the bending wave 141, initiates an ellipsoidal movement 114 of the surface points of the surface 12 in time. It should be emphasized that in FIG. 14, the state of longitudinal tension of the surface 12 at a certain point in time is recorded, and for the position of a single point on the surface 140, an oval with arrows shows the trajectory of movement in time. The direction of motion of the bending wave in FIG. 14 is indicated by arrow 142. As you can see, the movement of the points of the surface 12 occurs at the peaks of the wave 144, on which the object 10 rests, that is, in the direction of movement of the highest point of the path 140 to the side 146, opposite to the direction of propagation of the bending wave 142. Object 10, mainly based on the wave peaks 144, thus, moves in the same direction 148 as the surface points on the peaks of the bending wave, that is, in the direction 146.

Поэтому в соответствии с реализацией на фиг. 14 в компоновку средства 16 перемещения объекта по поверхности (фиг. 1) включен генератор изгибных волн поверхности 12. Орган управления 18 генерирует изгибные волны согласно пояснению к фиг. 14, перемещая объект 10 в нужном направлении. Применяя известные методики расчета синтеза волнового поля, орган управления 18 может соответствующим образом рассчитать образование волны изгиба.Therefore, in accordance with the implementation of FIG. 14, an arrangement of surface bending waves generator 12 is included in the arrangement of the object moving means 16 over the surface (FIG. 1). The control body 18 generates bending waves according to the explanation of FIG. 14 by moving the object 10 in the desired direction. Using known methods for calculating the synthesis of the wave field, the control 18 can appropriately calculate the formation of a bending wave.

Фиг. 15a и 15b иллюстрируют возможный способ генерирования изгибной волны в транспортной поверхности 12. Транспортная поверхность 12 образуется плоскостью из листового материала 150, который, к примеру, может быть жестким и светопроницаемым, что позволяет комбинировать различные типы конструкций, обеспечивая работу устройства позиционирования 14, которое использует экран 152, обозначенный на фиг 15a. Кромку 154 плоскости 12 фиксируют по всей длине в опорном устройстве 156 с П-образным профилем рабочей части, применяя адгезив, который, заполняя полости или зазоры между опорным устройством 156, выполняющим роль несущего крепления, и листовым материалом 150, может одновременно служить аттенюатором изгибных колебаний плоскости 150 и скреплять элементы механически и/или объединять или изолировать их акустически. С обеих сторон плоскости 150 друг против друга с упором в противоположные внутренние поверхности 162a и 162b опорного швеллера 156 вводят пьезоэлементы 160, которые передают плоскости 150 механические колебания, направленные перпендикулярно к ее поверхности 12, с возможно минимальным затуханием, как это показано двойными стрелками на фиг. 15a. Пьезоэлементы 160 размещают вдоль среза 154 плоскости 150 на определенном равном удалении друг от друга.FIG. 15a and 15b illustrate a possible method of generating a bending wave in the transport surface 12. The transport surface 12 is formed by a plane of sheet material 150, which, for example, can be rigid and translucent, which allows you to combine different types of structures, ensuring the operation of the positioning device 14, which uses the screen 152 indicated in FIG. 15a. The edge 154 of the plane 12 is fixed along the entire length in the supporting device 156 with a U-shaped profile of the working part, using an adhesive that, filling the cavities or gaps between the supporting device 156, which serves as the supporting fastening, and the sheet material 150, can simultaneously serve as an attenuator of bending vibrations plane 150 and fasten the elements mechanically and / or combine or isolate them acoustically. Piezoelectric elements 160 are inserted from both sides of the plane 150 against each other with emphasis on the opposing inner surfaces 162a and 162b of the support channel 156, which transmit mechanical vibrations to the plane 150, directed perpendicular to its surface 12, with the least possible attenuation, as shown by double arrows in FIG. . 15a. Piezoelectric elements 160 are placed along the cut 154 of the plane 150 at a certain equal distance from each other.

Как показано на фиг. 15a и 15b, в швеллере опорного устройства 156 может быть выполнен паз 164 для заглубления кромки листа 150, где последний затем фиксируют аттенюирующимадгезивом 158 так, чтобы при приложении перпендикулярно к плоскости 150 очень большой силы предотвратить повреждение пьезоэлементов 160 или аттенюирующего материала 158. Говоря иначе, такой паз гасит возвратно-поступательные движения горизонтальной плоскости 150 в вертикальном направлении в области крепления, ограничиваемой гасящим вибрацию материалом 158, с целью предупреждения повреждения пьезоэлементов.As shown in FIG. 15a and 15b, a groove 164 can be made in the channel of the support device 156 to deepen the edges of the sheet 150, where the latter is then fixed with an attenuating adhesive 158 so that when a very large force is applied perpendicularly to the plane 150, damage to the piezoelectric elements 160 or the attenuating material 158 is prevented. such a groove dampens the reciprocating movements of the horizontal plane 150 in the vertical direction in the area of the fastening, limited by the vibration-damping material 158, in order to prevent damage by the piezoelectric ntov.

Безусловно, паз 164 может быть выполнен глубже и устьем ближе к наружной части или пьезоэлементам 160 без сохранения свободного объема между плоскостью 150 и внутренними поверхностями 162a и 162b опорного устройства так, чтобы плоскость 150 фиксировалась только пазом 164. В зависимости от таких рабочих свойств листового материала, как жесткость и толщина, подобная компоновка может оптимизировать возбуждение волн изгиба необходимой частоты и амплитуды.Of course, the groove 164 can be made deeper and the mouth closer to the outer part or the piezoelectric elements 160 without preserving the free volume between the plane 150 and the inner surfaces 162a and 162b of the supporting device so that the plane 150 is fixed only by the groove 164. Depending on such working properties of the sheet material like stiffness and thickness, a similar arrangement can optimize the excitation of bending waves of the required frequency and amplitude.

При этом также следует принять во внимание, что существует множество альтернатив подходу, представленному на фиг. 15a и 15b, как в отношении способа возбуждения, где, скажем, вместо пьезопривода возможно задействование электродвижущих приводных механизмов, так и в отношении фиксации или нефиксации кромки плоскости, аттенюации изгибной волны в районе кромки, в частности, амортизирующими материалами или приданием кромке листа соответствующего профиля, в отношении упора и крепления плоскости, допустим, не за счет паза, а за счет гребня и/или пенистого материала, а также в отношении конструкции устройства возбуждения колебаний 160.It should also be borne in mind that there are many alternatives to the approach of FIG. 15a and 15b, both with regard to the excitation method, where, say, instead of a piezoelectric actuator, electromotive actuators can be used, as well as with respect to the fixation or non-fixation of the edge of the plane, attenuation of the bending wave in the region of the edge, in particular, shock-absorbing materials or giving the sheet edge an appropriate profile , with respect to the abutment and fastening of the plane, for example, not due to the groove, but due to the crest and / or foam material, as well as in relation to the design of the vibration excitation device 160.

Хотя на фиг. 15a показано, что пьезоэлементы 160 установлены с обеих сторон плоскости 150, допустимо, чтобы пьезоэлементы 160 размещались только с одной стороны, например, со стороны транспортной поверхности 12.Although in FIG. 15a, it is shown that the piezoelectric elements 160 are mounted on both sides of the plane 150, it is permissible that the piezoelectric elements 160 are placed on only one side, for example, on the side of the transport surface 12.

Ряд мер предосторожности помогает предупредить возникновение отражения изгибных волн на кромке 154 плоскости 150. Одной из или комбинированной противоотражательной мерой могут являться такие виды обработки кромки 154 плоскости 150, как, например, нанесение покрытия или подбор надлежащего демпфирующего материала 158, или придание профилю кромки конусообразной формы и т.п.A number of precautions help to prevent the occurrence of reflection of bending waves on the edge 154 of the plane 150. One of the combined antireflection measures may be the processing of the edge 154 of the plane 150, such as, for example, coating or selecting the proper damping material 158, or shaping the edge of the cone shape etc.

На фиг. 15a и 15b не показано, что плоскость 150 может иметь форму, скажем, прямоугольника или квадрата. Также возможны, например, круглая или другие формы.In FIG. 15a and 15b, it is not shown that the plane 150 may be in the shape of, say, a rectangle or square. Also possible, for example, round or other shapes.

Наконец, следует заметить, что волны изгиба не обязательно генерируются в плоских фигурах. Поверхностные волны также могут быть возбуждены в объемном теле, одна сторона которого является транспортной поверхностью.Finally, it should be noted that bending waves are not necessarily generated in planar figures. Surface waves can also be excited in a bulk body, one side of which is a transport surface.

Вслед за рассмотрением вариантов конструктивных решений настоящего изобретения с уделением основного внимания средству 16 перемещения объекта по поверхности (фиг. 1) далее, в контексте, в первую очередь, фиг. 16-25, будут рассмотрены аппаратные версии устройства позиционирования 14 (фиг. 1), основными компонентами которого являются экран дисплея и встроенный в объект оптический датчик.Following consideration of options for constructive solutions of the present invention with a focus on means 16 for moving an object over a surface (FIG. 1), further, in the context of, first of all, FIG. 16-25, hardware versions of the positioning device 14 will be considered (Fig. 1), the main components of which are the display screen and the optical sensor built into the object.

На фиг. 16 показано устройство для позиционирования или локализации объекта 601 на дисплее 602. Устройство включает в себя орган управления 613a дисплеем 602, на горизонтальной рабочей плоскости 602a которого отображается меняющаяся информация, и оптическим датчиком 603b, предназначенным для установки в или на объекте 601 с целью оптического сканирования участка 602a' транспортной поверхности 602a, на котором находится объект 601, для актуализации меняющейся информации. Кроме этого, устройство включает в себя блок ориентации 604, 604' для определения местоположения объекта 601 на дисплее 602 в зависимости от результатов актуализации, показанный на фиг. 16 пунктирными линиями и смонтированный внутри или снаружи на объекте и/или вне объекта и отдельно от него.In FIG. 16 shows a device for positioning or localizing an object 601 on a display 602. The device includes a control 613a of a display 602, on the horizontal working plane 602a of which changing information is displayed, and an optical sensor 603b for installation in or on the object 601 for optical scanning plot 602a 'of the transport surface 602a, on which the object 601 is located, to update the changing information. In addition, the device includes an orientation unit 604, 604 ′ for determining the location of the object 601 on the display 602 depending on the update results shown in FIG. 16 in dashed lines and mounted inside or outside the facility and / or outside the facility and separate from it.

В дальнейшем более подробно будут рассмотрены возможные способы представления органом управления 603a информации, меняющейся на горизонтальной плоскости дисплея 602, исполнительным устройствам. Например, блок управления 603a может задать дисплею режим 602 регулярного запроса потенциальных мест дислокации или позиций объекта 601 на дисплее 602, управляя дисплеем 602 таким образом, чтобы дисплей 602 отображал оптически различимый пространственно минимизированный признак, распознаваемый на текущем фоне экрана дисплея 602, допустим, такой как, постоянно светящийся пиксел, темный пиксел или мерцающий пиксел, который маркировал бы последовательно сменяющие друг друга данные на различных участках горизонтальной рабочей поверхности 602a. Такой маркирующий признак будет перемещаться, сканируя, например, зигзагообразно построчно, весь экран 602. Путем синхронизации последовательной индикации маркеров потенциальных участков локализации, с одной стороны, и данных блока ориентации 604 или 604', с другой стороны, блок ориентации 604 или 604' способен рассчитать положение объекта 601 на дисплее 602, исходя из временной зависимости или соотношения чередующихся индикаций маркера на дисплее 602, с одной стороны, и времени, когда оптический датчик 603b распознает маркеры, то есть времени, когда маркирующий признак находится в пределах опорного участка 602a' объекта 601 на транспортной поверхности 602a. Если блок ориентации 604 или 604' размещен вне объекта 601, как элемент 604', то может быть выполнена общая временная развертка или синхронизация блока ориентации 604' и органа управления 603a в простом виде, например, обыкновенным хронированием. Более подробные пояснения по данному случаю изложены ниже в контексте прилагаемых далее фигур. Наряду с этим возможен вариант, когда встроенный в объект 601 блок ориентации 604 лишь принимает от органа управления 603a информацию о начале последовательной индикации маркирующего признака, который затем, предположим, циклически, проходит через все потенциальные точки локализации или позиции объекта с заданной скоростью. Для сохранения синхронизации предусматривается выполнение следующего сопоставления. Блок ориентации 604 или 604' и орган управления 603a могут взаимодействовать посредством активного запроса величины яркости, измеренной оптическим датчиком 603b, вслед за каждым перемещением маркера на очередную ожидаемую позицию, после чего сначала маркер перемещается дальше, а затем запрашивается следующий показатель яркости, и т.д.In the future, in more detail, we will consider possible ways of presenting by the control body 603a information that varies on the horizontal plane of the display 602 to executive devices. For example, the control unit 603a may set the display to mode 602 to regularly request potential locations or positions of an object 601 on the display 602 by controlling the display 602 so that the display 602 displays an optically distinct spatially minimized feature recognized against the current background of the display screen 602, for example like, a constantly glowing pixel, a dark pixel, or a flickering pixel that would mark successively alternating data on different parts of a horizontal work surface 602a. Such a marking feature will move, scanning, for example, in a zigzag line-by-line fashion, the entire screen 602. By synchronizing sequentially displaying markers of potential localization sites, on the one hand, and data of orientation block 604 or 604 ', on the other hand, orientation block 604 or 604' is capable of calculate the position of the object 601 on the display 602, based on the time dependence or the ratio of alternating marker indications on the display 602, on the one hand, and the time when the optical sensor 603b recognizes the markers, that is, the time when The highlighting feature is within the reference portion 602a ′ of the object 601 on the transport surface 602a. If the orientation block 604 or 604 'is located outside the object 601, as an element 604', then a general time scan or synchronization of the orientation block 604 'and the control 603a can be performed in a simple form, for example, ordinary timing. More detailed explanations in this case are set forth below in the context of the figures below. Along with this, it is possible that the orientation unit 604, which is built into the object 601, only receives information from the control 603a about the beginning of the sequential indication of the marking feature, which then, let us assume, cyclically passes through all potential points of localization or position of the object at a given speed. To maintain synchronization, the following mapping is foreseen. The orientation unit 604 or 604 'and the control 603a can interact by actively querying the brightness value measured by the optical sensor 603b, after each movement of the marker to the next expected position, after which the marker first moves on, and then the next brightness indicator is requested, etc. d.

Помимо вышеописанной процедуры последовательного или циклического опроса о возможном местоположении объекта 601 при последовательном прохождении этих позиций и последовательной индикации маркеров этих позиций существует другой способ локализации объекта блоком управления 603a дисплеем 602, при котором на экране пошагово отображается процедура дихотомической детализации, которая позволяет определять местонахождение объекта 601 за n шагов с точностью до 2-n-й размеров экрана дисплея 602. Так, блок управления дисплеем 603a сначала делит поле экрана 602 на две половины, каждая из которых содержит изображение, отличное от второго, или отображает на экранном фоне нечто, не совпадающее со второй половиной. На основании результатов стробирования оптическим датчиком 603b блок ориентации 604 устанавливает, какая половина содержит объект 601, вслед за чем вновь делит эту половину пополам и по результатам нового стробирования определяет, в какой четверти экрана дисплея 602 находится объект 601, и т.д. В случае присутствия на дисплее 602 нескольких объектов орган управления 603a подобным же образом делит пополам все сектора, в которых на определенном этапе находится по объекту, продолжая шаг за шагом выполнять операцию двоичного поиска, благодаря чему осуществляется одновременное позиционирование более, чем одного объекта при неизменной разрешающей способности. Данный способ локализации в дальнейшем будет детализирован при обсуждении других технических решений. Общая временная развертка для блока ориентации 604 или 604' и органа управления 603a, которая позволяет блоку ориентации шаг за шагом правильно распределять результаты стробирования оптическим датчиком 603b при пошаговой двоичной детализации, может быть выполнена, как и в предшествующей процедуре сканирующего опроса дисплея путем, например, запроса одного или нескольких значений яркости на шаг.In addition to the above procedure of sequential or cyclic interrogation about the possible location of object 601 during successive passage of these positions and sequential indication of markers of these positions, there is another way to localize the object by the control unit 603a of the display 602, in which a dichotomous detailing procedure is displayed on the screen, which allows you to determine the location of object 601 in n steps up to the 2nd n- th screen size of the display 602. So, the display control unit 603a first divides the field wound 602 into two halves, each of which contains an image different from the second, or displays on the screen background something that does not coincide with the second half. Based on the results of the gating by the optical sensor 603b, the orientation unit 604 determines which half contains the object 601, then again halves this half and, based on the results of the new gating, determines in which quarter of the display screen 602 the object 601 is located, etc. If several objects are displayed on the display 602, the control 603a likewise halves all sectors in which the object is located at a certain stage, continuing to perform a binary search operation step by step, thereby simultaneously positioning more than one object with the same resolution abilities. This method of localization will be further detailed in the discussion of other technical solutions. A common time scan for the orientation block 604 or 604 'and the control 603a, which allows the orientation block to correctly distribute the gating results of the optical sensor 603b step-by-step in binary detail, can be performed, as in the previous display scanning interrogation procedure, for example, querying one or more brightness values per step.

Наконец, для органа управления 603a предусматривается возможность управлять дисплеем 602, который отображает информацию, меняющуюся на горизонтальной поверхности таким образом, что, экстраполируя фрагмент этой информации на участок, сканируемый оптическим датчиком 603b, можно точно определить позицию в пределах площади дисплея 602. Примером этому может служить клетчатая структура изображения на дисплее 602, где шаг рисунка меняется строго единообразно от одного угла экрана 602 к противоположному. В подобном случае нет необходимости в общей временной развертке или синхронизации блока ориентации 604 и органа управления 603a.Finally, it is possible for the control 603a to control a display 602 that displays information changing on a horizontal surface such that by extrapolating a piece of this information to the area scanned by the optical sensor 603b, it is possible to accurately determine the position within the display area 602. An example of this is serve as the cellular structure of the image on the display 602, where the step of the pattern changes strictly uniformly from one corner of the screen 602 to the opposite. In such a case, there is no need for a common time base or synchronization of orientation unit 604 and control 603a.

Одно из преимуществ установки блока ориентации 604' вне объекта 601 состоит в том, что требования, предъявляемые к рабочим параметрам для распознавания каждого объекта 601, здесь ниже. При беспроводной пересылке информации оптическим датчиком 603b на блок ориентации 604' данные, например, о величине яркости, замеренной оптическим датчиком 603b, могут быть переданы напрямую блоку ориентации 604', который сразу же сличает их с изменяющейся информацией, отображаемой на дисплее 602. Кроме того, возможен вариант, при котором элемент 604 блока ориентации, встроенный в объект 601, уже выполняет предварительную обработку исключительно показателей яркости, предоставленных оптическим датчиком 603b, чтобы передать другому элементу 604' данные, извлеченные из параметров яркости, содержащие, например, время распознавания маркирующего признака, последовательно проходящего по дисплею 602 в области опорного участка 602a. Ниже рассматривается ряд других функциональных возможностей.One of the advantages of installing the orientation block 604 'outside the object 601 is that the requirements for operating parameters for recognizing each object 601 are hereinafter. When wirelessly sending information by the optical sensor 603b to the orientation unit 604 ', data, for example, about the brightness measured by the optical sensor 603b, can be transmitted directly to the orientation unit 604', which immediately compares them with the changing information displayed on the display 602. In addition , a variant is possible in which the element 604 of the orientation unit, which is built into the object 601, already preprocesses exclusively the brightness indicators provided by the optical sensor 603b to transmit data to another element 604 ', Removing the brightness of parameters comprising, for example, recognition time marking feature, sequentially passing through the display 602 in the support portion 602a. A number of other features are discussed below.

Далее, после беглого рассмотрения устройства для отслеживания объекта на поверхности дисплея, с опорой на фиг. 17-20 будет описано игровое устройство, например, для игры в шахматы или т.п., где на плоскости дисплея необходимо отслеживать одну или более игровых фигур, причем желательно, чтобы раскрываемые ниже технические особенности, так сказать, пригодились для устройства, предлагаемого на фиг. 16.Further, after a quick look at the device for tracking an object on the display surface, with reference to FIG. 17-20, a gaming device will be described, for example, for playing chess or the like, where it is necessary to track one or more game pieces on the display plane, and it is desirable that the technical features disclosed below, so to speak, be useful for the device proposed on FIG. 16.

Несмотря на то, что дальше обсуждается игровое устройство, способ позиционирования, применяемый здесь для игровых фигур, может также использоваться в других целях с соответствующими объектами, о чем будет сказано в заключение описания фиг. 16-20.Although the gaming device is further discussed, the positioning method used here for game figures can also be used for other purposes with corresponding objects, which will be discussed in conclusion of the description of FIG. 16-20.

Игровое устройство на фиг. 17, имеющее единое обозначение 605, включает в свой состав дисплей 610, компьютер 612, приемник 614 и игровую фигуру 616. Компьютер 612 соединен с дисплеем 610 и включает в себя блок управления 618, управляющий дисплеем 610, например, графической картой компьютера 612, и процессор 620, например, ЦП (центральный процессор) компьютера 612, настроенный на выполнение программы и отвечающий за игровые функции игрового устройства 605, что ниже будет описано подробно. Компьютер 612 или процессор 620 далее соединены с приемником 614.The gaming device of FIG. 17, with a common designation 605, includes a display 610, a computer 612, a receiver 614, and a game figure 616. A computer 612 is connected to a display 610 and includes a control unit 618 that controls the display 610, for example, a graphics card of computer 612, and a processor 620, for example, a CPU (central processing unit) of a computer 612 configured to execute a program and responsible for the gaming functions of the gaming device 605, which will be described in detail below. Computer 612 or processor 620 is then connected to receiver 614.

Игровая фигура 16 имеет объемное основание 622, опирающееся во время сеанса игры на экран дисплея 610, перекрывая таким образом фрагмент изображения на нем, то есть участок опорной поверхности.The game figure 16 has a three-dimensional base 622, leaning during the game session on the display screen 610, thus overlapping a fragment of the image on it, that is, a portion of the supporting surface.

В игровую фигуру 616 вмонтирован передатчик 624, находящийся на связи с приемником 614 и, кроме того, предусматривающий в момент установки игровой фигуры 616 на поле дисплея 610 считывание элемента изображения на экране под основанием 622 фигуры.A transmitter 624 is mounted in the game figure 616, which is in communication with the receiver 614 and, furthermore, provides for reading the image element on the screen under the base 622 of the figure at the time of installing the game figure 616 on the display field 610.

Более того, игровое устройство реализовано с возможностью перемещать игровую фигуру без посредства пользователя, для чего компьютер 612 или процессор 620 предусматривают, в частности, перевод на себя функций органа управления 18 и оснащены средством перемещения 16, сопряженным через орган управления 18 с устройством позиционирования, которое, в свою очередь, состоит из дисплея 610, процессора 620, блока управления 618 и встроенного в объект 616 оптического датчика.Moreover, the gaming device is implemented with the ability to move the game figure without the user, for which the computer 612 or processor 620 provide, in particular, the translation of the functions of the control body 18 and are equipped with a moving means 16, coupled through the control body 18 with a positioning device, which in turn, consists of a display 610, a processor 620, a control unit 618, and an optical sensor integrated in the object 616.

Как схематично показано на фиг. 18, передающее устройство 624, кроме прочего, включает в свою конструкцию передатчик 626, способный посылать ответный сигнал на приемник 614, о чем подробнее говорится дальше, и оптический датчик 628 типа фотоэлемента или фоточувствительной матрицы, которые сориентированы так, чтобы улавливать излучение или свет, попадающие во внутренний объем основания 622. Наряду с этим передающее устройство 624 может включать в себя процессор 630, через который передатчик 626 соединяется с оптическим датчиком 628, хотя, между передатчиком 626 и оптическим датчиком 628 возможно и прямое соединение.As schematically shown in FIG. 18, the transmitting device 624 includes, among other things, a transmitter 626 capable of sending a response signal to the receiver 614, as described in more detail below, and an optical sensor 628 such as a photocell or photosensitive matrix, which are oriented so as to pick up radiation or light, falling into the internal volume of the base 622. In addition, the transmitting device 624 may include a processor 630 through which the transmitter 626 is connected to the optical sensor 628, although between the transmitter 626 and the optical sensor 628 Direct connection is also possible.

Вслед за приведенным выше описанием отдельных компонентов игрового устройства 605 это устройство будет рассмотрено в действии во время игры с использованием в качестве иллюстрации фиг. 19. Игра может быть, скажем, в шахматы или подобная ей, где, тем не менее, приведенное ниже описание со ссылкой на фиг. 19, ограничено функциональными возможностями процессора 620, куда входит определение позиции игровой фигуры 616 на игровом поле дисплея 610, которую процессор 620 затем использует, в частности, для вычисления дальнейших ходов в игре, для расчета ходов противника и т.п.Following the above description of the individual components of the gaming device 605, this device will be considered in action during the game using, as an illustration, FIG. 19. The game may be, say, chess or the like, where, however, the description below with reference to FIG. 19 is limited by the functionality of the processor 620, which includes determining the position of the game figure 616 on the playing field of the display 610, which the processor 620 then uses, in particular, to calculate further moves in the game, to calculate the moves of the opponent, etc.

В базовом режиме, то есть в исходном состоянии способа согласно фиг. 19, процессор 620 подает блоку управления 618 команду на отображение на дисплее 610 игрового поля. Таким образом, в процессор 620 вводятся параметры игрового поля на дисплее 610. Например, на фиг. 17 поверхность игрового стола состоит из трех игровых полей 632, на которых согласно правилам игры может быть помещена игровая фишка 616. На шаге 634 отображается фоновая заставка экрана дисплея. Затем, блок управления 618 активирует дисплей 610 для наложения на фоновую заставку или на изображение игрового стола специального шаблона испытательной таблицы для игрового поля 632 предполагаемой игры, который должен четко читаться на общем фоне. Так, на шаге 636 блок управления 618 задает дисплею 610 режим поочередного выведения на экран игровых полей 632 и, возможно, циклического, последовательного для каждого поля, поочередного отображения шаблона испытательной таблицы. Визуализация шаблона внутри каждого соответствующего игрового поля 632 может быть минимизирована по площади 638, например, вплоть до одного пиксела данного дисплея 610. Испытательная таблица может отличаться от остального фона, характеризующего данный игровой стол, условным цветом или вариативностью яркости или цветности во времени, что применено в ряде реализаций, описанных далее.In the basic mode, i.e. in the initial state of the method according to FIG. 19, the processor 620 instructs the control unit 618 to display the playing field on the display 610. Thus, the parameters of the playing field on the display 610 are input to the processor 620. For example, in FIG. 17, the surface of the gaming table consists of three playing fields 632, on which, according to the rules of the game, a game chip 616 can be placed. At step 634, a background screen saver of the display screen is displayed. Then, the control unit 618 activates a display 610 for overlaying on the background image or on the image of the game table a special test pattern template for the game field 632 of the intended game, which should be clearly readable against the general background. So, in step 636, the control unit 618 sets the display 610 to alternately display the game fields 632 and, possibly, cyclically, sequentially for each field, display the test pattern template alternately. The visualization of the template within each corresponding game field 632 can be minimized over an area of 638, for example, up to one pixel of a given display 610. The test table may differ from the rest of the background characterizing this game table with a conditional color or variability of brightness or color over time, which is applied in a number of implementations described below.

На шаге 636 оптический датчик 628 передающего устройства 624 непрерывно сканирует участок изображения на экране дисплея 610, находящийся под основанием 622 игровой фигуры 616. Как только тестовый шаблон индицируется на шаге 636 в игровом поле 632, на котором находится игровая фигура 616, в выходном сигнале оптического датчика 628 может быть распознан специальный шаблон для процессора 630. Вслед за распознаванием на шаге 640 оптического шаблона процессором 630 он посылает передатчику 626 команду на передачу отклика приемнику 614 через бесконтактный интерфейс 642 (шаг 644). Приемник 614 пересылает отклик на процессор 620. При получении ответного сигнала процессор 620 получает информацию об игровое поле 632, в пределах которого на шаге 636 был выделен контрольный шаблон. Что касается вероятного рассогласования во времени между отображением контрольного шаблона в соответствующем игровым поле 632 и получением информации о передаче ответного сигнала передатчиком 626, то процессор 620 определяет положение игровой фигуры 616 на дисплее 610 на шаге 646.In step 636, the optical sensor 628 of the transmitting device 624 continuously scans the portion of the image on the display screen 610, located under the base 622 of the game figure 616. As soon as the test pattern is displayed in step 636 in the game field 632, on which the game figure 616 is located, in the output signal of the optical of sensor 628, a special pattern can be recognized for processor 630. Following the recognition of the optical pattern in step 640 by processor 630, it sends transmitter 626 a command to transmit a response to receiver 614 via contactless interface 6 42 (step 644). The receiver 614 sends the response to the processor 620. Upon receipt of the response signal, the processor 620 receives information about the playing field 632, within which a control pattern was allocated in step 636. As for the possible time mismatch between the display of the control pattern in the corresponding game field 632 and the receipt of information about the transmission of the response signal by the transmitter 626, the processor 620 determines the position of the game figure 616 on the display 610 in step 646.

Передача отклика через бесконтактный интерфейс 642 осуществляется, например, с использованием технологии RFID (радиочастотного опознавания). Однако, дальше, от передающего устройства 624 к процессора 18, вновь возможна проводная передача (на фиг. 17 не показано).The response is transmitted through the contactless interface 642, for example, using RFID (Radio Frequency Identification) technology. However, further from the transmitting device 624 to the processor 18, wire transmission is again possible (not shown in FIG. 17).

Если сигнал, посланный передатчиком 626 на шаге 644, содержит уникальный идентификационный номер, на шаге 646, кроме определения местоположения игровой фигуры, будет идентифицирована строго определенная фигура из множества игровых фигур. Подобный подход позволяет реализовывать такие игры, как, скажем, шахматы, где фигуры имеют разное значение, и, в силу этого, процессор 620 должен их различать.If the signal sent by the transmitter 626 in step 644 contains a unique identification number, in step 646, in addition to determining the location of the game figure, a strictly defined figure from the plurality of game figures will be identified. This approach allows you to implement games such as, say, chess, where the pieces have different meanings, and, therefore, the processor 620 must distinguish between them.

В случае с шахматами, например, значения уникального идентификационного номера, присваиваемого игровым фигурам для их распознавания, будут находиться в диапазоне между 1 и 32 по числу фигур на шахматной доске.In the case of chess, for example, the values of the unique identification number assigned to game pieces for their recognition will be in the range between 1 and 32 according to the number of pieces on the chessboard.

Поскольку процессор 618 в каждый момент игры „знает“ расположение и вид фигур 616 на доске дисплея 610, имеется возможность быстро продублировать любую сложившуюся игровую ситуацию без необходимости просчитывания всей партии от начала до заинтересовавшей позиции.Since the processor 618 at each moment of the game “knows” the location and appearance of the figures 616 on the display board 610, it is possible to quickly duplicate any existing game situation without having to calculate the entire game from the beginning to the position of interest.

При условии, что компьютер 612 или процессор 620 расширены за счет интерфейса последующего обмена данными 648 (например, через модем или сеть), процессор 620 может транслировать на внешнее устройство игровые позиции и идентичность всех фигур, а при необходимости задний план, отображенный на дисплее 610. Более того, если процессор 620 рассчитан также на прием данных через обменный интерфейс 648, то возможна работа системы в режиме командных соревнований. Предположим, два игрока решившие разыграть партию в шахматы, могут осуществить это, имея с каждой стороны процессор 620, соединенный с противоположной стороной через Интернет с помощью интерфейса обмена данными 648. Каждый игрок будет делать ходы только своими фигурами. Ходы фигурами соперника, находящегося на связи в сети, будет выполнять компьютер с „этой стороны“ с помощью органов 14, 16 и 18. Так, после первого хода одного из игроков новое положение перемещенной фигуры 616 будет локально зафиксировано под игровой доской, функцию которой выполняет дисплей 610, как описано в контексте фиг. 19. Процессор 620 сообщает о новом положении этой фигуры через интерфейс обмена данными 648 и Интернет процессору 620 второго игрока, который, в свою очередь, дает блоку управления 618 команду задействовать средства перемещения для перевода игровой фигуры 616 (скажем, слона, пешки или др.) на доске дисплея 610 второго игрока в новое положение. Затем, второй участник партии может зарегистрировать новую игровую позицию и спланировать свой следующий ход, который, после того, как будет сделан, опять будет сообщен первому игроку согласно описанной выше процедуре. Из этого следует, что компоновка игрового компьютера 605 может быть использована для игры в шахматы как с компьютером, так и с удаленным партнером, причем, фигуры противника будут передвигаться автоматически. Наряду с этим, процессор 620 может следить за соблюдением правил игры и сообщать одному игроку (в партии с компьютером) или нескольким участникам игры (в режиме командной игры) о действиях, нарушающих правила игры.Provided that the computer 612 or processor 620 is expanded due to the interface for subsequent data exchange 648 (for example, via a modem or network), the processor 620 can transmit to the external device the game positions and the identity of all the figures, and, if necessary, the background displayed on the display 610 Moreover, if the processor 620 is also designed to receive data through the exchange interface 648, then it is possible to operate the system in team competition mode. Suppose two players who decide to play a game of chess can do this by having a processor 620 on each side connected to the opposite side via the Internet using the 648 data exchange interface. Each player will make moves only with his pieces. The moves by the figures of an opponent who is connected in the network will be performed by the computer from “this side” using organs 14, 16 and 18. So, after the first move of one of the players, the new position of the moved figure 616 will be locally fixed under the game board, the function of which is performed a display 610, as described in the context of FIG. 19. The processor 620 reports the new position of this figure through the second player’s data exchange interface 648 and the Internet 620, which, in turn, instructs the control unit 618 to use the moving means to translate the game piece 616 (say, an elephant, a pawn or others. ) on the display board 610 of the second player to a new position. Then, the second party member can register a new playing position and plan his next move, which, after being made, will again be communicated to the first player according to the procedure described above. It follows that the layout of the gaming computer 605 can be used to play chess with both a computer and a remote partner, moreover, the opponent’s pieces will move automatically. Along with this, the processor 620 can monitor compliance with the rules of the game and inform one player (in a game with a computer) or several participants in the game (in team game mode) about actions that violate the rules of the game.

Хотя пример с шахматами сам по себе подразумевает участие только двух оппонентов, игровое устройство 605 рассчитано также на игры с участием нескольких соперников, соревнующихся между собой, например, такие как настольная игра „Mensch-Ärger-Dich-Nicht“ (вариант настольной игры Ludo дан в приложении).Although a chess example in itself implies the participation of only two opponents, the gaming device 605 is also designed for games involving several rivals competing among themselves, for example, such as the board game “Mensch-Ärger-Dich-Nicht” (a variant of the board game Ludo is given in the application).

Следующая версия реализации иллюстрирует возможность применения изобретения для игр-стратегий, где решающее значение имеют не только определение положения и распознавание конкретных игровых фигур, но и их ориентация на игровом поле. Используя игровое устройство и способ, например, описанные со ссылкой на фиг. 5, можно получать точные данные, имеющие стратегическое значение для таких игр, где ведется наступление, отступление или захват в клещи боевых сил. Испытательный шаблон 638, последовательно отображаемый в каждом поле дисплея 610, может, допустим, состоять из 3 x 3 пикселов. Пространственная локализация и идентификации игровой фигуры 616 могут быть выполнены, как описывалось для игры в шахматы. Ориентация игровой фигуры 616 может быть определена следующим образом: за четыре поочередных шага отключается каждый угловой пиксел шаблона 638 (пиксел угла не освещен) и, следовательно, не может быть опознан оптическим датчиком 628 передающего устройства 624.The next version of the implementation illustrates the possibility of applying the invention to game strategies, where not only determining the position and recognition of specific game figures is crucial, but also their orientation on the playing field. Using a gaming device and method, for example, described with reference to FIG. 5, it is possible to obtain accurate data of strategic importance for games where an offensive, retreat, or capture of combat forces by ticks is conducted. The test pattern 638, sequentially displayed in each field of the display 610, may, for example, consist of 3 x 3 pixels. Spatial localization and identification of the game piece 616 can be performed as described for playing chess. The orientation of the game figure 616 can be determined as follows: in four successive steps, each corner pixel of the template 638 is turned off (the corner pixel is not lit) and, therefore, cannot be detected by the optical sensor 628 of the transmitting device 624.

Оптический датчик 628 передающего устройства 624 настраивают так, чтобы угловой пиксел поля, также размерами 3 x 3 пиксела, был пустым или „слепым“ (т.е. не распознаваемым при сканировании). На каждом из четырех повременных шагов процессор 630, интегрированный в передающее устройство 624, контролирует количество темных (не освещенных) угловых пикселов, обнаруженных оптическим детектором 628. На одном из четырех поочередных шагов отключенный угловой пиксел шаблона 628 совпадет со „слепым“ угловым пикселом оптического датчика 628, что означает, что может быть обнаружен только один темный угловой пиксел. По завершении четырех повременных шагов процессор 630 активирует передатчик 626 на отправку сигнала отклика процессору 620, который содержит данные регистрации единственного темного углового пиксела, обнаруженного за четырехшаговую операцию. Если процессор 620 знает положение слепого пиксела в оптическом датчике 626 относительно фигуры (допустим, „сзади слева“), то на основании отклика может быть определена ориентация игровой фишки 616, поскольку процессор 620 из результатов четырехшаговой процедуры, выполняемой при отображении шаблона 628, извлекает уникальные параметры ориентации игровой фигуры 616 и информацию о том, на каком из четырех последовательных шагов был зарегистрирован единственный темный угловой пиксел. Такой тип распознавания обеспечивает определение четырех направлений ориентации игровой фигуры 616, это - „вперед“, „направо“, „налево“ и „назад“. Возможность применения более тонкой „пикселизации“ или „размывания“ (то есть увеличения разрешения и уменьшения контрастности) изображения шаблона 638 и оптического датчика 628 позволяет получить еще более точную ориентацию игровых фигур 616.The optical sensor 628 of the transmitting device 624 is adjusted so that the angular pixel of the field, also 3 x 3 pixels in size, is empty or “blind” (ie, not recognized by scanning). At each of the four time steps, the processor 630, integrated into the transmitting device 624, controls the number of dark (unlit) corner pixels detected by the optical detector 628. In one of four successive steps, the disabled corner pixel of the template 628 will coincide with the “blind” corner pixel of the optical sensor 628, which means that only one dark corner pixel can be detected. Upon completion of the four time steps, the processor 630 activates the transmitter 626 to send a response signal to the processor 620, which contains registration data of a single dark corner pixel detected in a four-step operation. If the processor 620 knows the position of the blind pixel in the optical sensor 626 relative to the figure (for example, “rear left”), then the orientation of the game chip 616 can be determined based on the response, since the processor 620 extracts unique ones from the results of the four-step procedure when displaying the template 628 the orientation parameters of the game figure 616 and information on which of the four consecutive steps a single dark corner pixel has been registered. This type of recognition provides the determination of the four directions of orientation of the game figure 616, it is "forward", "right", "left" and "back". The ability to use finer “pixelation” or “blurring” (that is, increasing resolution and reducing contrast) of the image of the template 638 and the optical sensor 628 allows you to get even more accurate orientation of the game figures 616.

В другом случае ориентацию игровой фигуры 616 можно определить с помощью передающего устройства 624, направляющего процессору 620 в качестве отклика отчет о распознавании оптическим датчиком 628 испытательного шаблона 638. Процессор 620 может затем рассчитать ориентацию игровой фигуры 616 из принятого ответного сигнала и имеющихся у него данных относительно ориентации шаблона 638 на дисплее 610 путем определения положения изображения шаблона 638, содержащегося в ответном сигнале, предположим „вверх ногами“.In another case, the orientation of the game figure 616 can be determined using a transmitting device 624, which sends a response report to the processor 620 on the recognition by the optical sensor 628 of the test pattern 638. The processor 620 can then calculate the orientation of the game figure 616 from the received response signal and the data it has regarding the orientation of the template 638 on the display 610 by determining the position of the image of the template 638 contained in the response signal, assume “upside down”.

Несмотря на то, что до сих пор передача ответного сигнала на шаге 644 инициировалась сразу после обнаружения шаблона 638 оптическим датчиком 628, возможен также режим, когда передающее устройство 624 постоянно пересылает процессору 620 изображение, распознанное оптическим датчиком 628, и уникальный идентификационный номер. Тогда процессор 620, например, командует блоку управления 618 циклически индицировать шаблон 638 по одному в каждом из полей 632. В этом случае позиционирование объекта 616 выполняется процессором 620, который регистрирует время появления на изображении, принимаемом от передающего устройства 624, шаблона 638, и, исходя из этого, определяет индивидуальное местоположение объекта 616 в поле 632, в котором был сгенерирован шаблон 638Despite the fact that until now, the transmission of the response signal at step 644 was initiated immediately after the detection of the pattern 638 by the optical sensor 628, it is also possible that the transmitting device 624 constantly sends the image recognized by the optical sensor 628 and a unique identification number to the processor 620. Then, the processor 620, for example, instructs the control unit 618 to cyclically display the pattern 638 one in each of the fields 632. In this case, the positioning of the object 616 is performed by the processor 620, which registers the time of appearance of the pattern 638 on the image received from the transmitting device 624, and, based on this, determines the individual location of the object 616 in the field 632, in which the template 638 was generated

Как уже сказано выше, функция процессора 630 может быть пропущена в случае, если была послана измеренная датчиком 628 величина, значение которой зависит от параметров падения света на детектор 628. Безусловно, перед пересылкой данных процессор может рассчитать из этой величины другое значение как результат квантования или сопоставления с пороговым значением, и передать блоку ориентации этот показатель. Если, допустим, датчик зафиксировал несколько пикселов изображения, то блоку ориентации посылаются единовременно измеренные величины всех пикселов. Наряду с этим процессор 630 может, например, предварительно вычислить скалярную величину из нескольких измеренных величин пикселов, которую затем передаст на блок ориентации как ответный сигнал.As mentioned above, the function of the processor 630 can be skipped if a value measured by the sensor 628 was sent, the value of which depends on the parameters of light incidence on the detector 628. Of course, before sending data, the processor can calculate another value from this value as a result of quantization or comparison with the threshold value, and pass this indicator to the orientation block. If, let’s say, the sensor has fixed several pixels of the image, then the orientation block sends the measured values of all the pixels at a time. Along with this, the processor 630 can, for example, pre-compute a scalar value from several measured pixel values, which it will then transmit to the orientation unit as a response signal.

Несмотря на то, что выше рассматривались только устройства и способы, где процессор 620 инициирует последовательную индикацию блоком управления 618 только одного испытательного шаблона 638 в каждом из полей 632, предусматривается возможность одновременного отображения нескольких разных индивидуально распознаваемых шаблонов 638 в каждом из полей 632 на дисплее 610. В подобном случае определение координат объекта 616 передатчиком 626 возможно за счет непрерывной трансляции изображения, распознанного оптическим датчиком 628, на процессор 620, который затем путем сравнения полученного изображения и всех шаблонов, представленных в полях 632, вычисляет местоположение объекта 616 в поле 632, в котором выделенный шаблон 638 соответствует изображению, содержащемуся в сигнале отклика. При этом тоже возможна ротация принятого изображения процессором 620 с целью согласования данной „картинки“ с шаблоном, отображенным на дисплее 610.Despite the fact that only the devices and methods were discussed above, where the processor 620 initiates a sequential indication by the control unit 618 of only one test pattern 638 in each of the fields 632, it is possible to simultaneously display several different individually recognizable patterns 638 in each of the fields 632 on the display 610 In such a case, the determination of the coordinates of the object 616 by the transmitter 626 is possible due to the continuous transmission of the image recognized by the optical sensor 628 to the processor 620, which Then, by comparing the received image and all the templates presented in the fields 632, it calculates the location of the object 616 in the field 632, in which the selected template 638 corresponds to the image contained in the response signal. At the same time, rotation of the received image by the processor 620 is also possible in order to match this “picture” with the template displayed on the display 610.

Выше, при обсуждении фиг. 16-20, функции блока ориентации 604' на фиг. 16 приняли на себя процессор 620 и процессор 630.In the discussion of FIG. 16-20, the functions of orientation block 604 'in FIG. 16 took over the processor 620 and processor 630.

Следует еще раз определенно отметить, что оптический датчик 603b или 628 не должны обязательно предусматривать наличие разрешающей способности по горизонтали. Охват оптического датчика может составлять всего один пиксел, в силу чего он будет измерять в каждый момент времени только одно значение яркости свечения, включая и исключая параметры цветности. В частности, оптический датчик может быть выполнен как одиночный светодиод. В применении фотодиодной матрицы необходимости нет. Объяснение этому вновь будет дано дальше при описании конструктивного решения по игре с несколькими игровыми фигурами с иллюстрацией на фиг. 17. Например, в данном варианте технического исполнения во все игровые фигуры 616 встроен пассивный или полупассивный датчик RFID, включая устройство 626, и при необходимости 630, к которому подсоединен одиночный фотосенсор, типа фотодиода 628, который, имеет светочувствительную поверхность, по площади превышающую один пиксел дисплея 610. Поскольку игровые фигуры в этом примере могут быть снабжены только одним, достаточно большим, фотодиодом, стоимость игры значительно снижается по сравнению с применением фотодиодных матриц в игровых фигурах 616.It should once again be specifically noted that the optical sensor 603b or 628 need not necessarily provide for horizontal resolution. The coverage of the optical sensor can be as little as one pixel, due to which it will measure only one value of the luminance of the glow at each moment of time, including and excluding color parameters. In particular, the optical sensor can be implemented as a single LED. The use of a photodiode array is not necessary. The explanation for this will again be given later in the description of the constructive solution for a game with several game figures with the illustration in FIG. 17. For example, in this embodiment, a passive or semi-passive RFID sensor is integrated in all game figures 616, including a device 626, and if necessary 630, to which a single photosensor is connected, such as a photodiode 628, which has a photosensitive surface that is larger than one in area display pixel 610. Since game figures in this example can be equipped with only one sufficiently large photodiode, the cost of the game is significantly reduced compared to the use of photodiode arrays in game figures 616.

В этом игровом сценарии устройство на фиг. 17, реализуя алгоритм, представленный на фиг. 21, отыскивает игровые фигуры на дисплее 610 и при необходимости определяет их ориентацию. Как показано на фиг. 21, алгоритм запускает (на шаге 660) процессор 620, инструктирующий дисплей 610 компьютера 612 через блок управления 618 о выключении экрана для его затемнения. Вслед за этим (на шаге 662) процессор 620 через приемопередатчик 614 опознает все доступные устройства RFID624 или все задействованные игровые фигуры 616 и регистрирует или вводит в память статус или значение яркости соответствующих фотодатчиков 628, то есть фиксирует, что воспринимает в момент запроса фотосенсор соответствующей рабочей игровой фигуры - темноту или свет. В зависимости от разновидности применяемой технологии радиочастотного опознавания RFID, приведенной здесь, разумеется, только в качестве примера беспроводной связи 642, процессор 620 способен определить, например, от 100 до 1000 устройств RFID и, следовательно, от 100 до 1000 игровых фигур в секунду. Результатом выполнения шага 662 является реестр всех игровых фигур, находящихся в зоне действия приемника 614, независимого от того, размещены они на игровом столе, на дисплее 610 или за их пределами.In this game scenario, the device of FIG. 17, implementing the algorithm of FIG. 21, searches for game pieces on the display 610 and, if necessary, determines their orientation. As shown in FIG. 21, the algorithm starts (at 660) a processor 620 instructing the display 610 of the computer 612 through the control unit 618 to turn off the screen to darken it. Following this (at step 662), the processor 620 through the transceiver 614 recognizes all available RFID624 devices or all involved game pieces 616 and registers or stores the status or brightness value of the corresponding photosensors 628, that is, it captures what the photosensor perceives as the corresponding working sensor game pieces - darkness or light. Depending on the type of RFID technology used, shown here, of course, only as an example of wireless communication 642, the processor 620 is able to determine, for example, from 100 to 1000 RFID devices and, therefore, from 100 to 1000 game figures per second. The result of step 662 is a register of all game figures located in the range of the receiver 614, regardless of whether they are placed on the gaming table, on the display 610 or outside.

Вслед за этим (на шаге 664) процессор 620 компьютера 612 инициирует через блок управления 618 включение (свечения) дисплея 610 и на следующем шаге 666 повторяет поиск всех доступных средств RFID624 или, по меньшей мере, фиксирует статус фотодатчиков 628 охватываемых устройств RFID624. Исходя из этих двух значений яркости каждого из доступных устройств RFID 624, процессор 620 может распознать те игровые фигуры 616, у которых статус или зафиксированное значение яркости соответствующего оптического датчика 628 изменились больше, чем на заданную величину. Такое сопоставление значений яркости до и после включения или начала свечения дисплея на шаге 664 выполняет процессор 620 на шаге 668. Результатом шага 668 является расстановка игровых фигур на игровом столе или на дисплее 610, поскольку предполагается, что игровые фигуры, статус датчика которых изменился, находятся на дисплее 610, в то время как другие игровые фигуры не находятся на дисплее 610 или игровом столе.Following this (at step 664), the processor 620 of the computer 612, through the control unit 618, initiates the on (glow) of the display 610 and at the next step 666 repeats the search for all available RFID624 tools or at least records the status of the photo sensors 628 of the covered RFID624 devices. Based on these two brightness values of each of the available RFID 624 devices, the processor 620 can recognize those game figures 616 in which the status or fixed brightness value of the corresponding optical sensor 628 has changed by more than a predetermined amount. Such a comparison of the brightness values before and after turning on or beginning to light up the display in step 664 is performed by the processor 620 in step 668. The result of step 668 is the arrangement of game figures on the gaming table or on the display 610, since it is assumed that game figures whose sensor status has changed are on the display 610, while other game pieces are not on the display 610 or the gaming table.

Шаги 660 - 668 могут быть выполнены повторно один или несколько раз с целью обеспечения надежности распознавания на шаге 668, причем, поиск или фиксация на шагах 662 и 666, например, могут быть ограничены уже известными элементами RFID. В целом, то есть с или без повтора, шаги 660 - 668, могут быть выполнены, максимум, в течение двух секунд.Steps 660 - 668 can be repeated one or more times in order to ensure recognition reliability in step 668, and the search or fixing in steps 662 and 666, for example, may be limited by the already known RFID elements. In general, that is, with or without repetition, steps 660 to 668 can be performed for a maximum of two seconds.

Затем [фиг. 22], процессор 620 компьютера 612 через блок управления 618 пошагово выполняет серию операций деления площади дисплея 610 пополам [670a - 670d], затемняя сначала одну половину 6101 и оставляя светящейся вторую половину 6102[670a], после чего, на следующем этапе [670b], выполняет такое же деление, гася половину 6103 и оставляя светящейся половину 6104, каждая из которых перекрывает по половине каждой из двух предыдущих половин [6101, 6102], а на следующем этапе [670c] снова делит образовавшиеся четверти 6103 на темную и светящуюся, и т.д. Один из возможных вариантов пошаговой последовательности изображений на экране дисплея 610 показан на фиг. 22, где слева направо для примера даны четыре первых шага 670a, 670b, 670c, 670d поиска делением пополам. Во время выполнения процессором 620 на шаге 670 дихотомического деления он регистрирует каждую отдельную операцию процедуры 670, фиксируя, в какой части экрана - темной или освещенной - по показаниям соответствующего оптического датчика 628 находится игровая фигура. Такова процедура „двоичного поиска“ процессором 620 местоположения игровых фигур 616 на шаге 670 алгоритма.На основании зарегистрированных откликов игровых фигур 616 или на базе зафиксированных значений яркости при каждой из операций деления 670a, 670b, 670c, 670d и т.д. двоичного поиска 670 процессор 620 определяет индивидуальную позицию каждой из игровых фигур.Then [FIG. 22], the processor 620 of the computer 612 through the control unit 618 step by step performs a series of operations of dividing the display area 610 in half [670a - 670d], first dimming one half 610 1 and leaving the second half 610 2 [670a] glowing, after which, in the next step [ 670b], performs the same division, extinguishing half 610 3 and leaving luminous half 610 4 , each of which overlaps half of each of the two previous halves [610 1 , 610 2 ], and in the next step [670c] divides the formed quarters 610 again 3 on the dark and luminous, etc. One possible stepwise sequence of images on a display screen 610 is shown in FIG. 22, where, from left to right, for example, the first four steps 670a, 670b, 670c, 670d of dividing in half are given. When the processor 620 performs dichotomous division at step 670, it registers each individual operation of procedure 670, fixing in which part of the screen — dark or illuminated — according to the indications of the corresponding optical sensor 628, there is a game figure. This is the procedure for the “binary search” by the processor 620 of the location of the game figures 616 at step 670 of the algorithm. Based on the recorded responses of the game figures 616 or based on the recorded brightness values for each of the division operations 670a, 670b, 670c, 670d, etc. binary search 670 processor 620 determines the individual position of each of the game figures.

Или как вариант, процессор 620 может на шаге 670 определять, где расположена какая игровая фигура, выполняя дихотомический поиск в порядке убывания величины освещенной площади, то есть после последовательного гашения или освещения сначала половины, потом четверти, затем одной восьмой и т.д. экрана, процессор затем проверяет, какие игровые фигуры зарегистрированы освещенными или темными. Что касается поиска в каждом из полей каких бы то ни было малых размеров или известных конфигураций, то здесь требуется только более скрупулезное обследование участка поверхности, на котором расположены объекты, и двоичный поиск на шаге 670 не слишком затратен по времени.Or, alternatively, the processor 620 may at step 670 determine where the game figure is located, performing a dichotomous search in descending order of the magnitude of the illuminated area, that is, after sequential blanking or lighting, first half, then quarter, then one-eighth, etc. On the screen, the processor then checks which game pieces are registered lit or dark. As for the search in each of the fields of any small size or known configurations, it only requires a more thorough examination of the surface area on which the objects are located, and the binary search at step 670 is not too time-consuming.

Как видно на фиг. 22, деление поверхности на светлые и темные участки на каждом следующем этапе дихотомического поиска 670 становится все более мелким. В принципе, тонкость такого дробления может достигать разрешающей способности в пикселах. Практически, членение может быть настолько мелким, что разделенные световые участки на определенном этапе могут стать по площади меньше, чем оптические датчики 628 игровых фигур 616, то есть меньше площади основания или опорной поверхности фигур 616, когда процессору 620 по данным регистрации полученных откликов или значений яркости для каждой операции с 670a по 670d придется определять границы объектов 616 и, в частности, границы светочувствительных областей соответствующих оптических датчиков 628.As seen in FIG. 22, dividing the surface into light and dark areas at each subsequent step of the dichotomous search 670 becomes smaller and smaller. In principle, the fineness of such fragmentation can reach a resolution in pixels. In practice, the division can be so small that the separated light sections at a certain stage can become smaller in area than the optical sensors 628 of the game figures 616, that is, less than the area of the base or supporting surface of the figures 616 when the processor 620, according to the registration of the received responses or values brightness for each operation 670a through 670d will have to determine the boundaries of the objects 616 and, in particular, the boundaries of the photosensitive regions of the respective optical sensors 628.

Итак, результат выполнения шага 670 состоит в пространственной локализации игровых фигур 616 на горизонтальной поверхности экрана дисплея 610.So, the result of step 670 is the spatial localization of game figures 616 on the horizontal surface of the display screen 610.

Теперь, на следующем шаге 672, процессор 620 может уделить особое внимание тонкому сканированию каждой позиции игровой фигуры, определенной в результате шага 670, с целью точного определения площади светочувствительной зоны оптических датчиков 628 игровых фигур 616 на экране дисплея 610. Сканирование может обеспечиваться, например, только одним пикселом или одной световой точкой. Например, перед фотодатчиком 628 каждой игровой фигуры 616 можно установить фотошаблон подходящей геометрической формы, причем вернуть шаблону его исходную форму можно простым вращением в плоскости экрана больше, чем на 90° или, допустим, на 360°. В этом случае сканирование на шаге 672 поможет определить не только местоположение, но и направление ориентации фигуры 616. Например, запрос устройствам RFID626, встроенным в игровые фигуры 616, может быть послан индивидуально и с высокой частотой через приемопередатчик 614. Практически, на шаге 672 за одну секунду может быть выполнено более 100 операций считывания, то есть высокоточное сканирование осуществляется быстро и неощутимо для пользователя. Точное сканирование на шаге 672, фактически, ограничено местом положения игровой фигуры. Вычислительные затраты по распознаванию соответствующего шаблона для плоскостного разрешения фотошаблона могут быть отнесены, как описано выше, на счет компьютера 612 или процессора 620, при этом датчики будут только транслировать значения яркости. Игровым фигурам 616 необходимы только фотошаблоны или должным образом сконфигурированные фотодатчики 628. Если правила игры не требуют соблюдения ориентации игровых фигур, могут быть применены круглые фотодатчики или круглые фотошаблоны.Now, in the next step 672, the processor 620 can pay special attention to thin scanning of each position of the game figure determined as a result of step 670 in order to accurately determine the area of the photosensitive zone of the optical sensors 628 of the game figures 616 on the display screen 610. Scanning can be provided, for example, only one pixel or one light point. For example, in front of the photosensor 628 of each game figure 616, you can install a photo template of a suitable geometric shape, and you can return the template to its original shape by simple rotation in the plane of the screen more than 90 ° or, say, 360 °. In this case, the scanning at step 672 will help to determine not only the location, but also the orientation direction of the figure 616. For example, a request to the RFID626 devices integrated in the game figures 616 can be sent individually and with high frequency through the transceiver 614. In practice, at step 672 after more than 100 read operations can be performed in one second, that is, high-precision scanning is fast and imperceptible to the user. The exact scan in step 672 is actually limited by the position of the game piece. The computational cost of recognizing the corresponding template for the planar resolution of the photomask can be attributed, as described above, to the account of computer 612 or processor 620, while the sensors will only transmit brightness values. Game pieces 616 only need photo masks or properly configured photosensors 628. If the rules of the game do not require the orientation of the game figures, round photo sensors or round photo masks can be applied.

На фиг. 23 показано, что игровая фигура 616 может включать в состав элементов своего оборудования в полости основания 622 линзу 690, например, полимерную, выполняющую функцию адаптации пикселов 692 изображения дисплея 610 для оптического датчика 628 или для его фотошаблона (не показан) с целью улучшения оптических характеристик. Так, линза 690 сокращает расстояние между объемом основания 622 фигуры 616 и элементами изображения (пикселами) 692 дисплея 610, которое образуется защитным экраном 694, помещенным между экраном дисплея или дисплеем 610 и игровой фигурой 616 для защиты светопроницаемого экрана 610 от механических повреждений и пр. Использование линзы 690, наряду с этим, способствует уменьшению негативного эффекта от загрязнения подошвы 622 игровой фигуры 616, поскольку загрязняющие частицы находятся не в плоскости объекта, а на расстоянии от плоскости линзы.In FIG. 23 shows that the game figure 616 can include a lens 690, for example, a polymer one, which performs the function of adapting pixels 692 of the image of the display 610 for the optical sensor 628 or for its photomask (not shown) in order to improve optical characteristics in the composition of its equipment in the base cavity 622 . So, the lens 690 reduces the distance between the volume of the base 622 of the figure 616 and the image elements (pixels) 692 of the display 610, which is formed by a protective screen 694 placed between the display screen or the display 610 and the game figure 616 to protect the translucent screen 610 from mechanical damage, etc. The use of the lens 690, along with this, helps to reduce the negative effect of contamination of the sole 622 of the game figure 616, since the contaminants are not in the plane of the object, but at a distance from the plane of the lens.

Логично заключить, что конструктивное решение, рассмотренное с использованием фиг. 21-23, может быть реализовано таким образом, что описанное выше распознавание тестовых шаблонов будет выполняться элементами оснастки игровых фигур, то есть процессором 630.It is logical to conclude that the design solution discussed using FIG. 21-23, can be implemented in such a way that the recognition of test patterns described above will be performed by snap elements of game figures, i.e., by processor 630.

Наконец, следует обратить внимание на то, что движение одной или множества игровых фигур на дисплее 610 можно отслеживать непосредственно во время их перемещения по поверхности игрового поля на дисплее 610. Для этого сканирование (сопровождение) игровых фигур или объекта рекомендуется, например, вести с достаточно высокой частотой. За счет этого хорошо распознаются как горизонтальные смещения от вертикальной оси, так и вращения вокруг нее. Благодаря этому траекторию движения игровых фигур можно фиксировать и в том случае, когда их передвигает горизонтально по игровому полю или дисплею 610 пользователь.Finally, you should pay attention to the fact that the movement of one or many game pieces on the display 610 can be monitored directly while they are moving along the surface of the playing field on the display 610. For this, it is recommended to scan (maintain) game pieces or an object with, for example, high frequency. Due to this, both horizontal displacements from the vertical axis and rotations around it are well recognized. Due to this, the trajectory of the movement of game figures can be fixed in the case when they are moved horizontally along the playing field or display 610 by the user.

Далее и в завершение, фиг. 24 должна однозначно показать, что передающее устройство 624, не будучи сопряженным с конкретной игровой фигурой 616 жестко, тем не менее, может быть индивидуально с ней ассоциировано. В соответствии с фиг. 24 передающее устройство 624 встроено, допустим, в основание 700, в которое может быть вставлена, посажена на резьбу или вмонтирована любым другим способом игровая фигура 616. В заключение, на фиг. 25 дан вид сверху одной из возможных компоновок панели 710, которая покрывает светочувствительную область оптического датчика, например, фотоэлемент, и имеет просвет 712, открывающий наиболее эффективную фоточувствительную зону оптического датчика 628, поскольку только через нее свет дисплея может падать на детектор 628. Наряду с этим в качестве примера показано, что площадь зоны 712 может превышать размеры пикселов, обозначенных на фигуре общей ссылкой 714. Конечно, сам датчик тоже может быть выполнен в форме 712, тогда панель можно будет исключить. Панель, показанная на фиг. 25, способствует описанному выше точному определению положения и ориентации, например, сканированием района вокруг просвета 712 с разрешением всего в один пиксел 714, попеременно гаснущий и загорающийся. За счет этого блок ориентации способен устанавливать все пикселы 714, которые перекрывают поле 712 в большей степени, чем предполагалось. Ответный сигнал, передаваемый детектором 628 черезпередатчик на блок ориентации, является двоичным и показывает, не превышает ли измеренное значение яркости расчетную величину, соответствующую расчетной степени одномоментного перекрывания, например, в момент запроса. Понятно, что ответный сигнал также может служить показателем яркости на более конкретных стадиях.Further and finally, FIG. 24 should clearly show that the transmitting device 624, while not being paired with a specific game figure 616 rigidly, however, can be individually associated with it. In accordance with FIG. 24, the transmitting device 624 is, for example, embedded in the base 700, into which the game figure 616 can be inserted, threaded or mounted in any other way. Finally, in FIG. 25 is a top view of one of the possible arrangements of the panel 710, which covers the photosensitive region of the optical sensor, for example, a photocell, and has a clearance 712, which opens the most efficient photosensitive area of the optical sensor 628, since only through it the display light can fall on the detector 628. Along with this shows by way of example that the area of zone 712 may exceed the dimensions of the pixels indicated in the figure by general reference 714. Of course, the sensor itself can also be made in the form of 712, then the panel can be excluded. The panel shown in FIG. 25 contributes to the exact determination of position and orientation described above, for example, by scanning the area around the lumen 712 with a resolution of only one pixel 714, alternately fading and illuminating. Due to this, the orientation unit is able to set all the pixels 714 that overlap the field 712 to a greater extent than anticipated. The response signal transmitted by the detector 628 through the transmitter to the orientation unit is binary and indicates whether the measured brightness value does not exceed the calculated value corresponding to the calculated degree of instantaneous overlap, for example, at the time of the request. It is clear that the response signal can also serve as an indicator of brightness at more specific stages.

В процессе предшествующего рассмотрения фиг. 16-25 наличие средства перемещения 16 и органа управления 18 было обозначено лишь схематически. Тот факт, что конструктивные решения, представленные выше в контексте фиг. 2-16, весьма хорошо сочетаются с вариантами конструкции, отображенными на фиг. 16-25, станет очевидным дальше, при рассмотрении фиг. 26a и 26b, которые иллюстрируют реализацию комбинированных аппаратных версий, сочетающих в себе средства отображения устройства позиционирования, показанные на фиг. 16-25, и предшествующие технические решения средства перемещения 16.In the prior review process of FIG. 16-25 the presence of the means of movement 16 and the control body 18 was indicated only schematically. The fact that the structural solutions presented above in the context of FIG. 2-16 are very well combined with the design options shown in FIG. 16-25, will become apparent further, with reference to FIG. 26a and 26b, which illustrate the implementation of combined hardware versions combining the display means of the positioning device shown in FIG. 16-25, and previous technical solutions of the vehicle 16.

Как описано раньше, рабочая плоскость может быть выполнена из прозрачного или светопроницаемого материала с встроенными в нее раздельно регулируемыми клапанами сопл, что отображено на фиг. 2-8. На фиг. 26a показано, как такая структура может быть совмещена с оборудованием фиг. 16-25 с использованием пневмоклапанной мембраны 800, устанавливаемой над дисплеем 802, конструкция которого, в свою очередь, может включать в себя защитную панель 804 и соответствовать техническим решениям экрана дисплея, представленным на фиг. 16-25. Между пневмоклапанной мембраной 800 и экраном дисплея 802 сохранено полое пространство 806, выполняющее роль камеры повышенного давления, из которой сжатый воздух пропускается через активируемые воздушные клапана мембраны 800 в область транспортной поверхности 12. Светопроницаемость всех надэкранных слоев гарантирует наблюдателю четкую видимость изображения на дисплее 802, формируемого из пикселов 808, сквозь прозрачную защитную панель 804, сквозь пневмокамеру 806 и через пневмоклапанную мембрану 800, внешняя сторона которой направлена в противоположную от дисплея 802 сторону и образует транспортную поверхность 12. Оптический датчик, о котором уже шла речь, встроенный в придонную часть основания объекта, как показано в примерах на фиг. 3 или 8, предусматривает считывание через одну из объемных полостей, допустим, центральную, меняющейся в горизонтальной плоскости информации, отображаемой дисплеем 802, и в соответствующем случае передает результаты сканирования с помощью передатчика.As previously described, the working plane can be made of a transparent or translucent material with separately adjustable nozzle valves integrated in it, as shown in FIG. 2-8. In FIG. 26a shows how such a structure can be combined with the equipment of FIG. 16-25 using a pneumatic valve membrane 800 mounted above the display 802, the structure of which, in turn, may include a protective panel 804 and correspond to the technical solutions of the display screen shown in FIG. 16-25. Between the pneumatic valve membrane 800 and the display screen 802, a hollow space 806 is preserved, which acts as a pressure chamber, from which compressed air is passed through activated air valves of the membrane 800 to the area of the transport surface 12. The light transmission of all over-screen layers guarantees the viewer a clear view of the image on the display 802 formed of pixels 808, through a transparent protective panel 804, through a pneumatic chamber 806 and through a pneumatic valve membrane 800, the outer side of which is directed against olozhnuyu side of the display 802 and forms a transport surface 12. The optical sensor, which has already been discussed, integrated into the bottom part of the base object, as shown in the examples of FIGS. 3 or 8, provides for reading through one of the volumetric cavities, for example, the central one, changing in the horizontal plane of the information displayed by the display 802, and, if appropriate, transmits the scan results using the transmitter.

На фиг. 26b на поперечном разрезе объекта или игровой фигуры дан пример компоновки оптического датчика в соответствии с фиг. 23.In FIG. 26b is a cross-sectional view of an object or game figure; an example of an arrangement of an optical sensor according to FIG. 23.

Фиг. 26b демонстрирует возможность интегрирования конструктивных решений, соответствующих фиг. 2-8, 9-13b и 16-25. На фиг. 26c дисплей 802 также отделен пневмокамерой или слоем воздуха под давлением 806 от пневмоклапанной мембраны 800, верхняя сторона которой образует транспортную поверхность 12. На внутренней плоскости дисплея 802, обращенной в противоположную от клапанной мембраны 800 сторону, смонтирована плоскость с батареей катушек электромагнита [810], которая может быть выполнена в соответствии с фиг. 9a. Управление объектами, висящими на воздушной подушке, может осуществляться электромагнитным приводом за счет батареи катушек электромагнита 810, при этом положение объекта будет определяться устройством позиционирования с использованием дисплея 802.FIG. 26b shows the ability to integrate the constructs of FIG. 2-8, 9-13b and 16-25. In FIG. 26c, the display 802 is also separated by a pneumatic chamber or a layer of air under pressure 806 from the pneumatic valve membrane 800, the upper side of which forms the transport surface 12. On the inner plane of the display 802 facing the opposite side of the valve membrane 800, a plane with a battery of electromagnet coils is mounted [810], which can be made in accordance with FIG. 9a. The objects hanging on the air cushion can be controlled by an electromagnetic drive due to the battery of electromagnet coils 810, and the position of the object will be determined by the positioning device using the display 802.

На фиг. 15a уже была продемонстрирована возможность объединения технических решений фиг. 16-25 и вариантов конструкции на фиг. 14-15b, при котором дисплей просто устанавливается под поверхностью изгибной волны. Здесь следует обратить внимание на возможность возбуждения изгибной волны в плоскости из листового стекла, имеющей в соответствии с версией фиг. 6a и 6b отверстия для воздушных клапанов, благодаря чему варианты компоновки фиг. 2-8 могут быть скомбинированы с вариантами на фиг. 14-15b, то есть с объединенным техническим решением фиг. 16-20.In FIG. 15a, the feasibility of combining the technical solutions of FIG. 16-25 and the design options of FIG. 14-15b, in which the display is simply mounted below the surface of the bending wave. Here, attention should be paid to the possibility of exciting a bending wave in a plane of sheet glass, which, in accordance with the version of FIG. 6a and 6b of the air valve opening, whereby the arrangement of FIG. 2-8 may be combined with the options of FIG. 14-15b, i.e. with the combined technical solution of FIG. 16-20.

Иначе говоря, рассмотренные выше конструктивные решения позволяют игровому компьютеру перемещать пассивную игровую фигуру на игровом столе в управляемом и „свободном“ режиме с учетом положения и ориентации игровой фигуры. Кроме этого, предусматривается возможность направленного приложения силы к игровой фигуре, когда место, направление и мощность такой движущей силы регулируются в определенных рамках в пределах плоскости игрового поля. Возможно также вращение игровых фигур на месте. Для этого к объекту прилагаются два вектора силы, возникающие за счет противодействующих друг другу в пределах игровой поверхности элементов, воздействующих на разные точки фигуры, как показано на фиг. 4b и 6b, 12b и 13b. Если необходимо переместить несколько фигур одновременно, к ним должно быть приложено в n раз большее количество векторов, которые также требуют управления, что, однако, на практике не составляет проблему.In other words, the design solutions discussed above allow the gaming computer to move the passive game piece on the game table in a controlled and “free” mode, taking into account the position and orientation of the game figure. In addition, the possibility of a directed application of force to the game figure is provided when the place, direction and power of such a driving force are regulated within certain limits within the plane of the playing field. It is also possible to rotate game pieces in place. To this end, two force vectors are applied to the object, arising due to elements opposing each other within the playing surface, acting on different points of the figure, as shown in FIG. 4b and 6b, 12b and 13b. If it is necessary to move several figures at the same time, n times more vectors must be applied to them, which also require control, which, however, is not a problem in practice.

Физические характеристики разных игровых фигур могут в той или иной степени различаться, например, их трение о поверхность игрового стола, их масса и т.д. Эта задача, тем не менее, легко решается, так как орган управления задействует механизм обратной связи, при котором, соответственно, учитываются текущее местоположение и ориентация игровых фигур, и при необходимости эти данные поступают на игровой компьютер.The physical characteristics of different game figures can vary to one degree or another, for example, their friction on the surface of the gaming table, their mass, etc. This task, however, is easily solved, since the control uses a feedback mechanism, in which, accordingly, the current location and orientation of the game figures are taken into account, and, if necessary, this data is sent to the gaming computer.

Следовательно, рассмотренные выше варианты технических решений отвечают требованиям игровых устройств, где часто прилагается большое количество векторов силы, которые требуют при этом легкости управления с учетом точки приложения, направления и величины. В описанных реализациях изобретения использован тот принцип, что управление названными переменными не должно зависеть от случайного выбора разрешающей способности. Предпочтительнее варьировать шаг квантования в зависимости от свойств конкретных игровых фигур, например, от их размеров. Допустим, если диаметр самой маленькой из используемых фигур составляет 10 мм, то для управления вектором силы будет достаточно, например, разрешающей способности в одну четвертую этого диаметра, то есть, в данном случае 2,5 мм. Точные показатели зависят от условий практической реализации.Therefore, the options for technical solutions discussed above meet the requirements of gaming devices, where a large number of force vectors are often applied, which require ease of control, taking into account the application point, direction, and magnitude. In the described implementations of the invention, the principle is used that the management of the named variables should not depend on a random choice of resolution. It is preferable to vary the quantization step depending on the properties of specific game figures, for example, on their sizes. Suppose that if the diameter of the smallest of the figures used is 10 mm, then, for example, a resolution of one fourth of this diameter, that is, in this case 2.5 mm, will be enough to control the force vector. The exact indicators depend on the conditions of practical implementation.

Величина вектора силы, действующей на фигуры, также может быть определена органом управления. На выходе замкнутого рабочего цикла устройство позиционирования выдает результат, куда входят управляемая переменная положения или скорости объекта или игровой фигуры и управляемые переменные направления и „мощности“вектора силы. Орган управления может задействовать ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальный) регулятор, который, в свою очередь, должен обеспечить сбалансированность прилагаемого вектора силы так, чтобы движение игровой фигуры было максимально равномерным при одновременном устранении или минимизации побочных воздействий на другие игровые фигуры. Например, орган управления может наращивать величину приложения вектора силы от минимального значения до начала движения игровой фигуры и затем поддерживать этот уровень, или даже уменьшить его после преодоления статического трения. В частности, квантование силы осуществляется путем введения дополнительных воздушных клапанов в конструкции фиг. 2-8, или даже путем дозирования давления воздуха, подаваемого на пневмоклапаны. Интенсивность изгибных волн также управляема. И, наконец, ток, проходящий по обмоткам электромагнита в аппаратных версиях на фиг. 9a-15b, тоже поддается регулированию.The magnitude of the force vector acting on the figures can also be determined by the control. At the output of a closed duty cycle, the positioning device produces a result that includes a controlled variable of position or speed of an object or game figure and controlled variable of direction and “power” of the force vector. The control can use the PID (proportional-integral-differential) controller, which, in turn, must ensure the balance of the applied force vector so that the movement of the game figure is as uniform as possible while eliminating or minimizing side effects on other game figures. For example, the control can increase the magnitude of the application of the force vector from the minimum value to the beginning of the movement of the game figure and then maintain this level, or even reduce it after overcoming static friction. In particular, force quantization is accomplished by introducing additional air valves in the structure of FIG. 2-8, or even by dosing the air pressure supplied to the pneumatic valves. The intensity of the bending waves is also controllable. And finally, the current passing through the windings of the electromagnet in the hardware versions of FIG. 9a-15b is also adjustable.

Устройство позиционирования может в течение игры контролировать положение неподвижных фигур, а в случае необходимости орган управления может приложить необходимые дополнительные векторы силы для удержания таких фигур на месте.The positioning device can control the position of the fixed figures during the game, and if necessary, the control body can apply the necessary additional force vectors to hold such figures in place.

Итак, рассмотренные выше технические решения продемонстрировали три разных практически реализуемых способа приложения упомянутых векторов силы. Во-первых, это изгибные волны, возбуждаемые в светопроницаемой, по возможности тонкой плоскости, например, из листового оргстекла (перспекса), которая может покрывать игровое поле, в частности, экран дисплея, как в случаях фиг. 16-25. Во-вторых, это магнитные поля, генерируемые матрицей электромагнитов, размещенных под экраном, служащим игровым полем. Наконец, это сжатый воздух, проходящий через управляемые пневмоклапаны, встроенные, например, в тонкое светопроницаемое листовое покрытие игрового поля, предпочтительно защищающее участки, где движутся игровые фигуры. Наряду с этими описание касалось и других вариантов реализации, в которых так или иначе использовались указанные выше физические явления.So, the technical solutions discussed above demonstrated three different practically feasible ways of applying the mentioned force vectors. Firstly, it is bending waves excited in a translucent, as thin as possible plane, for example, from Plexiglas (perspex), which can cover the playing field, in particular, the display screen, as in the cases of FIG. 16-25. Secondly, these are magnetic fields generated by a matrix of electromagnets placed under the screen serving as a playing field. Finally, it is compressed air passing through controlled pneumatic valves, integrated, for example, into a thin translucent sheet of the playing field, preferably protecting the areas where the game pieces move. Along with these, the description also referred to other implementation options in which the physical phenomena indicated above were somehow used.

В зависимости от дополнительных условий, в частности, типа, формы и размера перемещаемых игровых фигур при реализации предпочтительно задействовать одну или одновременно несколько названных источников прилагаемой силы или энергии, а именно волны изгиба, магнитные поля или сжатый воздух, как указывалось выше. Так, например, с помощью сжатого воздуха, а именно за счет создания эффекта воздушной подушки, снижается сила трения под фигурой или на определенном участке игрового поля для последующего перемещения этой фигуры по данному участку с использованием магнитного поля, что в комбинации показано на фиг. 26c.Depending on additional conditions, in particular, the type, shape and size of the movable game pieces, it is preferable to use one or several of the aforementioned sources of applied force or energy during the implementation, namely bending waves, magnetic fields or compressed air, as indicated above. So, for example, using compressed air, namely, by creating the effect of an air cushion, the friction force under a figure or in a certain area of the playing field is reduced for the subsequent movement of this figure in this area using a magnetic field, which is shown in combination in FIG. 26c.

Таким образом, без дополнительных аргументов понятно, что рассмотренные выше конструктивные решения могут использоваться при создания игр, в особенности настольных. Тем более они могут использоваться для компьютерных игр, где игровой компьютер оперативно автоматически будет двигать реальные фигуры по игровому столу, причем, без вмешательства человека.Thus, without additional arguments, it is clear that the design solutions discussed above can be used to create games, especially board games. Moreover, they can be used for computer games, where a gaming computer will quickly automatically move real figures on the gaming table, moreover, without human intervention.

Как показано и описано выше, реализуемые аппаратные версии могут комплектоваться экраном, выполняющим роль игрового стола, на котором компьютер может автоматически определять позицию фигур в игре.As shown and described above, the implemented hardware versions can be equipped with a screen acting as a gaming table on which the computer can automatically determine the position of the figures in the game.

Благодаря представленным выше техническим подходам решены также задачи, часто связанные с играми, а именно необходимость перемещения нескольких игровых фигур одновременно. Представляемые в данном изобретении конструкции не нуждаются в каких-либо подвижных элементах.Thanks to the technical approaches presented above, tasks often associated with games have also been solved, namely, the need to move several game pieces simultaneously. The structures presented in this invention do not need any movable elements.

Обращая внимание на компоновку на фиг. 14-15b, следует вновь подчеркнуть, что предпочтительно применение тонколистового материала. Поскольку [на волне изгиба] любая точка плоской поверхности движется по эллиптической траектории, при которой на пике волны движение направлено в одну сторону, а на подошве волны - в противоположную сторону, то возникает возможность перемещения объекта, опирающегося на пиковые точки поверхностной волны в нужном направлении, то есть за счет воздействия на объект, в частности, игровую фигуру, контактирующий большей частью с пиковыми точками изгибной волны, силы трения, направленной в сторону движения поверхностных точек пика волны.Referring to the arrangement of FIG. 14-15b, it should again be emphasized that the use of sheet material is preferred. Since [on a bending wave] any point on a flat surface moves along an elliptical trajectory, in which at the peak of the wave the movement is directed in one direction and at the sole of the wave in the opposite direction, it becomes possible to move an object that relies on the peak points of the surface wave in the desired direction , that is, due to the impact on the object, in particular, the game figure in contact mainly with the peak points of the bending wave, the friction force directed towards the movement of the surface points of the peak of the wave.

Орган управления может регулировать форму волны в плоскости с точностью, достаточной для того, чтобы под каждой перемещаемой игровой фигурой в заданном направлении проходили пики волн большой амплитуды, а под фигурами, которые не должны двигаться, амплитуды пик волн оставались незначительными. Посредством подобных манипуляций орган управления может индивидуально передвигать желаемые объекты или устанавливать их в желаемое положение. Для вращения объекта или игровой фигуры орган управления может, например, сгенерировать с противоположных краев опорной поверхности встречные цуги волн за счет чего на объект начинают действовать противоположно направленные силы. В этом отношении орган управления может использовать синтез волнового поля, чтобы генерировать почти неупорядоченное волновое поле. Такой синтез волнового поля достаточно хорошо известен из области акустики. Для этого, как уже описывалось выше в контексте фиг. 18a и 18b, транспортная поверхность может быть окружена большим количеством генераторов изгибной волны, таких как пьезоэлементы, каждый из которых возбуждает головную волну или элементарную волну которые перекрывают желаемое волновое поле согласно принципу Гюйгенса.The control can adjust the waveform in the plane with an accuracy sufficient to ensure that under each moving game piece in a given direction peaks of waves of large amplitude pass, and under the figures that should not move, the amplitudes of the peak of the waves remain insignificant. Through such manipulations, the control can individually move the desired objects or set them in the desired position. For rotation of an object or a game figure, the control body can, for example, generate oncoming waves of opposite waves from opposite edges of the support surface, due to which oppositely directed forces begin to act on the object. In this regard, the control can use wave field synthesis to generate an almost disordered wave field. Such a synthesis of the wave field is well known from the field of acoustics. To this end, as already described above in the context of FIG. 18a and 18b, the transport surface may be surrounded by a large number of flexural wave generators, such as piezoelectric elements, each of which excites a head wave or an elementary wave that covers the desired wave field according to the Huygens principle.

Предпочтительно, чтобы генераторы изгибной волны были установлены не ближе определенного минимального расстояния друг от друга. Такой минимальный интервал может зависеть от частоты, с какой генератор изгибной волны генерирует волны изгиба. При проектировании органа управления 18 следует учитывать, что действие принципа синтеза волнового поля сохраняется для твердых тел и для ультразвукового диапазона. Так, длина волн изгиба может быть меньше размеров перемещаемых игровых фигур или объектов. Например, источники звука, такие как уже упомянутые пьезоэлементы, создают надлежащее волновое поле с цугами волн достаточно высокой частоты в тонкой плоскости, вдоль кромки которой источники звука размещены на определенном малом расстоянии друг от друга. Согласно данным выше пояснениям здесь рекомендуется для предотвращения на срезе плоскости нежелательных отражений установить ограничения за счет акустического волнового сопротивления. В зависимости от приложения достаточным может быть меньшее количество генераторов изгибной волны, установленных через больший интервал друг от друга. Иными словами, в зависимости от применения вполне отвечать требованиям может волновое поле, образованное сокращенным числом элементарных волн или меньшим количеством генераторов изгибной волны.Preferably, the bending wave generators are installed no closer than a certain minimum distance from each other. This minimum interval may depend on the frequency with which the bending wave generator generates bending waves. When designing the control 18, it should be borne in mind that the principle of the synthesis of the wave field is preserved for solids and for the ultrasonic range. So, the wavelength of the bend may be less than the size of the moving game figures or objects. For example, sound sources, such as the piezoelectric elements already mentioned, create an appropriate wave field with trains of waves of sufficiently high frequency in a thin plane, along the edge of which sound sources are placed at a certain small distance from each other. According to the above explanations, it is recommended here to prevent restrictions on the cut plane of the unwanted reflections due to acoustic wave impedance. Depending on the application, a smaller number of bending wave generators installed at a larger interval from each other may be sufficient. In other words, depending on the application, a wave field formed by a reduced number of elementary waves or a smaller number of flexural wave generators may fully meet the requirements.

На фиг. 26c также отражена возможность размещения под дисплеем или под тонкой плоской панелью, отображающей игровое поле, матрицы индивидуально управляемых малогабаритных витков электромагнита, ориентированных вертикально относительно игрового поля. Благодаря этому при соответствующем манипулировании такими обмотками электромагнита внутри игровой плоскости может быть генерировано управляемое магнитное поле. Последнее может использоваться „квазистатически“ или же, согласно принципам линейного электродвигателя, для передвижения игровых фигур, что было отображено в качестве реализации на фиг. 10c. Игровая фигура на фиг. 26b, к примеру, может использоваться в такой реализации, если будет включать в комплект своей оснастки притягиваемый или отталкиваемый магнитом элемент согласно одной из фиг. 10a-10c.In FIG. 26c also reflects the possibility of placing under the display or under a thin flat panel displaying the playing field, a matrix of individually controlled small turns of the electromagnet oriented vertically relative to the playing field. Due to this, with appropriate manipulation of such electromagnet windings, a controlled magnetic field can be generated inside the playing plane. The latter can be used “quasi-statically” or, according to the principles of a linear electric motor, for moving game pieces, which was displayed as an implementation in FIG. 10c. The game figure in FIG. 26b, for example, can be used in such an implementation if it includes an element attracted or repelled by a magnet according to one of FIGS. 10a-10c.

При квазистатическом подходе, например, в игровые фигуры встраивают небольшие постоянные магниты, и задействуют обмотки электромагнита, смонтированные под игровым столом, для приложения к этим постоянным магнитам тягового или сдвигающего усилия. В результате возникают вектора силы, и при достаточной частоте растра и точности регулирования витков соленоидов, а также при обеспечении устройством позиционирования надлежащей обратной связи, о которой говорилось выше, можно достичь желаемой подвижности фигур в игре. Если в игровую фигуру встроено два или больше постоянных магнитов, направленных в разные стороны игрового поля, как проиллюстрировано выше в контексте фиг. 12a-13b, такую фигуру можно свободно вращать или поворачивать, если воздействовать не нее с лвух сторон в нужном направлении толкающим или тянущим магнитным полем. При соответствующей отладке игровой фигуры, эффект сдвига также можно использовать, допустим, для уменьшения массы фигуры, покоящейся на подошве или основании, способствуя сдвигающему или тяговому усилию, прилагаемому к фигуре магнитом, расположенным ниже центра тяжести фигуры.In a quasi-static approach, for example, small permanent magnets are embedded in game pieces, and electromagnet windings mounted under the gaming table are used to apply traction or shear forces to these permanent magnets. As a result, force vectors arise, and with a sufficient raster frequency and accuracy of regulation of the turns of the solenoids, as well as providing the positioning device with the proper feedback mentioned above, it is possible to achieve the desired mobility of the figures in the game. If two or more permanent magnets are inserted into the game piece, directed in different directions of the game field, as illustrated above in the context of FIG. 12a-13b, such a figure can be freely rotated or rotated if it is exposed to it from two sides in the desired direction by a pushing or pulling magnetic field. With appropriate debugging of the game figure, the shear effect can also be used, for example, to reduce the mass of the figure resting on the sole or base, contributing to the shear or traction force applied to the figure by a magnet located below the center of gravity of the figure.

При подходе с использованием линейного электродвигателя, как на фиг. 10c, в игровых фигурах монтируют малогабаритные электромагнитные катушки, выполняющие роль „роторной обмотки“, где ток индуцируется изменениями магнитного поля. Катушки электромагнитов под игровым столом являются катушками возбуждения, которые генерируют подвижное магнитное поле, оказывающее воздействие на витки ротора. Выполненные надлежащим образом катушки возбуждения, например, с соблюдением требуемого расстояния до обмоток ротора и при достаточной „разрешающей способности“ матрицы катушек возбуждения, способствуют прямому взаимному разделению сил на индивидуальных роторных витках для выполнения контролируемых индивидуальных движений игровых фигур. Другая версия реализации состоит в том, чтобы выполнить витки ротора 110 внутри игровых фигур „коммутируемыми“ и за счет этого сделать обмотку ротора раздельно активируемой, например, таким образом, чтобы переключатель или регулируемое сопротивление подключались к ответвлению параллельно реальной обмотке 110. Подвижное магнитное поле может быть расширено, что облегчает настройку матрицы возбуждения или матрицы катушек электромагнита. Путем выбора соответствующих роторных витков можно двигать и вращать нужные фигуры.In the approach using a linear electric motor, as in FIG. 10c, small-sized electromagnetic coils acting as a “rotor winding” are mounted in game figures, where the current is induced by changes in the magnetic field. The coils of electromagnets under the gaming table are field coils that generate a moving magnetic field that affects the turns of the rotor. Properly executed excitation coils, for example, observing the required distance to the rotor windings and with sufficient “resolving power” of the matrix of excitation coils, facilitate direct mutual separation of forces on individual rotor turns to perform controlled individual movements of game figures. Another version of the implementation is to make the turns of the rotor 110 inside the game figures “switched” and thereby make the rotor winding separately activated, for example, so that a switch or adjustable resistance is connected to the branch parallel to the real winding 110. The moving magnetic field can be expanded, which facilitates the adjustment of the excitation matrix or the matrix of coils of the electromagnet. By selecting the appropriate rotary turns, you can move and rotate the desired figures.

Перемещаемые игровые фигуры или объекты могут получать индивидуальные команды извне, например, от органа управления, на размыкание или замыкание соответствующих коммутирующих элементов или роторных обмоток.Movable game pieces or objects can receive individual commands from the outside, for example, from the control, to open or close the corresponding switching elements or rotor windings.

Технические решения, представленные на фиг. 2-8, относятся к устройствам, действующим по принципу „зависания“ на воздушной подушке. В соответствии с этим принципом воздух для воздушной подушки поступает через множество тонких отверстий или пневмосопл опорной плоскости. Как говорилось выше, такая плоскость может представлять собой лист светопроницаемого материала, помещенный над игровым полем, например, над дисплеем. Над этой плоскостью зависают соответствующие объекты, допустим, игровые фигуры. Воздушная подушка под объектом устраняет трение между ним и несущей поверхностью, после чего объект может быть легко перемещен в одном из направлений.The technical solutions shown in FIG. 2-8 relate to devices that operate on the principle of “hovering” on an air cushion. In accordance with this principle, air for the airbag enters through a plurality of thin holes or pneumo nozzles of the supporting plane. As mentioned above, such a plane can be a sheet of translucent material placed above the playing field, for example, above the display. The corresponding objects, for example, game pieces, hang above this plane. The air cushion under the object eliminates friction between it and the bearing surface, after which the object can be easily moved in one of the directions.

Ранее описаны возможные варианты совмещения эффекта воздушной подушки, уменьшающей силу трения, с другими физическими явлениями и силами, обеспечивающими движение. Вместе с тем, воздушные сопла, встроенные в несущую плоскость, могут выполнять роль движителя, генерируя движение за счет их индивидуального открытия и закрытия с подачей воздуха в основания игровых фигур, имеющие специальную конфигурацию, как описывалось при рассмотрении фиг. 2-8.Previously described are possible options for combining the effect of an air cushion that reduces friction, with other physical phenomena and forces that provide movement. At the same time, air nozzles built into the carrier plane can act as a propulsion device, generating movement due to their individual opening and closing with air supply to the bases of game figures having a special configuration, as described when considering FIG. 2-8.

Светопропускающим материалом опорной плоскости совстроенными раздельно регулируемыми пневмоклапанами, о котором уже упоминалось несколько раз, может быть тонкий, не проводящий электричество листовой полимер. В листе такого неэлектропроводящего полимера, например, с помощью лазера прорезают очень узкие короткие щели, которые могут выполнять функции раздельно регулируемых воздушных клапанов. За счет электростатических сил эти щели могут находиться в открытом или закрытом состоянии. Указанные прорези могут быть покрыты прозрачным проводящим материалом, а в дальнейшем - слоем прозрачного неэлектропроводного материала. Таким образом, стенки прорезей, в сущности, образуют „пластинчатый конденсатор“. В последующем на верхней и нижней поверхностях опорной плоскости из прозрачного материала может быть установлена матрица токопроводящих дорожек и транзисторов таким образом, что любая из стенок каждой из прорезей может быть индивидуально отслежена и заряжена.The light-transmitting material of the reference plane with integrated separately adjustable pneumatic valves, which has already been mentioned several times, may be a thin, non-conductive sheet polymer. In a sheet of such a non-conductive polymer, for example, very narrow short slits are cut with a laser, which can act as separately adjustable air valves. Due to electrostatic forces, these slots can be in open or closed state. These slots can be coated with a transparent conductive material, and subsequently with a layer of transparent non-conductive material. Thus, the walls of the slots essentially form a “plate capacitor”. Subsequently, a matrix of conductive tracks and transistors can be installed on the upper and lower surfaces of the reference plane of transparent material so that any of the walls of each of the slots can be individually monitored and charged.

Если стенки щелей в текущий момент заряжены однополярно, они взаимно отталкиваются и открывают воздушный клапан, если же они имеют противоположные заряды, они взаимно притягиваются и сохраняют клапан закрытым, как описано выше. По возможности предпочтительно, чтобы плоскость при этом была достаточно эластична.If the walls of the slots are currently unipolarly charged, they mutually repel and open the air valve; if they have opposite charges, they mutually attract and keep the valve closed, as described above. If possible, it is preferable that the plane in this case be sufficiently elastic.

Возможен вариант решения, в соответствии с которым электростатические клапаны образуются двумя слоями фольги, лежащими друг над другом.A solution is possible, according to which the electrostatic valves are formed by two layers of foil lying on top of each other.

Другой вариант опорной плоскости может обеспечивать горизонтальное перемещение игровых фигур за счет движущих сил, вырабатываемых управляемыми пневмоклапанами. Одно из возможных конструктивных решений, описанных выше, предусматривает разделение нижнего объема фигуры перегородками на изолированные отсеки. Через воздушные клапаны воздух может подаваться в отсеки раздельно. В центре фигуры может быть выгорожена полностью изолированная камера, за счет которой формируется несущая воздушная подушка. Вокруг такой камеры могут располагаться отсеки, перегородки которых не сплошные. Устье проема в перегородке образует „реактивное сопло“, которое при подаче воздуха в зависимости от своей геометрии может создавать продольную или поперечную тягу. В этой связи следует вновь сделать ссылку на описание фиг. 3, 4a и 4b. Для перемещения фигуры сначала центральную камеру наполняют воздухом для образования несущей воздушной подушки, ослабляющей силу трения, затем, в один или несколько других отсеков подают воздух для создания тяговой силы в определенном направлении прямолинейного или вращательного движения.Another variant of the reference plane can provide horizontal movement of game figures due to the driving forces generated by the controlled pneumatic valves. One of the possible structural solutions described above provides for the separation of the lower volume of the figure by partitions into isolated compartments. Through the air valves, air can be supplied to the compartments separately. In the center of the figure, a completely insulated chamber can be blocked out, due to which a carrier air cushion is formed. Around such a chamber can be compartments, the partitions of which are not continuous. The mouth of the opening in the partition forms a “jet nozzle", which, when supplied with air, depending on its geometry, can create longitudinal or transverse thrust. In this regard, reference should again be made to the description of FIG. 3, 4a and 4b. To move the figure, first the central chamber is filled with air to form a carrier air bag that weakens the friction force, then air is supplied to one or several other compartments to create a traction force in a certain direction of linear or rotational motion.

Таким образом, благодаря описанным выше конструктивным решениям отпадает необходимость применения роботов-манипуляторов для захвата и перемещения объектов на поверхности. Активные подвижные элементы для игровых фигур не требуются. Векторы силы формируются без посредства подвижных элементов, за исключением вышеуказанных случаев с электростатическими пневмоклапанами или пьезоэлементами для генерации изгибной волны. С помощью предлагаемых версий исполнения вращаться или перемещаться могут одновременно несколько фигур. Генерация вектора силы может выполняться исключительно „снизу“. Благодаря этому, пространство над игровым полем или над транспортной поверхностью остается свободным. В частности, представленные выше аппаратные версии делают игру „осязаемой“ со стороны игрового компьютера как партнера. Компьютер может распознавать ходы человека и делать ответные ходы за себя или за удаленных игроков непосредственно реальными игровыми фигурами. Воплощена может быть любая игра, в которой правилами предусматривается наличие игрового поля и фишек игроков.Thus, thanks to the design solutions described above, there is no need to use robotic manipulators to capture and move objects on the surface. Active movable elements for game pieces are not required. Force vectors are formed without moving elements, with the exception of the above cases with electrostatic pneumatic valves or piezoelectric elements to generate a bending wave. Using the proposed versions of execution, several figures can rotate or move simultaneously. The generation of the force vector can be performed exclusively “from below”. Due to this, the space above the playing field or above the transport surface remains free. In particular, the hardware versions presented above make the game “tangible” on the part of the gaming computer as a partner. The computer can recognize human moves and make reciprocal moves for themselves or for remote players directly with real game pieces. Any game may be embodied in which the rules provide for the presence of a playing field and players' chips.

В отношении раздельно управляемых воздушных клапанов необходимо обратить внимание на то, что используемый материал, например, кремний (силикон), предпочтительно должен быть достаточно эластичным, чтобы эффективно обеспечивать размыкание и смыкание воздуховодов. Как уже говорилось ранее, прилагаемое усилие может создаваться за счет электростатической силы благодаря наличию электрических полей. В результате обкладка конденсатора может быть прозрачной. В зависимости от практического приложения может быть достаточно одного электрода или одной пластины обкладки конденсатора для каждого раздельно регулируемого клапана, если, например, в качестве другой пластины обкладки конденсатора или другого электрода будет введена область с постоянно заряженным участком или с одной постоянно заряженной стенкой щели индивидуально регулируемого пневмоклапана. Как уже предлагалось выше, воздушные клапаны могут быть выполнены из кремния (силикона) и встроены в опорную плоскость из твердого материала, например, из листового стекла, с отверстиями по размеру клапанов. Коэффициенты преломления кремниевых клапанов и стекла подбирают так, чтобы они совпадали, допустим, 1,43. Следовательно, можно обеспечить оптическую плавность перехода границы между стеклом и кремниевыми клапанами без нарушения светопроницаемости.With regard to separately controlled air valves, it is necessary to pay attention to the fact that the material used, for example, silicon (silicone), should preferably be flexible enough to effectively ensure the opening and closing of the air ducts. As mentioned earlier, the applied force can be created due to electrostatic force due to the presence of electric fields. As a result, the capacitor plate may be transparent. Depending on the practical application, one electrode or one capacitor plate for each separately adjustable valve may be sufficient if, for example, a region with a continuously charged section or with one constantly charged gap wall of an individually adjustable gap is introduced as another plate of the capacitor plate pneumatic valve. As already suggested above, the air valves can be made of silicon (silicone) and embedded in the supporting plane of a solid material, for example, sheet glass, with holes in the size of the valves. The refractive indices of silicon valves and glass are selected so that they coincide, say, 1.43. Therefore, it is possible to ensure optical smoothness of the transition between the glass and silicon valves without impairing light transmission.

Из варианта реализации, рассмотренного на примере фиг. 14-15b, известно, что движение может быть генерировано также за счет стационарной волны. Орган управления может управлять средством перемещения 16 таким образом, чтобы перемещаемый объект или игровая фигура с надлежащей геометрией основания находились во впадине стоячей волны. Если стоячая волна затем начнет медленно двигаться, предположим, за счет плавного регулирования фазы одного из генерирующих волновых цугов, игровая фигура начнет перемещаться в горизонтальной плоскости между пиками волн. Если вблизи игровой фигуры находятся обособленные зоны сложных конфигураций, фигуре может быть придано вращательное движение посредством двух разных стоячих волн.From the embodiment described in the example of FIG. 14-15b, it is known that motion can also be generated by a stationary wave. The control can control the means of movement 16 so that the moved object or game figure with the proper geometry of the base were in the cavity of a standing wave. If the standing wave then begins to move slowly, suppose, due to the smooth regulation of the phase of one of the generating wave trains, the game figure will begin to move in a horizontal plane between the peaks of the waves. If separate zones of complex configurations are located near the game figure, the figure can be imparted rotational movement by means of two different standing waves.

В зависимости от условий практического применения описанные выше способы могут быть реализованы в аппаратных или программных средствах, что касается, в частности, алгоритмов локализации и идентификации объектов на плоскости дисплея или техники перемещения объектов по горизонтальной плоскости. При техническом исполнении могут быть использованы цифровые носители и накопители данных, такие, в частности, как гибкий диск, CD, DVD, хранящие электронно считываемые сигналы управления и взаимодействовать с программируемой компьютерной средой таким образом, чтобы мог быть осуществлен соответствующий способ. Таким образом, в целом, изобретение представляет собой программный продукт или компьютерный продукт или программные средства с программным кодом на машиночитаемом носителе для осуществления способа, представленного в настоящем изобретении, при условии реализации данного программного продукта с использованием компьютерной или процессорной техники. Определяя иначе, изобретение может быть реализовано как вариант цифрового носителя средств управления компонентами системы с программным кодом для осуществления представляемого способа при условии выполнения с использованием процессорной техники. В качестве процессора здесь может быть задействован компьютер, микропроцессорная карта, игровой компьютер или другие интегральные схемы.Depending on the conditions of practical application, the methods described above can be implemented in hardware or software, in particular, in particular, algorithms for localizing and identifying objects on the display plane or techniques for moving objects on a horizontal plane. For technical performance, digital media and data storage devices can be used, such as, in particular, floppy disks, CDs, DVDs that store electronically readable control signals and interact with a programmable computer environment in such a way that the corresponding method can be implemented. Thus, in General, the invention is a software product or computer product or software with software code on a computer-readable medium for implementing the method presented in the present invention, subject to the implementation of this software product using computer or processor technology. Defining otherwise, the invention can be implemented as a variant of a digital medium for controlling components of a system with program code for implementing the present method, provided that it is performed using processor technology. As a processor, a computer, a microprocessor card, a gaming computer, or other integrated circuits can be used here.

Claims (6)

1. Система для перемещения объекта по поверхности с использованием притягивающей или отталкивающей силы магнитного поля, включающая в себя: множество независимо управляемых катушек электромагнита, распределенных по поверхности, предназначенных для образования магнитных диполей, направленных перпендикулярно к горизонтальной поверхности; устройство позиционирования объекта на поверхности; орган управления множеством катушек электромагнита, распределенных по поверхности, предназначенных для приближения объекта к намеченной позиции на поверхности.1. A system for moving an object over a surface using the attractive or repulsive forces of a magnetic field, including: a plurality of independently controlled electromagnet coils distributed over the surface, designed to form magnetic dipoles directed perpendicular to the horizontal surface; device for positioning an object on the surface; a control element for a plurality of electromagnet coils distributed over the surface, designed to bring an object closer to its intended position on the surface. 2. Система по п. 1, в составе которой объект выполнен из магнитопроницаемого материала и включает в себя два элемента, которые могут притягиваться или отталкиваться магнитным полем в любом направлении в горизонтальной плоскости на опорной поверхности.2. The system according to claim 1, in which the object is made of a magnetically permeable material and includes two elements that can be attracted or repelled by a magnetic field in any direction in the horizontal plane on the supporting surface. 3. Система по п. 1, которая также включает в себя сопловую диафрагму, выполняющую роль транспортной поверхности и содержащую в себе множество встроенных сопл, сквозь которые может контролируемо подаваться сжатый воздух, образующий воздушную подушку между объектом и поверхностью.3. The system of claim 1, which also includes a nozzle diaphragm acting as a transport surface and comprising a plurality of built-in nozzles through which compressed air can be supplied in a controlled manner, forming an air cushion between the object and the surface. 4. Система по п.1, в составе которой устройство позиционирования объекта на поверхности, в свою очередь, включает в себя дисплей, установленный (относительно взгляда наблюдателя) между рабочей поверхностью, расположенной над ним, и множеством катушек электромагнита, распределенных по площади поверхности под ним, при этом изображение на дисплее остается видимым для наблюдателя сквозь рабочую поверхность; орган управления дисплеем, контролирующий меняющееся на горизонтальной поверхности изображение; оптический датчик, смонтированный внутри или снаружи объекта, для оптического сканирования несущей поверхности, на которую опирается плоская подошва основания объекта, с целью получения визуальной информации об изменениях в изображении на горизонтальной поверхности; и блок ориентации для определения положения объекта в зависимости от результата сканирования.4. The system according to claim 1, in which the device for positioning an object on the surface, in turn, includes a display mounted (relative to the observer’s gaze) between the work surface located above it and a plurality of electromagnet coils distributed over the surface area under him, while the image on the display remains visible to the observer through the working surface; display control, controlling the image changing on a horizontal surface; an optical sensor mounted inside or outside the object for optical scanning of the bearing surface, on which the flat sole of the base of the object rests, in order to obtain visual information about changes in the image on a horizontal surface; and an orientation unit for determining the position of the object depending on the scan result. 5. Способ перемещения объекта, при котором за счет магнитного притяжения или отталкивания объект может двигаться по поверхности за счет множества катушек электромагнита, распределенных по всей площади поверхности, регулируемых независимо друг от друга с целью генерации магнитных диполей, направленных перпендикулярно к поверхности, при этом основными составляющими способа являются позиционирование объекта на поверхности; и управление множеством катушек электромагнита, распределенных по всей площади поверхности, с целью приближения объекта к намеченному местоположению на поверхности.5. A method of moving an object in which, due to magnetic attraction or repulsion, the object can move on the surface due to a plurality of electromagnet coils distributed over the entire surface area, independently adjustable to generate magnetic dipoles directed perpendicular to the surface, with the main the components of the method are positioning an object on a surface; and controlling a plurality of electromagnet coils distributed over the entire surface area to bring an object closer to its intended location on the surface. 6. Машиночитаемый носитель, содержащий сохраненную на нем компьютерную программу с программным кодом, способным выполнять осуществления способа по п.5, когда компьютерная программа выполняется компьютером или процессором. 6. A computer-readable medium containing a computer program stored thereon with program code capable of performing the method according to claim 5, when the computer program is executed by a computer or processor.
RU2013150015/12A 2013-11-11 Transportation of object on surface RU2588458C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150015/12A RU2588458C2 (en) 2013-11-11 Transportation of object on surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013150015/12A RU2588458C2 (en) 2013-11-11 Transportation of object on surface

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011123123/12A Division RU2543406C2 (en) 2008-11-14 2009-10-30 Object transportation over surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013150015A RU2013150015A (en) 2015-05-20
RU2588458C2 true RU2588458C2 (en) 2016-06-27

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3841636A (en) * 1973-11-29 1974-10-15 Marvin Glass & Associates Vibratory game
US3909741A (en) * 1974-11-04 1975-09-30 Gen Electric Acoustic transducer with direct current output
US20020066997A1 (en) * 2000-12-05 2002-06-06 Jaan Noolandi Air jet board device
DE102006009451A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Interaction device for game board, has controller formed and coupled with transmitting/receiving devices to control each transmitting/receiving device to cooperate with identification devices for identifying and locating pieces on board

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3841636A (en) * 1973-11-29 1974-10-15 Marvin Glass & Associates Vibratory game
US3909741A (en) * 1974-11-04 1975-09-30 Gen Electric Acoustic transducer with direct current output
US20020066997A1 (en) * 2000-12-05 2002-06-06 Jaan Noolandi Air jet board device
DE102006009451A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Interaction device for game board, has controller formed and coupled with transmitting/receiving devices to control each transmitting/receiving device to cooperate with identification devices for identifying and locating pieces on board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2573348C2 (en) Object transportation over surface
JP2018060540A (en) Haptic actuator incorporating electropermanent magnet
US9971410B2 (en) Transversal actuator for haptic feedback
Lee et al. ZeroN: mid-air tangible interaction enabled by computer controlled magnetic levitation
US10835808B2 (en) Methods for selecting dice for a gaming system
US9317141B2 (en) Magnetic and electrostatic vibration-driven haptic touchscreen
CN105229719A (en) Display system and method
KR20180119704A (en) System and method for providing haptic stimulus based on position
WO2004055776A9 (en) Interactive directed light/sound system
KR20190040897A (en) Haptic effects with multiple peripheral devices
JP7189957B2 (en) Interactive components for amusement parks
US9746925B2 (en) Haptic feedback device using a dual coil linear solenoid
US9959962B2 (en) Using magnetism to move a physical object proximate a base
RU2588458C2 (en) Transportation of object on surface
RU2590883C2 (en) Transportation of object on surface
KR20200114842A (en) System for controlling micro robot using redundant of magnetic field
JP2024502074A (en) User-specific interactive object system and method
US11465050B2 (en) Intelligent board with integrated devices and connected interactions
Tripicchio et al. Control strategies and perception effects in co-located and large workspace dynamical encountered haptics
US20200058427A1 (en) Impact actuator with 2-degree of freedom and impact controlling method
KR101596839B1 (en) Method and apparatus for calculating speed of dart pin and computer-readable medium thereof
US9488901B1 (en) Crowd-deployable objects to control a presentation
JP2002147523A (en) Iron sand magnetism active vibration control device
KR20150127017A (en) Method and apparatus for calculating speed of dart pin and computer-readable medium thereof