RU2757825C1 - Устройство контроля системы движений - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат направлен на повышении точности контролируемых функций в системе движений. Устройство контроля системы движений, отличающееся тем, что содержит корпус, жестко соединенный с управляющим элементом, на котором расположены кнопки, ролики, регулировочные зажимы, а внутри шарнир, имеющий внутри датчики угла, и хвостовик, жестко закрепленный и соединенный с кронштейном крепления, центральный процессор, размещенный на устройстве и соединённый с шарниром и педалями. 3 ил.

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности устройствам ввода и может быть использовано в компьютерных играх, для управления объектами в моделируемых на ЭВМ пространствах, в области машиностроения, самолетостроения, космонавтики.

Известен аналог манипулятор для компьютера в описании изобретения к патенту РФ №2344465, МПК G06F 3/00, 16.04.2007, опубл. 20.01.2009, содержащий кнопки, корпус, жестко соединенный с управляющим элементом, выполненным в виде Н-образной рамы с криволинейными опорными поверхностями, на передних частях которого по периферии напротив друг друга с боковых сторон расположены кнопки и ролики для удобного управления системой движений, внутри установлен шарнир, на котором жестко закреплен хвостовик, причем на управляющем элементе, выполненном в виде Н-образной рамы, между криволинейными опорными поверхностями установлены зажимы, а внутри корпуса расположен регулятор, контролирующий жесткость хода шарнира.

Недостатки: недостаточно высокие показатели количества, качества, надежности, точности контролируемых функций в системе движений, скорости переключения функций управления.

Шарнир, не обеспечивает возможности точного контроля прицела во всех положениях Н-образной рамы. Оси вращения шарнира, работают не зависимо друг от друга, не обеспечивая возможности точного контроля прицела, при взаимодействии между собой. А именно при одновременной работе двух осей контролирующих одно и то же движение с разным разрешением прицела, а так же при одновременной работе двух осей контролирующих разные движения. Педали не обеспечивают необходимую скорость переключения функций управления.

Наиболее близким техническим решением из известных является описание изобретения к патенту РФ №№2556498, устройство контроля системы движений, МПК G06 F3/00, от 01.07.2014., опубл. 10.07.2015 в Бюл. №19, содержащее кнопки, корпус, жестко соединенный с управляющим элементом, выполненным в виде Н-образной рамы с криволинейными опорными поверхностями, на передних частях которого по периферии напротив друг друга с боковых сторон расположены кнопки и ролики, внутри установлен шарнир, на котором жестко закреплен хвостовик, на управляющем элементе, выполненном в виде Н-образной рамы, между криволинейными опорными поверхностями установлены зажимы, а внутри корпуса расположен регулятор, контролирующий жесткость хода шарнира. Для контроля системы движений дополнительно введены педали и датчики движения, соединенные с управляющим элементом проводами или беспроводной связью, а хвостовик жестко соединен с кронштейном крепления, имеющим регулировочные зажимы.

Недостатки: недостаточно высокие показатели количества, качества, надежности, точности контролируемых функций в системе движений скорости переключения функций управления.

Шарнир, не обеспечивает возможности точного контроля прицела во всех положениях Н-образной рамы. Оси вращения шарнира, работают не зависимо друг от друга, не обеспечивая возможности точного контроля прицела, при взаимодействии между собой. А именно при одновременной работе двух осей контролирующих одно и то же движение с разным разрешением прицела. Педали не обеспечивают необходимую скорость переключения функций управления.

Технический результат: повышение показателей количества, качества, надежности, точности контролируемых функций в системе движений, скорости переключения функций управления.

Технический результат в устройстве контроля системы движений достигается за счет того, что содержит корпус, жестко соединенный с управляющим элементом, выполненном в виде Н-образной рамы с криволинейными опорными поверхностями и на котором расположены кнопки, ролики, регулировочные зажимы, внутри корпуса расположен шарнир, на оси шарнира расположены датчики угла, и хвостовик жестко закрепленный и соединенный с кронштейном крепления, имеющим регулировочные зажимы, регулятор, контролирующий жесткость хода шарнира, педали с датчиками угла расположения, датчики движения и дополнительные управляющие элементы, оснащенные, многоконтактными кнопками, шарнирными кнопками и роликами, соединенными с центральным процессором, размещенным на устройстве.

Технический результат достигается за счет возможности регулировки высоты управляющего элемента и расстояния до оператора с помощью кронштейна с зажимами, жестко соединяющего хвостовик с сиденьем оператора, т.к. оператор может максимально точно выбрать точку опоры дополнительного управляющего элемента, жестко зафиксировать ее положение и во время работы не возникает мешающих управлению колебаний между точкой опоры дополнительного управляющего элемента и сиденьем оператора за счет оснащения устройства контроля педалями, т.к. контроль части функций в системе движений передан ногам, оператор глубже погружается в моделируемое на ЭВМ пространство, что делает управление более интуитивным, облегчая перемещение в моделируемом на ЭВМ пространстве, за счет того, что переданная ногам часть функций управления снижает нагрузку на пальцы рук оператора, он меньше устает, что повышает продолжительность его надежной и точной работы, за счет оснащения устройства датчиками движения, контролирующими положение головы, плеч, и рук оператора, т.к. оператор получает дополнительные функции, создающие новые возможности в системе движений, что позволяет достигать более точного результата во время управления, педали и датчики движения, соединенные с дополнительным управляющим элементом проводами или беспроводной связью позволяют часть контролируемых функций передать ногам оператора и отслеживать положение головы, рук, плеч оператора в пространстве. Педали и датчики движения, соединенные с дополнительным управляющим элементом проводами или беспроводной связью позволяют часть контролируемых функций передать ногам оператора и отслеживать положение головы, рук, плеч оператора в пространстве. Центральный процессор, размещенный непосредственно возле устройства или непосредственно внутри устройства, или на конструктивных элементах устройства, который определяет положение и скорость вращения Н-образной рамы при помощи датчиков угла расположенных в корпусе шарнира, создает зону «холостого» хода в момент остановки Н-образной рамы, а так же отменяет зону «холостого хода» в момент начала движения Н-образной рамы в зависимости от скорости и направления движения Н-образной рамы при этом центральный процессор при помощи датчиков угла расположенных в корпусе шарнира определяет положение осей относительно друг друга и изменяет размер зоны «холостого» хода в зависимости от положения Н-образной рамы в пространстве, при чем шарнир имеет возможность перемещения зоны «холостого» хода оси вращения, непосредственно по оси вращения, при этом зона «холостого» хода возникает автоматически в момент остановки Н-образной рамы, не зависимо от положения Н-образной рамы, а сами оси вращения шарнира имеют зависимость размера зоны «холостого» хода от положения друг друга, а так же центральный процессор при помощи датчиков угла расположенных в педалях отслеживает положение педалей, при чем отключение педалей происходит не в момент полного отпускания педали а в начальный момент отпускания педали при этом срабатывание отключения педали не зависит от положения педали по отношению к ходу самой педали и не зависит от того когда было начато отпускание, в начале полного хода педали или в конце полного хода педали, или в середине полного хода педали. Повышение количества показателей осуществляется за счет оси с двумя разными разрешениями, качества за счет плавающей по оси зоны «холостого» хода, надежности прицеливания при одновременной работе всех осей, точности прицеливания во всех положениях Н-образной рамы, скорости переключения, контролируемых функций в системе движений.

Технический результат в устройстве контроля системы движений достигается за счет совокупность всех указанных выше существенных признаков.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна.

Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники.

Изобретение является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

Устройство для контроля системы движений поясняется чертежами, где:

на Фиг. 1 - изображен общий вид устройства;

на Фиг. 2 - схематично изображена работа шарнира 3 устройство зоны 24 и осей вращения 26, 28, 33;

на Фиг. 3 - схематично изображено устройство педалей.

Устройство контроля системы движений включает в себя кнопки 1, корпус 2, внутри корпуса 2 установлен шарнир 3, на котором жестко закреплен хвостовик 4, жестко соединенный с сиденьем оператора 13, кронштейном 14 с зажимами 15, причем корпус 2 жестко соединен с управляющим элементом 5, выполненном в виде Н-образной рамы с криволинейными опорными поверхностями 6 для расположения предплечий оператора с возможностью движения за счет шарнира 3, жесткость хода которого может регулироваться с помощью расположенного в корпусе 2 регулятора 12 по желанию оператора или автоматически в зависимости от ситуации, происходящей в системе движений. На передних частях 7 управляющего элемента 5 по периферии напротив друг друга с боковых сторон расположены кнопки 1, кнопки шарнирные 8, кнопки многоконтактные 9, ролики 10 для надежного и точного управления системой движений, причем управляющий элемент 5 имеет возможность регулировки Н-образной рамы за счет расположенных на ней зажимов 11 по ширине между криволинейными опорными поверхностями 6. Криволинейные опорные поверхности 6 оснащены регулятором 18 контролирующем положение криволинейных опорных поверхностей 6 на управляющем элементе 5. Устройство для контроля системы движений оснащено педалями 16 и датчиками движения 17, соединенными с управляющим элементом 5 проводами или беспроводной связью. Для контроля системы движений имеется по меньшей мере два дополнительных управляющих элемента 19, которые контролируют систему движений в аналоговом режиме, которые соединены с управляющим элементом 5 проводами или беспроводной связью. На передних частях указанных элементов 19 по периферии друг против друга с боковых сторон расположены кнопки 20 кнопки многоконтактные 21, кнопки шарнирные 23 и ролики 22. Форма каждого дополнительного управляющего элемента 19 может быть выполнена различной по форме, размерам, геометрии например, в виде пистолета, другого вида оружия, криволинейной эргономичной формы необходимой для конкретной игры или криволинейной эргономичной формы необходимой для конкретной среды применения. Центральный процессор 36, может быть размещен непосредственно возле устройства или непосредственно внутри устройства, или на конструктивных элементах устройства, соединенный с шарниром 3 и педалями 16 проводами, датчики угла 37, расположенные в корпусе 2, датчики угла 38, расположенные в педалях 16, определяют положение и скорость вращения Н-образной рамы 5, при помощи датчиков угла 37, расположенных в корпусе 2, создается зона «холостого» хода 24 в момент остановки Н-образной рамы 5, а так же отменяется зона «холостого» хода 24 в момент начала движения Н-образной рамы 5 в зависимости от скорости и направления движения Н-образной рамы 5, а сами оси вращения 26, 28 шарнира 3, соединенного проводами с центральным процессором 36, имеют зависимость размера зоны «холостого» хода 24 от положения друг друга, заданную центральным процессором 36, который определяет положение осей 26, 28 относительно друг друга при помощи датчиков угла 37, расположенных в корпусе 2 и изменяет размер зоны «холостого» хода 24 в зависимости от положения Н-образной рамы 5 в пространстве, при этом шарнир 3, соединенный проводами с центральным процессором 36, имеет возможность перемещения зоны «холостого» хода 24 оси вращения 26, непосредственно по оси вращения 26, при этом зона «холостого» хода 24 возникает автоматически в момент остановки Н-образной рамы 5, не зависимо от положения Н-образной рамы 5 в пространстве, а зона холостого хода 24 установленная центральным процессором 36, имеет заданный размер 25, установленный процессором 36, на оси 26, в положении 27 Н-образной рамы 5, расположенном на оси 28, и заданный размер 29, установленный центральный процессором 36, на оси 26 в положении 30 Н-образной рамы 5, расположенном на оси 28, а так же зону холостого хода 24, установленную центральный процессором 36, и автоматически возникающую на оси 26 в положении 31 Н-образной рамы 6 на оси 26, и положении 32 Н-образной рамы 6 на оси 26, а так же ось 33 имеющую возможность взаимосвязи с осью 26 аналогичную взаимосвязи между осями 26 и 28, а так же педали 16, соединенные проводами с центральным процессором 36 который, отслеживает положение педалей 16 при помощи датчиков угла 38, расположенных в педалях 16, работают таким образом, что отключение педали 16 происходит не в момент полного отпускания педали 16, а в начальный момент отпускания 35 педали 16, при чем срабатывание отключения педали 16 не зависит от положения педали 16 по отношению к ходу 34 самой педали 16 и не зависит от того когда было начато отпускание, в начале полного хода 34 педали 16 или в конце полного хода 34 педали 16, или в середине полного хода 34 педали 16. Работа устройства. Устройство контроля системы движений работает следующим образом. Оператор посредством кронштейна 14 с зажимами 15 максимально точно выбирает точку опоры управляющего элемента 5, жестко закрепляет в ней хвостовик 4, жестко соединенный с шарниром 3. Оператор сидит на сиденье 13 перед корпусом 2, предплечья рук ложатся на управляющий элемент 5, выполненный в виде Н-образной рамы с криволинейными опорными поверхностями 6 для расположения предплечий оператора с возможностью движения за счет шарнира 3, жестко закрепленного с сиденьем 13 посредством хвостовика 4 и кронштейна 14 с зажимами 15. Оператор устанавливает точную для себя ширину управляющего элемента 5 при помощи зажимов 11, устанавливает точный для себя угол расположения криволинейных опорных поверхностей 6 относительно своего тела и управляющего элемента 5, при помощи регулятора 18, устанавливает точную для себя точку расположения криволинейных опорных поверхностей 6 относительно своих предплечий и управляющего элемента 5, при помощи регулятора 18. Управляющий элемент 5, жестко соединенный с корпусом 2, в котором расположен шарнир 3, за счет которого управляющий элемент 5, получает возможность движения, причем в корпусе 2 установлен регулятор 12, контролирующий жесткость хода шарнира 3, и оператор перед началом работы устанавливает нужный уровень жесткости хода шарнира 3 при помощи регулятора 12. Система движений частично контролируется предплечьями оператора, лежащими на криволинейных опорных поверхностях 6, частично контролируется кистями оператора, лежащими на передних частях 7 управляющего элемента 5, частично контролируется ногами оператора посредством педалей 16, частично контролируется движениями головы, рук, плеч оператора, посредством датчиков движения 17, частично контролируется руками оператора, держащими дополнительные управляющие элементы 19. Так как регулятор 12, расположенный в корпусе 2, то во время работы заявляемого устройства автоматически контролирует жесткость хода шарнира 3 в корпусе 2 в зависимости от ситуации в системе движений, у оператора возникает эффект «обратной связи» и более четкое восприятие системы движений, а в смешанном режиме управления регулятор 12 оставляет свободный ход только на одной оси вращения, превращая управляющий элемент 5 в подобие автомобильного руля. Так как часть системы движений контролируется ногами оператора посредством педалей 16, оператор глубже погружается в пространство, моделируемое на электронной вычислительной машине (далее ЭВМ), у оператора возникает эффект «присутствия внутри» моделируемого на ЭВМ пространства. Так как часть системы движений контролируется движениями головы, рук и плеч оператора, посредством датчиков движения 17 у оператора появляются новые функции в системе движений. Так как часть системы движений контролируется руками оператора, держащими дополнительные управляющие элементы 19 у оператора возникает возможность управления двумя руками в аналоговом и смешанном режимах, работать параллельно с разными задачами или выполнять одну задачу двумя руками, где пальцы рук оператора взаимодействуют с кнопками 1, кнопками шарнирными 8, кнопками многоконтактными 9 и роликами 10, расположенными на передних частях 7 управляющего элемента 5 по периферии напротив друг друга с боковых сторон для точного управления системой движений, а так же пальцы рук оператора взаимодействуют с кнопками 20 дополнительного управляющего элемента 19, кнопками многоконтактными 21 дополнительного управляющего элемента 19, кнопками шарнирными 23 дополнительного управляющего элемента 19, и роликами 22 дополнительного управляющего элемента 19, расположенных на передних частях дополнительно введенных по меньшей мере двух дополнительных управляющих элементов 19 по периферии друг против друга с боковых сторон для точного управления системой движений, а так же для точного управления системой движений зона холостого хода 24, установленная центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 37 расположенных в корпусе 2, имеющая заданный размер 25 установленный центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 37 расположенных в корпусе 2, на оси 26 шарнира 3, равномерно, плавно, от меньшего к большему, и обратно от большего к меньшему изменяется заданный размер 25, установленный центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 37, расположенных в корпусе 2 на оси 26 шарнира 3 при переходе из положения 27, Н-образной рамы 5 на оси 28 шарнира 3, на заданный размер 29, установленный центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 37, расположенных в корпусе 2 на оси 26 шарнира 3, в положении 30 Н-образной рамы 5 на оси 28 шарнира 3, а сама зона холостого хода 24, установленная центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 37, расположенных в корпусе 2, возникает автоматически за счет центрального процессора 36 на оси 26 шарнира 3 в момент остановки Н-образной рамы 5 в положении 31 и 32 на оси 26, так же как и в любой другой точке на оси 26, при этом возможно введение зависимости заданного размера 25, установленного центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 37, расположенных в корпусе 2 на оси 26 шарнира 3 от положения Н-образной рамы 5 по оси 33 шарнира 3 аналогичной взаимосвязи между осями 26 и 28, а педали 16, имеющие ход 34, установленный центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 38 расположенных в педалях 16 начинают свое отключение в зоне 35, установленной центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 38, расположенных в педалях 16 с первого момента отпускания педали 16, зона 35, установленная центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 38, расположенных в педалях 16, возникает автоматически с первого момента отпускания педали 16 на протяжении всего хода 34 педали 16, установленного центральным процессором 36 при помощи датчиков угла 38, расположенных в педалях 16.

Использование устройства для контроля системы движений позволит повысить показатели количества, качества, надежности, точности контролируемых функций в системе движений, скорость переключения функций управления.

Claims (1)

1. Устройство контроля системы движений, отличающееся тем, что содержит корпус, жестко соединенный с управляющим элементом, выполненным в виде Н-образной рамы с криволинейными опорными поверхностями и на котором расположены кнопки, ролики, регулировочные зажимы, внутри корпуса расположен шарнир, на оси шарнира расположены датчики угла, и хвостовик, жестко закрепленный и соединенный с кронштейном крепления, имеющим регулировочные зажимы, регулятор, контролирующий жесткость хода шарнира, педали с датчиками угла расположения, датчики движения и дополнительные управляющие элементы, оснащенные многоконтактными кнопками, шарнирными кнопками и роликами, соединенными с центральным процессором, размещенным на устройстве.

Images