RU60871U1 - Силовое устройство к джойстику для управления виртуальным самолетом - Google Patents

Abstract

Заявляется силовое устройство к джойстику для управления виртуальным самолетом в компьютерных играх. Отличается от известных тем, что управление рулем направления осуществляется педалями, выполненными с дугами для фиксации ног, подвижно соединенными с консолями тяги и установленными на поворотной балке, соединенной с возвратным механизмом и подвижно закрепленной на платформе со смонтированными на ней тягой педалей и кронштейном датчика, выполненным с возможностью его поворота для регулировки датчика, при этом платформа установлена на опорной плите. Управление газом и управление закрылками осуществляется двумя ручками управления, соединенными с рычагами, выполненными с возможностью поворота относительно оси их крепления и с ограничителями перемещения, причем рычаг управления закрылками установлен на коромысле, выполненном в виде двуплечего рычага и соединенном пружинно-шарнирными механизмами с пластиной микровыключателей, а рычаг газа установлен на оси крепления и оси органичителя перемещения с механизмами устранения люфта и соединен поводком с датчиком газа. Платформа ручек управления выполнена в виде корпуса со струбциной, интегрированной в корпус в виде неравнобокого горизонтального выреза с винтом, заканчивающимся маховиком, и прижимной площадкой. Возвратный механизм может быть выполнен в виде цилиндра со съемным колпаком, через отверстие в котором проходит шток, один конец которого соединен с поворотной балкой педалей, а второй с поршнем, по обеим сторонам которого со сжатием установлены пружины, при этом поршень изготовлен из антифрикционного материала. Поворотная балка может иметь Т-образное сечение и ряд отверстий для уменьшения ее веса и может быть установлена в упорном подшипнике, смонтированном на платформе. Педаль может состоять из опорной поверхности и основания, с которым соединены нижние концы дуги для фиксации ноги, при этом основание посредством механизма позиционирования подвижно соединено с консолью тяги педалей.

Тяга педалей может иметь несколько отверстий по обеим сторонам от оси поворота тяги для тонкой регулировки реакции связанного с тягой датчика на отклонение педалей путем перестановки П-образной скобы. Платформа может крепиться к опорной плите посредством тумбы в виде пустотелого цилиндра, соосно с которым на внутренней поверхности опорной плиты размещен усилитель жесткости. Заявляемое устройство является простым по конструкции дополнительным игровым устройством к компьютеру, позволяющим в домашних условиях обеспечить физические ощущения реалистичности управления виртуальным самолетом, приближенного к управлению реальным самолетом. 7 з.п. ф-лы, 6 илл.

Description

Полезная модель относится к устройствам ввода команд в ПК, а именно, к дополнительным устройствам управления виртуальным полетом виртуального самолета и может найти применение в компьютерных играх.

Известны различные джойстики для авиасимуляторов, имеющиеся в продаже и выпускаемые фирмами Saitek и ThrustMaster, представляющие собой платформу с одной ручкой управления, имеющей несколько программируемых кнопок, и контроллера тяги или газа (тролла), встроенного в ручку управления или вынесенного за его пределы в виде самостоятельного элемента (современная модель джойстика Thrustmaster TopGun Afterburner). Этот джойстик обеспечивает плавное регулирование по трем осям, при этом четвертая ось регулирования полета виртуального самолета (так называемый руль направления, в реальности управляемый педалями) может управляться поворотом рукоятки вокруг своей оси. Такой вариант управления удобен, но не отражает реального процесса управления самолетом, так как не имеет педалей.

Известно устройство «силовой джойстик» (заявка на изобретение РФ №2003130952 от 20.10.03 г.), содержащее игровой стержень со съемными рукоятками, нижний конец которого выполнен в виде шара и размещен в стакане, образующем среду регулируемого трения, и дополнительной оптической мыши с электрическими отводами. Данное устройство также не обеспечивает полной реалистичности управления виртуальными моделями самолетов.

Наиболее близким к заявляемому является имеющийся в продаже игровой манипулятор Hotas Cougar. Он состоит из двух платформ с ручками управления газом, форсажной камерой и холостого хода. В ручках смонтированы 28 программируемых кнопок и хэт-переключателей, при этом ручки выполнены полноразмерными с фиксаторами положений. Манипулятор

подключается к USB-порту компьютера. Вес манипулятора порядка 9 кг, поэтому нет необходимости в креплении его к столу. Манипулятор на сегодняшний день является самым реалистичным манипулятором для авиасимуляторов и используется ВВС США для обучения пилотов. Но ручки манипулятора скопированы с истребителя F-16, что создает неудобства при их обхвате небольшой по размерам ладонью и быстро наступает усталость рук, а также нет педалей ножного управления. Кроме того, манипулятор достаточно дорогой и недоступен многим пользователям компьютеров.

В настоящее время нет разнообразия дополнительных игровых устройств к домашним компьютерам, оснащенными имеющимися в продаже джойстиками фирм Saitek и ThrustMaster, позволяющих дома, а не в игровом центре, получить физические ощущения при управлении виртуальным самолетом.

Заявляемое силовое устройство, как и известные, состоит из двух частей с платформами, на одной из которых выполнены ручки управления.

Задача, решаемая данной полезной моделью, заключалась в создании дополнительного игрового силового устройства для управления виртуальным самолетом как в домашних условиях, так и в игровых клубах.

Техническим результатом изобретения является создание простого по конструкции силового устройства, обеспечивающего физические ощущения реалистичности управления виртуальным самолетом, приближенного к управлению реальным самолетом.

Данный технический результат достигается тем, что управление рулем направления осуществляется педалями, выполненными с дугами для фиксации ног, подвижно соединенными с консолями тяги и установленными на поворотной балке, соединенной с возвратным механизмом и подвижно закрепленной на платформе со смонтированными на ней тягой педалей и кронштейном датчика и установленной на опорной плите. Кронштейн выполнен с возможностью его поворота для регулировки датчика. Управление газом и управление закрылками осуществляется двумя ручками управления,

соединенными с рычагами, выполненными с возможностью поворота относительно оси их крепления и с ограничителями перемещения, причем рычаг управления закрылками установлен на коромысле, выполненном в виде двуплечего рычага и соединенном пружинно-шарнирными механизмами с ограничителями с пластиной микровыключателей. Рычаг газа установлен на оси крепления и оси органичителя перемещения с механизмами устранения люфта и соединен поводком с датчиком газа. Платформа ручек управления выполнена в виде корпуса со струбциной, интегрированной в корпус в виде неравнобокого горизонтального выреза с винтом, заканчивающимся маховиком, и прижимной площадкой.

Возвратный механизм может быть выполнен в виде цилиндра со съемным колпаком, через отверстие в котором проходит шток, один конец которого соединен с поворотной балкой педалей, а второй с поршнем, по обеим сторонам которого со сжатием установлены пружины, при этом поршень изготовлен из антифрикционного материала. Поворотная балка может иметь Т-образное сечение и ряд отверстий для уменьшения ее веса и установлена на упорном подшипнике, смонтированном на платформе. Педаль может состоять из опорной поверхности и основания с осью для установки в консоли балки, с которым соединены нижние концы дуги для фиксации ноги, при этом основание посредством механизма позиционирования подвижно установлено на консоли тяги педалей. Тяга педалей может иметь несколько отверстий по обеим сторонам от оси поворота тяги для тонкой регулировки реакции связанного с тягой датчика на отклонение педалей путем перестановки П-образной скобы. Платформа может крепиться к опорной плите посредством тумбы в виде пустотелого цилиндра, соосно с которым на внутренней поверхности плиты размещен усилитель жесткости.

Таким образом, заявляемая полезная модель состоит из двух частей, одна из которых является механизмом управления рулем направления,

устанавливаемом на полу, а вторая - механизмом управления газом и закрылками, устанавливаемом на столе.

Заявляемая модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1, 2, 3 представлены виды спереди, сбоку и сверху механизма управления рулем направления с разрезами, на фиг.4 - возвратный механизм в разрезе, на фиг.5 и 6 - виды сбоку и спереди механизма управления газом и закрылками.

Силовое устройство состоит из двух частей - механизма управления направлением (см. фиг.1, 2, 3) и механизма управления газом и закрылками (см. фиг.5 и 6) Механизм управления направлением (см. фиг.1) состоит из педалей 1 с дугами 2, подвижно установленными на поворотной балке 3. Поворотная балка 3 соединена с возвратным механизмом 4 и установлена на платформе 5. На платформе 5 (см. фиг.2) смонтированы: тяга педалей 6, кронштейн 7 с датчиком 8, выполненным с возможностью поворота кронштейна 7 для регулировки датчика 8, и упорный подшипник 9, на котором установлена поворотная балка 3. Для увеличения жесткости платформа 5 установлена на широкой опорной плите 10 посредством тумбы 11, выполненной в виде пустотелого цилиндра 12, соосно с которым на внутренней поверхности опорной плиты 10 размещен усилитель жесткости плиты 13, непосредственно передающий возникающую в процессе работы силового устройства нагрузку на пол.

Поворотная балка 3 имеет Т-образное сечение с рядом отверстий 14, расположенных вдоль вертикальной поверхности для уменьшения веса конструкции и ее стилизации под реальное авиационное оборудование. Балка 3 пропорционально сужается к консолям, на которых установлены педали 1. Балка 3 смонтирована на платформе посредством центрального болта 14, заведенного с внутренней стороны опорной плиты 10 и проходящего через плиту 10 и платформу 5 внутри тумбы 11. После монтажа балки 3 и регулировки необходимого люфта упорного подшипника 9 центральный болт 14 фиксируется контргайкой (на чертеже не показана). Поворотная балка 3 выполнена с ухом для крепления штока возвратного механизма 4.

Педаль 1 состоит из опорной поверхности 15 и основания 16, при этом опорная поверхность 15 закреплена между щеками дуги 2 с наклоном в сторону фронта, а ее передний загнутый конец соединен с передним концом основания 16, образуя жесткую конструкцию. Нижние концы дуги 2 соединены с основанием 16. В основании педали 16 имеется отверстие, в котором закреплена ось педали 17, представляющая собой стержень, в верхней части которого выполнен бурт. Бурт выполнен диаметром, равным диаметру втулки 18, в которой стопорится ось педали 17 при помощи комплекта шплинт-шайба или стопорного кольца (на чертеже не показано). На нижней поверхности основания педали 16 на противоположной от фронта стороне закреплено ухо механизма позиционирования педали 18, плоскость симметрии которого пересекается с осью вращения педали 1. Уши 18 обеих педалей 1 подвижно соединены с консолями тяги 6, которая, в свою очередь, (см. фиг.3) соединена с платформой 5 с помощью оси поворота тяги 19. Вертикальная плоскость, проходящая через ось поворота тяги 19 и ось вращения 20 балки 3, перпендикулярна фронту и при любом отклонении педалей 1 параллельна плоскостям симметрии последних, что обеспечивает продольно-поступательное перемещение педалей 1. На тяге педалей 6 выполнен ряд отверстий 21 для тонкой регулировки реакции датчика 8 на отклонение педалей 1 с помощью тяги 22, выполненной в виде П-образной скобы. Отверстия 21 расположены по обеим сторонам от оси 19 для возможной инвертации ввода соответствующей команды.

Кронштейн 7 датчика 8 монтируется на платформе 5 (см. фиг.2) с помощью резьбовой втулки 23 и после регулировки датчика 8 фиксируется в нужном положении. Датчик 8 соединен с тягой педалей 6 с помощью тяги 22, переставляя которую можно менять величину плеча датчика, и, соответственно, реакцию датчика на отклонение педалей.

Возвратный механизм 4, то есть механизм возврата педалей в исходное положение (см. фиг.4) состоит из цилиндра 24, закрытый торец которого выполнен с ухом крепления 25 к опорной плите 10. Второй торец цилиндра 24

закрывается съемным колпаком 26, через отверстие в котором проходит шток27, соединенный с поршнем 28. Поршень 28 может быть выполнен цельным, изготовленным из достаточно прочного антифрикционного материала (например, капролона или фторопласта), или составным. В последнем случае поршень 28 состоит из диска 29, контактирующего с внутренней поверхностью цилиндра 24, и двух тарелок 30, выполненных, например, из стали, с кольцевыми пазами для центровки пружин 31 и 32. Аналогичными центрирующими элементами, выполненными в виде вставок, снабжены цилиндр 24 и крышка 26 (центровка пружин 31 и 32 исключает их контакт с внутренней поверхностью цилиндра 24, что уменьшает трение в механизме). Тарелки 30 имеют резьбовые отверстия для крепления их на штоке 27 и зафиксированы контргайками (на чертеже не показано). По обоим сторонам поршня 28 установлены с небольшим сжатием одинаковые пружины 31 и 32, возвращающие шток 27 возвратного механизма 4, и связанную с ним поворотную балку 3 педалей в исходное положение после прекращения воздействия на педали отклоняющего усилия.

Механизм управления газом и закрылками (см. фиг.5) представляет собой корпус 33 с ручками 34 и 35, соединенными с рычагами 36 и 37. Корпус 33 крепится к компьютерному столу или выдвижной площадке для клавиатуры слева от пользователя под углом от 60° до 90° (в зависимости от расположения монитора на столе относительно пользователя), а именно, к передней кромке стола, при помощи интегрированной в корпусе струбцины 38. Струбцина 38 представляет собой неравнобокий горизонтальный вырез в корпусе 33 с закрепленной снизу резьбовой втулкой (на чертеже не показана) с винтом 39, заканчивающимся маховиком 40, и прижимной площадкой 41.

В корпусе 33 смонтированы полноразмерные рычаги 36 и 37. Рычаг газа 37 установлен на оси крепления 42 с возможностью поворота в пределах 100° на оси ограничителя поворота 43. Оси 42 и 43 снабжены механизмами устранения люфта 44 и 45 (см. фиг.6), выполненными в виде пружин 46 и 47, насаженными на резьбовые концы осей 42 и 43 и поджимаемыми

самостопорящимися гайками 48 и 49. На противоположной от оси 42 стенке корпуса 33 с возможностью поворота установлена площадка 50 с датчиком 51. Датчик 51 соединен с рычагом 37 поводком 52, выполненным в виде вилки.

Рычаг управления закрылками 36 закреплен на конце вала 53 (см. фиг.5) под углом к оси этого вала. Ручка 34 рычага 36 расположена ниже и дальше ручки 35 рычага управления газом 37, что позволяет разнести их приближенно к реальным ручкам управления в реальном самолете.

На валу 53 внутри корпуса 33 закреплено коромысло 54, выполненное в виде двуплечего рычага с регулировочными винтами 55 на обоих его концах. Под коромыслом 54 расположена пластина 56 с микровыключателями 57, неподвижно закрепленная на корпусе 33. Между коромыслом 54 и пластиной 56 по обеим сторонам вала 53 расположены пружинно-шарнирные механизмы 58, выполненные с ограничителями отклонения рычага, возвращающие рычаг 36 в исходное (нейтральное) положение после прекращения действия отклоняющего импульса и не позволяющие отклонять его от нейтрального положения более чем на 15°. Этого достаточно для включения соответствующих микровыключателей 57 и предохранения их от повреждения регулировочными винтами 55.

Силовое устройство - обе его части - подключаются к джойстику при помощи соответствующих шнуров. Управление элеронами, рулем «высоты» и оружием производится с помощью джойстика. Устройство изготовлено в условиях небольшой мастерской и тестировано на авиасимуляторе «Ил 2 Штурмовик» версии 4.05.

Заявляемое устройство является простым по конструкции дополнительным игровым устройством к компьютеру, позволяющим в домашних условиях обеспечить физические ощущения реалистичности управления виртуальным самолетом, приближенного к управлению реальным самолетом.

Claims (8)

1. Силовое устройство к джойстику для управления виртуальным самолетом, состоящее из двух частей с платформами, на одной из которых выполнены ручки управления, отличающееся тем, что управление рулем направления осуществляется педалями, выполненными с дугами для фиксации ног, подвижно соединенными с консолями тяги и установленными на поворотной балке, соединенной с возвратным механизмом и подвижно закрепленной на платформе со смонтированными на ней тягой педалей и кронштейном датчика, выполненным с возможностью его поворота для регулировки датчика, при этом платформа установлена на опорной плите, а управление газом и управление закрылками осуществляется двумя ручками управления, соединенными с рычагами, выполненными с возможностью поворота относительно оси их крепления и с ограничителями перемещения, причем рычаг управления закрылками установлен на коромысле, выполненном в виде двуплечего рычага и соединенном пружинно-шарнирными механизмами с пластиной микровыключателей, а рычаг газа установлен на оси крепления и оси органичителя перемещения с механизмами устранения люфта и соединен поводком с датчиком газа, при этом платформа ручек управления выполнена в виде корпуса со струбциной, интегрированной в корпус в виде неравнобокого горизонтального выреза с винтом, заканчивающимся маховиком, и прижимной площадкой.

2. Силовое устройство по п.1, отличающееся тем, что возвратный механизм выполнен в виде цилиндра со съемным колпаком, через отверстие в котором проходит шток, один конец которого соединен с поворотной балкой педалей, а второй - с поршнем, по обеим сторонам которого со сжатием установлены пружины, при этом поршень изготовлен из антифрикционного материала.

3. Силовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поворотная балка имеет Т-образное сечение и ряд отверстий для уменьшения ее веса и установлена на упорном подшипнике, смонтированном на платформе.

4. Силовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что педаль состоит из опорной поверхности и основания, с которым соединены нижние концы дуги для фиксации ноги, при этом основание посредством механизма позиционирования подвижно соединено с консолью тяги педалей.

5. Силовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что тяга педалей имеет несколько отверстий по обеим сторонам от оси поворота тяги для тонкой регулировки реакции связанного с тягой датчика на отклонение педалей путем перестановки П-образной скобы.

6. Силовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что угол наклона рычага газа составляет от 0 до 100°, а рычага управления закрылками ±15° от его нейтрального положения.

7. Силовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что платформа крепится к опорной плите посредством тумбы в виде пустотелого цилиндра, соосно с которым на внутренней поверхности опорной плиты размещен усилитель жесткости.

8. Силовое устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что датчик газа расположен соосно с осью крепления рычага газа.