TW201010771A - Magnetic-levitated surfing simulation apparatus - Google Patents

Description

201010771 九、發明說明：

關於一種利用磁浮式 【發明所屬之技術領域】 本發明為一種遊戲裝置， 之衝浪遊戲裝置。 【先前技術】 Ο ❹ 隨著運動休閒的風氣盛行，衝浪運動已經逐漸地受到 國人的重視與喜愛。衝浪活動主要於海邊進行，但因為海 :的不可掌握因素剖多，使學習衝浪的門檻頗冑，阻怯許 多的新進玩家參與衝浪活動。目前已經有_些模擬衝浪動 :的遊戲裝置’其主要包含一板體，該板體上可供使用者 站立於其上後，以機械裝置控制該板體進行搖擺或升降等 動作’以模擬衝浪板運動行進，而讓使用者可以感受衝浪 I然而，前述的衝浪板由於其板體係由機械裝置控制， ;乍必」相备生硬，與實際的衝浪板運動之平滑流暢尚 —段差距，無法完全滿足讓玩家之實際體驗之要求。 【發明内容】 y為了解決目前的衝浪遊戲裝置係以機械控制方式，導 致衝浪核擬運動過於生硬的問題，本發明係以磁浮方式驅 =衝浪板體運動，讓使用者可以感受較為平順的模擬運動 效果，以紐 解决則述的控制方式過於生硬的問題。 本發明係—種虛擬磁浮衝浪遊戲裝置，其包含： 5 201010771 一磁浮衝浪板裝置，其包含 一底座，係呈矩形塊狀，其包含： 五個感測模組係分別固定設於該底座之頂面 以及四個側壁面，各感測模組為一具有距離感測功能的模 組；以及 五個電磁鐵模組係分別嵌設於該底座之頂面 以及四個侧壁面；以及 Φ 一衝浪板’其包含一板本體以及一固定設於該板 本體之底部表面的永久磁鐵座，該永久磁鐵座係可活動套 。又於該底座，且該永久磁鐵座與該底座之底面以及四個側 壁面相對的表面嵌設複數個永久磁鐵，每一永久磁鐵之同 一磁極均與該底座相對； 一虛擬圓形產生裝置； 一控制裝置，其包含一控制主機以及分別與該控制主 機電性連接之一人機輸入介面、一儲存模組、一驅動電路、 ◎ 一讯號轉換介面以及一影像處理加速模組，其中·· 該驅動電路與各電磁鐵模組電性連接，且該驅動模組 f受該控制主機之控制，輸出電流改變各電磁鐵模組之磁 %強度，而與該衝浪板的永久磁鐵座產生磁性排斥力而使 该衝浪板磁浮於該底座並可對該底座運動； 該訊號轉換介面與各感測模組電性連接， 該儲存模組係與各感測模組電性連接，其接受該感測 枳組所感測之該底座與該永久磁鐵座表面之間的距離，並 將各感測模組之感測結果傳送至該控制主機 201010771 «亥儲存模組内部儲存複數個衝浪影像場景資料檔，每 衝絲像景資料稽包含—海浪影像場景以及一紀錄該 海浪影像場景中特定區塊的高度變化 :化陣列内包含五個高度數值，每-高度數值^該永= 鐵座與該底座之頂面及四個側壁面的距離；以及 該控制主機於讀取其中一個衝浪影像場景資料檔後， 透過該影像處理加速模組輸出至該虛擬圖形產生裝置，使 该虛擬圖形產生裝置開始播放該海浪影像場景，且該控制 主機同時持續讀取該特定區塊的高度變化陣列之各高度數 值並即時透過該驅動電路控制各電磁鐵模組之磁場強 度，而對應調整該永久磁鐵座與該底座之頂面及四個側壁 面的距離。 其中，該虛擬圖形產生裝置為一投影機、一液晶顯示 益、-電漿顯示器、一頭盔式影像顯示器或一内投影顯示 器。 其中，該永久磁鐵座為一凸出於該板本體之底部表面 θ之矩形框體。 藉此，使用者可以站在板本體上，眼觀虛擬圖形產生 裝置的海浪影像場景’感受板本體隨著該海浪影像場景之 ^ 而達到有如真實衝浪的感受，而且，由於板本體係 透過磁浮控制，使該板本體之運動種類變化多元且平順。 【實施方式】 請參考第一圖至第三圖，其為本發明之虛擬磁浮衝浪 7 201010771 遊戲裝置的較佳實施例，其包含一磁浮衝浪极裝置（彳〇)、 一虛擬圖形產生裝置（20)以及一控制裝置（30)。 該磁浮衝浪板裝置（1 0)包含一底座（12)以及一衝浪板 (14)。該底座（1 2)之外形呈矩形塊狀，其包含五感測模組 (122)以及五電磁鐵模組（124)。 五個該感測模組（122)係分別設於該底座（1 2)之一頂面 以及四個側壁面（前、後、左、右四個側壁面），各感測模 組（122)可包含一個以上的距離感測器（可為光學式感測 €>器），本較佳實施例位於前、後 '左、右侧壁面之每個感測 模組（1 2 2)均包含兩個距離感測器，位於頂面的感測模組則 包含四個距離感測器，每一個距離感測器分別設於對應表 面（前、後、左、右側壁面）的兩端及頂面之四個角落，其 持讀感測該底座（12)與該衝浪板（14)之間的距離，如第二 圖所示，為了易於分辨各感測模組（12 2)之每一距離感測器 之設置位置’將每一距離感測器編號為A〜L，其中，編號 A、B之距離感測器設於該底座（12)之前側壁；編號C、〇 w之距離感測器設於該底座（12)之左側壁；編號E、F之距 離感測器設於該底座（1 2)之後侧壁；編號G、Η之距離感 測盗权於該底座（1 2)之右側壁；而編號丨、J、Κ、L之距離 感測器設於該底座（1 2)之頂面。 五個該電磁鐵模組（124)分別嵌設於該底座（12)之頂面 及各環側面，其可接受控制（例如外加電流）產生磁場。本 較佳實施例之各電磁鐵模組（124)於接受控制之後，使其磁 場之Ν磁極均（亦可均為S極）朝向該底座（12)之外側。 8 201010771 進一步地，該底座（12)可包含固設之四隻腳以及分別 安裝於四隻腳自由端的定位調整件（125)，每一該定位調整 件（12 5)係為活動螺鎖於對應之其中一隻腳的自由端，使該 底座（12)置於地面時’可調整水平而穩固的置於略有不平 區段的地表。 該衝浪板（14)包含一板本體（142)以及一固定設於該板 本體（142)之底部之永久磁鐵座（144)，該永久磁鐵座（144) 可為一凸出於該板本體（142)之底部表面之矩形框體，或者 〇為一凹設於該板本趙（142)底部表面之矩形槽，本較佳實施 例之該永久磁鐵座（144)為凸設於該板本體（142)之底部表 面的矩形框體，其内部嵌設複數個永久磁鐵（1442)，且每 一永久磁鐵之N極（亦可為S極）均朝向該永久磁鐵座（144) 之谷置空間，其中，該永久磁鐵座（彳44)之容置空間係可活 動套設於該底座（12)。 進一步地，該板本體（142)表面可設有一粗糙面 ❹（1422) ’便於使用者可以穩固地站立於該板本體（142)上。 該虛擬圖形產生裝置（20)係為可接受輸入而產生影像 7出的裝置：例如一投影機、一液晶顯示器、一電漿顯示 器、一頭盔式影像顯示器、一内投影顯示器…等。 請參考第四圖，該控制裝置（3〇)包含一控制主機（32) 以及分別與該控制主機(32)電性連接之一人機輸入介面 (34卜-储存模組(35)、一驅動電路(36)、一訊號轉換介面 (37)以及-影像處理加速模組（38卜其中，該㈣電路（36) 與該磁浮衝浪板裝置⑽之電磁鐵模組（124)電性連接該 201010771 驅動電路（36)將該控制主機（32)之控制訊號轉換後，以控 制該電磁鐵模組（124);該訊號轉換介面（37)與該感測模组 (122)電性連接，其接受該感測模組（122)之距離感測結果， 並將該感測結果予以轉換（例如為類比訊號轉換為數位訊號） 後輸出至該控制主機（32)。 請參考第五圖以及第六圖，當使用者操作該人機輸入 介面（34)而完成開機後’並可再透過該人機輸入介面（34) 驅動該控制主機（32)以進行一虛擬衝浪執行程式。該虛擬 ❹衝浪執行程式之執行步驟可包含系統輸入設定（70)、載入 檔案（71)、輸出衝浪場景影像（72)、場景時序控制（73)、讀 取感測模組訊號（74)、衝浪動作模擬運算（75)、驅動磁浮 衝浪板裝置（76)以及是否結束（77)等步驟。 該系統輸入設定（70)步驟中，係該控制主機（32)透過 該人機輸入介面（34)接受使用者之輸入，選擇内部預設的 ^種參數，例如，可以接受使用者選擇各種的一衝浪影像 場景資料槽，其中，該儲存模組（35)内部可以包含複數個 不同衝浪型態的衝浪影像場景資料槽，所謂的衝 景資料檔，係包含一海浪影像場哥以及，菊 埤辰京7像場景U及紀錄該海浪影像場 景中特定區塊的高度變化陣列（如第六圖所示），而每個不 同的衝浪影像場景資料檔海良場 ^ ^ , ώ 母农唇像场景各代表不同海象 景資料槽之海浪影像場旦Λ 個衝浪影像場 母农唇像％景的每一個影像片段，均 =衝浪位置（Α)於影像中央區塊’且該衝浪影像場景資料檔 ^據該虛擬衝浪位置⑻内各點（本較佳實施例之虛擬衝 201010771 j位置（A)之外形與該板本體（142)對應，且其内包含五個 ◦度位置點分別於前、中、後、左、右）的海浪高度改變需 、*己錄於5亥衝浪影像場景資料檔内。舉例而言，若一衝 ’良影像場景f料稽之海浪影像場景之總時數為3QQ秒，且 為了方便說明，假設每一秒之該海浪影像場景影像片段内 的虛擬衝浪位置（A)更新一組其紀錄之高度點，如第六圖所 二，其顯示了該虛擬衝浪位置（A)之前三秒的高度數值矩陣 (高度單位為米）。 该載入槽案（71)步驟中’該控制主機（32)於虛擬衝浪 執行耘式載入執行後，先由該儲存模組（35)内，選擇所欲 載入的衝浪影像場景資料檔，該輸出衝浪場景影像（72)步 驟中’為該控制主機（32)自該儲存模組（35)讀取該衝浪影 像場景資料檔，並透過該影像處理加速模組（38)將該海浪 影像場景透過該虛擬圖形產生裝置予以播放。 該場景時序控制（73)步驟中，係為該控制主機（32)於 ❹播放該海浪影像場景的同時，讀取及控制該海浪影像場景 之當時的播放時間，換言之，該控制主機（32)於控制該虛 擬圖形產生裝置（2〇)開始播放該海浪影像場景的同時，即 時讀取播放的時序。 該讀取感測模組訊號（74)步驟中，係為該控制主機（32) 透過該訊號轉換介面（37)自各感測模組（122)讀取訊號，每 感測模組（122)感測該永久磁鐵座（彳44)之容置空間與該 底座（12)之間的位置關係，讓該控制主機（32)可以得知該 衝浪板（14)與該底座（12)之相對位置。 201010771 該衝浪動作模擬運算（75)步驟中，係為該控制主機（32) 依據所讀取的海浪影像場景每一片段即時的播放時間，取 得與其對應之虛擬衝浪位置（A)内的高度數值矩陣，配合前 一步驟所讀取的感測結果，計算控制該永久磁鐵座（144)之 各電磁鐵模組（124)達到目前的海浪影像場景之虛擬衝浪位 置（A)所需調整各電磁鐵模組（124)之輸出電流量。 該驅動磁浮衝浪板裝置（76)步驟中，依據前一步驟的 計算結果，該控制主機（32)透過該驅動電路（36)輸出電流 至各電磁鐵模組（124)，使該控制主機（32)可依據高度數值 矩陣中每一點的數值，分別控制對應之該電磁體鐵模組 (124)的磁力，使該衝浪板（14)可磁浮於底座（12)並產生上 下升降、左右傾斜以及前傾後仰等動作，達到模擬衝浪板 於海面行進的擺動的效果。因此，使用者可以一邊觀看著 對應的海浪影像場景，同時站在衝浪板（14)上，進行模擬 衝浪。另外，由於使用者本身具有重量，可能於該衝浪板（14) ❹於模擬偏擺動作後，使該衝浪板（彳4)朝傾斜方向持續傾斜， 故垓控制主機（32)依據該讀取感測模組訊號（74)之讀取結 果’於執行本步驟時，透過調整各電磁鐵模組（124)之磁力， 平衡使用者本身的體重’讓該衝浪板（彳4)持續定位於預設 的位置，而不至於過度傾斜而由該底座（12)上脫落。 該是否結束（77)步驟中，係為該控制主機（32)於完成 月’J述的動作後，讀取該人機輸入介面（34)是否受使用者驅 動以進行關機，若判斷結果為否，則繼續進行輸出衝浪場 景衫像（72)步驟，反之，則跳出該虛擬衝浪執行程式並進 12 201010771 行關機。 【圖式簡單說明】 第一圖為本發明之較佳實施例之使用示意圖。 第二圖為本發明之較佳實施例之局部分解圖。 第三圖為本發明之較佳實施例之一磁浮衝浪板裝置立 體圖。 〇 第四圖為本發明之較佳實施例之電路方塊圖。 第五圖為本發明之較佳實施例之一虛擬衝浪執行程 流程圖。 / 第六圖為本發明之較佳實施例之一虛擬衝浪位置之 部高度數值矩陣變化示意。 【主要元件符號說明】 (10)磁浮衝浪板裝置 (12)底座 (122)感測模組 (124)電磁鐵模組 (1 2 5)定位調整件 (14)衝浪板 (142)板本體 (1422)粗糙面 (144)永久磁鐵座 (1442)永久磁鐵 13 201010771 (20)虛擬圖形產生裝置 (30)控制裝置 (32)控制主機 (34)人機輸入介面 (3 5)儲存模組 (36) 驅動電路 (37) 訊號轉換介面 (38) 影像處理加速模組 〇 (A)虛擬衝浪位置 14

Claims (1)

1. 201010771 十'申請專利範圍： 1 · 一種虛擬磁浮衝浪遊戲裝置，其包含： 一磁浮衝浪板裝置，其包含 一底座’係呈矩形塊狀，其包含： 五個感測模組係分別固定設於該底座之頂面 以及四個側壁面，各感測模組為一具有距離感測功能的模 组；以及 五個電磁鐵模組係分別嵌設於該底座之頂面 Ο以及四個側壁面；以及 一衝浪板’其包含一板本體以及一固定設於該板 本體之底部表面的永久磁鐵座，該永久磁鐵座係可活動套 設於該底座，且該永久磁鐵座與該底座之底面以及四個側 壁面相對的表面嵌設複數個永久磁鐵，每一永久磁鐵之同 一磁極均與該底座相對； 一虛擬圖形產生裝置； 控制裝置’其包含一控制主機以及分別與該控制主 ◎機電性連接之一人機輸入介面、一儲存模組、一驅動電路、 一訊號轉換介面以及一影像處理加速模組，其中： <該驅動電路與各電磁鐵模組電性連接，且該驅動模組 1焚該控制主機之控制’輸出電流改變各電磁鐵模組之磁 場強度，而與該衝浪板的永久磁鐵座產生磁性排斥力而使 該衝浪板磁浮於該底座並可對該底座運動； 該訊號轉換介面與各感測模組電性連接， 該儲存模組係與各感測模組電性連接，其接受該感測 15 201010771 模組所感測之該底座與該永久磁鐵座表面之間的距離，並 將各感測模組之感測結果傳送至該控制主機； 該儲存模組内部儲存複數個衝浪影像場景資料標，每 一衝浪影像場景資料檀包含-海浪影像場景以及—紀錄該 海浪影像場景中特定區塊的高度變化陣列，其中該高度變 化陣列内包含五個高度數值，每一高度數值代表該永久磁 鐵座與該底座之頂面及四個側壁面的距離；以及 該控制主機於讀取其中一個衝浪影像場景資料檔後， 透過該影像處理加速模組輸出至該虛擬圖形產生裝置，使 該虛擬圖形產生裝置開始播放該海浪影像場景，且該控制 主機同時持續讀取該特定區塊的高度變化陣列之各高度數 值’並即時透過該驅動電路控制各電磁鐵模組之磁場強 度’而對應調整該永久磁鐵座與該底座之頂面及四個側壁 面的距離。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之虛擬磁浮衝浪遊戲 裝置，該虛擬圖形產生裝置為一投影機、一液晶顯示器、 電衆顯示|§、一頭盈式影像顯示器或一内投影顯示器。 3 ·如申凊專利範圍第1或2項所述之虛擬磁浮衝浪 遊戲裝置，該永久磁鐵座為一凸出於該板本體之底部表面 之矩形框體。 4 ·如申請專利範圍第1或2項所述之虛擬磁浮衝浪 遊戲裝置’該永久磁鐵座為凹設於該板本體底部表面之矩 形槽。 5 .如申請專利範圍第3項所述之虛擬磁浮衝浪遊戲 16 201010771 裝置，該底座包含四隻腳以及分別活動設於每一腳之自由 端的定位調整件，該定位調整件活動螺鎖於對應之腳的自 由端。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之虛擬磁浮衝浪遊戲 裝置，該板本體包含一粗糙面係設於該板本體之表面。 十一、圖式： 如次頁。 ◎

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