TWI620161B - 加強轉向側滑之體感裝置 - Google Patents

Abstract

一種加強轉向側滑之體感裝置，包含一底座單元、一轉動單元、一乘載單元，及一動力單元。該底座單元包括一底座平台。該轉動單元包括一與該底座平台樞接之轉動基座，以使該轉動基座相對該底座平台左右擺動。該乘載單元包括一橫向乘載體，及一縱向支撐體，該縱向支撐體之底端與該轉動基座樞接在一起，該縱向支撐體之頂端與該橫向乘載體連接在一起。該動力單元包括一控制該橫向乘載體移動之第一動力組件，及一控制該轉動單元左右擺動之第二動力組件。

Description

加強轉向側滑之體感裝置

本發明是有關於一種體感裝置，尤其是一種加強轉向側滑之體感裝置。

於一般電子遊戲場所，具有體感的遊戲機台較受遊戲玩家的喜愛，是利用模擬實際的體感效果與玩家進行遊戲的互動，再配合遊戲畫面及音效，令玩家具有實境的感覺，具有體感的遊戲機台在電子遊戲場所中相當受到好評。

參閱圖1，為台灣專利第1357346號一種具打滑效果之機車遊戲裝置30，包括一車體32、一傾斜機構38，及一轉動機構40。該轉動機構40設置於該車體32及該傾斜機構38之下方，並包括一轉軸70及一馬達72，該轉軸70設有一第一皮帶輪7002，該馬達72設有一第二皮帶輪7202，該第一皮帶輪7002及該第二皮帶輪7202間設有一用以傳動之皮帶74，該馬達72控制該車體32轉動，以使該車體32模擬機車打滑的體感。

除此之外，一些發展較為成熟的機車廠商，已發展出訓練用途之摩托車模擬器，來模擬加速、煞車，及轉彎等不同的效果，其中，以側向傾斜模擬(roll)、縱向傾斜模擬(pitch)，及側滑模擬(yaw)，來呈現機車行駛時的 動作自由度。

參閱圖2，為美國專利第US 5209662 A一種機車騎乘模擬系統，包括一基座1、一可動托架2、一可動機構6，及一機車座體13，該可動機構6上設有一可將該機車座體13滑動之滑動機構7、一將該機車座體13升降之升降機構8，及一可將該機車座體13左傾或右傾之轉動馬達17。

上述之機車騎乘模擬系統是以該轉動馬達17模擬側向傾斜自由度(roll)，以該可動托架2模擬縱向傾斜自由度(pitch)，以該滑動機構7模擬側滑自由度(yaw)，進一步模擬實際騎車的感覺，以訓練車手操控機車。

雖然目前的遊戲機台以及較為專業的機車騎乘模擬系統可以模擬騎乘機車的感覺，但是實際使用時，仍具有體感模擬不夠真實的缺點。

雖然習知所揭示的技術手段，已揭示了可旋轉車體的轉動機構，來模擬機車打滑的效果，或是以弧形軌道來模擬機車加速減速的效果，但是所呈現的體感效果還是不夠真實。

因此，如何開發一種體感裝置，可以更逼真地模擬機車轉彎時，因轉彎速度過快而產生打滑的體感效果，以及加速減速的體感效果，是相關技術人員亟需努力的目標。

有鑑於此，本發明之一目的是在提供一種加強轉向側滑之體感裝置，並包含一底座單元、一轉動單元、 一乘載單元，及一動力單元。

該底座單元包括一底座平台。

該轉動單元包括一與該底座平台樞接之轉動基座，以使該轉動基座相對該底座平台左右擺動。

該乘載單元包括一橫向乘載體，及一縱向支撐體，該縱向支撐體之底端與該轉動基座樞接在一起，該縱向支撐體之頂端與該橫向乘載體連接在一起。

該動力單元包括一用以控制該橫向乘載體移動之第一動力組件。

本發明的又一技術手段，是在於上述之縱向支撐體之底端與該轉動基座樞接處，定義其為一轉動圓心點，以該轉動圓心點為圓心及該縱向支撐體之垂直長度為半徑形成一圓，該橫向乘載體是設置於該圓的切線上。

本發明的另一技術手段，是在於上述之轉動基座突伸出一轉動支撐體，該縱向支撐體之底端樞設第一動力組件為致動器。

本發明的再一技術手段，是在於上述之轉動基座突伸出一轉動支撐體，該縱向支撐體之底端樞設於該轉動支撐體頂端。

本發明的又一技術手段，是在於上述之縱向支撐體呈弧型態樣。

本發明的另一技術手段，是在於上述之動力單元更包括一用以控制該轉動基座左右擺動之第二動力組件。

本發明的再一技術手段，是在於上述之底座單元更包括一設置於該底座平台之旋轉構件，以使該底座平台可以進行旋轉。

本發明的又一技術手段，是在於上述之動力單元更包括一與該第二動力組件連接之動力傳輸構件，用以令該第二動力組件同時驅動該轉動基座及該底座平台轉動。

本發明的另一技術手段，是在於上述之動力單元更包括一用以控制該底座平台旋轉之第三動力組件。

本發明的再一技術手段，是在於上述之加強轉向側滑之體感裝置，更包含一遊戲單元，其包括一設置於該橫向乘載體之座椅構件、一設置於該橫向乘載體之指令偵測組件、一執行一遊戲程式之遊戲控制組件，及一與該遊戲控制組件電連接之遊戲顯示組件，該座椅構件提供一人員乘坐，該人員操控該指令偵測組件對該遊戲控制組件發出一操控指令，以使該遊戲控制組件將遊戲畫面顯示於該遊戲顯示組件，同時控制該動力單元運作。

本發明之有益功效在於，利用該縱向支撐體之底端與該轉動基座樞接之轉動圓心點，將該橫向乘載體設置於該圓的切線上，且該橫向乘載體該圓之間隔，以使該第一動力組件控制該橫向乘載體上、下移動時，該橫向乘載體前端的移動的弧度會大於該橫向乘載體後端的弧度，可以加強模擬機車加速即減速的體感，再配合可以旋轉之底座平台，還可以模擬機車轉彎時因速度過快而產生 打滑的體感。

A‧‧‧人員

3‧‧‧底座單元

31‧‧‧底座平台

32‧‧‧旋轉構件

4‧‧‧轉動單元

41‧‧‧轉動基座

411‧‧‧轉動支撐體

5‧‧‧乘載單元

51‧‧‧橫向乘載體

511‧‧‧前端部

512‧‧‧後端部

52‧‧‧縱向支撐體

53‧‧‧轉動圓心點

54‧‧‧半徑

55‧‧‧圓

56‧‧‧切線

6‧‧‧動力單元

61‧‧‧第一動力組件

62‧‧‧第二動力組件

63‧‧‧第三動力組件

64‧‧‧動力傳輸構件

641‧‧‧第一轉動軸

642‧‧‧第二轉動軸

7‧‧‧遊戲單元

71‧‧‧座椅構件

72‧‧‧指令偵測組件

73‧‧‧遊戲控制組件

74‧‧‧遊戲顯示組件

圖1是一裝置示意圖，說明台灣專利第I357346號，一種具打滑效果之機車遊戲裝置；圖2是一裝置示意圖，說明美國專利第US 5209662 A號，一種摩托車騎乘模擬系統；圖3是一裝置示意圖，說明本發明加強轉向側滑之體感裝置的一第一較佳實施例；圖4是一裝置示意圖，說明該第一較佳實施例之一遊戲單元；圖5是一裝置示意圖，說明該第一較佳實施例之結構態樣；圖6是一裝置示意圖，說明該第一較佳實施例位於一前傾位置；圖7是一裝置示意圖，說明該第一較佳實施例位於一後傾位置；圖8是一裝置示意圖，說明本發明加強轉向側滑之體感裝置的一第二較佳實施例；及圖9是一裝置示意圖，說明本發明加強轉向側滑之體感裝置的一第三較佳實施例；。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中， 將可清楚地呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來做表示。

參閱圖3、4，為本發明一種加強轉向側滑之體感裝置的一第一較佳實施例，該第一較佳實施例包含一底座單元3、一轉動單元4、一乘載單元5、一動力單元6，及一遊戲單元7。

該底座單元3包括一底座平台31，及一設置於該底座平台31之旋轉構件32。該旋轉構件32為複數環設於該底座平台31底端的輪子或軸承，及一提供該複數輪子或軸承移動之圓形軌道，以使該底座平台31可以藉由該旋轉構件32進行水平旋轉。

該轉動單元4包括一與該底座平台31樞接之轉動基座41。較佳地，該底座平台31上設置至少一軸承，該轉動基座41設置於軸承上，以使該轉動基座41可以相對該底座平台31左右擺動。該轉動基座41向上突伸出一轉動支撐體411。

該乘載單元5包括一橫向乘載體51，及一縱向支撐體52。該橫向乘載體51概呈柱狀，並具有一前端部511與一後端部512，該橫向乘載體51之後端部512與該縱向支撐體52之頂端連接在一起，該縱向支撐體52之底端與該轉動基座41之轉動支撐體411的頂端樞接在一起。

該縱向支撐體52及該轉動支撐體411呈弧型態樣，配合該轉動基座41及該橫向乘載體51，以使該轉動單元4與該乘載單元5形成U型態樣。

藉由該縱向支撐體52之底端樞設於該轉動支撐體411之頂端，以使該乘載單元5之橫向乘載體51可以上下擺動。

該動力單元6包括一用以控制該橫向乘載體51移動之第一動力組件61、一用以控制該轉動基座41左右擺動之第二動力組件62，及一用以控制該底座平台31旋轉之第三動力組件63。

於該第一較佳實施例，該第一動力組件61是一種可以快速控制長度的致動器，該第一動力組件61之一端與該橫向乘載體51連接，該第一動力組件61之另一端與該轉動基座41連接。

藉由控制該第一動力組件61長度，可以快速控制該橫向乘載體51上下移動的位置。實際實施時，該第一動力組件61也可以為轉動馬達，設置於該縱向支撐體52與該轉動支撐體411之間，以控制該乘載單元5的偏擺角度，不應以此為限。

該第二動力組件62為設置於該底座平台31的轉動馬達，以控制該轉動基座41左右擺動的角度。該第三動力組件63為另一設置於該底座平台31的轉動馬達，以控制該底座平台31水平旋轉的角度。由於以控制馬達達成機構旋轉之技術手段，已為業界所知悉，並廣泛運用於許多產品上，在此不再詳加贅述。

配合參閱圖5，該縱向支撐體52與該轉動基座41之樞接處，定義其為一轉動圓心點53，再以該轉動圓 心點53為圓心，以該縱向支撐體52之垂直長度(正切距離)為半徑54形成一圓55，該橫向乘載體51是設置於該圓55的切線56上。

值得一提的是，藉由該轉動支撐體411呈弧型態樣，讓設置於該圓55之切線56的橫向乘載體51，與該圓55的切點間隔一段距離，當該第一動力組件61伸長或縮短時，將控制該乘載單元5於一前傾位置及一後傾位置間移動。其中，該橫向乘載體51之前端部511的移動弧度大於後端部512。

配合參閱圖6，為該乘載單元5於該前傾位置的態樣。該第一動力組件61縮短長度，使該橫向乘載體51的位置下降，由於該縱向支撐體52將該橫向乘載體51限制於該圓55的切線56上，使的該橫向乘載體51之前端部511的下降弧度大於該橫向乘載體51之後端部512，該橫向乘載體51之前端部511的高度低於該橫向乘載體51之後端部512。

配合參閱圖7，為該乘載單元5於該後傾位置的態樣。該第一動力組件61伸長長度，使該橫向乘載體51的位置上升，由於該縱向支撐體52將該橫向乘載體51限制於該圓55的切線56上，使的該橫向乘載體51之前端部511的上升弧度大於橫向乘載體51之後端部512，該橫向乘載體51之前端部511的高度高於該橫向乘載體51之後端部512。

該遊戲單元7包括一設置於該橫向乘載體51之座椅構件71、一設置於該橫向乘載體51之指令偵測組件72、一執行一遊戲程式之遊戲控制組件73，及一與該遊戲 控制組件73電連接之遊戲顯示組件74，該座椅構件71提供一人員A乘坐。

該人員A操控該指令偵測組件72對該遊戲控制組件73發出一操控指令，以使該遊戲控制組件73將遊戲畫面顯示於該遊戲顯示組件74，並同時控制該動力單元6運作，以使該人員A具有騎乘機車的體感效果。

較佳地，該遊戲控制組件73為可執行一機車遊戲的電腦裝置，該座椅構件71為機車的模型，其車頭方向朝向該橫向乘載體51之前端部511，其車尾方向朝向該橫向乘載體51之後端部512，可提供該人員A跨坐。

該指令偵測組件72為模擬機車把手的偵測元件，可以偵測油門深度、剎車力道，及轉向角度，並將偵測的資訊傳輸至該遊戲控制組件73，以提供該人員A控制遊戲中機車。

該第一較佳實施例之遊戲顯示組件74是一種頭戴顯示器(Head Mount Display,HMD)，以虛擬實境(virtual reality,VR)的技術，模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供關於視覺等感官的模擬，讓使用者感覺仿佛身歷其境，可以即時且沒有限制的觀察三維空間內的事物。實際實施時，該遊戲顯示組件74也可以使用一般顯示螢幕，不應以此為限。

當該人員A藉由該指令偵測組件72送出加深油門的指令時，該遊戲控制組件73將運算機車加速的程式，於該遊戲顯示組件74對該人員A送出加速的環境畫面，並 適當地控制該乘載單元5移動至後傾位置，以使該人員A感覺機車因加速所具有前輪抬高的感覺。

當該人員A藉由該指令偵測組件72送出剎車的指令時，該遊戲控制組件73將運算機車剎車的程式，於該遊戲顯示組件74對該人員A送出剎車的環境畫面，並適當地控制該乘載單元5移動至前傾位置，以使該人員A感覺機車因剎車所具有前輪壓低的感覺。

當該人員A藉由該指令偵測組件72送出轉向的指令時，該遊戲控制組件73將運算機車轉彎的程式，於該遊戲顯示組件74對該人員A送出轉彎的環境畫面，並適當地控制該底座平台31旋轉，以及該轉動基座41偏擺，以使該人員A感覺機車因轉彎所具有的壓車感覺。

該遊戲控制組件73會計算機車車速與轉彎弧度，來判斷是否合乎打滑的條件。當該遊戲控制組件73判斷機車轉彎車速過快，將執行機車打滑的程式，該遊戲控制組件73於該遊戲顯示組件74對該人員A送出打滑的環境畫面，並適當地控制該底座平台31旋轉及該轉動基座41偏擺，以及快速將該乘載單元5移動至該前傾位置，以使該人員A感覺機車因轉彎車速過快，所出現之機車因打滑而向外拋出的感覺。

值得一提的是，習知只利用旋轉底座的方式來提供打滑的體感，無法提供因打滑而產生向外拋出的感覺。本發明結合了該底座平台31的旋轉，該轉動基座41的偏擺，以及該乘載單元5迅速移動至該前傾位置，所產生的 向外拋出的感覺，令該人員A所感覺的打滑體感更為逼真。

參閱圖8，為本發明一種加強轉向側滑之體感裝置的一第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處在此不再詳加贅述，不同之處在於該動力單元6更包括一與該第二動力組件62連接之動力傳輸構件64，以替代該第三動力組件的設置。

該動力傳輸構件64是一種雙軸輸出的齒輪結構，具有同步轉動之一第一轉動軸641及一第二轉動軸642。由於將一個馬達的轉動力量傳動至兩個轉軸的技術手段，已為業界所知悉，在此不再詳加贅述。

較佳地，該動力傳輸構件64固定於該底座平台31上，該第一轉動軸641與該轉動基座41連接在一起，該第二轉動軸642固定於地上，以使該第二動力組件62可以同時並同步轉動該轉動基座41及該底座平台31。

當該人員A藉由該指令偵測組件72送出轉向的指令時，該遊戲控制組件73將運算機車轉彎的程式，不僅可以藉由該遊戲顯示組件74對該人員A送出轉彎的環境畫面，更適當地控制該第二動力組件62的轉動，以同步控制該底座平台31的旋轉及該轉動基座41的偏擺，以使該人員A感覺機車因轉彎所具有的壓車感覺。

參閱圖9，為本發明一種加強轉向側滑之體感裝置的一第三較佳實施例，該第三較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處在此不再詳加贅述，不同之處在於該動力單元6只包括用以控制該橫向乘載體51移 動之第一動力單元6。

除此之外，該底座平台31是固定於地面上，該縱向支撐體52為直立式柱狀體，該縱向支撐體52之底端直接樞接於該轉動基座41上，該橫向乘載體51垂直該縱向支撐體52。

該縱向支撐體52之底端與該轉動基座41樞接處為該轉動圓心點53，再以該縱向支撐體52之垂直長度為半徑54形成該圓55，該橫向乘載體51設置於該圓55的切線56上。

該人員A可雙腳撐地，直接向左或向右擺盪該乘載單元5，以將該轉動基座41向左或向右偏擺一個角度，該遊戲單元7之指令偵測組件72可偵測該轉動基座41偏擺的角度，以控制遊戲中機車的方向，由於以偏轉車體來控制機車遊戲的技術手段，已為業界所知悉，並廣泛運用於一般機車遊戲的機器中，在此不再詳加贅述。

值得一提的是，該橫向乘載體51設置於該圓55的切線56上，使該橫向乘載體51之前端部511上升或下降的弧度，大於該橫向乘載體51之後端部512，以使該遊戲單元7之遊戲控制組件73執行加速、剎車，或打滑的程式時，可以讓該人員A體驗更真實的騎車感覺。

由上述說明可知，本發明加強轉向側滑之體感裝置確實具有下列功效：

一、具有更真實的體感

藉由可控制長度之第一動力組件61，讓該乘 載單元5於該前傾位置及該後傾位置之間移動，且該橫向乘載體51設置於該圓55的切線56上，可以使機車遊戲提供更真實的體感效果。

二、減少馬達的設置

該動力傳輸構件64可以讓該第二動力組件62同時控制該底座平台31及該轉動基座41轉動，並提供該人員A駕駛機車時轉彎的體感效果，確實減少馬達的設置。

三、提供真實的打滑體感

本發明結合了該底座平台31的旋轉，該轉動基座41的偏擺，以及該乘載單元5迅速移動至該前傾位置時，所產生的機車向外拋出的感覺，讓該人員A有更為逼真的打滑體感效果。

綜上所述，本發明藉由該底座平台31的旋轉，該轉動基座41的偏擺，提供機車遊戲中較為真實的轉彎體感，再配合該第一動力組件61的運作，可以再提供加速、剎車，及打滑的體感效果，尤其當該第一動力組件61快速將該乘載單元5移動至該前傾位置時，可產生的機車向外拋出的打滑感覺，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之三個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

1. 一種加強轉向側滑之體感裝置，包含：一底座單元，包括一底座平台；一轉動單元，包括一與該底座平台樞接之轉動基座，以使該轉動基座相對該底座平台左右擺動；一乘載單元，包括一橫向乘載體，及一縱向支撐體，該縱向支撐體之底端與該轉動基座樞接在一起，該縱向支撐體之頂端與該橫向乘載體連接在一起；及一動力單元，包括一用以控制該橫向乘載體移動之第一動力組件；其中，該縱向支撐體之底端與該轉動基座樞接處，定義其為一轉動圓心點，以該轉動圓心點為圓心及該縱向支撐體之垂直長度為半徑形成一圓，該橫向乘載體是設置於該圓的切線上。
2. 依據申請專利範圍第1項所述加強轉向側滑之體感裝置，其中，該第一動力組件為致動器。
3. 依據申請專利範圍第2項所述加強轉向側滑之體感裝置，其中，該轉動基座突伸出一轉動支撐體，該縱向支撐體之底端樞設於該轉動支撐體頂端。
4. 依據申請專利範圍第3項所述加強轉向側滑之體感裝置，其中，該縱向支撐體呈弧型態樣。
5. 依據申請專利範圍第4項所述加強轉向側滑之體感裝置，其中，該動力單元更包括一用以控制該轉動基座左右擺動之第二動力組件。
6. 依據申請專利範圍第5項所述加強轉向側滑之體感裝置，其中，該底座單元更包括一設置於該底座平台之旋轉構件，以使該底座平台可以進行旋轉。
7. 依據申請專利範圍第6項所述加強轉向側滑之體感裝置，其中，該動力單元更包括一與該第二動力組件連接之動力傳輸構件，用以令該第二動力組件同時驅動該轉動基座及該底座平台轉動。
8. 依據申請專利範圍第6項所述加強轉向側滑之體感裝置，其中，該動力單元更包括一用以控制該底座平台旋轉之第三動力組件。
9. 依據申請專利範圍第7或8項所述加強轉向側滑之體感裝置，更包含一遊戲單元，其包括一設置於該橫向乘載體之座椅構件、一設置於該橫向乘載體之指令偵測組件、一執行一遊戲程式之遊戲控制組件，及一與該遊戲控制組件電連接之遊戲顯示組件，該座椅構件提供一人員乘坐，該人員操控該指令偵測組件對該遊戲控制組件發出一操控指令，以使該遊戲控制組件將遊戲畫面顯示於該遊戲顯示組件，並同時控制該動力單元運作。