TWM455953U

TWM455953U - 動態情境模擬裝置

Info

Publication number: TWM455953U
Application number: TW102202719U
Authority: TW
Inventors: Mao-Tu Lee; Cheng-En Lee
Original assignee: Ama Tech Corp
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-06-21

Description

動態情境模擬裝置

本創作係有關一種動態情境模擬裝置，尤指透過多軸向機械手臂移動座椅，同時配合使用者頭上的頭戴式顯示器的動態情境模擬裝置設計。

習知應用在飛機、汽機車及船艦等移動工具的駕駛情境模擬器或訓練機，如第十一圖所示，係在一底座10上設有一駕駛平艙20，駕駛平艙20的底部設有多支油壓缸30(或汽壓缸)，當使用者在駕駛平台操作時，除了利用駕駛平艙20上的顯示器40顯示其情境，同時將其操作所發生的訊號回饋到電腦，進而控制油壓缸30作動，因此能產生實況模擬的效果。然而，上述習知技術受限於油壓缸30(或汽壓缸)伸縮動作的模式，致使駕駛平艙20只能前後左右傾斜，不能完全模擬出實際的情境，例如加速度感等。另外，現今許多駕駛類的電子遊樂器，例如賽車、戰鬥飛行等遊戲機，亦具有情境模擬的功能，但是其用以帶動駕駛平台的驅動機構則更為簡單，完全無法達到實境模擬的效果。

本創作之目的在提供一種動態情境模擬裝置，其應用多軸向機械手臂帶動乘座，並配合頭戴式顯示器顯示動態影像，進而達到動態情境模擬之目的。

為達上述目的，本創作動態情境模擬裝置之較佳實施內容係包含：一機械手臂，其包含一基座，及一結合在該基座上的多軸向機械臂。一乘座，其結合在該多軸向機械臂的端部，用以提供乘客乘坐，及被該機械手臂移動各種方位及角度。一乘座端控制模組，其設置在該乘座的選定處，其具有至少一第一操作單元，並電性連接於該機械手臂，提供該乘座上的乘客自行控制該第一操作單元，進而控制該機械手臂的動作。一頭戴式顯示器，其包含一頭載部，一結合於該頭載部的顯示器，及至少一結合於該頭載部的揚聲器，並透過訊號線電性連接於該乘座端控制模組。及一遠端控制模組，其設置在遠離該機械手臂的選定處，其具有至少一第二操作單元，並透過訊號線電性連接於該機械手臂，提供遠端控制該第二操作單元，進而遙控該機械手臂的動作。

依上述較佳實施內容所述之動態情境模擬裝置，其中，該多軸向機械臂係為六軸向機械臂，其包含一轉動地設置在該基座上的迴轉座，一樞接在該迴轉座上的第一機械臂，一樞接在該第一機械臂的第二機械臂，一轉動地連接在該第二機械臂端部的第三機械臂，一樞接在該第三機械臂的第四機械臂，一樞接在該第四機械臂的第五機械臂，及一轉動地連接在該第五機械臂端部的第六機械臂。

依上述較佳實施內容所述之動態情境模擬裝置，其中，包含兩個或兩個以上左右並排連接的乘座，並結合在該多軸向機械臂的端部。

依上述較佳實施內容所述之動態情境模擬裝置，其中，包含兩個或兩個以上前後排列連接的乘座，並結合在該多軸向機械臂的端部。

依上述較佳實施內容所述之動態情境模擬裝置，其中，該乘座端控制模組的第一操作單元係萬向搖桿裝置、方向盤或按鈕其中之一或其組合。

依上述較佳實施內容所述之動態情境模擬裝置，其中，該遠端控制模組的第二操作單元係萬向搖桿裝置或按鈕其中之一或其組合。

本創作之動態情境模擬裝置，能夠應用在飛機、汽機車及船艦等移動工具的駕駛情境模擬上，或作為電子遊樂器的實境模擬，或應用在戶外遊樂器材上。其具體使用時，由乘客坐在機械手臂上的乘座，並且戴上頭戴式顯示器，如此可讓乘客自行控制乘座端控制模組的第一操作單元，或其他人員控制遠端控制模組的第二操作單元，進而控制機械手臂移動的方位、角度及速度等，同時配合電腦程式從頭戴式顯示器顯示出動態的情境影像，進而達到動態情境模擬的效果。

1‧‧‧機械手臂

11‧‧‧基座

12‧‧‧多軸向機械臂

121‧‧‧迴轉座

122‧‧‧第一機械臂

123‧‧‧第二機械臂

124‧‧‧第三機械臂

125‧‧‧第四機械臂

126‧‧‧第五機械臂

127‧‧‧第六機械臂

2‧‧‧乘座

21‧‧‧安全帶

22‧‧‧防撞桿

3‧‧‧乘座端控制模組

31‧‧‧第一操作單元

4‧‧‧頭戴式顯示器

41‧‧‧頭載部

42‧‧‧顯示器

43‧‧‧揚聲器

5‧‧‧遠端控制模組

51‧‧‧第二操作單元

第一圖為本創作動態情境模擬裝置之立體示意圖。

第二圖為本創作動態情境模擬裝置之側視示意圖。

第三圖為本創作左右並排連接的乘座之示意圖。

第四圖為本創作前後排列連接的乘座之示意圖。

第五圖為本創作機械手臂第一方向動作之示意圖。

第六圖為本創作機械手臂第二方向動作之示意圖。

第七圖為本創作機械手臂第三方向動作之示意圖。

第八圖為本創作機械手臂第五方向動作之示意圖。

第九圖為本創作機械手臂第四及第六方向動作之示意圖。

第十圖為本創作機械手臂第一至第六方向同步動作之示意圖。

第十一圖為習知駕駛情境模擬器之示意圖。

茲依附圖實施例將本創作之結構特徵及其他之作用、目的詳細說明如下：如第一圖及第二圖所示，本創作之動態情境模擬裝置，其較佳的實施例包含一機械手臂1、一乘座2、一乘座端控制模組3、一頭戴式顯示器4、及一遠端控制模組5，其中：該機械手臂1包含一基座11，及一結合在基座11上的多軸向機械臂12，多軸向機械臂12係為六軸向機械臂，其包含一轉動地設置在基座11上的迴轉座121，一樞接在迴轉座121上的第一機械臂122，一樞接在第一機械臂122的第二機械臂123，一轉動地連接在第二機械臂123端部的第三機械臂124，一樞接在第三機械臂124的第四機械臂125，一樞接在第四機械臂125的第五機械臂126，及一轉動地連接在第五機械臂126端部的第六機械臂127。其中，基座11、迴轉座121及第一至第六機械臂122~127內分別設有必要的驅動及定位組件，例如伺服馬達、減速傳動器、分度器及感應元件等。藉此，使迴轉座121進行第一方向A的360°旋轉，第一機械臂122進行第二方向B擺動，第二機械臂123進行第三方向C擺動，第三機械臂124進行第四方向D轉動，第五機械臂126進行第五方向E擺動，及第六機械臂127進行第六方向F轉動。

該乘座2係提供乘客乘坐的裝置，其椅背或其他位置結合在多軸向機械臂12的第六機械臂127端部，用以被機械手臂1移動各種方位、角度及速度。其中，該乘座2可設有固定乘客的安全帶21，以及包覆在外圍的防撞桿22，使乘座2具備必要的安全設施。另外，如第三圖所示，本創作可以實施兩個或兩個以上左右並排連接的乘座2，並結合在多軸向機械臂12的第六機械臂127端部，或如第四圖所示，可以實施兩個或兩個以上前後排列連接的乘座2，並結合在多軸向機械臂12的第六機械臂127端部，俾提供兩名以上的乘客使用。

該乘座端控制模組3設置在乘座2的前方，其具有至少一第一操作單元31，第一操作單元31可為萬向搖桿裝置、方向盤或按鈕其中之一或其組合，並使乘座端控制模組3電性連接於機械手臂1的控制系統，進而提供乘座2上的乘客自行控制第一操作單元31，進一步控制機械手臂1的動作。

該頭戴式顯示器4包含一頭載部41，一結合於頭載部41的顯示器42，及至少一結合於頭載部41的揚聲器43，並透過訊號線電性連接於乘座端控制模組3，因此能將影像及聲音直接傳送給乘客，增進實境的感受。

該遠端控制模組5係設置在遠離機械手臂1的選定處，其具有至少一第二操作單元51，第二操作單元51可以是設置在遠端控制模組5上的萬向搖桿裝置或按鈕其中之一或其組合，並使遠端控制模組5透過訊號線電性連接於機械手臂1，提供操作人員遠端控制第二操作單元51，進而遙控機械手臂1的動作。

本創作第一種操作模式係由乘客坐在機械手臂1上的乘座2，並且在頭上戴住頭戴式顯示器4，如此讓乘客自行控制乘座端控制模組3的第一操作單元31，進而使乘座端控制模組3將訊號傳遞給機械手臂1的控制系統，同時將電腦模擬的情靜影像及聲音訊號傳遞給頭戴式顯示器4，因此使頭戴式顯示器4的影像、聲音與機械手臂1同步進行動態情境模擬。而本創作第二種操作模式係由其他人員控制遠端控制模組5的第二操作單元51，從遠端將訊號傳遞給機械手臂1的控制系統，同時將電腦模擬的情靜影像及聲音訊號傳遞給頭戴式顯示器4，因此也能夠使頭戴式顯示器4的影像、聲音與機械手臂1同步進行動態情境模擬。

當機械手臂1進行上述動態情境模擬時，如第五圖所示，可以使迴轉座121在基座11上進行第一方向A的360°旋轉動作。如第六圖所示，使第一機械臂122進行第二方向B的擺動動作。如第七圖所示，使第二機械臂123進行第三方向C的擺動動作。如第八圖所示，使第五機械臂126進行第五方向E的擺動動作。如第九圖所示，使第三機械臂124進行第四方向D的轉動動作，及第六機械臂127進行第六方向F的轉動動作。再如第十圖所示，當上述迴轉座121及第一至第六機械臂122~127同步運行時，將能夠模擬出各種實境的方位、角度及速度感等等，使乘客具有身歷其境的感受。

綜上所述，本創作動態情境模擬裝置，已確具實用性與創作性，其技術手段之運用亦出於新穎無疑，且功效與設計目的誠然符合，已稱合理進步至明。為此，依法提出新型專利申請，惟懇請鈞局惠予詳審，並賜准專利為禱，至感德便。