WO2018194483A1 - Device for compensating human movement - Google Patents

Device for compensating human movement Download PDF

Info

Publication number
WO2018194483A1
WO2018194483A1 PCT/RU2017/000253 RU2017000253W WO2018194483A1 WO 2018194483 A1 WO2018194483 A1 WO 2018194483A1 RU 2017000253 W RU2017000253 W RU 2017000253W WO 2018194483 A1 WO2018194483 A1 WO 2018194483A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movement
platforms
person
space
user
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000253
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Мансур Мусавирович ХАЙРУЛЛИН
Константин Геннадьевич ЧАНЧИКОВ
Original Assignee
Мансур Мусавирович ХАЙРУЛЛИН
Константин Геннадьевич ЧАНЧИКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мансур Мусавирович ХАЙРУЛЛИН, Константин Геннадьевич ЧАНЧИКОВ filed Critical Мансур Мусавирович ХАЙРУЛЛИН
Priority to PCT/RU2017/000253 priority Critical patent/WO2018194483A1/en
Publication of WO2018194483A1 publication Critical patent/WO2018194483A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/80—Special adaptations for executing a specific game genre or game mode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

The invention relates to sports and game training devices. The device is compact and makes it possible to carry out movement in any direction at any speed without physical displacement in a limited space. The device comprises platforms (1), a personal computer (2), and a controller (3), the platforms (1) being equipped with propulsive systems (4) driven by motors (not shown in figure), an intermediate device (5), and a device (6) for displaying virtual reality (for example an earphone headset, glasses, screen, display, etc.).

Description

Устройство для компенсации перемещения человека Область техники  Device for compensating for human movement
Изобретение относится к спортивным и игровым тренажерам в качестве замены известных беговых дорожек, позволяет двигаться в любом направлении без физического перемещения в ограниченном пространстве. Устройство ориентировано на широкий круг пользователей и может быть использовано для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка на мотивационной и оздоровительной основах.  The invention relates to sports and gaming simulators as a replacement for known treadmills, allows you to move in any direction without physical movement in a limited space. The device is aimed at a wide range of users and can be used for the paired interdependent development of the child's physical and intellectual abilities on motivational and health-improving foundations.
Предшествующий уровень техники. The prior art.
Известно устройство для тренировки мышц ног и координации движения у детей с элементами интеллектуальных игр, содержащее персональный компьютер (ПК), дисплея, блок программ, тренажер для создания физической нагрузки на ноги, (патент РФ N° 2 514 603).  A device is known for training leg muscles and coordinating movement in children with elements of intellectual games, comprising a personal computer (PC), a display, a program block, a simulator for creating physical activity on the legs, (RF patent N ° 2,514,603).
Известна всенаправленная беговая дорожка, содержащая раму; множество поперечных балок, связанных друг с другом для образования непрерывного контура, приводной механизм поперечных балок, смонтированный на раме и соединенный с множеством поперечных балок, единую конвейерную ленту и приводной механизм конвейерной ленты, соединенный с конвейерной лентой (патент РФ N° 2 563 789).  Known omnidirectional treadmill containing a frame; a plurality of cross beams connected to each other to form a continuous contour, a drive mechanism of the cross beams mounted on the frame and connected to a plurality of cross beams, a single conveyor belt and a drive mechanism of the conveyor belt connected to the conveyor belt (RF patent N ° 2 563 789) .
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому техническому результату, выбранным в качестве прототипа к заявляемому устройству, является многофункциональный спортивный тренажер, содержащий платформы, закрепляемые на ногах, установленных с возможностью перемещения ног человека вперед-назад, и вертикального подъема, и персональный компьютер с преобразованием виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями человека в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве (патент РФ на полезную модель N° 109979). The closest technical solution for the technical nature and the achieved technical result, selected as a prototype for the claimed device is a multifunctional sports a simulator containing platforms mounted on legs installed with the possibility of moving the person’s legs back and forth, and vertical lifting, and a personal computer with the conversion of virtual space in accordance with real physical movements of a person in real space, taking into account interaction with objects in virtual space (patent RF for utility model N ° 109979).
Недостатками указанных устройств является громоздкость конструкций и отсутствие их мобильности, монотонность совершения движений пользователя и тренировка только определенной группы мышц. Указанные устройства обеспечивают бег только по прямой траектории, без перепрыгивания и без возможности поворота.  The disadvantages of these devices are the bulkiness of the structures and the lack of mobility, the monotony of the user's movements and the training of only a certain muscle group. These devices provide running only in a direct trajectory, without jumping and without the possibility of rotation.
Раскрытие изобретения. Disclosure of the invention.
Задачей изобретения является создание компактного мобильного устройства, позволяющего осуществлять движение в любом направлении с любой скоростью с компенсацией перемещения пользователя относительно исходной точки в пространстве в процессе компьютерной игры.  The objective of the invention is to provide a compact mobile device that allows you to move in any direction at any speed with compensation for the movement of the user relative to the starting point in space during the computer game.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для компенсации перемещения человека, содержащее платформы, закрепляемые на ногах, установленных с возможностью перемещения ног человека вперед-назад, и вертикального подъема, и персональный компьютер с возможностью отображения сформированного виртуального пространства с непрерывным преобразованием виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями человека в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, согласно изобретению платформы подключены к персональному компьютеру через контроллер проводным и/или беспроводным способом, при этом платформы снабжены движителями, приводимыми в движение двигателями, обеспечивающими движение ступней человека в направлении противоположном его перемещению в пространстве. This object is achieved in that in a device for compensating for a person’s movement, comprising platforms fixed to the legs, mounted with the possibility of moving the person’s legs back and forth, and vertical lifting, and a personal computer with the ability to display the generated virtual space with continuous transformation of the virtual space in accordance with real physical movements of a person in real space, taking into account interaction with objects in virtual space, agrees but according to the invention, the platforms are connected to the personal computer via the controller via a wired and / or wireless method, while the platforms equipped with propellers, driven by engines, providing movement of the human foot in the direction opposite to its movement in space.
Платформы обеспечивают имитацию перемещения человека в любом направлении. Движители выполнены в виде роликов, шариков, колесиков, гусениц. Устройство дополнительно снабжено устройством-посредником, способствующим созданию виртуальной реальности и устройством для отображения виртуальной реальности и/или аудиосистемой.  Platforms provide imitation of a person moving in any direction. Movers are made in the form of rollers, balls, wheels, tracks. The device is additionally equipped with an intermediary device that facilitates the creation of virtual reality and a device for displaying virtual reality and / or an audio system.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
Заявленное устройство для компенсации перемещения человека представлено на фиг. 1, где показано схематично устройство, позволяющие компенсировать перемещение пользователя в любую сторону согласно изобретению.  The claimed device for compensating for the movement of a person is shown in FIG. 1, which shows schematically a device that allows to compensate for the movement of the user in any direction according to the invention.
Устройство содержит платформы 1, персональный компьютер 2, контроллер 3, платформы 1 снабжены движителями 4, приводимыми в движение двигателями (на фиг. не показано), устройство-посредник 5 и устройство 6 для отображения виртуальной реальности (например, шлемофон, очки, экран, дисплей и т.д.). The device comprises platforms 1, a personal computer 2, a controller 3, platforms 1 are equipped with movers 4 driven by engines (not shown in FIG.), An intermediary device 5 and a device 6 for displaying virtual reality (for example, a headset, glasses, a screen, display, etc.).
Осуществление изобретения The implementation of the invention
Устройство для компенсации перемещения человека работает следующим образом. Платформы 1 крепятся на ногах пользователя, при совершении шага запускается двигатель (на фиг. не показан) в платформе 1 и приводит в движение движитель 4, который в свою очередь возвращает ступню пользователя в исходную точку. Тем самым платформы устройства обеспечивают движение ступней пользователя в направлении противоположном движению пользователя в пространстве. Движители 4 могут быть выполнены в виде роликов, шариков, колесиков, гусениц и т.п. Затем пользователь подключается к персональному компьютеру (ПК) 2 (ПК может быть стационарный, мобильный, нестандартной конструкции или вместо ПК может быть использована игровая приставка) через контроллер 3 и получает изображение на экране устройства 6 для отображения виртуальной реальности. С помощью беспроводных передатчиков информации или электрических кабелей, соединенных с ПК 2, контроллер 3 передает информацию на ПК 2 о перемещении или получает сигнал с ПК, инициирующий перемещение пользователя, то есть когда пользователь начинает движение в любую сторону, контроллер 3 отслеживает информацию о его перемещении и передает ее на ПК 2 для перемещения пользователя в игре. Контроллер 3 обеспечивает управление скоростью, ускорением и направлением движения пользователя через систему позиционирования (датчики скорости, поворота и др.). Когда пользователь останавливается, платформы после возвращения в условную исходную точку также останавливаются. A device for compensating for the movement of a person works as follows. The platforms 1 are mounted on the legs of the user, when a step is taken, the engine (in Fig. Not shown) is started in the platform 1 and drives mover 4, which in turn returns the user's foot to the starting point. Thus, the device platform provide movement of the user's feet in the direction opposite to the movement of the user in space. Movers 4 can be made in the form of rollers, balls, wheels, tracks, etc. Then the user connects to a personal computer (PC) 2 (the PC can be stationary, mobile, custom design or a game console can be used instead of the PC) through the controller 3 and receives an image on the screen of the device 6 to display virtual reality. Using wireless information transmitters or electric cables connected to PC 2, controller 3 transmits information about movement to PC 2 or receives a signal from a PC initiating user movement, that is, when the user starts moving in any direction, controller 3 monitors information about his movement and transfers it to PC 2 to move the user in the game. The controller 3 provides control of the speed, acceleration and direction of movement of the user through the positioning system (speed, rotation sensors, etc.). When the user stops, the platforms also stop after returning to the conditional starting point.
Также устройство может быть дополнительно снабжено аудиосистемой для усиления звукового эффекта присутствия в виртуальной реальности.  Also, the device can be additionally equipped with an audio system to enhance the sound effect of presence in virtual reality.
Кроме того, оценка перемещений может производиться на устройстве-посреднике 5, соединенного с ПК 2, который отслеживает движение человека (перемещение его в пространстве). В качестве устройства-посредника 5 возможно использование, например, устройства kinect, которое имеет несколько камер, отслеживающих перемещение человека, и передающее эту информацию в ПК или на игровую приставку для создания виртуальной реальности. В некоторых случаях движитель и двигатель могут быть объединены, например, как мотор-колесо. Питание двигателей может быть как автономным (аккумуляторы в платформах или один общий), так и передающееся по проводам от сети (от блоков питания или иных устройств). In addition, the assessment of movements can be performed on the intermediary device 5 connected to the PC 2, which tracks the movement of a person (moving him in space). As an intermediary device 5, it is possible to use, for example, a kinect device, which has several cameras that track a person’s movement and transmits this information to a PC or game console to create virtual reality. In some cases, the mover and engine can be combined, for example, as a motor-wheel. The power of the engines can be either autonomous (batteries in the platforms or one common), and transmitted over wires from the network (from power supplies or other devices).
Для оценки направления и скорости перемещения пользователя с закрепленными на ногах платформами заявляемое устройство может быть снабжено собственной системой позиционирования и расчета перемещения (например, встроенный микроконтроллер с датчиками движения и скорости).  To assess the direction and speed of movement of the user with the platforms fixed on the legs, the claimed device can be equipped with its own positioning and movement calculation system (for example, an integrated microcontroller with motion and speed sensors).
Предлагаемое изобретение позволяет осуществлять ввод данных для расчета перемещения персонажа в виртуальном мире путем полноценного движения пользователя в реальном, сохраняя положение пользователя в исходной точке пространства.  The present invention allows data entry to calculate the movement of a character in the virtual world by fully moving the user in real, while maintaining the user's position at the starting point in space.
Указанный технический результат достигается за счет перемещения платформами ступней пользователя в направлении противоположном движению пользователя в пространстве. Позволяет отказаться от громоздких дорогостоящих беговых дорожек. Максимальная эффективность будет достигаться при совместном использовании изделия с устройствами, предназначенными для создания виртуальной реальности, позволяющих осуществить ввод данных для расчета перемещения пользователя в виртуальном мире при полноценном движении пользователя в реальном. Кроме того, предлагаемое устройство решает «конфликт вестибулярного аппарата», так как позволяет согласовать действие человека с изображением, которое он получает от ПК, при помощи устройства для создания виртуальной реальности (шлемофон, очки, экран и т.д.). Данный «конфликт» является главным стопором в развитии технологии виртуальной реальности. Человека начинает подташнивать, так как мозг получает разную информацию - глаза видят, что человек идет, а вестибулярный аппарат сообщает, что он стоит. В нашем случае человек начинает движение и вестибулярный аппарат получает ту же информацию, что и глаза. The specified technical result is achieved by moving the platforms of the user's feet in the direction opposite to the movement of the user in space. Allows you to abandon the bulky expensive treadmills. Maximum efficiency will be achieved by sharing the product with devices designed to create virtual reality, allowing data entry to calculate the movement of the user in the virtual world with the full movement of the user in real. In addition, the proposed device solves the "conflict of the vestibular apparatus", as it allows you to coordinate the action of a person with the image that he receives from the PC, using a device for creating virtual reality (headset, glasses, screen, etc.). This “conflict” is the main stopper in the development of virtual reality technology. The person begins to feel nauseous, because the brain receives different information - the eyes see that the person is walking, and the vestibular apparatus reports that he worth it. In our case, the person begins to move and the vestibular apparatus receives the same information as the eyes.
Предлагаемое изобретение позволяет отказаться от громоздких дорогостоящих беговых дорожек. Возможен вариант использования изобретения без ПК, однако максимальная эффективность будет достигнута при совместном использовании изделия с устройствами, предназначенными для создания виртуальной реальности.  The present invention allows to abandon the bulky expensive treadmills. It is possible to use the invention without a PC, however, maximum efficiency will be achieved when sharing the product with devices designed to create virtual reality.
Устройство занимает мало места, компактное и не очень дорогое, предлагает непрерывное сопротивление движениям пользователя во всех направлениях.  The device takes up little space, compact and not very expensive, offers continuous resistance to user movements in all directions.
Предлагаемое устройство максимально приближает бег на дорожке к бегу в естественных условиях и позволяет укрепить мышечную систему пользователя в процессе участия в компьютерной игре, что обеспечивает гармоничное развитие ребенка.  The proposed device maximizes the running on the track to running in natural conditions and allows you to strengthen the user's muscular system in the process of participating in a computer game, which ensures the harmonious development of the child.
Конструкция заявляемого устройства обеспечивает его компактность и мобильность и позволяет использовать его и в помещении и во дворе. Устройство может быть полезно для исследовательских целей при изучении поведения человека в компьютерном виртуальном пространстве.  The design of the claimed device provides its compactness and mobility and allows its use both indoors and in the yard. The device may be useful for research purposes when studying human behavior in computer virtual space.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Устройство для компенсации перемещения человека, содержащее платформы, закрепляемые на ногах, установленных с возможностью перемещения ног человека вперед-назад, и вертикального подъема, и персональный компьютер с возможностью отображения сформированного виртуального пространства с непрерывным преобразованием виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями человека в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, отличающееся тем, что платформы подключены к персональному компьютеру через контроллер проводным и/или беспроводным способом, при этом платформы снабжены движителями, приводимыми в движение двигателями, обеспечивающими движение ступней человека в направлении противоположном его перемещению в пространстве. 1. A device for compensating for the movement of a person, containing platforms mounted on legs installed with the possibility of moving the legs of a person back and forth, and vertical lifting, and a personal computer with the ability to display the generated virtual space with a continuous transformation of the virtual space in accordance with real physical movements of a person in real space, taking into account interaction with objects in virtual space, characterized in that the platforms are connected to cite personal computer via controller wired and / or wireless manner, wherein the platforms are provided with propellers, driven by the motor providing movement of the human foot in the direction opposite to its displacement in the space.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что платформы обеспечивают имитацию перемещения человека в любом направлении. 2. The device according to claim 1, characterized in that the platforms provide an imitation of the movement of a person in any direction.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что движители выполнены в виде роликов, шариков, колесиков, гусениц.  3. The device according to claim 1, characterized in that the propulsors are made in the form of rollers, balls, wheels, tracks.
4. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено устройством-посредником, способствующим созданию виртуальной реальности.  4. The device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with an intermediary device that contributes to the creation of virtual reality.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено устройством для отображения виртуальной реальности.  5. The device according to claim 1, characterized in that it is further provided with a device for displaying virtual reality.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено аудиосистемой.  6. The device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with an audio system.
PCT/RU2017/000253 2017-04-21 2017-04-21 Device for compensating human movement WO2018194483A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000253 WO2018194483A1 (en) 2017-04-21 2017-04-21 Device for compensating human movement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000253 WO2018194483A1 (en) 2017-04-21 2017-04-21 Device for compensating human movement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018194483A1 true WO2018194483A1 (en) 2018-10-25

Family

ID=63856748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000253 WO2018194483A1 (en) 2017-04-21 2017-04-21 Device for compensating human movement

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018194483A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6106397A (en) * 1995-05-16 2000-08-22 Phillips; Scott Andrew Positioning device
US7470218B2 (en) * 2003-05-29 2008-12-30 Julian David Williams Walk simulation apparatus for exercise and virtual reality

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6106397A (en) * 1995-05-16 2000-08-22 Phillips; Scott Andrew Positioning device
US7470218B2 (en) * 2003-05-29 2008-12-30 Julian David Williams Walk simulation apparatus for exercise and virtual reality

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11331557B2 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
US11511156B2 (en) Training system and methods for designing, monitoring and providing feedback of training
US7967728B2 (en) Wireless game controller for strength training and physiotherapy
Levac et al. “Kinect-ing” with clinicians: a knowledge translation resource to support decision making about video game use in rehabilitation
US20090023553A1 (en) Exercise systems in local or global network
Borghese et al. An intelligent game engine for the at-home rehabilitation of stroke patients
CN113164805B (en) Collaborative exercise
US11083967B1 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
Borghese et al. An integrated low-cost system for at-home rehabilitation
Vanacken et al. Game-based collaborative training for arm rehabilitation of MS patients: a proof-of-concept game
US11614796B1 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
WO2018195344A1 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
Takhashi et al. Development of an upper limb patient simulator for physical therapy exercise
Garcia et al. The Mobile RehApp™: an AR-based mobile game for ankle sprain rehabilitation
Mocanu et al. A Kinect based adaptive exergame
RU104852U1 (en) SPORT LOAD CONTROL SYSTEM AND SPORTS SIMULATOR FOR TRAINING OR COMPETITIONS
Karime et al. RehaBall: Rehabilitation of upper limbs with a sensory-integrated stress ball
WO2018194483A1 (en) Device for compensating human movement
Rito et al. Virtual reality tools for post-stroke balance rehabilitation: a review and a solution proposal
CN201001937Y (en) Electric running machine with digital VR system function
CN203169906U (en) Five-sense athletic rehabilitation training station
Alavesa et al. Air tandem: A collaborative bodily game exploring interpersonal synchronization
CN215607352U (en) Auxiliary rehabilitation equipment for lower limb movement of children
CN117148977B (en) Sports rehabilitation training method based on virtual reality
US20170046978A1 (en) Conjoined, pre-programmed, and user controlled virtual extremities to simulate physical re-training movements

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17906414

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17906414

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1