Тренажер-симулятор віртуальної реальності “mmone”

Реферат: Тренажер-симулятор віртуальної реальності містить подіум, опорно-поворотний стояк, нижня частина якого сполучена з опорно-поворотним пристроєм, розташованим всередині подіума, піднімальну руку і рухоме крісло. Він додатково містить похило-обертальний механізм, який закріплений на передній частині піднімальної руки і сполучений із задньою частиною тримісного крісла, а задня частина піднімальної руки сполучена з верхньою частиною опорно-поворотного стояка. UA 104860 U (12) UA 104860 U UA 104860 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до тренувального, розважального і спортивного устаткування для тренування основних груп м'язів рук, ніг і тулуба людини, а також для тренування рухів у авіа- та автотранспортних засобах, включаючи аварійні ситуації, критичні режими руху авто та літака, перевантаження в умовах тривимірної системи координат. Тренажер може застосовуватися в медицині для перевірки вестибулярного апарата, також можливий безперервний оперативний медичний контроль і прогнозування психофізичного стану льотчика у польоті. На тренажері можливе виконання майже всіх фігур пілотажу, що супроводжуються енергійним обертанням по крену вхід та вихід з віражу, переворотів, бочки і так далі. Тренажер також імітує атмосферну турбулентність. Тренажер імітує повороти автотранспортного засобу на дорозі в разі прискорення, гальмування, занесення на підйомі та спуску, ковзання, а також будь-які аварійні ситуації. Також тренажер імітує екстремальне водіння транспортного засобу в разі подолання перешкод, таких як проїзд по пошкодженій дорозі, переліт крізь міст або трамплін, імітацію поганого дорожнього покриття та наїзд на будь-які перешкоди. Окрім того, тренажер-симулятор віртуальної реальності "ММОnе" призначений для розважання з використанням стереоскопічних 3D-окулярів і спеціально розроблених комп'ютерних програм, кінофільмів, концертів, різноманітних розважальних програм, тощо. Відомий тренажер водія (див. патент України на винахід № 48325, МПК G09B 9/00, опубл. 15.08.2002 р., бюл. № 8), який включає симулятор кабіни водія транспортного засобу, штатні органи управління, відеомонітор водія і штатні пульти, причому датчики положення органів управління і пульти через пристрій з'єднання сполучені з пультом інструктора, який включає системний блок. Але відомий тренажер водія не дозволяє тренування основних груп м'язів рук, ніг і тулуба водія. Відомий трек-марафон Хегай, що містить підставу, рухливе місце для спортсмена з напрямною, при цьому підстава виконана у вигляді рами, а напрямна - у вигляді рейок пподібної форми, рухливе місце для спортсмена виконане у вигляді скейт-майданчика, який забезпечений двома напрямними і розташований під сходами для рук, обладнаний ременем для кріплення тіла, гальмівним механізмом і чотирма підшипниками, розташованими на осях, при цьому скейт-майданчиків не менше двох і вони розташовані паралельно один одному, сходи для рук з боку початку руху скейт-майданчиків приєднані до бічних сторін підстави трекамарафона шарнірами, а з протилежної сторони - забезпечені двома механічними приводами, при цьому кожна напрямна сполучена з підставою додатковим шарніром з боку початку руху скейт-майданчиків, а з протилежного боку - жорстко сполучена зі сходами для рук. Механічні приводи виконані з можливістю зміни кута нахилу трека-марафона щодо поверхні Землі на 10, 20, 30 градусів, при довжині трека-марафона не більше 30 метрів (див. патент України на винахід № 102761, опубл. 12.08.2013 р., бюл. № 5). Проте відомий трек-марафон використовується лише для тренування м'язів рук, оскільки рух здійснюється лише за допомогою переміщення рук уздовж сходів для рук та не призначений для тренування основних груп м'язів рук, ніг і тулуба. Найближчим до корисної моделі, що заявляється, є тренажер-симулятор віртуальної реальності (див. патент України на корисну модель № 90134, опубл. 12.05.2014 p., бюл. № 9). Вказаний тренажер-симулятор містить подіум, опорно-поворотний стояк (в прототипі названо "напрямна у вигляді опорно-поворотної основи"), опорно-поворотний пристрій, розташований всередині подіума. Нижня частина опорно-поворотного стояка сполучена з опорно-поворотним пристроєм. Окрім того, тренажер-симулятор містить піднімально-поворотну руку, опорно-поворотні пристрої для кріплення піднімально-поворотної руки, рухливе місце для одної особи, яка тренується, забезпечене ременями безпеки та контролер управління. Даний тренажер-симулятор вибрано за прототип. Прототип і корисна модель, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: подіум; опорно-поворотний пристрій; опорно-поворотний пристрій розташований всередині подіума; опорно-поворотний стояк; нижня частина опорно-поворотного стояка сполучена з опорно-поворотним пристроєм; піднімальна рука; рухоме крісло. Але відомому тренажеру-симулятору притаманні наступні недоліки. 1. Складність конструкції, яка пов'язана з наявністю трьох опорно-поворотних пристроїв: опорно-поворотний пристрій, розташований на верхній частині опорно-поворотної основинапрямної; 1 UA 104860 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 два опорно-поворотних пристрої для кріплення піднімально-поворотної руки, один з яких сполучає її з рухомим кріслом, а другий сполучає піднімально-поворотну руку з опорноповоротним пристроєм, розташованим на верхній частині напрямної. Таке вирішення викликає великі труднощі як при виготовленні, так і в процесі експлуатації тренажера-симулятора. 2. Невелика ефективність тренажера-симулятора. Це пов'язано з тим, що, по-перше, тренуватися можна тільки за допомогою контролера, який зв'язаний з блоком управління, тобто функції його (тренажера) обмежені, а, по-друге, тренуватися може тільки одна особа, що суттєво збільшує витрати електроенергії. В основу корисної моделі поставлено задачу створити удосконалену конструкцію тренажера-симулятора віртуальної реальності, в якому шляхом введення нового елемента похило-обертального механізму, виконання сидіння тримісним, а також іншої схеми сполучення відомого і нового елемента, забезпечити спрощення конструкції та обслуговування тренажера, за рахунок вилучення трьох технологічно складних і незручних при обслуговуванні опорноповоротних пристроїв, а також підвищення ефективності використання тренажера і зменшення витрат електроенергії. Поставлена задача вирішена тренажером-симулятором віртуальної реальності "ММОnе", що містить подіум, опорно-поворотний стояк, нижня частина якого сполучена з опорноповоротним пристроєм, розташованим всередині подіума, піднімальну руку і рухоме крісло, тим, що він додатково містить похило-обертальний механізм, який закріплений на передній частині піднімальної руки і сполучений із задньою частиною тримісного крісла, а задня частина піднімальної руки сполучена з верхньою частиною опорно-поворотного стояка. Новим в корисній моделі, що заявляється, є: наявність похило-обертального механізму; виконання крісла тримісним; схема сполучення піднімальної руки з опорно-поворотним стояком і з рухомим кріслом (за допомогою похило-обертального механізму). Наведена сукупність ознак дозволила спростити конструкцію тренажера, підвищити його ефективність і зменшити витрати електроенергії. На кресленні зображений тренажер-симулятор віртуальної реальності "ММОnе". Тренажер-симулятор віртуальної реальності "ММОnе" містить подіум 1, опорно-поворотний стояк 2. Нижня частина опорно-поворотного стояка 2 сполучена з опорно-поворотним механізмом (на кресленні не показано), який розташований всередині подіума 1. Верхня частина опорно-поворотного стояка 2 сполучена із задньою частиною піднімальної руки 3. На передній частині піднімальної руки 3 закріплений похило-обертальний механізм 4, який сполучений з тримісним кріслом 5. Механізми, які забезпечують поворот стояка 2 на 60°, а також підйом піднімальної руки 3 і нахил та обертання тримісного крісла 5 розташовані всередині подіума 1, опорно-поворотного стояка 2 і піднімальної руки 3. Це добре відомі елементи: електродвигун з редуктором, шестірня, зубчата муфта і вал (на кресленні не показано). Вони не є суттєвими ознаками через те, що можуть бути використані також інші відомі механізми (гідравлічні тощо). Тренажер-симулятор віртуальної реальності "ММОnе" працює у наступному порядку. Три особи сідають у тримісне крісло 5, фіксують себе ременями безпеки і надівають стереоскопічні 3D-окуляри. Оператор запускає програму, встановлену в персональному комп'ютері. Будь-яке програмне забезпечення може з'єднуватися із сервером тренажера-симулятора віртуальної реальності "ММОnе" за допомогою SDK або plug-in ММОnе. Для цього треба правильно вказати IP-адресу і порт ММОnе сервера. Дані, які передаються на сервер, повинні бути строкового типу у такому порядку: node 1: node 2: node 3: node 4. Це позиції кожного вузла, які повинна імітувати ММОnе. Після того, як пакет даних прийнято, формується швидкість для кожного вузла. Далі формується необхідне повідомлення для кожного перетворювача частоти окремо в шістнадцятирічній системі обчислення. Повідомлення формується відповідно настройкам окремого перетворювача частоти і передається на нього ж по CAN шині. В контролері перетворювача частоти зашита програма, яка приймає повідомлення і за допомогою додатково підключених до нього енкодера та індуктивних датчиків здійснює корекцію швидкості. Відповідно до вибраної програми (тренування або перегляд відеофільму, тощо) механізм повороту тренажера-симулятора здійснює повороти управо і уліво на 30° за допомогою електродвигуна і редуктора, розташованих всередині подіума 1. Підйом і опускання 2 UA 104860 U 5 піднімальної руки 3 здійснюється за допомогою електродвигуна, який через черв'ячний редуктор передає обертання на прямозубе колесо. Обертання здійснюється за допомогою електродвигуна з редуктором, розташованих в задній частині піднімальної руки 3, яке передається похило-обертальному механізму 4, закріпленому на передній частині піднімальної руки 3 і сполученому з тримісним кріслом 5. Це дозволяє обертати тримісне крісло 4 в діапазоні від 0° до 360°, а також нахиляти униз і угору на 45° відносно поздовжньої осі піднімальної руки 3. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Тренажер-симулятор віртуальної реальності, що містить подіум, опорно-поворотний стояк, нижня частина якого сполучена з опорно-поворотним пристроєм, розташованим всередині подіума, піднімальну руку і рухоме крісло, який відрізняється тим, що він додатково містить похило-обертальний механізм, який закріплений на передній частині піднімальної руки і сполучений із задньою частиною тримісного крісла, а задня частина піднімальної руки сполучена з верхньою частиною опорно-поворотного стояка. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3