ДИНАМИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ СИМУЛЯТОРОВ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Полезная модель относится к техническим средствам индустрии развлечений, а именно, к подвижным платформам для создания механических перемещений зрителей в симуляторах и аттракционах виртуальной реальности.
Известна динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности (проспект фирмы High Technologies Ltd. с.4), содержащая основание, подвижный стол, на столешнице которого, изготовленной из непрозрачного материала, размещаются зрители, три привода возвратно-поступательного движения, один из которых установлен между центрами основания и подвижного стола, а два других - между основанием и подвижным столом так, что они обеспечивают повороты платформы вокруг продольной и поперечной ее осей.
В процессе работы платформа обеспечивает с помощью привода, установленного между центрами основания и подвижного стола, возвратно-поступательное перемещение в вертикальном направлении, а с помощью двух других приводов возвратно-поступательного движения обеспечиваются наклоны платформы.
Недостатком такой платформы являются узкие функциональные возможности, определяемые тем, что ее применение ограничено симуляторами и аттракционами виртуальной реальности, в которых зрители, размещаемые в креслах, установленных на столешнице подвижного стола могут наблюдать только изображение на проекционном экране, расположенном на вертикальной стене.
Известна динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности (проспект фирмы Hydraudyne System & Engineering B.V. c.4), содержащая основание и подвижный стол со столешницей, соединенный между собой тремя элементами подвески подвижного стола и тремя гидроприводами возвратно-поступательного движения, гидравлическую станцию, подключенную к гидроприводам, и компьютерную станцию, соединенную через согласующее устройство с гидравлической станцией.
При работе платформы с помощью трех гидроприводов возвратно-поступательного движения обеспечивается движение подвижного стола со столешницей с тремя степенями свободы, а три элемента подвески исключают потерю устойчивости платформы. Они представляют собой «книжки», одна из сторон которых с помощью двух плоских шарниров соединена с основанием, а другая с помощью одного плоского шарнира- с подвижным столом. Причем стороны этих «книжек» соединены друг с другом с помощью плоских шарниров.
Недостатком такой динамической платформы является то, что ее нельзя использовать для симуляторов виртуальной реальности нового поколения, в которых проецирование изображения осуществляется на экран, расположенный под подвижным столом,. Располагающиеся между основанием и подвижным столом механические элементы способны частично заслонять этот экран и мешать восприятию демонстрируемых на нем изображений.
Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей динамической платформы для симуляторов виртуальной реальности и, в частности, обеспечение возможности ее использования в симуляторах виртуальной реальности нового типа, в которых применяется проецирование изображения на экран, расположенный под подвижным столом.
Технический результат - создания динамической платформы, обеспечивающий возможность проецирование и наблюдение изображений на проекционном экране, расположенном под подвижным столом.
Технический результат достигается тем, что в динамической платформе для симуляторов виртуальной реальности, содержащей основание и подвижный стол со столешницей, соединенные между собой тремя элементами подвески подвижного стола и тремя гидроприводами возвратно-поступательного движения, гидравлическую станцию, подключенную к гидроприводам, и компьютерную станцию, соединенную через согласующее устройство с гидравлической станцией, согласно полезной модели основание и подвижный стол имеют форму прямоугольных рам, соответствующие стороны которых параллельны друг другу, причем рама основания больше рамы подвижного стола, гидроприводы возвратно-поступательного движения и элементы подвески в местах их соединения с основанием и подвижным столом снабжены пространственными шарнирами, один из гидроприводов связывает середины передних сторон рам подвижного стола и основания, два других гидропривода связывают задние стороны рам подвижного стола и основания, а элементы подвески связывают вершины углов, расположенных на левом и правом концах передней стороны и на правом конце задней стороны рамы подвижного стола, с вершинами противоположных углов рамы основания, при этом рамы основания и подвижного стола изготовлены из металлических балок коробчатого профиля, а элементы подвески подвижного стола выполнены в виде трубчатых тяг, причем горизонтальные проекции осей симметрии всех гидроприводов возвратно-поступательного движения параллельны друг другу, а столешница изготовлена из прозрачного материала с возможностью размещения на ней зрителей и имеет размеры большие, чем размеры подвижного стола.
Такая конструкция динамической платформы для виртуальной реальности позволяет зрителям, размещенным на столешнице из прозрачного материала, наблюдать изображение, воспроизводимое на проекционном экране, расположенном под подвижным столом. При этом три тяги и три гидропривода возвратно-поступательного движения при всех своих перемещениях не заслоняют изображение, демонстрируемое на проекционном экране под столом. Это расширяет функциональные возможности динамической платформы и позволяет использовать сюжеты виртуальной реальности, связанные с имитацией «погружение» в какую-либо среду, пространство или объект.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Схема динамической платформы для симуляторов виртуальной реальности показана на фиг.1.
Динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности содержит основание 1 и подвижный стол 2 со столешницей 3, соединенные между собой тремя элементами 4, 5 и 6 подвески подвижного стола и тремя гидроприводами возвратно-поступательного движения 7, 8 и 9, гидравлическую стацию 10, подключенную к гидроприводам, и компьютерную станцию 11, соединенную с гидравлической станцией с помощью согласующих устройств.
Основание 1 и подвижный стол 2 выполнены в форме прямоугольных рам, соответствующие стороны которых параллельны друг другу, причем рама основания больше рамы подвижного стола, гидроприводы возвратно-поступательного движения 7, 8 и 9 и элементы подвески подвижного стола 4, 5 и 6 в местах их соединений с основанием и подвижным столом снабжены пространственными шарнирами 12-23. Гидропривод 7 связывает середины 24 и 25 передних сторон рам подвижного стола 26 и основания 27, два других гидропривода 8 и 9 связывают задние стороны 28 и 29 рам подвижного стола и основания. Причем пространственные шарниры 15 и 16 расположены вблизи левого и правого концов задней стороны подвижного стола.
Элементы подвески 4, 5 и 6 связывают вершины углов 30 и 31, расположенных на левом и правом концах передней стороны 26 рамы подвижного стола, и вершину угла 32, расположенную на правом конце задней стороны этого стола, с вершинами противоположных углов, соответственно, 33, 34 и 35 рамы основания.
Гидроприводы 7, 8 и 9 состоят, соответственно, из поршней 36, 37, 38 и цилиндров 39, 40 и 41.
Проекционный экран 42 и компьютерный стереопроектор 43 размещены под рамой подвижного стола.
Рамы подвижного стола и основания изготовлены из металлических балок коробчатого профиля, а элементы подвески 4, 5 и 6 подвижного стола выполнены в виде металлических трубчатых тяг.
Пространственно гидроприводы 7, 8, 9 расположены так, что в статике горизонтальные проекции их осей симметрии 44, 45 И 46 параллельны друг другу.
Столешница 3 подвижного стола изготовлена из прозрачного материала с возможностью размещения на ней зрителей. Она имеет размеры большие, чем рама подвижного стола.
Динамическая платформа для симуляторов виртуальной реальности работает следующим образом.
На столешнице 3 подвижного стола размещаются зрители. Ее прозрачность обеспечивает возможность наблюдения зрителями изображений, которые формируются на проекционном экране 42 с помощью компьютерного стереопроектора 43. Для восприятия стереоизображения зрители снабжаются затворными очками.
В соответствии с программой, воспроизводимой компьютерной станцией 11, через гидростанцию 10 подаются давления рабочей жидкой среды в гидроприводы 7, 8 и 9. Их поршни 36, 37 и 38 совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах 39, 40 и 41. При этом в зависимости от поступающих давлений подвижный стол способен совершать перемещения по вертикали, повороты вокруг продольной и поперечной осей. При этом трубчатые тяги 4, 5 и 6 обеспечивают устойчивость стола при всех возможных перемещениях поршней гидроприводов. Подвижность стола, гидроприводов и трубчатых тяг обеспечивается использованием пространственных шарниров 12-23. Это позволяет по программе осуществлять механические перемещения подвижного стола, которые имитируют ускорение, удары, реверс и т.д.
Размеры основания 1, подвижного стола 2, параметры трубчатых тяг 4, 5 и 6 и гидроприводов 7, 8 и 9 возвратно-поступательного движения подобраны так, что при их всех перемещениях они не заслоняют изображения, воспроизведенного на проекционном экране 42 компьютерным стереопроектором 43.
Испытание, созданное динамической платформы в составе симулятора виртуальной реальности позволило установить, что она имитирует механические воздействия на зрителя, близкие к реальным. При этом обеспечивается возможность наблюдения зрителями через прозрачную столешницу изображений, воспроизводимых на проекционном экране. Преимущества предлагаемого технического решения:
- возможность использования новых сюжетов для симуляторов виртуальной реальности, имитирующих процесс «погружения» в какую-либо среду, пространство или объект;
- простота конструкции;
- низкая стоимость.
Предлагаемая динамическая платформа может быть реализована на базе стандартных узлов таких, как гидроприводы возвратно-поступательного движения, гидростанция, компьютерная станция и простые механические устройства.
Динамическая платформа может найти широкое применение при создании симуляторов и аттракционов виртуальной реальности нового поколения, способных имитировать процесс «погружения» в какую либо среду, пространство или объект.