DE1028467B - Zieluebungsgeraet zur Nachahmung der Bewegung einer schwankenden Plattform - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung· bezieht sich auf Übungsgeräte für Bedienungsleute, die in nichtfesten Stallungen arbeiten müssen, d. h. solchen, die Schaukel- und anderen Bewegungen unterworfen sind. Ein Beispiel ist ein Übungsgerät für Bedienungsleute, die auf mit Ultraschall-Walauifspürgeräten ausgerüsteten Schiffen arbeiten. Weitere Anwendungsgebiete sind beispielsweise Übungsgeräte für Unterseeboot-Sehrohrbedienungsleute, für Fiakgeischützmannschaften an Bord von. Schiffen oder für Richtkanoniere auf Schiffen.

Bei all diesen Ausführungsformen von Übungsgeräten muß dem Bedienungsmann die Bewegung eines Zieles oder eines anderen für ihn wichtigen Gegenstandes über einen Schauplatz dargestellt werden, und zu gleicher Zeit muß der Eindruck einer beträchtlichen Bewegung des Standortes, Sitzes od. dgl. des Bedienungsmannes gegenüber dem Bild des Schauplatzes erweckt werden.

Die zu erzeugenden Bewegungen können Rollen, Stampfen, Aufundabbewegung und Drehung der Plattform des Beobachters gegenüber dem Schauplatz einschließen.

In der Praxis hat es sich als schwierig herausgestellt, einen angemessenen Bawegungsgrad der Plattform des Beobachters, zu erzeugen; es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Übungsgerät zu schaffen., bei d!em dem Beobachter in einfacher und verhältnismäßig billiger Weise der Eindruck einer beträchtlichen Bewegung vermittelt wird.

Die Erfindung geht aus von an, sich bereits bekannten Bauarten, von Zielübungsgeräten, zur Nachahmung der Bewegung einer um verhältnismäßig große Winkel schwankenden Plattform, beispielsweise der Bewegung eines Schiffes, bei denen ein Antrieb' zur Erzeugung verhältnismäßig geringer Schwankungen der Plattform und eine Bildwurfeinrichtung zur Erzeugung eines für die Bedienungsperson, sichtbaren Zielbildes auf einem Bildschirm verwendet werden, wobei die Plattform durch einen Bewegungsübertragungsmechanistnus mit der Bildwurfeinrichtung gekuppelt ist, die das auf den Bildschirm geworfene Zielbild derart in Bewegung setzt, daß vom Standpunkt, der Bedienungsperson die Schwankungen der Plattform gegenüber dem Bild vergrößert werden. Hierbei soll die Aufgabe gelöst werden, ein bewegliches Zielobjekt so· in die Schauplatzprojektion einzublenden, daß die Darstellung weitestgehend den natürlichen Verhältnissen entspricht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch in. einfacher und zweckmäßiger Weise gelöst, daß der lichtdurchlässige Körper der Bildwuirfeinrichtung mit der darauf aufgebrachten Darstellung des Schauplatzes, auf dessen einer Seite eine erste Lichtquelle in bekannter Weise zwecks Projektion des Bildes des Schauplatzes auf den Zielübungsgerät zur Nachahmung

der Bewegung einer schwankenden

Plattform

Anmelder:

Kelvin & Hughes Limited,
Hillington, Glasgow (Großbritannien) ·

Vertreter: Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,
Augsburg-Göggingen, Von-Eichendorff-Str. 10

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 8. November 1954

William Halliday und Roy William Georg Haslett,

Barkingside, Essex (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

Bildschirm angeordnet ist, auf seiner Oberfläche teildurchlässig verspiegelt ist, so- daß durch Reflexion an ihm das Bild eines Einspiegelungsgegenstandes, der vor einer zweiten auf der anderen Seite des lichtdurchlässigen Körpers befindlichen Lichtquelle angeordnet ist, auf dem Bildschirm in das Projektionsbild des Schauplatzes eingespiegelt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels nach: der Erfindung als Übungsgerät für Walfänger;

Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht des optischen Systems nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil des optischen Systems der Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines· Teiles der Anordnung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Ubungskabine für einen Bedienungstnann. Sie hat eine Plattform 10, auf der er steht, drei undurchsichtige Wandungen 11, 12 und! 13,

'·'· ' 7W-960-/75

die an der Plattform 10 befestigt sind, ein an den Wandungen befestigtes undurchsichtiges Dach 14 und drei Fenster 15, 16 und 17, durch die der Beobachter blicken kann-. Innerhalb der Kabine befindet sich ein tischartiges Regal 18, das das Gerät 19 trägt. Dieses Gerät hat der Beobachtungsmann in der Kabine entsprechend den. von ihm gemachten Beobachtungen zu bedienen.

Der Kabine werden durch drei an ihr befestigte und

gehört ein gleicher Bewegungsübertragungsmechanismus. In der Zeichnung ist jedoch nur der zu dem Zapfen 20 gehörende Mechanismus vollständig därge-

ein Kranz 47 drehbar angeordnet. Er trägt über Speichen. 48 eine lichtdurchlässige Trommel 46. Eine undurchsichtige Platte 49 am Boden der Trommel 46 ist in einem Lager im unteren Ende des Rohres. 44 5 angeordnet. Dieses Lager ist nicht gezeichnet und gibt der Trommel 46 einen zusätzlichen Halt. Die Trommel 46 wird mit Hilfe des· Getriebes 51 von einem Elektromotor 50 angetrieben:. Auf der Trommel ist mit lichtdurchlässiger Farbe ein Schauplatz aufgemalt, daraus ihr herausragende Zapfen 20, 21 und 22 schau- io eine Horizontlimie 52 zeigt, unterhalb deren. Wasser* kelnde Bewegungen vermittelt. Zu jedem der Zapfen und oberhalb deren Himmel dargestellt ist. Die Lichtquelle 45 wirft ein Bild des Schauplatzes auf der Trommel 46' auf den Bildschirm 31; das Bild! def Horizontlinie 52 auf den Bildschirm 31 ist bei 53 stellt. Dieser hat einen Lagerblock 23, in. dem der 15 gezeigt.

Zapfen 20 in. einem (nicht dargestellten) Kugellager Es ist erforderlich, daß der Beobachter auf dem;

aufgenommen ist. Der Lagerblock 23 ist mittels zweier Bildschirm 31 eine Darstellung der Teile des Schiffes Stangen 25 mit einem weiteren Block 24 verbunden!. sieht, auf dem er sich angeblich befindet. Diese Teile In dem Block 24 befindet sich ein Exzenter 26 auf können den Bug, die Harpunenkanone, den Mast und¹ einer Welle 27, die ihrerseits in. einem Rahmen 28 20 den Laufgang einschließen. Eine Silhouette 54 dieser drehbar gelagert ist, der am Boden, des Raumes, in Teile ist daher auf dem Dach 14 der Kabine ange^ dem das· Übungsgerät benutzt wird, fest verankert ist. ordnet, und ein projiziertes Bild dieser Silhouette wird Die Welle 27 wird über ein entsprechendes Getriebe durch die Lichtquelle 45 auf dem Bildschirmr 31 30 von einem Elektromotor 29 aus angetrieben. Es ist erzeugt, wie bei 55 gezeigt. Die Silhouette ist nadh eine nicht gezeichnete Vorrichtung vorgesehen, um 25 vorn geneigt, um Raum für den später beschriebenen den Motor 29 und die zu den Zapfen 21 und 22 Arm 62 zu schaffen-.

gehörenden Motoren unabhängig zu steuern, und auf Wenn sich der Zapfen 22 der Kabine IO¹ senkt, wird

diese Weise können die Umdrebungsgeschwindiigkeit das Dach, der Kabine in Fig. 1 nach rechts der Welle 27 mit ihrem Exzenter 26 und der ent- geschwungen., und wenn die Silhouette 54 an dem sprechenden Wellen an dem anderen Stellen und die 30 Kabinendach 14 befestigt wäre, würde ihr Bild) sich¹ entsprechenden Phasen der Exzenter verändert werden. unter diesen. Umständen, nach rechts zu bewegen Die der Kabine vermittelte Bewegungsamplitude ist scheinen. Dies- würde dem Bedienungsmann einen gering. Bei dem dargestellten Übungsgerät, bei dem falschen Eindruck vermitteln. Die Silhouette ist daher die Entfernung zwischen den Zapfen 20' und 22 auf auf Schienen 56 laufenden (nicht gezeichneten) 1500'mm beträgt, ist beispielsweise die Bewegungs- 35 Rollen angeordnet. An. einem Ende der Silhouette ist größe an jedem der Zapfen ungefähr ± 50 mm. Die eine Schnur 57 befestigt, die durch, eine öffnung im Winkelbewegung der Plattform IO¹ gegenüber dem dem Bildschirm über eine nicht gezeichnete Seilscheibe Boden des Gebäudes liegt demgemäß in der Größen- läuft und an; deren Ende ein ebenfalls nicht gezeichnetes Ordnung von ± 5°. Die Stangen 25 sind genügend Gewicht befestigt ist, das das Bestreben hat, die elastisch, um die erforderlichen Bewegungen zu er- 4° Silhouette in Fig. 1 nach rechts zu ziehen. Am anderen, möglichen, ohne daß ein Festfressen der Exzenter Ende der Silhouette ist eine Schnur 58 befestigt, deren auftreten, kann. anderes Ende an; einem geeigneben Punkt des Hebels

Der Eindruck einer verhältnismäßig starken 59 befestigt ist. Der Hebel 59 ist bei 60 am¹ Dachi 14? Schaukelbewegung wird mit Hilfe eines auf einen befestigt, und sein anderes Ende ist über eine weiter© Bildschirm 31 projizierten Bildes eines Schauplatzes 45 Schnur 61 mit dem Bildschirm 31 verbunden. Wenn· vermittelt, und zwar mit einer beträchtlich größeren die Punkte an, dem Hebel richtig gewählt werden, iÜ

denen die Schnur 58 befestigt wird, kann erreich* werden, daß die Bewegungen der Kabine die Silhouette) veranlassen, auf den Schienen 56 so zu gleiten, da<ß^: 50 der erforderliche Eindruck der Bewegung des Bildes" 55 der Silhouette erzielt wird.

Um ein das eigentliche Ziel, z. B. das Abblaskielwasser eines Wales darstellendes Bild auf dem Bildschirm 31 zu werfen, ist ein drehbar auf dem Rohr 44

laufender Drahtseile 32, 33 und 34 mit einem Arm- 55 angeordneter und mit einem geeigneten. Gegengewicht ; kreuz 35 verbunden. Die zu dem dünnen¹ Drahtseil 34 63 versehener Arm 62 vorgesehen. Der Arm 62 ist gehörenden Seilscheiben sind bei 36, 37, 38 und 39 über das Getriebe 65 mit Hilfe des Motors 64 drehbar. gezeigt. Die anderen Seilscheiben' sind in gleicher Art Das am Ende des Armes 62 angeordnete optische: und Weise angeordnet. Die Seilscheibe 39 und die zu System wird, unter Hinweis auf Fig. 2 und 3 baden dünnen Drahtseilen 33 und. 32, gehörendem Seil- 60 schrieben. Wie im Fig. 2 gezeigt, hat das optische scheiben: 40· und 41 sind an. einer Platte 42 befestigt, System eine aus einer Hodxdruick-Quecksilberdampfdie an einem an der Decke des Raumes, in dem das lampe bestehende Lichtquelle 67, eimern Einspiegeluings-Übüngsgerät benutzt wird, befindlichen, Träger 43 gegenstand 68, der später im einzelnen beschrieben angebracht ist. An dem Armkreuz 35 ist ein. sich von wird und der eine elliptische öffnung veränderlicher ihm abwärts erstreckendes Rohr 44 befestigt, in dtai 65 Größe hat, einem Verschluß 69, der elektromagnedscih sich, eine Lichtquelle 45 befindet. Diese Lichtquelle ist in einer nicht gezeichneten. Art betätigt werden kamm eine Hochdruck-Quetksilberdampflampa Das Rohr 44 und! der dazu dient, den Lichtweg von der Lichtquelle ist im Bereich-der Lichtquelle 45 ausgeschnitten, damit zu öffnen und zu schließen, und endlich eine zylinr das Licht den. Bildschirm 31 über einen· Winkel von drische Linse 70. Nachdem Licht aus der Lichtquelle ungefähr 180° ausleuchten kann. Auf dem Rohr 44 ist 70 67 durch die Linse 70' hindurchgetreten ist, fällt es

Schwingungsweite als die Kabine, wobei das Bild Bewegungen, in. entgegengesetztem Sinne ausführt, so daß der Bedienungsmann den Eindruck einer großen, Bewegung seiner Kabine erhält.

Die Übertragung der Bewegung der Kabine auf das optische System geschieht in folgender Weise. Die zu den Zapfen. 20, 21 und 22 gehörenden Mechanismen sind mit Hilfe dünner, über geeignete Seilscheiben

auf die teildurchlässig verspiegelte äußere Oberfläche der Trommel 46, von wo es auf dan. Bildschirm 31 geworfen wird.

Es ist notwendig, daß das Bild der Silhouette 54, das von der Lichtquelle 67 projiziert wird., dem von der Lichtquelle 45 ρrojizierten Bild überlagert wird. Zu diesem Zwecke wird der senkrechte Abstand von der Lichtquelle 67 zur Achse 71 der Trommel 46 zweimal so groß gemacht wie der Radius der Trommel 46, und es wird. Vorkehrung getroffen, daß die Senkrechte von der Lichtquelle 67 auf die Achse 71 durch die Lichtquelle 45 verläuft. Die Achse 71 wird so· angeordnet, daß sie in der richtigen Zielstellung der Bedienungsperson durch¹ deren Zielauge 72 verläuft. Weiterhin wird: die Trommel 46 genau zylindrisch gemacht.

Die Zylinderlinse 70 hat in der in Fig. 2 dargestellten, senkrechten, Ebene keine Brechkraft und beeinträchtigt dien, im dieser Figur gezeichneten; Lichtweg daher nicht. In der waagerechten, Ebene jedoch sammelt die Linse 70 das Licht d;er Lichtquelle 67 so weit (Fig. 3), daß die Lichtstrahlen gegenüber der Achse 71 radial verlaufen. Die an der Trommel 46 reflektierten Lichtstrahlen laufen, daher ebenfalls radial.

Der öffnungswinkel des Lichtstrahlenbüschels in Fig. 3 ist zur größeren; Klarheit der Darstellung übertrieben, dargestellt. Dieser öffnungswinkel wird von dem Verschluß artig ausgebildeten· Einspiegelungsgegenstand 68 bestimmt, der in Fig. 4 genauer dargestellt ist. Er besteht, aus zwei Bauteilen. 73 und 74, von denen der Bauteil 73 auf den Armen 75 angeordnet ist und der Bauteil 74 auf den Armen 76. Die Arme sind bei 78 gelagert. Die Arme 75 und 76 sind mit nach innen gerichteten Zapfen 79 versehen, die auf Nockenoberflächen der Doppelnocken 80 laufen. Jeder Zapfen hat einen eigenen Nockenumriß zur Bestimmung seiner Bewegungen. Die Nocken sind so* angeordnet, daß durch ihre Drehung die öffnung zwischen den Bauteilen, 73 und 74 verändert werden kann und gleichzeitig der Einspiegelungsgegenstand 68 als Ganzes aufwärts oder abwärts geschwungen werden kann. Um ein weit entferntes Abblaskielwasser darzustellen, befindet sich der Einspiegelungsgegenstand in gehobener Stellung, und die Öffnung zwischen, den Bauteilen 73 und 74 ist klein. Um ein Abblaskielwasser in geringer Entfernung darzustellen, ist der Einspiegelungsgegenstand 68 gesenkt, und die öffnung zwischen d,en Bauteilen 73 und 74 ist vergrößert. Mit Hilfe des ferngesteuerten Verschlusses 69 kann das Abblaskielwasser nach Belieben, zum Erscheinen, und zum. Verschwinden gebracht werden.

Die notwendige Stromzufuhr zu: dem optischen System 66 einschließlich, der Stromzufuhr zur Lampe 67, zum Verschluß 69 und zu dein Bauteilen des Ein-Spiegelungsgegenstandes erfolgt durch die Schleifringvorriehlung 81. Die Stromzuleitung zu den Motoren und 64 sowie für die Lampe 45 erfolgt durch das obere Ende des Rohres 44, da dieses Rohr ortsfest bleibt.

Die Motoren 50 und 64 und die Verschlüsse des optischem Systems 66 der Fig. 1 können von einem Auswertegerät betätigt: werden, und! Werte, die die Einwirkung des, Bedienungsmannes auf das Steuerungsgerät 19 darstellen, können, dem Auswertegerät zum Vergleich zugeleitet werden. Die Motoren, wie etwa 29, die die Schlingerbewegung der Kabine und die schaukelnden Bewegungen der Bilder auf dem Bildschirm 31 darstellen, können willkürlich und unabhängig von dem Auswertegerät gesteuert werden, da sie die natürlichen Bewegungen, des Walfängers darstellen sollen,.

Claims (8)

PatentanspbOche:

1. Zielübungsgerät zur Nachahmung der Bewegung einer um verhältnismäßig große Winkel schwankende» Plattform, beispielsweise der Bewegung eines Schiffes, unter Verwendung eines Antriebes zur Erzeugung verhältnismäßig geringer Schwankungen der Plattform und einer Bildwurfeinrichtung zur Erzeugung eines für die Bedienungsperson sichtbaren Zielbildes auf einem Bildschirm, wobei die Plattform durch, einen, Bewegungsübertragungsmechanismus mit der BiIdwurfeinrichtung gekuppelt ist, die das auf den Bildschirm geworfene Zielbild derart in Bewegung setzt, daß vom Standpunkt der Bedienungsperson die Schwankungen der Plattform gegenüber dem Bild vergrößert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige Körper (46) der BiIdwurfeinrichtung mit der darauf aufgebrachten Darstellung des Schauplatzes, auf dessen, einer Seite eine erste Lichtquelle (45) in bekannter Weise zwecks Projektion des Bildes des Schauplatzes auf den Bildschirm (31) angeordnet ist, auf seiner Oberfläche teildurchlässig verspiegelt ist, so¹ daß durch Reflexion an ihm das Bild eines Einspiegelungsgegenstandes (68), der vor einer zweiten, auf der anderen Seite des lichtdurchlässigen Körpers (46) befindlichen Lichtquelle (67) angeordnet ist, auf dem Bildschirm (31) in das Projektionsbild¹ des Schauplatzes eingespiegelt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige Körper (46) als Hohlzylinder oder Teilzylinder ausgebildet und die erste Lichtquelle (45) innerhalb desselben angeordnet ist, wobei der Bildschirm (31) teilzylindrische Form hat und koaxial zu dem Körper (46) angeordnet ist.

3. Gerät nach, Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtquelle (45) in der Achse des Zylinders oder Teilzylinders angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (10) so· in bezug auf den Zylinder (46) bzw. Teilzylinder angeordnet ist, daß in der richtigen Zielstellung der Bedienungsperson auf der Plattform die Achse des Zylinders bzw. Teilzylinders in Richtung auf das Zielauge der Bedienungsperson verläuft.

5. Gerät nach¹ einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch; gekennzeichnet, daß eine auf der Plattform (10) befestigte Silhouette (54) im Lichtstrahlengang zwischen dem Körper (46) und dem Bildschirm (31) angeordnet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Silhouette (54) gegenüber der Plattform (10) in, einer Richtung quer zuir Blickrichtung der den Bildschirm betrachtenden Bedienungsperson bewegbar angeordnet ist und daß eine Vorrichtung (58, 59, 61) vorgesehen ist, die die Silhouette in der genannten· Richtung in Abhängigkeit von, der Bewegung der Plattform mit Untersetzung in einem Sinne bewegt, daß die Bewegung der Silhouette gegenüber dem Bildschirm verkleinert wird.

7. Gerät nach eineim der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der lichtdurchlässige Körper

zylindrische oder teilzylindrische Form hat, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lichtquelle (67) und der Einspiegelungsgegensitand (68) auf einem Hebelarm (62) befestigt sind, der um die Achse des Zylinders (46) bzw. des Teilzylinders schwenkbar ist.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspiegelungsgegenstand aus zwei Teilen, beispielsweise Blenden: (73· und 74), besteht, die zur Veränderung der Form und/oder Größe einer dazwischen befindlichen öffnung gegeneinander verstellbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 300602;

britische Patentschriften Nr. 17 472 aus dem Jahre 1901; 707 877;

USA.-Patentschriften Nr. 2387153, 2 418 512, 516 319.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 960/75 4.58