[go: up one dir, main page]

WO2009075599A1 - Simulator - Google Patents

Simulator Download PDF

Info

Publication number
WO2009075599A1
WO2009075599A1 PCT/RU2007/000690 RU2007000690W WO2009075599A1 WO 2009075599 A1 WO2009075599 A1 WO 2009075599A1 RU 2007000690 W RU2007000690 W RU 2007000690W WO 2009075599 A1 WO2009075599 A1 WO 2009075599A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
output
simulator
input
objects
block
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2007/000690
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Nikolaj Vasilievich Muzhikov
Nikolay Yurievich Lebedev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to PCT/RU2007/000690 priority Critical patent/WO2009075599A1/en
Publication of WO2009075599A1 publication Critical patent/WO2009075599A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/12Motion systems for aircraft simulators

Definitions

  • the invention relates to the field of interactive entertainment simulators using virtual reality and can be used in the field of education, culture and entertainment.
  • Virtual reality simulators using monitors or other means of image display have long been used for educational and entertainment purposes.
  • the task of such systems is to allow the participant to feel themselves in a simulated three-dimensional world created by computer graphics, and to give him the opportunity to influence the processes that occur on the screen.
  • the systems provide imitation of the constant “background” movement of the cockpit during the flight, angular and linear accelerations and movements up to six degrees of freedom, characteristic of the aircraft during movement on the ground and in flight, as well as imitation of shaking, shocks and effects of external influences.
  • these mobility systems due to their complexity and high cost, are not used in entertainment simulators.
  • Simpler mobility systems are known that are part of entertainment simulators and provide cab movement for several degrees of freedom (WO9621497, 07/18/1996; US5015933, 05/14/1991)
  • the movement of the cabin or a separate chair of the simulator user is usually controlled by user commands, by sound signals recorded on audio track of the video image or commands embedded in the game software.
  • these mobility systems provide simulation of acceleration effects, only to one degree or another close to the real conditions of movement of the simulated vehicle.
  • the simulator includes a user's seat in the form of a chair equipped with a user control unit and mounted on a mobility system, a display device, an acoustic system, and control units for gear motors.
  • the mobility system can be implemented with at least two gear motors with crank mechanisms.
  • the indicated mobility system is intended for a simulator with one chair for the user and cannot be used for a heavier multi-seat simulator due to the high location of the movable platform on the support support.
  • the movement of the simulator chair is controlled by the instructions of the simulator user, by the sound signals recorded on the sound track of the video image or by the commands embedded in the game software.
  • the simulator has insufficient effect of presence in virtual reality due to the limited ability to present images, sound and motion in real time.
  • the object of this invention is to provide an interactive multi-seat virtual reality simulator with simulated acceleration and vibration effects of motion.
  • the technical result achieved by the implementation of this invention is to increase the reliability of simulating the effects of movement of the simulator cabin while simplifying the design of the movable platform.
  • the problem is achieved with the achievement of the above technical result is solved by the fact that in the simulator containing the simulator cabin with at least one user chair, equipped with a user control unit, a display device, an acoustic system, a mobility system, which includes a fixed support frame, which is rigidly fixed gear motors, the output shaft of each of which is connected kinematically with a sensor for the angular position of the shaft of the gear motor and a crank, the second end of which is pivotally connected to the lower end of the rod, a movable frame on which the simulator cabin is mounted, and the output of each control unit of the gear motor connected to the input of the corresponding gear motor, and the outputs of the angular position sensors are connected respectively with the first inputs of the gear motor control units, the movable frame is mounted on a fixed support frame e with the help of a
  • the display device contains a panoramic screen onto which using a set of projectors displays a 3D image observed by users of the simulator;
  • the simulator cabin is made in the form of a vehicle cabin, the front part of which is glazed, behind which there is a panoramic screen, at least one lockable doorway is located on the back side, and the rest of the cabin is covered with decorative sound-absorbing panels;
  • the database block includes the following databases: a database of parameters of simulated objects, a multimedia database, a cartographic database of modeling areas, a database of weather parameters, a database of coordinate calculation models, a database of moving platform parameters, a database of motor-vibrator parameters, a database billing systems;
  • the simulator server is capable of modeling lighting, artificial surface roughness, atmospheric phenomena, day and night, the water surface, supporting the visual stereo effect function, supporting surround sound, supporting movement and vibration of the simulator cabin;
  • the unit for visual representation of objects includes a processor, the first input / output of which is the input / output of the unit of visual presentation of objects
  • FIG. 1 is a front view of a simulator cabin with a mobility system
  • FIG. 2 general view of the simulator
  • FIG. 3 is a front view of the simulator mobility system
  • FIG. 4 is a plan view of a simulator mobility system
  • FIG. 5 is a structural electrical diagram of the control system of the simulator.
  • FIG. 1 to 4 are indicated:
  • 19 is a display device
  • 26 is a block for modeling the sound representation of objects
  • the simulator mobility system (see FIGS. 1, 3 and 4) contains a fixed support frame 1, in front of which two gear motors 2 are rigidly fixed.
  • a sensor is mounted directly on the output shaft of each gear motor 2, or a kinematically connected sensor 3 of the angular position and a crank 4 is fixed, pivotally connected to the lower end of the rod 5.
  • a swivel joint 8, which can be made in the form of a ball bearing or crosspiece, is placed in the center of gravity of the cabin 7.
  • the shafts of the gear motors 2 are arranged orthogonally relative to each other and the mounting points of the swivel joint 7.
  • Opposite the output axes of the gear motors on the moving frame are rigidly fixed vertical power consoles 9, with the upper ends of which the upper ends of the rods 5 are pivotally connected.
  • the installation of the movable frame 6 using the swivel joint 8 directly on the fixed support frame 1 provides the possibility of increasing the carrying capacity of the simulator cabin with the placement of up to 10 ... 15 seats.
  • the floor of the cabin 11, on which the motor-vibrator 12 is rigidly fixed, is suspended from the movable frame 6 on several anti-vibration suspensions 10, which makes it possible to realize a noticeable vibration of the floor.
  • the display device 19 comprises (see FIG. 2) a panoramic screen 17 onto which a 3D image observed by users of the simulator is displayed using a set of projectors 18.
  • the screen is a cylindrical surface with a viewing angle of up to 220 ° horizontally 110 ° vertically.
  • the image is transmitted overlapping by several projectors 18, with software correction of the overlapping areas (see, for example, Training & Sampling Journal, Jupe / Jul 2004 VoI. 5, No. 3, p. 36-37), which allows the display of a panoramic image without visible joints and seams.
  • the cabin 7 of the simulator can be made in a stylized form, for example, in the form of a wheelhouse of a vehicle, the front of which has a glazing 13, behind which a panoramic screen 17 is located.
  • seats 16 equipped with control panels of 21 users, and a motor-vibrator 33.
  • Armchairs 16 users are equipped (not shown in the drawings) with safety belts and alarm buttons on the need to stop the movement of the cabin in case it affects the user’s state.
  • At least one lockable doorway 14 is located on the rear side of the cab, and the rest of the cab surface is covered with decorative sound-absorbing panels 15.
  • the cab is equipped with an acoustic system 20, which can be used as an audio system with surround sound support.
  • the simulator control system see Fig.
  • 5) contains a data exchange bus 28, to which, using the data exchange blocks 27, the input / output of the simulator control unit 23 is connected by two-way communications, the input / output of the simulator server 24, the first inputs / outputs of the database unit 29 , a block 25 for modeling a visual representation of objects, a block 26 for modeling a sound representation of objects, a block 30 for modeling an accelerated representation of objects, a block 31 for modeling a vibration representation, and blocks 21 for controlling a user.
  • the second input / output unit 25 modeling visual representation of objects connected to the input / output device 19 of the display.
  • the second output of the unit 26 for modeling the sound representation of objects is connected to the input of the acoustic system 20.
  • the second input / output of the block 30 for modeling the accelerated representation of objects is connected by two-way communication with the second inputs / outputs of the two control units 22 of the gear motors 2, the outputs of the corresponding sensors are connected to the first inputs 3 angular positions.
  • the second output of the unit 31 for modeling the vibrational representation of objects is connected to the input of the motor-vibrator control unit 32, the output of which is connected to the input of the motor-vibrator 33.
  • Block 29 of the database includes the following databases: a database of parameters of simulated objects, a multimedia database, a cartographic database of modeling areas, a database of weather parameters, a database of coordinate calculating models, a database of moving platform parameters, a database of motor-vibrator parameters, a database billing system data.
  • the simulator server 24 is configured to simulate lighting, artificial surface roughness, atmospheric phenomena, day and night, the surface of the water, support for the visual stereo effect function, support for surround sound, and support for acceleration and vibration effects.
  • Block 25 modeling the visual representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the visual representation of objects, the second output of the processor is connected to the video card and the image output module, the output of which is the second input / output of the block.
  • Block 30 modeling the acceleration representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the output block of the acceleration representation of objects, and the second output of the processor is connected to the block for generating acceleration effects, the input / output of which is the output of the block.
  • the unit 31 for outputting the vibrational representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the unit for outputting the vibrational representation of objects, and the second output of the processor is connected to the block for generating vibration effects, the outputs of which are the output of the block.
  • the simulator works as follows.
  • the simulator control unit 23 using the database of the billing system, an order is made to visit the simulator, register users, record their attendance, training results (games), and payments for using the simulator.
  • the database of the billing system can be included in a single database of users with simulators through a global network, such as the Internet.
  • Block 23 allows you to configure a virtual reality system, and select an interactive game or training program for playback from the databases of block 29.
  • 26 output sound representation of objects
  • block 30 output acceleration representation of objects
  • block 31 vibration representation of objects together with other blocks of the simulator allow users to plunge into the world of virtual reality.
  • Participation in programs also occurs by viewing multimedia content obtained from the multimedia database.
  • Multimedia content complements the information reproduced in the virtual reality system, which significantly increases the degree of perception of a training or gaming program.
  • Each user using the control unit 21, for example, a joystick, controls the progress of a training or game process, for example, with a specific virtual weapon mounted on the simulator.
  • the advantages of the simulator are: full interactivity - all users (crew members) interact with the surrounding virtual space (they control the vehicle, its systems and weapons); variety of scenarios - various areas of action (land, underwater, sea, space) and types of action (combat, rescue, tourist, sports).
  • Block 30 of modeling the acceleration representations of objects according to model data on the motion of the simulator cabin and the parameters of the mobile platform generates valid control signals for the movement of the mobile platform, which in the motor control unit 22 are converted to control voltages and processed by gear motors 2.
  • the crank mechanism in the composition the crank 4, the rod 5 and the power console 9 converts the rotational movement of the shaft into the reciprocating motion of the movable platform, which makes two depending on the size, speed and synchronism of lifting the left and right rods 5.
  • Movement of the simulator cabin which cannot be worked out by the mobility system, is transmitted to the workout by the visualization system. Users receive the complex effect of simulating the movement of the cabin through tactile sensations during the operation of the mobile platform and through visual sensations when observing the image on the screen.
  • Block 31 of modeling vibrational representations of objects according to model data on the vibration parameters of the simulator cabin and motor-vibrator parameters generates valid control signals for the floor vibration of the simulator cabin, which are converted to control voltages in the motor-vibrator control unit 32 and processed by the motor-vibrator 33. Vibrations that cannot be worked out by a motor-vibrator; they are transmitted to work out by a visualization system. Users receive a complex vibration effect through vibration sensations during the operation of the motor-vibrator and through visual sensations when observing the image on the screen.
  • the simulator provides simulation of driving modes in various vehicle configurations, as well as effects of external influences, accompanied by realistic sound effects. For example, when simulating the movement of an aircraft cockpit in space, angular displacements and accelerations in two degrees of freedom are simulated, shaking during taxiing along the runway, impulses from touching the surface of the runway during take-off and landing or various obstacles, the effects of shaking when critical angles of attack.
  • the claimed invention is implemented in the simulator complex "Trans-Force" in St. Russia.
  • the overall dimensions of the simulator are 6000x5000x4250 mm, weight 1800 kg, capacity 12 people.
  • BONFIGLÜLI motor gearboxes of the MZLA 4 FD type with a power of 2.2 kW and a MVSI 3 / 500-02S motor-vibrator with a power of 0.45 kW were used.
  • the simulator mobility system provides angular movements of the cab up to 0.4 m ( ⁇ 7 degrees) and speeds up to ⁇ 0.4 m / s.
  • the simulator control system is implemented on IBM PC compatible computers based on the Wi-Dows operating system.
  • Program tasks are implemented on the basis of registered computer programs “Billing system for educational and entertainment complex (Taps-Force billing)” certificate NQ 2007610937 dated 01.03.2007 and “Navigation training complex“ NTPro-4000 ”certificate N Q 2004611869 dated 12.08.2004.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

The inventive simulator relates to interactive entertainment simulators using a virtual reality. A 3D-image visualised by a simulator user is displayed on a panoramic screen with the aid of a set of projectors. In order to practice training or game-playing exercises, all users start to interact with a virtual environment space by means of a control unit. The high simulation authenticity of the simulator cabin moving effects is provided by producing acceleration effects by means of a simple movable highly dynamic platform with two degrees of freedom, by vibrating, by means of a vibrator motor, the floor on which the users' chairs are placed and by introducing the cabin moving effects in to the image projected on the screen. The simulator makes it possible to simulate modes of motion in different configurations of a transportation means and also the external action effects accompanied by real-life sound effects.

Description

ТРЕНАЖЕР Область техники SIMULATOR Technical Field

Изобретение относится к области интерактивных развлекательных тренажеров с использованием виртуальной реальности и может быть использовано в области образования, культуры и развлечений.The invention relates to the field of interactive entertainment simulators using virtual reality and can be used in the field of education, culture and entertainment.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Тренажеры виртуальной реальности, использующие мониторы или другие средства вывода изображения, уже давно используются в образовательных и развлекательных целях. Задача таких систем — позволить участнику почувствовать себя находящимся в смоделированном трехмерном мире, созданном средствами компьютерной графики, и дать ему возможность влиять на процессы, происходящие на экране.Virtual reality simulators using monitors or other means of image display have long been used for educational and entertainment purposes. The task of such systems is to allow the participant to feel themselves in a simulated three-dimensional world created by computer graphics, and to give him the opportunity to influence the processes that occur on the screen.

Требования к современным развлекательным тренажерам, имитирующим движение кабины летательного аппарата или любого другого транспортного средства, в настоящее время весьма жесткие и перекрыть все имеющиеся нужды средствами одной лишь компьютерной графики невозможно. Любая реальная обстановка, будь то для водителя, пилота, танкиста или космонавта, сопряжена с воздействием на него различного рода возмущений. Имитация эффектов движения кабины тренажера обеспечивается системами подвижности, работающими на различных физических принципах. Наиболее полно имитация акселерационных эффектов обеспечивается в известных гидравлических и электромеханических системах подвижности тренажеров, предназначенных для профессиональной подготовки летного состава (RU2247432 C2, 27.02.2005;The requirements for modern entertainment simulators that simulate the movement of the cockpit of an aircraft or any other vehicle are currently very stringent and it is impossible to cover all the needs with computer graphics alone. Any real situation, whether for a driver, a pilot, a tankman or an astronaut, is associated with the impact of various disturbances on it. Simulation of the effects of movement of the simulator cabin is provided by mobility systems operating on various physical principles. The most complete simulation of acceleration effects is provided in the well-known hydraulic and electromechanical systems of mobility simulators designed for the training of flight personnel (RU2247432 C2, 02.27.2005;

KR100406023 В, 05.11.2003). Системы обеспечивают имитацию постоянного «фoнoвoгo» движения кабины в процессе полета, угловых и линейных ускорений и перемещений вплоть до шести степеней свободы, характерных для воздушного судна при движении по земле и в полете, а также имитацию тряски, толчков и эффектов внешних воздействий. Однако указанные системы подвижности из-за их сложности и высокой стоимости не находят применения в развлекательных тренажерах.KR100406023 B, 11/05/2003). The systems provide imitation of the constant “background” movement of the cockpit during the flight, angular and linear accelerations and movements up to six degrees of freedom, characteristic of the aircraft during movement on the ground and in flight, as well as imitation of shaking, shocks and effects of external influences. However, these mobility systems, due to their complexity and high cost, are not used in entertainment simulators.

Известны более простые системы подвижности, входящие в состав развлекательных тренажеров и обеспечивающие движение кабины по нескольким степеням свободы (WO9621497, 18.07.1996; US5015933, 14.05.1991) Движение кабины или отдельного кресла пользователя тренажера, как правило, управляется по командам пользователя, по звуковым сигналам, записанным на звуковую дорожку видеоизображения или командам, вложенным в программное обеспечение игры. Несмотря на достаточную сложность указанных систем подвижности, они обеспечивают имитацию акселерационных эффектов, лишь в той или иной степени приближенную к реальным условиям движения моделируемого транспортного средства.Simpler mobility systems are known that are part of entertainment simulators and provide cab movement for several degrees of freedom (WO9621497, 07/18/1996; US5015933, 05/14/1991) The movement of the cabin or a separate chair of the simulator user is usually controlled by user commands, by sound signals recorded on audio track of the video image or commands embedded in the game software. Despite the sufficient complexity of these mobility systems, they provide simulation of acceleration effects, only to one degree or another close to the real conditions of movement of the simulated vehicle.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является индивидуальный тренажер по патенту US 6733293 B2, 11.05.2004. Тренажер включает посадочное место пользователя в виде кресла, снабженного блоком управления пользователя и установленного на системе подвижности, устройство отображения, акустическую систему и блоки управления мотор-редукторами. В варианте с использованием опоры поддержки система подвижности может быть выполнена как минимум с двумя мотор-редукторами с кривошипно-шатунными механизмами. Указанная система подвижности предназначена для тренажера с одним креслом для пользователя и не может быть использована для более тяжелого многоместного тренажера из-за высокого расположения подвижной платформы на опоре поддержки. Движение кресла тренажера управляется по командам пользователя тренажера, по звуковым сигналам, записанным на звуковую дорожку видеоизображения или командам, вложенным в программное обеспечение игры. В связи с этим тренажер обладает недостаточным эффектом присутствия в виртуальной реальности из-за ограниченных возможностей по представлению изображения, звука и движения в реальном времени.Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved technical result is an individual simulator according to patent US 6733293 B2, 05/11/2004. The simulator includes a user's seat in the form of a chair equipped with a user control unit and mounted on a mobility system, a display device, an acoustic system, and control units for gear motors. In an embodiment using a support support, the mobility system can be implemented with at least two gear motors with crank mechanisms. The indicated mobility system is intended for a simulator with one chair for the user and cannot be used for a heavier multi-seat simulator due to the high location of the movable platform on the support support. The movement of the simulator chair is controlled by the instructions of the simulator user, by the sound signals recorded on the sound track of the video image or by the commands embedded in the game software. In this regard, the simulator has insufficient effect of presence in virtual reality due to the limited ability to present images, sound and motion in real time.

Раскрытие изобретения Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание интерактивного многоместного тренажера виртуальной реальности с имитацией акселерационных и вибрационных эффектов движения.SUMMARY OF THE INVENTION The object of this invention is to provide an interactive multi-seat virtual reality simulator with simulated acceleration and vibration effects of motion.

Технический результат, достигаемый при осуществлении данного изобретения, заключается в повышении достоверности имитации эффектов движения кабины тренажера при упрощении конструкции подвижной платформы. Поставленная задача с достижением упомянутого выше технического результата решается тем, что в тренажере, содержащим кабину тренажера с не менее чем одним креслом пользователя, снабженным блоком управления пользователя, устройство отображения, акустическую систему, систему подвижности, которая включает неподвижную опорную раму, на которой жестко закреплены мотор-редукторы, выходной вал каждого из которых связан кинематически с датчиком углового положения вала мотор-редуктора и кривошип, второй конец которого соединен шарнирно с нижним концом тяги, подвижную раму, на которой установлена кабина тренажера, причем выход каждого блока управления мотор-редуктором соединен с входом соответствующего мотор- редуктора, а выходы датчиков углового положения связаны соответственно с первыми входами блоков управления мотор-редуктором, подвижная рама установлена на неподвижной опорной раме с помощью расположенного в центре масс кабины шарнирного соединения, два мотор-редуктора размещены в передней части неподвижной опорной рамы, валы мотор-редукторов расположены ортогонально относительно друг друга и точки установки шарнирного соединения, напротив выходных осей мотор-редукторов на подвижной раме жестко закреплены вертикальные силовые консоли, с верхними концам которых шарнирно соединены верхние концы тяг, к подвижной раме на антивибрационных подвесах прикреплен пол кабины модуля, на котором жестко закреплен мотор-вибратор, в его состав также введены сервер тренажера, блок управления тренажером, блок баз данных, блок моделирования визуального представления объектов, блок моделирования звукового представления объектов, блок моделирования акселерационного представления объектов, блок моделирования вибрационного представления объектов, блок управления мотор- вибратором, выход которого соединен с входом мотор-вибратора, при этом вход/выход сервера тренажера, вход/выход блока управления сервером тренажера, первые входы/выходы блока баз данных, блока моделирования визуального представления объектов, блока моделирования звукового представления объектов, блока моделирования акселерационного представления объектов, блока моделирования вибрационного представления объектов и блоков управления пользователя связаны двухсторонними связями с входами/выходами блоков данных обмена шины данных обмена, второй вход/выход блока моделирования визуального представления объектов соединен с входом/выходом устройства отображения, второй выход блока моделирования звукового представления объектов соединен с входом акустической системы, второй вход/выход блока моделирования акселерационного представления объектов связан двухсторонней связью с вторыми входами/выходами блоков управления мотор-редуктором, а второй выход блока моделирования вибрационного представления объектов соединен с входом блока управления мотор-вибратором.The technical result achieved by the implementation of this invention is to increase the reliability of simulating the effects of movement of the simulator cabin while simplifying the design of the movable platform. The problem is achieved with the achievement of the above technical result is solved by the fact that in the simulator containing the simulator cabin with at least one user chair, equipped with a user control unit, a display device, an acoustic system, a mobility system, which includes a fixed support frame, which is rigidly fixed gear motors, the output shaft of each of which is connected kinematically with a sensor for the angular position of the shaft of the gear motor and a crank, the second end of which is pivotally connected to the lower end of the rod, a movable frame on which the simulator cabin is mounted, and the output of each control unit of the gear motor connected to the input of the corresponding gear motor, and the outputs of the angular position sensors are connected respectively with the first inputs of the gear motor control units, the movable frame is mounted on a fixed support frame e with the help of a swivel joint located in the center of mass of the cab, two gearmotors are located in front of the fixed support frame, the shafts of the gearmotors are arranged orthogonally relative to each other and the installation points of the swivel joint, vertical axes are fixed on the moving frame opposite the output axes of the gearmotors power consoles, with the upper ends of the rods pivotally connected to the upper ends, the floor of the module cab is attached to the movable frame on anti-vibration suspensions, on which the motor-vi is rigidly fixed a brother, it also includes a simulator server, a simulator control unit, a database unit, a visual object modeling block, a sound object modeling block, an object acceleration modeling block, an object vibration modeling block, a motor-vibrator control block, the output of which connected to the input of the motor-vibrator, while the input / output of the simulator server, the input / output of the simulator server control unit, the first inputs / outputs of the database block, block modeling a visual representation of objects, a modeling block for a sound representation of objects, a modeling block for an accelerating representation of objects, a modeling block for vibrating a representation of objects, and user control units are connected by two-way connections to the inputs / outputs of an exchange block for exchanging data bus data, the second input / output of a modeling block for visual representing objects is connected with the input / output of the display device, the second output of the simulation block kt is connected to the input of the speaker system, the second input / output of the modeling block of the acceleration representation of objects is connected by two-way communication with the second inputs / outputs of the control units of the motor-reducer, and the second output of the modeling block the vibrational representation of the objects is connected to the input of the motor-vibrator control unit.

Технический результат достигается также тем, что: устройство отображения содержит панорамный экран, на который с помощью комплекта проекторов выводится ЗD-изображение, наблюдаемое пользователями тренажера; кабина тренажера выполнена в виде рубки транспортного средства, передняя часть которого имеет остекление, за которым расположен панорамный экран, с тыльной стороны размещены не менее одного закрывающегося дверного проема, а остальная поверхность рубки закрыта декоративными звукопоглощающими панелями; блок баз данных включает следующие базы данных: база данных параметров моделируемых объектов, база данных мультимедиа, картографическая база данных районов моделирования, база данных параметров метеообстановки, база данных моделей счисления координат, база данных параметров подвижной платформы, база данных параметров мотор-вибратора, база данных системы биллинга; сервер тренажера выполнен с возможностью моделирования освещения, искусственной неровности поверхности, атмосферных явлений, дня и ночи, поверхности воды, поддержки функции визуального стереоэффекта, поддержки объемного звука, поддержки движения и вибрации кабины тренажера; блок моделирования визуального представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока визуального представления объектов, второй выход процессора соединен с последовательно соединенными видеокартой и модулем вывода изображения, выход которого является вторым входом/выходом блока; блок моделирования звукового преставления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока звукового преставления объектов, а второй выход процессора соединен со звуковой картой, выход которой является выходом блока; блок моделирования акселерационного представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока вывода акселерационного представления объектов, а второй выход процессора соединен с блоком генерации акселерационных эффектов, выход которого является вторым входом/выходом блока; блок моделирования вибрационного представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока вывода вибрационного представления объектов, а второй выход процессора соединен с блоком генерации вибрационных эффектов, выход которого является выходом блока; блок управления пользователя содержит процессор, вход/выход которого является входом/выходом блока управления пользователя, при этом к раздельным входам процессора подключены устройство ввода и монитор.The technical result is also achieved by the fact that: the display device contains a panoramic screen onto which using a set of projectors displays a 3D image observed by users of the simulator; the simulator cabin is made in the form of a vehicle cabin, the front part of which is glazed, behind which there is a panoramic screen, at least one lockable doorway is located on the back side, and the rest of the cabin is covered with decorative sound-absorbing panels; the database block includes the following databases: a database of parameters of simulated objects, a multimedia database, a cartographic database of modeling areas, a database of weather parameters, a database of coordinate calculation models, a database of moving platform parameters, a database of motor-vibrator parameters, a database billing systems; the simulator server is capable of modeling lighting, artificial surface roughness, atmospheric phenomena, day and night, the water surface, supporting the visual stereo effect function, supporting surround sound, supporting movement and vibration of the simulator cabin; the unit for visual representation of objects includes a processor, the first input / output of which is the input / output of the unit of visual presentation of objects, the second output of the processor is connected to the video card and the image output module, the output of which is the second input / output of the block; the unit for modeling the sound representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the unit for the sound representation of objects, and the second output of the processor is connected to a sound card, the output of which is the output of the block; the unit for accelerating the representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the output unit for the accelerating representation of objects, and the second output of the processor is connected with a unit for generating acceleration effects, the output of which is the second input / output of the block; the unit for modeling the vibrational representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the output block of the vibrational representation of objects, and the second output of the processor is connected to the block for generating vibration effects, the output of which is the output of the block; the user control unit contains a processor, the input / output of which is the input / output of the user control unit, while an input device and a monitor are connected to the processor separate inputs.

Высокая достоверности имитации эффектов движения кабины тренажера обеспечивается за счет создания акселерационных эффектов с использованием простой подвижной платформы с двумя степенями свободы, обладающей высокими динамическими свойствами, создания вибраций пола с помощью мотор- вибратора и введения эффектов движения кабины в изображение, отображаемое на экране.High reliability of simulating the effects of movement of the simulator’s cabin is ensured by creating acceleration effects using a simple moving platform with two degrees of freedom with high dynamic properties, creating floor vibrations using a motor vibrator and introducing effects of the movement of the cabin into the image displayed on the screen.

Краткое описание фигур чертежей Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 - вид спереди кабины тренажера с системой подвижности; на фиг. 2 - общий вид тренажера; на фиг. 3 - вид спереди системы подвижности тренажера; на фиг. 4 - вид сверху системы подвижности тренажера; на фиг. 5 - структурная электрическая схема системы управления тренажером. На фиг. 1 - 4 обозначены:Brief Description of the Drawings The invention is illustrated by drawings, in which: FIG. 1 is a front view of a simulator cabin with a mobility system; in FIG. 2 - general view of the simulator; in FIG. 3 is a front view of the simulator mobility system; in FIG. 4 is a plan view of a simulator mobility system; in FIG. 5 is a structural electrical diagram of the control system of the simulator. In FIG. 1 to 4 are indicated:

1 - неподвижная опорная рама;1 - fixed support frame;

2 - мотор-редуктор;2 - gear motor;

3 - датчик углового положения; 4 - кривошип; 5 - тяга;3 - angle position sensor; 4 - crank; 5 - thrust;

6 - подвижная рама;6 - movable frame;

7 - кабина тренажера;7 - simulator cabin;

8 - шарнирное соединение;8 - swivel;

9 - силовая консоль; 10 - антивибрационный подвес;9 - power console; 10 - anti-vibration suspension;

11 -пол кабины;11 - a floor of a cabin;

12 - мотор-вибратор;12 - motor vibrator;

13 - остекление кабины; 14 - дверной проем;13 - cabin glazing; 14 - doorway;

15 - звукопоглощающие панели;15 - sound absorbing panels;

16 - кресло пользователя;16 - user chair;

17 - панорамный экран; 18 - проектор. На фиг. 5 введены обозначения:17 - panoramic screen; 18 is a projector. In FIG. 5 designations introduced:

19 - устройство отображения;19 is a display device;

20 — акустическая система;20 - speaker system;

21 - блок управления пользователя;21 - user control unit;

22 - блок управления мотор-редуктором; 23 - блок управления тренажером;22 - control unit motor gear; 23 - control unit simulator;

24 - сервер тренажера;24 - simulator server;

25 - блок моделирования визуального представления объектов;25 - block modeling the visual representation of objects;

26 - блок моделирования звукового представления объектов;26 is a block for modeling the sound representation of objects;

27 - блок данных обмена; 28 - шина данных обмена;27 - block data exchange; 28 - bus data exchange;

29 - блок баз данных;29 - database block;

30 - блок моделирования акселерационного представления объектов;30 - a block for modeling the acceleration representation of objects;

31 - блок моделирования вибрационного представления объектов;31 - block simulation of the vibrational representation of objects;

32 - блок управления мотор-вибратором; 33 - мотор-вибратор.32 - control unit motor-vibrator; 33 - motor vibrator.

Предпочтительный вариант выполнения изобретенияPreferred Embodiment

Система подвижности тренажера (см. фиг.1 , 3 и 4) содержит неподвижную опорную раму 1 , в передней части которой жестко закреплены два мотор- редуктора 2. На выходном валу каждого мотор-редуктора 2 установлен непосредственно, или связанный с валом кинематически, датчик 3 углового положения и закреплен кривошип 4, связанный шарнирно с нижним концом тяги 5. На подвижной раме 6, которая через шарнирное соединение 8 опирается на неподвижную опорную раму 1 , установлена кабина 7 тренажера. Шарнирное соединение 8, которое может быть выполнено в виде шарового подшипника или крестовины, размещают в центре тяжести кабины 7. Валы мотор-редукторов 2 расположены ортогонально относительно друг друга и точки установки шарнирного соединения 7. Напротив выходных осей мотор-редукторов на подвижной раме жестко закреплены вертикальные силовые консоли 9, с верхними концам которых шарнирно соединены верхние концы тяг 5.The simulator mobility system (see FIGS. 1, 3 and 4) contains a fixed support frame 1, in front of which two gear motors 2 are rigidly fixed. A sensor is mounted directly on the output shaft of each gear motor 2, or a kinematically connected sensor 3 of the angular position and a crank 4 is fixed, pivotally connected to the lower end of the rod 5. On the movable frame 6, which through the swivel joint 8 rests on the stationary support frame 1, a simulator cabin 7 is installed. A swivel joint 8, which can be made in the form of a ball bearing or crosspiece, is placed in the center of gravity of the cabin 7. The shafts of the gear motors 2 are arranged orthogonally relative to each other and the mounting points of the swivel joint 7. Opposite the output axes of the gear motors on the moving frame are rigidly fixed vertical power consoles 9, with the upper ends of which the upper ends of the rods 5 are pivotally connected.

Установка подвижной рамы 6 с помощью шарнирного соединения 8 непосредственно на неподвижную опорную раму 1 обеспечивает возможность увеличения грузоподъемности кабины тренажера с размещением до 10...15 посадочных мест.The installation of the movable frame 6 using the swivel joint 8 directly on the fixed support frame 1 provides the possibility of increasing the carrying capacity of the simulator cabin with the placement of up to 10 ... 15 seats.

Пол кабины 11 , на котором жестко закреплен мотор-вибратор 12, подвешен к подвижной раме 6 на нескольких антивибрационных подвесах 10, что позволяет реализовать заметную вибрацию пола.The floor of the cabin 11, on which the motor-vibrator 12 is rigidly fixed, is suspended from the movable frame 6 on several anti-vibration suspensions 10, which makes it possible to realize a noticeable vibration of the floor.

Устройство отображения 19 содержит (см. фиг. 2) панорамный экран 17, на который с помощью комплекта проекторов 18 выводится ЗD-изображение, наблюдаемое пользователями тренажера. Экран представляет собой цилиндрическую поверхность с углом обзора до 220° по горизонтали 110° по вертикали. При этом изображение транслируется с перекрытием несколькими проекторами 18, с программной коррекцией областей перекрытия (см. например «Training & Sаmulаtiоп Journal», Juпе/Julу 2004 VoI. 5, No 3, стр. 36-37), что обеспечивает возможность вывода панорамного изображения без видимых стыков и швов.The display device 19 comprises (see FIG. 2) a panoramic screen 17 onto which a 3D image observed by users of the simulator is displayed using a set of projectors 18. The screen is a cylindrical surface with a viewing angle of up to 220 ° horizontally 110 ° vertically. At the same time, the image is transmitted overlapping by several projectors 18, with software correction of the overlapping areas (see, for example, Training & Sampling Journal, Jupe / Jul 2004 VoI. 5, No. 3, p. 36-37), which allows the display of a panoramic image without visible joints and seams.

Кабина 7 тренажера может быть выполнена в стилизованном виде, например в виде рубки транспортного средства, передняя часть которой имеет остекление 13, за которым расположен панорамный экран 17. Внутри кабины расположены кресла 16, снабженные пультами управления 21 пользователей, и мотор-вибратор 33. Кресла 16 пользователя оборудуются (на чертежах не показаны) привязными ремнями и кнопками сигнализации о необходимости прекращения движения кабины в случае его влияния на состояние пользователя. С тыльной стороны кабины размещены не менее одного закрывающегося дверного проема 14, а остальная поверхность кабины закрыта декоративными звукопоглощающими панелями 15. Кабина оборудована акустической системой 20, в качестве которой может быть использована аудиосистема с поддержкой объемного звучания. Система управления тренажером (см. фиг. 5) содержит шину 28 данных обмена, к которой с помощью блоков 27 данных обмена подключены двухсторонними связями вход/выход блока 23 управления тренажером, вход/выход сервера 24 тренажера, первые входы/выходы блока 29 баз данных, блока 25 моделирования визуального представления объектов, блока 26 моделирования звукового представления объектов, блока 30 моделирования акселерационного представления объектов, блока 31 моделирования вибрационного представления и блоков 21 управления пользователя. Второй вход/выход блока 25 моделирования визуального представления объектов соединен с входом/выходом устройства 19 отображения. Второй выход блока 26 моделирования звукового представления объектов соединен с входом акустической системы 20. Второй вход/выход блока 30 моделирования акселерационного представления объектов связан двухсторонней связью с вторыми входами/выходами двух блоков 22 управления мотор-редукторами 2, к первым входам которых подключены выходы соответствующих датчиков 3 углового положения. Второй выход блока 31 моделирования вибрационного представления объектов соединен с входом блока 32 управления мотор- вибратором, выход которого соединен с входом мотор-вибратора 33.The cabin 7 of the simulator can be made in a stylized form, for example, in the form of a wheelhouse of a vehicle, the front of which has a glazing 13, behind which a panoramic screen 17 is located. Inside the cabin are seats 16 equipped with control panels of 21 users, and a motor-vibrator 33. Armchairs 16 users are equipped (not shown in the drawings) with safety belts and alarm buttons on the need to stop the movement of the cabin in case it affects the user’s state. At least one lockable doorway 14 is located on the rear side of the cab, and the rest of the cab surface is covered with decorative sound-absorbing panels 15. The cab is equipped with an acoustic system 20, which can be used as an audio system with surround sound support. The simulator control system (see Fig. 5) contains a data exchange bus 28, to which, using the data exchange blocks 27, the input / output of the simulator control unit 23 is connected by two-way communications, the input / output of the simulator server 24, the first inputs / outputs of the database unit 29 , a block 25 for modeling a visual representation of objects, a block 26 for modeling a sound representation of objects, a block 30 for modeling an accelerated representation of objects, a block 31 for modeling a vibration representation, and blocks 21 for controlling a user. The second input / output unit 25 modeling visual representation of objects connected to the input / output device 19 of the display. The second output of the unit 26 for modeling the sound representation of objects is connected to the input of the acoustic system 20. The second input / output of the block 30 for modeling the accelerated representation of objects is connected by two-way communication with the second inputs / outputs of the two control units 22 of the gear motors 2, the outputs of the corresponding sensors are connected to the first inputs 3 angular positions. The second output of the unit 31 for modeling the vibrational representation of objects is connected to the input of the motor-vibrator control unit 32, the output of which is connected to the input of the motor-vibrator 33.

Блок 29 баз данных включает следующие базы данных: база данных параметров моделируемых объектов, база данных мультимедиа, картографическая база данных районов моделирования, база данных параметров метеообстановки, база данных моделей счисления координат, база данных параметров подвижной платформы, база данных параметров мотор-вибратора, база данных системы биллинга. Сервер 24 тренажера выполнен с возможностью моделирования освещения, искусственной неровности поверхности, атмосферных явлений, дня и ночи, поверхности воды, поддержки функции визуального стереоэффекта, поддержки объемного звука и поддержки акселерационных и вибрационных эффектов.Block 29 of the database includes the following databases: a database of parameters of simulated objects, a multimedia database, a cartographic database of modeling areas, a database of weather parameters, a database of coordinate calculating models, a database of moving platform parameters, a database of motor-vibrator parameters, a database billing system data. The simulator server 24 is configured to simulate lighting, artificial surface roughness, atmospheric phenomena, day and night, the surface of the water, support for the visual stereo effect function, support for surround sound, and support for acceleration and vibration effects.

Блок 25 моделирования визуального представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока визуального представления объектов, второй выход процессора соединен с последовательно соединенными видеокартой и модулем вывода изображения, выход которого является вторым входом/выходом блока. Блок 30 моделирования акселерационного представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока вывода акселерационного представления объектов, а второй выход процессора соединен с блоком генерации акселерационных эффектов, вход/выход которого является выходом блока.Block 25 modeling the visual representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the visual representation of objects, the second output of the processor is connected to the video card and the image output module, the output of which is the second input / output of the block. Block 30 modeling the acceleration representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the output block of the acceleration representation of objects, and the second output of the processor is connected to the block for generating acceleration effects, the input / output of which is the output of the block.

Блок 31 вывода вибрационного представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока вывода вибрационного представления объектов, а второй выход процессора соединен с блоком генерации вибрационных эффектов, выходы которого являются выходом блока.The unit 31 for outputting the vibrational representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the unit for outputting the vibrational representation of objects, and the second output of the processor is connected to the block for generating vibration effects, the outputs of which are the output of the block.

Тренажер работает следующим образом.The simulator works as follows.

С помощью блока 23 управления тренажером с использованием базы данных системы биллинга осуществляется заказ на посещение тренажера, регистрация пользователей, учет их посещаемости, результатов тренировки (игры), расчетов за пользование тренажером. База данных системы биллинга может быть включена в единую базу данных пользователей тренажерами через глобальную сеть, например Интернет.Using the simulator control unit 23, using the database of the billing system, an order is made to visit the simulator, register users, record their attendance, training results (games), and payments for using the simulator. The database of the billing system can be included in a single database of users with simulators through a global network, such as the Internet.

Блок 23 позволяет конфигурировать систему виртуальной реальности, и выбирать для воспроизведения из баз данных блока 29 программу интерактивной игры или тренировочного задания.Block 23 allows you to configure a virtual reality system, and select an interactive game or training program for playback from the databases of block 29.

Работа блока 25 моделирования визуального представления объектов, блокаThe work of block 25 modeling the visual representation of objects, block

26 вывода звукового представления объектов, блока 30 вывода акселерационного представления объектов, блока 31 вибрационного представления объектов совместно с другими блоками тренажера позволяют пользователям погрузиться в мир виртуальной реальности.26 output sound representation of objects, block 30 output acceleration representation of objects, block 31 vibration representation of objects together with other blocks of the simulator allow users to plunge into the world of virtual reality.

Участие в программах также происходит путем просмотра мультимедийного контента, получаемого из базы данных мультимедиа. Мультимедийный контент, дополняет информацию, воспроизводящуюся в системе виртуальной реальности, что значительно увеличивает степень восприятия тренировочной или игровой программы.Participation in programs also occurs by viewing multimedia content obtained from the multimedia database. Multimedia content complements the information reproduced in the virtual reality system, which significantly increases the degree of perception of a training or gaming program.

Каждый пользователь с помощью блока 21 управления, например джойстика, управляет ходом тренировочного или игрового процесса, например определенным виртуальным оружием, установленным на тренажере. Достоинствами тренажера являются: полная интерактивность - все пользователи (члены экипажа) вступают во взаимодействие с окружающим виртуальным пространством (осуществляют управление транспортным средством, его системами и оружием); многообразие сценарного ряда - различные районы действия (наземные, подводные, морские, космические) и виды действия (боевые, спасательные, туристические, спортивные).Each user, using the control unit 21, for example, a joystick, controls the progress of a training or game process, for example, with a specific virtual weapon mounted on the simulator. The advantages of the simulator are: full interactivity - all users (crew members) interact with the surrounding virtual space (they control the vehicle, its systems and weapons); variety of scenarios - various areas of action (land, underwater, sea, space) and types of action (combat, rescue, tourist, sports).

Блок 30 моделирования акселерационных представлений объектов по модельным данным о движении кабины тренажера и параметрах подвижной платформы формирует допустимые сигналы управления движением подвижной платформы, которые в блоках 22 управления мотор-редуктором преобразуются в управляющие напряжения и отрабатываются мотор-редукторами 2. Кривошипно- шатунный механизм в составе кривошипа 4, тяги 5 и силовой консоли 9 преобразовывает вращательное движения вала в возвратно-поступательное движение подвижной платформы, которая совершает движение в зависимости от величины, скорости и синхронности подъема левой и правой тяг 5. Движения кабины тренажера, которые не могут быть отработаны системой подвижности, передаются на отработку системой визуализации. Пользователи получают комплексный эффект имитации движения кабины через тактильные ощущения при работе подвижной платформы и через зрительные ощущения при наблюдении изображения на экране.Block 30 of modeling the acceleration representations of objects according to model data on the motion of the simulator cabin and the parameters of the mobile platform generates valid control signals for the movement of the mobile platform, which in the motor control unit 22 are converted to control voltages and processed by gear motors 2. The crank mechanism in the composition the crank 4, the rod 5 and the power console 9 converts the rotational movement of the shaft into the reciprocating motion of the movable platform, which makes two depending on the size, speed and synchronism of lifting the left and right rods 5. Movement of the simulator cabin, which cannot be worked out by the mobility system, is transmitted to the workout by the visualization system. Users receive the complex effect of simulating the movement of the cabin through tactile sensations during the operation of the mobile platform and through visual sensations when observing the image on the screen.

Блок 31 моделирования вибрационных представлений объектов по модельным данным о параметрах вибрации кабины тренажера и параметрах мотор-вибратора формирует допустимые сигналы управления вибрацией пола кабины тренажера, которые в блоке 32 управления мотор-вибратором преобразуются в управляющие напряжения и отрабатываются мотор-вибратором 33. Вибрации, которые не могут быть отработаны мотор-вибратором, передаются на отработку системой визуализации. Пользователи получают комплексное вибрационное воздействие через вибрационные ощущения при работе мотор- вибратора и через зрительные ощущения при наблюдении изображения на экране.Block 31 of modeling vibrational representations of objects according to model data on the vibration parameters of the simulator cabin and motor-vibrator parameters generates valid control signals for the floor vibration of the simulator cabin, which are converted to control voltages in the motor-vibrator control unit 32 and processed by the motor-vibrator 33. Vibrations that cannot be worked out by a motor-vibrator; they are transmitted to work out by a visualization system. Users receive a complex vibration effect through vibration sensations during the operation of the motor-vibrator and through visual sensations when observing the image on the screen.

В целом тренажер обеспечивает имитацию режимов движения в различных конфигурациях транспортного средства, а также эффектов внешних воздействий, сопровождаемых реалистичными звуковыми эффектами. Например, при имитации движения кабины летательного аппарата в пространстве имитируются угловые перемещения и ускорения по двум степеням свободы, тряска при рулении по взлетно-посадочной полосе (ВПП), толчки от касания поверхности ВПП при взлете и посадке или различных препятствий, эффекты тряски при достижении критических углов атаки.In general, the simulator provides simulation of driving modes in various vehicle configurations, as well as effects of external influences, accompanied by realistic sound effects. For example, when simulating the movement of an aircraft cockpit in space, angular displacements and accelerations in two degrees of freedom are simulated, shaking during taxiing along the runway, impulses from touching the surface of the runway during take-off and landing or various obstacles, the effects of shaking when critical angles of attack.

Создание акселерационных эффектов движения с использованием простой подвижной платформы с двумя степенями свободы, обладающей высокими динамическими свойствами, создание вибраций пола с помощью мотор- вибратора и введения эффектов движения кабины в изображение, отображаемое на экране, обеспечивает высокую достоверность имитации эффектов движения кабины тренажера.Creating acceleration effects of movement using a simple moving platform with two degrees of freedom with high dynamic properties, creating floor vibrations using a motor vibrator and introducing the effects of movement of the cabin into the image displayed on the screen provides high reliability of simulating the effects of movement of the simulator cabin.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Заявляемое изобретение реализовано в тренажере комплекса «Trans- Force» в г. Санкт-Петербург. Габаритные размеры тренажера составляют 6000x5000x4250 мм, масса 1800 кг, вместимость 12 человек. В системе подвижности применены мотор-редукторы фирмы ВОNFIGLЮLI типа МЗLА 4 FD мощностью 2,2 кВт и мотор-вибратор MVSI 3/500-02S мощностью 0,45 кВт. Система подвижности тренажера обеспечивает угловые перемещения кабины до 0,4 м (± 7 градусов) и скорости до ± 0,4 м/сек. Система управления тренажера реализована на IBM PC совместимых компьютерах на основе операционной системы Wiпdоws. Программные задачи реализованы на основе зарегистрированных программ для ЭВМ «Биллингoвaя система образовательного и развлекательного комплекса (Тrапs-Fоrсе billing)» свидетельство NQ 2007610937 от 01.03.2007 и «Haвигaциoнный тренажерный комплекс «NTPro-4000» свидетельство NQ 2004611869 от 12.08.2004. The claimed invention is implemented in the simulator complex "Trans-Force" in St. Petersburg. The overall dimensions of the simulator are 6000x5000x4250 mm, weight 1800 kg, capacity 12 people. In the mobility system, BONFIGLÜLI motor gearboxes of the MZLA 4 FD type with a power of 2.2 kW and a MVSI 3 / 500-02S motor-vibrator with a power of 0.45 kW were used. The simulator mobility system provides angular movements of the cab up to 0.4 m (± 7 degrees) and speeds up to ± 0.4 m / s. The simulator control system is implemented on IBM PC compatible computers based on the Wi-Dows operating system. Program tasks are implemented on the basis of registered computer programs “Billing system for educational and entertainment complex (Taps-Force billing)” certificate NQ 2007610937 dated 01.03.2007 and “Navigation training complex“ NTPro-4000 ”certificate N Q 2004611869 dated 12.08.2004.

Claims

Формула изобретения Claim 1. Тренажер, содержащий кабину тренажера с не менее чем одним креслом пользователя, снабженным блоком управления пользователя, устройство отображения, акустическую систему, систему подвижности, которая включает неподвижную опорную раму, на которой жестко закреплены мотор-редукторы, выходной вал каждого из которых кинематически связан с датчиком углового положения вала мотор-редуктора и кривошип, второй конец которого соединен шарнирно с нижним концом тяги, подвижную раму, на которой установлена кабина тренажера, причем выход каждого блока управления мотор-редуктором соединен с входом соответствующего мотор-редуктора, а выходы датчиков углового положения связаны соответственно с первыми входам блоков управления мотор-редуктором, отличающийся тем, что подвижная рама установлена на неподвижной опорной раме с помощью расположенного в центре масс кабины шарнирного соединения, два мотор-редуктора размещены в передней части неподвижной опорной рамы, валы мотор-редукторов расположены ортогонально относительно друг друга и точки установки шарнирного соединения, напротив выходных осей мотор-редукторов на подвижной раме жестко закреплены вертикальные силовые консоли, с верхними концам которых шарнирно соединены верхние концы тяг, к подвижной раме на антивибрационных подвесах прикреплен пол кабины модуля, на котором жестко закреплен мотор-вибратор, в состав тренажера также введены сервер тренажера, блок управления тренажером, блок баз данных, блок моделирования визуального представления объектов, блок моделирования звукового представления объектов, блок моделирования акселерационного представления объектов, блок моделирования вибрационного представления объектов, блок управления мотор- вибратором, выход которого соединен с входом мотор-вибратора, при этом вход/выход сервера тренажера, вход/выход блока управления сервером тренажера, первые входы/выходы блока баз данных, блока моделирования визуального представления объектов, блока моделирования звукового представления объектов, блок моделирования акселерационного представления объектов, блока моделирования вибрационного представления объектов и блоков управления пользователя связаны двухсторонними связями с входами/выходами блоков данных обмена шины данных обмена, второй вход/выход блока моделирования визуального представления объектов соединен с входом/выходом устройства отображения, второй выход блока моделирования звукового представления объектов соединен с входом акустической системы, второй вход/выход блока моделирования акселерационного представления объектов связан двухсторонней связью с вторыми входами/выходами блоков управления мотор-редуктором, а второй выход блока моделирования вибрационного представления объектов соединен с входом блока управления мотор-вибратором.1. A simulator comprising a simulator cabin with at least one user chair equipped with a user control unit, a display device, an acoustic system, a mobility system that includes a fixed support frame on which motor gearboxes are rigidly fixed, the output shaft of each of which is kinematically connected with a sensor for the angular position of the shaft of the gear motor and a crank, the second end of which is pivotally connected to the lower end of the rod, a movable frame on which the simulator cabin is mounted, and the output of each unit the control gear of the gearmotor is connected to the input of the corresponding gearmotor, and the outputs of the angular position sensors are connected respectively to the first inputs of the gearmotor control units, characterized in that the movable frame is mounted on a fixed support frame using an articulated joint located in the center of mass of the cab, two gearmotors are located in front of the fixed support frame, the shafts of the gearmotors are located orthogonally relative to each other and the installation points of the swivel, opposite the output axes of the gearmotors, the vertical power consoles are rigidly fixed on the moving frame, the upper ends of the rods are pivotally connected to the moving ends, the floor of the module cabin is attached to the moving frame on anti-vibration suspensions, on which the motor-vibrator is rigidly fixed, the simulator server is also included in the simulator , simulator control unit, database unit, object visual representation modeling block, object sound representation modeling block, acceleration representation modeling block about objects, a unit for modeling the vibrational representation of objects, a motor-vibrator control unit, the output of which is connected to the motor-vibrator input, with the input / output of the simulator server, the input / output of the simulator server control unit, the first inputs / outputs of the database unit, visual modeling unit representation of objects, a block for modeling the sound representation of objects, a block for modeling the acceleration representation of objects, a block for modeling the vibration representation of objects and user control units connected two-way communication with the I / O data exchange bus communicating data units, the second input / output block modeling of the visual representation of objects is connected to the input / output of the display device, the second output of the simulation block of the sound representation of objects is connected to the input of the speaker system, the second input / output of the simulation block of the acceleration representation of objects is connected by two-way communication with the second inputs / outputs of the motor-reducer control units, and the second the output of the unit for modeling the vibrational representation of objects is connected to the input of the motor-vibrator control unit. 2. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что устройство отображения содержит панорамный экран, на который с помощью комплекта проекторов выводится ЗD— изображение, наблюдаемое пользователями тренажера.2. The simulator according to claim 1, characterized in that the display device comprises a panoramic screen onto which ZD — an image observed by users of the simulator — is displayed using a set of projectors. 3. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что кабина тренажера выполнена в виде рубки транспортного средства, передняя часть которого имеет остекление, за которым расположен панорамный экран, с тыльной стороны размещены не менее одного закрывающегося дверного проема, а остальная поверхность рубки закрыта декоративными звукопоглощающими панелями.3. The simulator according to claim 1, characterized in that the simulator cabin is made in the form of a cabin of the vehicle, the front part of which is glazed, behind which there is a panoramic screen, at least one closing doorway is located on the back side, and the rest of the cabin is covered with decorative sound absorbing panels. 4. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что блок баз данных включает следующие базы данных: база данных параметров моделируемых объектов, картографическая база данных районов моделирования, база данных параметров метеообстановки, база данных моделей счисления координат, база данных параметров подвижной платформы, база данных параметров мотор-вибратора, база данных системы биллинга.4. The simulator according to claim 1, characterized in that the database unit includes the following databases: a database of parameters of the modeled objects, a cartographic database of modeling areas, a database of weather parameters, a database of coordinate calculating models, a database of parameters of a moving platform, a database motor-vibrator parameters data, billing system database. 5. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что сервер тренажера выполнен с возможностью моделирования освещения, искусственной неровности поверхности, атмосферных явлений, дня и ночи, поверхности воды, поддержки функции визуального стереоэффекта, поддержки объемного звука, поддержки движения и вибрации кабины тренажера.5. The simulator according to claim 1, characterized in that the simulator server is configured to simulate lighting, artificial surface irregularities, atmospheric phenomena, day and night, the surface of the water, support the visual stereo effect function, support surround sound, support movement and vibration of the simulator cabin. 6. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что блок моделирования визуального представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является первым входом/выходом блока визуального представления объектов, второй выход процессора соединен с последовательно соединенными видеокартой и модулем вывода изображения, выход которого является вторым входом/выходом блока.6. The simulator according to claim 1, characterized in that the unit for visualization of the visual representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the first input / output of the visual representation of objects, the second output of the processor is connected to a series-connected video card and an image output module, the output of which is the second input / output of the block. 7. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что блок моделирования звукового преставления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока звукового преставления объектов, а второй выход процессора соединен со звуковой картой, выход которой является выходом блока.7. The simulator according to claim 1, characterized in that the unit for modeling the sound representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the block of sound representation of objects, and the second output of the processor is connected to a sound card, the output of which is the output of the block. 8. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что блок моделирования акселерационного представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока вывода акселерационного представления объектов, а второй выход процессора соединен с блоком генерации акселерационных эффектов, выходы которого является выходом блока. 8. The simulator according to claim 1, characterized in that the unit for modeling the acceleration representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the output block of the acceleration representation of objects, and the second output of the processor is connected to the block for generating acceleration effects, the outputs of which are the output block. 9. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что блок вывода вибрационного представления объектов содержит процессор, первый вход/выход которого является входом/выходом блока вывода вибрационного представления объектов, а второй выход процессора соединен с блоком генерации вибрационных эффектов, выход которого является выходом блока. 9. The simulator according to claim 1, characterized in that the output unit of the vibrational representation of objects contains a processor, the first input / output of which is the input / output of the output block of the vibrational representation of objects, and the second output of the processor is connected to the vibration generation unit, the output of which is the output block. 10. Тренажер по п.1 , отличающийся тем, что блок управления пользователя модуля содержит процессор, вход/выход которого является входом/выходом блока управления пользователя модуля, при этом к раздельным входам процессора подключены устройство ввода и монитор. 10. The simulator according to claim 1, characterized in that the module user control unit comprises a processor, the input / output of which is the input / output of the module user control unit, while an input device and a monitor are connected to separate inputs of the processor.
PCT/RU2007/000690 2007-12-11 2007-12-11 Simulator Ceased WO2009075599A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2007/000690 WO2009075599A1 (en) 2007-12-11 2007-12-11 Simulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2007/000690 WO2009075599A1 (en) 2007-12-11 2007-12-11 Simulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009075599A1 true WO2009075599A1 (en) 2009-06-18

Family

ID=40755719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000690 Ceased WO2009075599A1 (en) 2007-12-11 2007-12-11 Simulator

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2009075599A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2425667C1 (en) * 2010-03-01 2011-08-10 Леонид Андреевич Косик Device for creation of space disorientation in people
CN110969906A (en) * 2019-12-18 2020-04-07 东莞市闻理教育研究院 Panoramic digital interactive intelligent classroom

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015933A (en) * 1989-11-15 1991-05-14 Ridewerks, Ltd. Seat base motion controller
US6733293B2 (en) * 2001-01-26 2004-05-11 Provision Entertainment, Inc. Personal simulator
RU2247432C2 (en) * 2001-10-16 2005-02-27 Александр Викторович Елисеев Mobility system of flight simulator cabin
RU2249253C2 (en) * 2002-07-24 2005-03-27 Александр Викторович Елисеев Pilot's trainer seat with vibration and noise simulators

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015933A (en) * 1989-11-15 1991-05-14 Ridewerks, Ltd. Seat base motion controller
US6733293B2 (en) * 2001-01-26 2004-05-11 Provision Entertainment, Inc. Personal simulator
RU2247432C2 (en) * 2001-10-16 2005-02-27 Александр Викторович Елисеев Mobility system of flight simulator cabin
RU2249253C2 (en) * 2002-07-24 2005-03-27 Александр Викторович Елисеев Pilot's trainer seat with vibration and noise simulators

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2425667C1 (en) * 2010-03-01 2011-08-10 Леонид Андреевич Косик Device for creation of space disorientation in people
WO2011108957A1 (en) * 2010-03-01 2011-09-09 Kosik Leonid Andreevich Method for creating spatial disorientation in an individual and device for carrying out said method
CN110969906A (en) * 2019-12-18 2020-04-07 东莞市闻理教育研究院 Panoramic digital interactive intelligent classroom

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11830382B2 (en) Virtual reality based pilot training system
EP3082122B1 (en) Applied layout in virtual motion-acceleration spherical simulator
CN113496635B (en) Flight simulator and flight training simulation method
JP3836878B2 (en) Improved flight simulator
CN101251959B (en) General-purpose aviation simulator based on virtual operation
JPH06508222A (en) modular display simulator
US20060114171A1 (en) Windowed immersive environment for virtual reality simulators
US20080206720A1 (en) Immersive video projection system and associated video image rendering system for a virtual reality simulator
CN209056108U (en) Flight training simulation system based on mixed reality and multi-degree-of-freedom motion platform
WO2019195898A1 (en) Universal virtual simulator
CN206672418U (en) A kind of rotary simulation system of Three Degree Of Freedom
KR20150135154A (en) Virtual reality simulator
CN110465079B (en) Panoramic game interaction system based on 720 cinema platform
WO2009075599A1 (en) Simulator
JPH08131659A (en) Pseudo reality generator
KR101831364B1 (en) Flight training apparatus using flight simulators linked to exercise data
GB2535729A (en) Immersive vehicle simulator apparatus and method
RU2081458C1 (en) Method for generation of varied acceleration for simulation of movement of vehicle and device which implements said method
JPH07121096A (en) Spatial perception ataxia training device
RU2653448C1 (en) Simulator of space flight of a space vehicle
EP0237660A1 (en) Simulation device
RU206260U1 (en) MOBILE PLATFORM FOR AVIASIMULATOR
JPH0746943Y2 (en) Flight simulator
JP2505112Y2 (en) Flight simulator device
CN111025946B (en) A gait simulator component, gait simulator and control system

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: 07866943

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: 07866943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1