DE4226776A1

DE4226776A1 - Bicycle type training machine with interactive graphics display - uses built-in sensors and switches to operate steering and braking functions relating to screen cursor symbol

Info

Publication number: DE4226776A1
Application number: DE19924226776
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr Foerst; Kai Ole Foerst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 1994-02-17

Abstract

A bicycle training system has a screen that receives images from a graphics computer. The trainer has a handlebar unit (5) held in the centre position by a steering module (4). This has built-in springs and contacts on either side that activate switches to signal a left or right turn. Mounted on the handlebar, a pair of brake levers has coupled switches (7a, 7b, 8a, 8b). Other inputs are provided by selectors (9a, 9b). The user of the trainer responds to a road journey as displayed on the screen. ADVANTAGE - Provides interactive mode between use of machine and graphics display.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweiradtrainingsgerät mit Bildschirm und Grafikcomputer. Derartige Geräte sind bekannt. In der Patentschrift Foerst: P 27 03 025 C3 Fahrtsimulator ist unter anderem ein Fahr radsimulator beschrieben. Bei diesem wird jedoch durch Drehbewegung des Lenkers um seine Vertikalachse gelenkt, und das Straßenbild wird perspektivisch gezeigt.The invention relates to a two-wheel training device with a screen and graphics computer. Such devices are known. In the patent Foerst: P 27 03 025 C3 driving simulator is among other things a driving wheel simulator described. In this, however, by rotating movement of the handlebar is steered about its vertical axis, and the street scene is shown in perspective.

In der Patentschrift Foerst: P 36 12 383.8 "Verfahren und Vorrichtung zur Simulation einer Motorradfahrt" ist ein Zweiradsimulator mit den oben bereits angegebenen Merkmalen beschrieben.In the patent specification Foerst: P 36 12 383.8 "method and device to simulate a motorcycle ride "is a two wheel simulator with the Features already described above.

In der Patentanmeldung Foerst: P 42 12 788.2 "Verfahren zur anschaulichen Darstellung von Leistungsdaten an einem Fahrradtrainer" ist eine Darstel lung des Fahrradfahrers und der Straße von der Seite beschreiben.In the patent application Foerst: P 42 12 788.2 "method for illustrative Representation of performance data on a bicycle trainer "is a representation Describe the side of the cyclist and the road.

In der Patentanmeldung Foerst: PCT/DE88/00098 Sportartensimulator ist ein Fahrradtrainingsgerät beschrieben, bei dem ebenfalls die Lenkung durch eine Drehung des Lenkers um die Vertikalachse erfolgt und bei dem das Straßen bild perspektivisch gezeigt wird.In the patent application Foerst: PCT / DE88 / 00098 is sports simulator described a bicycle training device, in which also the steering by a rotation of the handlebar takes place about the vertical axis and the road picture is shown in perspective.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zweiradtrainingsgerät zu schaffen, welches im Gegensatz zu den bekannten Geräten mit sehr ge ringem Aufwand auskommt. Zu diesem Zweck soll der Lenkwinkelgeber ein facher ausgeführt werden, und bei der bildlichen Darstellung soll auf die Perspektive verzichtet werden, um einen preisgünstigen handelsüb lichen Spielcomputer einsetzen zu können. Außerdem soll dafür gesorgt werden, daß sich optische Informationen aus der Sicht des Zweiradfah rers frühzeitig und klar schon aus einiger Entfernung erkennen las sen. Der Bildschirm sollte möglichst viele Details enthalten. Das Zwei radtrainingsgerät soll nicht nur zum körperlichen Training sondern auch zur Verkehrserziehung und zum Ausbilden der geistigen Geschicklichkeit bei diversen anderen Computerprogrammen eingesetzt werden. Dementsprechend sollen die Bedienungselemente am Lenker des Trainingsgerätes so ausge führt werden, daß sie im Prinzip mit der Anordnung einer joystickartigen Steuereinheit eines Computerspiels übereinstimmen.It is an object of the present invention to provide a two-wheel training device create, which in contrast to the known devices with very ge requires little effort. For this purpose, the steering angle sender should to be carried out more often, and the pictorial representation should be based on the perspective can be waived to get an inexpensive trade Liche game computer to be able to use. It should also ensure that be that optical information from the perspective of the two-wheeler rers recognized early and clearly from a distance sen. The screen should contain as much detail as possible. The two Cycling training device should not only be used for physical training but also for traffic education and for the development of mental dexterity be used with various other computer programs. Accordingly the controls on the handlebar of the training device are so out leads that they are in principle with the arrangement of a joystick Control unit of a computer game match.

Der mechanische Teil dieser Aufgabe wird mittels der in dem Vorrich tungsanspruch 1 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale gelöst. Eine Ausgestaltung ist in Anspruch 2 angegeben. Das Verfahren zur bildlichen Darstellung zur Lösung der gestellten Aufgabe ist in den nachfolgenden Verfahrensansprüchen angegeben.The mechanical part of this task is done by means of the in the Vorrich tion claim 1 listed characteristic features solved. A Embodiment is specified in claim 2. The process of pictorial Representation to solve the task is in the following Process claims specified.

Diese Darstellung hat gegenüber einer reinen Draufsicht den Vorteil der größeren Natürlichkeit und der Möglichkeit, Verkehrsschilder richtig und erkennbar einzublenden. Gegenüber der echten Perspektive aus Sicht des Zweiradfahrers hat sie den Vorteil, daß der Computer nicht mit der Aufgabe der Größenveränderungen belastet wird und dadurch mehr Rechen- und Speicherkapazität für grafische Details zur Verfügung hat. Außerdem ist vermieden, daß Videoobjekte wie Verkehrsschilder beim Auftauchen in Sichtweite klein und damit unidentifizierbar sind.This representation has the advantage of a pure top view greater naturalness and the ability to properly see traffic signs and visible. Opposite the real perspective from a perspective of the two-wheeler, it has the advantage that the computer does not work with the Task of size changes is burdened and thereby more computing and Has storage capacity for graphic details. Furthermore it is avoided that video objects such as traffic signs when surfacing are small in sight and therefore unidentifiable.

Der angegebenen Vorrichtung zur Signalwertabgabe liegt der Gedanke zu grunde, daß man ein Zweirad mehr durch Neigen des gesamten Zweirades, d. h. durch eine Drehbewegung um seine Längsachse, in die Kurve gesteuert als durch eine Drehung des Lenkers um seine Vertikalachse. Eine ent sprechende Ausführung des Signalwertgebers hat die Vorteile, zum einen preisgünstiger zu sein, zum anderen sich durch Signalwertabgabe bei Be wegung des Lenkers nach vorne und hinten symmetrisch um eine Achse er weitern zu lassen und dadurch mit der kreuzartigen Anordnung einer Steuereinheit für ein Computerspiel übereinzustimmen, so daß man ohne An passungsschwierigkeiten abwechselnd das Zweiradtrainingsgerät und das Computerspiel benutzen kann. Die übrigen Signalwertgeber am Lenker kön nen sowohl für die Zweiradfahrt als auch zur Steuerung des Computer spiels verwendet werden.The specified device for signal value delivery is based on the idea reason that one more bike by tilting the entire bike, d. H. steered into the curve by a rotary movement about its longitudinal axis than by turning the handlebar about its vertical axis. An ent speaking design of the signal transmitter has the advantages, on the one hand to be cheaper, on the other hand through signal value delivery at Be the handlebars move forward and back symmetrically around an axis to continue and thereby with the cross-like arrangement of a Control unit for a computer game to match, so that one without An the two-wheeled training device and the Can use computer game. The other signal transmitters on the handlebars can NEN for two-wheelers as well as for controlling the computer can be used.

Die Erfindung sei nun anhand der Figuren näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to the figures:

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung und Vorrichtung gemäß An spruch 1. Gezeigt ist ein Fahrradgerät 1, ein Bildschirm 2 und ein Grafikcomputer 3. Durch die Halterung 4 wird der Lenker 5 federnd in seiner Ruhestellung gehalten. Im einfachsten Falle ist das Vertikalrohr des Lenkers unten auf einer Bodenplatte starr befestigt, und die elastische Auslenkung aus der Ruhestellung geschieht aufgrund der Ver spannung dieses Rohres bei seitlichem Druck. Fig. 1 shows a schematic representation and device according to claim 1. Shown is a bicycle device 1 , a screen 2 and a graphics computer 3rd Through the bracket 4 , the handlebar 5 is resiliently held in its rest position. In the simplest case, the vertical tube of the handlebar is rigidly attached to a base plate at the bottom, and the elastic deflection from the rest position occurs due to the tension of this tube at lateral pressure.

Zur Anzeige der Auslenkung nach den beiden Seiten sind zwei Signalwert geber 6a und 6b eingezeichnet. Dieses können Schalter oder z. B. analoge oder digitale berührungslose Näherungsgeber sein. Sie werden aktiv, wenn man den Lenker nach rechts oder links drückt. Gleichartige Signal wertgeber lassen sich mechanisch leicht auch zur Erfassung der Längs bewegung des Lenkers unterbringen.To display the deflection to the two sides, two signal value transmitters 6 a and 6 b are shown. This can be switches or z. B. be analog or digital contactless proximity sensors. They become active when you push the handlebar to the right or left. Similar signal transmitters can easily be accommodated mechanically to detect the longitudinal movement of the handlebar.

Weiterhin zeigt Fig. 1 zwei Bremshebel 7a und 7b mit den zugehörigen Signalwertgebern 8a und 8b. Diese können wiederum analog oder digital funktionieren. Schließlich zeigt Fig. 1 zwei Taster 9a und 9b am Lenker zur Fahrtrichtungsanzeige oder für andere Steuerungsaufgaben.Furthermore, Fig. 1 shows two brake levers 7 a and 7 b with the associated signal generators 8 a and 8 b. These can in turn function analog or digital. Finally, Fig. 1 shows two buttons 9 a and 9 b on the handlebar to indicate the direction of travel or for other control tasks.

Fig. 2 zeigt die Querschnittszeichnung einer besonderen Ausgestaltung der Halterung 4 des Lenkers gemäß Anspruch 2. Zwei Federn 10a und 10b sind vorgespannt und sorgen dafür, daß die beiden Stößel 13a und 13b bei einer Bewegung des Lenkers mit etwa konstantem Druck nach außen gescho ben werden. Dieser Druck sollte so groß sein, daß die Signalwertgeber 6a und 6b, die hier als Schalter eingezeichnet sind, beim körperlichen Training nicht versehentlich ansprechen. Im Beispiel von Fig. 2 ist das Vertikalrohr des Lenkers mit einem Kreuzgelenk 14 auf der Boden platte befestigt, damit es frei nach allen Seiten geschwenkt werden kann. Bei Bedarf kann man diese Konstruktion durch zwei weitere Stößel mit Federn und Signalwertgebern in Längsrichtung des Trainingsgerätes er weitern. Fig. 2 shows the cross-sectional drawing of a special embodiment of the bracket 4 of the handlebar according to claim 2. Two springs 10 a and 10 b are biased and ensure that the two plungers 13 a and 13 b after a movement of the handlebar with approximately constant pressure be pushed outside. This pressure should be so high that the signal transmitters 6 a and 6 b, which are shown here as switches, do not inadvertently respond during physical training. In the example of Fig. 2, the vertical tube of the handlebar is fixed with a universal joint 14 on the bottom plate so that it can be pivoted freely to all sides. If necessary, this construction can be extended by two additional plungers with springs and signal transmitters in the longitudinal direction of the training device.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine Straßenverkehrsszene eines Verkehrs erziehungsprogramms auf dem Bildschirm gemäß den drei Verfahrensan sprüchen. Im Vordergrund ist das Identifikationsbild 15 zu erkennen. Per Computeranleitung oder durch entsprechend eingeblendete Verkehrsschil der ist dafür zu sorgen, daß der Radfahrer nicht zwei mal hintereinander nach der selben Seite abbiegt sondern immer nach oben in das Bild hinein fährt. Dadurch ist gewährleistet, daß der Fahrer beim Lenken durch Umkehr der Fahrtrichtung keine Richtungsprobleme hat. Fig. 3 shows an example of a road traffic scene of a traffic education program on the screen according to the three procedural claims. The identification image 15 can be seen in the foreground. Using computer instructions or a corresponding traffic sign, ensure that the cyclist does not turn twice in succession on the same side but always drives upwards into the picture. This ensures that the driver has no directional problems when steering by reversing the direction of travel.

Claims

1. Zweiradtrainingsgerät mit Bildschirm und Grafikcomputer, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Halterung (4) vorgesehen ist, durch die der Lenker (5) des Gerätes federnd in seiner Ruhestellung gehalten wird, daß
b) zwei oder vier Signalwertgeber (6a, b, c, d) vorgesehen sind, die aktiv werden, wenn der Lenker nach rechts oder links, be ziehungsweise nach rechts, links, vorne oder hinten gedrückt wird, daß
c) ein oder zwei Bremshebel (7a, b) mit zugehörigen Signalwert gebern (8a, b) am Lenker vorgesehen sind, daß
d) zwei Taster (9a, b) am Lenker vorgesehen sind und daß
e) die Signalwertgeber dem Grafikcomputer (3) als Steuereingänge für ein Verkehrserziehungsprogramm oder ein Unterhaltungspro gramm zuführbar sind.

1. two-wheel training device with screen and graphics computer, characterized in that

a) a holder ( 4 ) is provided by which the handlebar ( 5 ) of the device is resiliently held in its rest position that
b) two or four signal transmitters ( 6 a, b, c, d) are provided which become active when the handlebar is pressed to the right or left, or to the right, left, front or rear, that
c) one or two brake levers ( 7 a, b) with associated signal value transmitters ( 8 a, b) are provided on the handlebars that
d) two buttons ( 9 a, b) are provided on the handlebars and that
e) the signal value transmitter of the graphics computer ( 3 ) can be fed as control inputs for a traffic education program or an entertainment program.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwei oder vier vorgespannte Federn (10a, b, c, d) vorgesehen sind, die bewirken, daß der Lenker (5) bei Auslenkung nach einer der zwei beziehungsweise vier Seiten mit etwa konstanter, wegunabhängiger Kraft zurückgedrückt wird.2. Device according to claim 1, characterized in that two or four biased springs ( 10 a, b, c, d) are provided, which cause the handlebar ( 5 ) with deflection to one of the two or four sides with about constant, path-independent force is pushed back.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Fahrrad-Trainingsgerät verwendet wird und daß ein Signalwertgeber (11) an der Tretkurbel zur Beeinflus sung der Geschwindigkeit des Bildablauf dem Grafikcomputer (3) zu führbar ist. 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a bicycle training device is used and that a signal transmitter ( 11 ) on the pedal crank for influencing the speed of the image flow to the graphics computer ( 3 ) is feasible.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Attrappe eines Motorrades oder Mopeds verwendet wird und daß ein Signalwertgeber (12) am Gas-Drehgriff zur Beeinflussung der Geschwindigkeit des Bildablaufs dem Grafik computer (3) zuführbar ist.4. The device according to claim 1, characterized in that the dummy of a motorcycle or moped is used and that a signal transmitter ( 12 ) on the twist grip to influence the speed of the image flow to the graphics computer ( 3 ) can be supplied.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß auf dem Bildschirm (2) per Software ein Straßenverkehrsbild mit rechtwinklig zueinander verlaufenden Straßen, Bürgersteigen, Häusern, Verkehrszeichen, fremden Fahr zeugen und einem Identifikations-Zweirad (15) schräg von oben betrachtet darstellbar ist derart, daß die beiden Koordinatenachsen des Straßennetzes im gleichen Winkel zur Bildschirmhorizontalen er scheinen.5. The method according to claim 1, characterized in that on the screen ( 2 ) testify by software a road traffic image with mutually perpendicular streets, sidewalks, houses, traffic signs, foreign driving and an identification two-wheeler ( 15 ) viewed obliquely from above is such that the two coordinate axes of the road network appear at the same angle to the horizontal screen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß auf dem Bildschirm (2) per Software ein Straßenverkehrsbild mit Straßen, Bürgersteigen, Häusern, Verkehrs zeichen, fremden Fahrzeugen und einem Identifikations-Zweirad (15) schräg von oben betrachtet darstellbar ist derart, daß bei der Fort bewegung die Größen aller Videoobjekte entsprechend einem unendlich großen Abstand vom Betrachter konstant bleiben.6. The method according to claim 1, characterized in that on the screen ( 2 ) by software a road traffic image with roads, sidewalks, houses, traffic signs, other vehicles and an identification two-wheeler ( 15 ) viewed obliquely from above can be displayed such that that when moving the sizes of all video objects remain constant according to an infinitely large distance from the viewer.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Identifikationsbild (15) unten in der Mitte des Bildschirms in Schrägansichten von hinten gemäß der augenblicklich gefahrenen Richtung darstellbar ist.7. The method according to claim 1, characterized in that the identification image ( 15 ) can be represented in the center of the screen in oblique views from behind according to the direction currently driven.