JP2019144505A - Gravity change bodily sensation simulating device and gravity change bodily sensation simulating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムに関するものである。 The present invention relates to a gravity change experience simulator and a gravity change experience simulation system.
航空機等の操縦訓練や、航空機等の機体制御システムを評価する試験には、シミュレータを用いることがある。シミュレータを使った操縦訓練や機体制御システムを評価する試験において、訓練効果や試験データの有効性を向上させるために、シミュレーション上の航空機等の操縦者に与えられる感覚を、実際に航空機等が運転している状態に近くすることが求められている。 A simulator may be used for a pilot training for aircraft and a test for evaluating an aircraft control system such as an aircraft. In tests to evaluate pilot training and aircraft control systems using simulators, in order to improve the effectiveness of the training effects and test data, the aircraft or the like actually operates the sensation given to pilots such as aircraft on the simulation. It is required to be close to the state that is doing.
シミュレーション上の航空機等の操縦者に与えられる感覚のうち、航空機等の機体が運動することによって操縦者が感じる重力変化（力の模擬）を模擬する装置として、従来、操縦者が乗るコックピットを油圧等によって直接動かして、操縦者に加速度を与えることで、操縦者に重力変化を体感させる装置（いわゆるモーション装置）が用いられていた。 As a device that simulates the gravity change (simulation of force) felt by the aircraft, such as the aircraft, among the sensations given to the aircraft, etc. in the simulation, the cockpit on which the operator rides is hydraulically operated. For example, a device (so-called motion device) that causes the driver to experience a change in gravity by directly moving the driver by means of, for example, acceleration is used.
しかしながら、モーション装置では、コックピットを駆動する部材が駆動限界範囲に達すると同一方向の加速度を発生させることができなくなるので、同一方向への継続的な重力変化量及び重力変化時間は、当該部材の駆動範囲に依存する。したがって、同一方向への継続的な重力変化を十分に模擬できない可能性がある。 However, in the motion device, when the member that drives the cockpit reaches the drive limit range, it becomes impossible to generate acceleration in the same direction, so that the continuous gravity change amount and gravity change time in the same direction are Depends on driving range. Therefore, there is a possibility that continuous gravity change in the same direction cannot be sufficiently simulated.
継続的な重力変化を模擬する装置として、操縦者が搭乗したコックピットを円周軌道上に沿って回転させることで、遠心力による連続的な重力変化を操縦者に体感させる装置がある。しかしながら、このような装置は、コックピットを回転させるための機構を備える必要があり、装置自体が大型化するとともに、コックピットを回転させるスペースを要するために、稼働させるために大規模なスペースを要するという問題があった。 As a device that simulates a continuous change in gravity, there is a device that allows a pilot to experience a continuous change in gravity due to a centrifugal force by rotating a cockpit on which the driver has boarded along a circumferential track. However, such an apparatus needs to have a mechanism for rotating the cockpit, and the apparatus itself is upsized and requires a space for rotating the cockpit. Therefore, it requires a large space to operate. There was a problem.
また、重力変化を模擬する装置として、特許文献１に記載された装置のように、磁力によって静止状態の人物に任意の方向から引力、斥力を掛けることにより、人物が模擬加速度を体感する装置も考えられていた。特許文献１には、磁力に反応する着衣部を着用した人物の周辺部に磁力を発生する磁力発生部を設置する模擬加速度体感装置が記載されている。 In addition, as a device that simulates a change in gravity, a device that allows a person to experience simulated acceleration by applying an attractive force or a repulsive force to a stationary person from any direction by a magnetic force, such as the device described in Patent Document 1. It was thought. Patent Document 1 describes a simulated acceleration sensation apparatus in which a magnetic force generation unit that generates a magnetic force is installed around a person wearing a clothing part that reacts to a magnetic force.
しかしながら、特許文献１に記載された装置は、磁力を用いるので、特許文献１に記載された装置を航空機操縦シミュレータに適用した場合、磁力発生部から発生した磁力が、航空機操縦シミュレータに搭載された電子機器の誤作動を引き起こす可能性がある。
また、特許文献１に記載された装置では、磁力発生部と着衣部の距離が変化すると、着衣部に作用する磁力も変化する。着衣部は、着衣部を着衣した人物の動きに伴って移動するため、人物が動いた場合、所望の磁力を着衣部に作用させることができない可能性がある。換言すれば、所望の磁力を発生させるために、着衣部を着衣した人物の動きに制約が発生してしまう可能性がある。
また、特許文献１に記載された装置は、磁力発生部を設置しなければならないので、装置が大型化する可能性がある。したがって、例えば、コックピット等の閉所に適用する場合には、搭載機器の配置に制約が発生する可能性がある。
However, since the device described in Patent Document 1 uses magnetic force, when the device described in Patent Document 1 is applied to an aircraft control simulator, the magnetic force generated from the magnetic force generator is mounted on the aircraft control simulator. May cause malfunction of electronic equipment.
Moreover, in the apparatus described in Patent Document 1, when the distance between the magnetic force generator and the clothing part changes, the magnetic force acting on the clothing part also changes. Since the clothing part moves in accordance with the movement of the person wearing the clothing part, there is a possibility that a desired magnetic force cannot be applied to the clothing part when the person moves. In other words, in order to generate a desired magnetic force, there is a possibility that the movement of the person wearing the clothing part may be restricted.
Moreover, since the apparatus described in patent document 1 has to install a magnetic force generation part, an apparatus may enlarge. Therefore, for example, when it is applied to a closed place such as a cockpit, there is a possibility that there is a restriction on the arrangement of the on-board equipment.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被験者に対して、所望の重力変化を体感させることができるとともに、他の装置への影響を防止し、被験者に対する制約を低減することができる重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and allows the subject to experience a desired change in gravity, prevents the influence on other devices, and reduces restrictions on the subject. An object of the present invention is to provide a gravity change experience simulator and a gravity change experience simulation system.
上記課題を解決するために、本発明の重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムは以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、被験者が着用する着用部と前記着用部の所定位置に設けられ、液体を保持する保持部と、前記保持部が保持する前記液体の量を調整する液体量調整部と、前記液体量調整部を制御する制御部と、を備えている。
In order to solve the above-described problems, the gravity change experience simulator and the gravity change experience simulation system of the present invention employ the following means.
The gravity change bodily sensation simulation device according to one aspect of the present invention is provided at a predetermined position of the wearing portion that the subject wears and the wearing portion, and holds the liquid, and the amount of the liquid that the holding portion holds. A liquid amount adjusting unit for adjusting, and a control unit for controlling the liquid amount adjusting unit.
上記構成では、保持部に液体を保持させることで、着用部に設けられた保持部の重量を増大させることができる。保持部の重量を増大させることで、着用部を着用した被験者に対して、自重以上の重力を体感させることができる。
また、液体量調整部によって、保持部が保持する液体の量を調整できるので、保持部の重量を所望に変化させることができる。したがって、被験者に対して、所望の重力変化を体感させることができる。
また、重量を増大させる手段として、特定の形状を有さない液体を用いている。これにより、保持部が保持する液体の量を、より精密に調整することができる。したがって、着用部を着用した被験者に対して、より忠実に、重量変化を体感させることができる。また、例えば、水等の磁力を有さない液体を用いた場合には、磁力による他の装置への影響を防止することができる。
また、上記構成では、保持部が着用部に設けられている。これにより、被験者の移動時においても、的確に重力変化を体感させることができる。このように、重力変化を体感した状態での移動が可能なので、被験者に対する制約を低減することができる。
また、着用部に設けられた保持部に液体を保持させることで重力変化を体感させているので、被験者の近傍には、大型の装置等は必要ない。したがって、例えば、航空機の操縦室等の閉所であっても、被験者に対して、重力変化を体感させることができる。
In the said structure, the weight of the holding | maintenance part provided in the wearing part can be increased by making a holding | maintenance part hold | maintain a liquid. By increasing the weight of the holding part, the subject wearing the wearing part can feel the gravity more than its own weight.
Further, since the amount of liquid held by the holding unit can be adjusted by the liquid amount adjusting unit, the weight of the holding unit can be changed as desired. Therefore, the subject can feel a desired change in gravity.
Further, as a means for increasing the weight, a liquid having no specific shape is used. Thereby, the quantity of the liquid which a holding | maintenance part hold | maintains can be adjusted more precisely. Therefore, the subject who wears the wearing part can feel the weight change more faithfully. For example, when a liquid such as water that does not have a magnetic force is used, the influence of the magnetic force on other devices can be prevented.
Moreover, in the said structure, the holding | maintenance part is provided in the wearing part. Thereby, even when the subject moves, it is possible to experience the gravity change accurately. As described above, since the movement in a state of experiencing the gravity change is possible, the restriction on the subject can be reduced.
Moreover, since the gravity change is experienced by holding the liquid in the holding part provided in the wearing part, a large device or the like is not necessary in the vicinity of the subject. Therefore, for example, even in a closed place such as a cockpit of an aircraft, the subject can feel a change in gravity.
また、本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、前記保持部に連通する供給管と、前記供給管を介して前記保持部に前記液体を供給する供給ポンプと、を備え、前記液体量調整部は、前記供給管に設けられ、前記保持部に供給される前記液体の量を調整する供給弁を有していてもよい。 In addition, a gravity change experience simulating apparatus according to an aspect of the present invention includes a supply pipe that communicates with the holding section, and a supply pump that supplies the liquid to the holding section via the supply pipe. The amount adjusting unit may include a supply valve that is provided in the supply pipe and adjusts the amount of the liquid supplied to the holding unit.
上記構成では、保持部に液体を供給する供給管に液体の量を調整する供給弁が設けられている。これにより、保持部に供給される前段階において、保持部が保持する液体の量を調整することができる。したがって、より精密に、保持部が保持する液体の量を調整することができる。 In the above-described configuration, the supply valve that adjusts the amount of the liquid is provided in the supply pipe that supplies the liquid to the holding unit. Accordingly, the amount of liquid held by the holding unit can be adjusted before the supply to the holding unit. Therefore, the amount of liquid held by the holding unit can be adjusted more precisely.
また、本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、前記保持部に連通する排出管と、前記排出管を介して前記保持部から前記液体を排出する排出ポンプと、を備え、前記液体量調整部は、前記排出管に設けられ、前記保持部から排出される前記液体の量を調整する排出弁を有していてもよい。 In addition, a gravity change experience simulating apparatus according to an aspect of the present invention includes a discharge pipe that communicates with the holding section, and a discharge pump that discharges the liquid from the holding section via the discharge pipe. The amount adjusting unit may include a discharge valve that is provided in the discharge pipe and adjusts the amount of the liquid discharged from the holding unit.
上記構成では、保持部から液体を排出することで保持部の重量を低減させることができる。これにより、例えば、保持部に液体が保持された状態から、液体を保持部から排出し、保持部の重量を低減させることで、着用部を着用した被験者に対して、重力の作用する方向と反対方向の荷重（浮き上がるような感覚）を体感させることができる。すなわち、着用部を着用した被験者は、着用した着用部の重量が相対的に低減したことで、重力の作用する方向と反対方向の荷重を体感することができる。 In the above configuration, the weight of the holding unit can be reduced by discharging the liquid from the holding unit. Thus, for example, from the state in which the liquid is held in the holding unit, the liquid is discharged from the holding unit, and the weight of the holding unit is reduced, thereby reducing the weight of the wearing unit and the direction in which gravity acts. You can feel the load in the opposite direction (feeling like lifting). That is, the subject wearing the wearing part can experience a load in the direction opposite to the direction in which gravity acts because the weight of the wearing part is relatively reduced.
また、本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、前記制御部は、機体運動のシミュレーションの結果に基づいて、前記液体量調整部を制御してもよい。 In the gravity change experience simulator according to an aspect of the present invention, the control unit may control the liquid amount adjustment unit based on a result of simulation of airframe motion.
上記構成では、機体運動のシミュレーションの結果に基づいて、保持部が保持する液体の量を調整することができる。これにより、被験者に対して、機体運動に応じた重力変化を体感させることができる。 In the above configuration, the amount of liquid held by the holding unit can be adjusted based on the result of simulation of the body motion. Thereby, a test subject can be made to experience the gravity change according to the body motion.
本発明の一態様に係る重力変化体感模擬システムは、上記の重力変化体感模擬装置と、前記シミュレーションを行う機体運動計算部と、を備えている。 A gravity change experience simulation system according to an aspect of the present invention includes the above gravity change experience simulation device and a body motion calculation unit that performs the simulation.
本発明によれば、被験者に対して、所望の重力変化を体感させることができるとともに、他の装置への影響を防止し、被験者に対する制約を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to make a test subject experience the desired gravity change, the influence on another apparatus can be prevented and the test subject's restriction | limiting can be reduced.
以下に、本発明に係る重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示されているように、重力変化体感模擬システム１は、航空機における機体運動のシミュレーションを行う機体運動計算装置（機体運動計算部）２と、機体運動計算装置２のシミュレーションの結果に基づいて可動する重力変化体感模擬装置３と、を備えている。重力変化体感模擬システム１は、航空機の搭乗者に対して作用する航空機の機体姿勢の変化による重力変化を、被験者４に対して模擬的に体感させるシステムである。
Hereinafter, an embodiment of a gravity change experience simulator and a gravity change experience simulation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the gravity change bodily sensation simulation system 1 is based on a result of simulation of an airframe motion calculation device (airframe motion calculation unit) 2 that simulates airframe motion in an aircraft and an airframe
機体運動計算装置２は、航空機の運転時に、航空機の機体の運動に応じて、航空機の操縦者に作用する重力及び重力変化をシミュレーションする装置である。すなわち、機体の姿勢が変化した際に、操縦者に作用する重力及び重力変化をシミュレーションしている。機体運動計算装置２は、シミュレーションの結果を、後述する重力変化体感模擬装置３に設けられた制御装置１５に送信している。
The aircraft
重力変化体感模擬装置３は、被験者４が着用する着衣部（着用部）６と、着衣部６の所定位置に設けられて水（液体）を保持する管状の保持部７と、保持部７に連通する供給管８と、供給管８を介して保持部７に水を供給する供給ポンプ９と、供給管８に設けられる供給側調整弁（供給弁）１０と、保持部７に連通する排出管１１と、排出管１１を介して保持部７から水を排出する排出ポンプ１２と、排出管１１に設けられる排出側調整弁（排出弁）１３と、排出ポンプ１２が回収した水を一時的に貯留するとともに貯留した水を供給ポンプ９に供給するリザーバ１４と、供給ポンプ９等を制御する制御装置（制御部）１５と、を備えている。
The gravity changing body
着衣部６は、人体の形状に沿った形状である衣服状の部材であって、被験者４の人体の首よりも下部の略全域を密着して被覆可能に形成されている。
The
保持部７は、所定の内径及び長さを有する管状の部材であって、着衣部６を着用した被験者４の人体に沿うように設けられている。保持部７は、着衣部６の内表面又は外表面に設けられてもよく、着衣部６の内表面と外表面との間に埋め込まれるように設けられてもよい。
また、保持部７は、複数設けられている。保持部７の数及び各保持部７の配置は、模擬したい重力変化の変化率及び変化量によって決定する。すなわち、着衣部６を着用した被験者４が航空機の機体姿勢の変化に基づいた重力変化をより忠実に体感できるように、各保持部７は配置される。複数の保持部７は、着衣部６を着用した被験者４の人体の特定の部分（例えば、両腕部分及び両足部分の４か所等）に設けられてもよく、着衣部６の略全域に亘って張り巡らされるように設けられてもよい。
また、各保持部７の太さ（流路断面積）及び各保持部７の長さも、保持部７の数及び保持部７の配置と同様に、模擬したい重力変化の変化率及び変化量によって決定する。また、保持部７の太さは、一定であってもよく、一定でなくてもよい。
The holding
In addition, a plurality of holding
Also, the thickness (channel cross-sectional area) of each holding
また、各保持部７には、保持部７が保持する水の容量を計測するセンサ（図示省略）が設けられている。センサは、取得した情報（保持部７が保持する水の容量）を制御装置１５に送信する。なお、センサは、保持部７を流通する水の流量を計測する流量計測器であってもよい。
Each holding
供給管８は、内部に水が流通する管状の部材であって、供給ポンプ９と保持部７の一端とを接続することで、供給ポンプ９と保持部７とを連通している。供給管８は、保持部７の数と同数設けられており、各々、複数の保持部７に連通している。すなわち、複数の供給管８は、複数の保持部７と一対一対応となっている。なお、複数の供給管８は、図１に示すように、供給ポンプ９から延びる１本の管から分岐してもよく、また、各々が供給ポンプ９に連通してもよい。
The
供給ポンプ９は、リザーバ１４に貯留された水を汲み出して、汲み出した水を所定の圧力を加えた状態で供給管８に供給する。すなわち、供給管８を介して、水を保持部７に供給している。なお、供給ポンプ９を、複数の供給管８と一対一対応となるように、複数設けてもよい。
The supply pump 9 pumps the water stored in the
供給側調整弁１０は、各供給管８に設けられている。各供給側調整弁１０は、各々、開度を調整可能な弁であって、開度を調整することで供給管８の内部を流通する水の流量を調整する。供給側調整弁１０は、供給管８の内部を流通する水の流量を調整することで、保持部７に供給される水の量を調整することができる。すなわち、保持部７が保持する水の量を調整することができる。なお、図１では、図示の関係上、複数の供給側調整弁１０を各々図示せず、まとめて図示している。
The supply
排出管１１は、内部に水が流通する管状の部材であって、排出ポンプ１２と保持部７の他端とを接続することで、排出ポンプ１２と保持部７とを連通している。排出管１１は、保持部７の数と同数設けられており、各々、複数の保持部７に連通している。すなわち、複数の排出管１１は、複数の保持部７と一対一対応となっている。なお、複数の排出管１１は、図１に示すように、排出ポンプ１２に接続する１本の管に合流してもよく、また、各々が排出ポンプ１２に連通してもよい。
The
排出ポンプ１２は、排出管１１内の水を吸い出して、吸い出した水をリザーバ１４に供給する。すなわち、排出管１１を介して、水を保持部７から排出している。なお、排出ポンプ１２を、複数の排出管１１と一対一対応となるように、複数設けてもよい。
The
排出側調整弁１３は、各排出管１１に設けられている。各排出側調整弁１３は、各々、開度を調整可能な弁であって、開度を調整することで排出管１１の内部を流通する水の流量を調整する。また、排出側調整弁１３は、排出管１１の内部を流通する水の流量を調整することで、保持部７から排出される水の量を調整することができる。すなわち、保持部７が保持する水の量を調整することができる。なお、図１では、図示の関係上、複数の排出側調整弁１３を各々図示せず、まとめて図示している。
The discharge
リザーバ１４は、水循環の流れにおいて、排出ポンプ１２と供給ポンプ９との間に設けられており、水を貯留している。
The
このように、本実施形態における重力変化体感模擬装置３では、リザーバ１４から供給ポンプ９に供給された水が、供給ポンプ９、供給管８、保持部７、排出管１１、排出ポンプ１２、リザーバ１４の順番に循環する循環流路が形成されている。
As described above, in the gravity change
制御装置１５は、保持部７が保持する水の量を調整するように供給ポンプ９、排出ポンプ１２、供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３を制御する。制御装置１５は、機体運動計算装置２及びセンサから情報を受信する。
また、制御装置１５は、供給ポンプ９及び排出ポンプ１２に信号を送信することで、供給ポンプ９及び排出ポンプ１２の運転状態（駆動状態とするか停止状態とするか）を制御する。また、制御装置１５は、供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３に信号を送信することで、供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３の開度を制御する。なお、供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３の開度は、開度０％（全閉状態）から開度１００％（全開状態）の間で制御される。
制御装置１５は、機体運動計算装置２によってシミュレーションされた、航空機の機体の運動に応じた重力変化（重力変化量及び重力変化率）を、着衣部６を着用した被験者４に体感させるように、所定の量の水を各保持部７が保持するように、供給ポンプ９、排出ポンプ１２、供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３を制御する。
The
Moreover, the
The
制御装置１５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
The
次に、本実施形態における重力変化体感模擬システム１の作用について説明する。
まず、機体運動計算装置２及び制御装置１５が行う処理について説明する。図１では、機体運動計算装置２から送信される機体運動情報を一点鎖線矢印で図示するとともに、制御装置１５から送信される制御信号を破線矢印で図示している。
まず、機体運動計算装置２が、航空機の運転時に、航空機の機体の運動に応じて、航空機の操縦者に作用する重力変化をシミュレーションする処理を行う。機体運動計算装置２は、シミュレーションした結果を機体運動情報として、制御装置１５に送信する。
Next, the operation of the gravity change experience simulation system 1 in this embodiment will be described.
First, processing performed by the body
First, the aircraft
シミュレーション結果を受信した制御装置１５は、シミュレーション結果に応じた重力変化を被験者４が体感するように、各供給側調整弁１０及び／又は各排出側調整弁１３の開度を調整することで、各保持部７が保持する水の量を調整する処理を行う。すなわち、各供給側調整弁１０及び／又は各排出側調整弁１３の開度を調整することにより、各保持部７に供給される水の流量及び各保持部７から排出される水の流量を調整することで、各保持部７が保持する水の量を調整する。各保持部７が保持する水の量を調整することで、着衣部６の質量を調整する。
このとき、制御装置１５は、機体運動計算装置２がシミュレーションした重力に応じた予め決められた量の水を各保持部７が保持するようにして、シミュレーション結果に応じた重力変化を被験者４が体感するように各供給側調整弁１０及び／又は各排出側調整弁１３の開度を制御してもよい。また、制御装置１５は、機体運動計算装置２がシミュレーションした重力に応じた予め決められた変化率（単位時間当たりの水の増減量）で各保持部７が保持する水の量を増減することで、シミュレーション結果に応じた重力変化を被験者４が体感するように各供給側調整弁１０及び／又は各排出側調整弁１３の開度を制御してもよい。
The
At this time, the
また、制御装置１５は、各保持部７に設けられたセンサからの情報を常時受信し、各保持部７の保持する水の量を監視している。制御装置１５は、センサからの情報に基づいて、各供給側調整弁１０及び／又は各排出側調整弁１３の開度を調整する。なお、図１では、センサから送信されるセンサ情報を二点鎖線矢印で図示している。
In addition, the
本実施形態の重力変化体感模擬システム１では、このようにして、被験者４の人体に密着させた着衣部６の重量の配分を連続的に変化させて、質量を変えることで、被験者４に作用する重力の変化を模擬することができる。したがって、被験者４は、重力の変化を模擬的に体感することができる。
In the gravity change bodily sensation simulation system 1 of this embodiment, the weight distribution of the
次に、循環する水の流れについて説明する。図１では、水の流れについて、実線矢印で示している。
制御装置１５によって駆動する供給ポンプ９によって、リザーバ１４に貯留された水が汲み出される。供給ポンプ９は、汲み出した水を、所定の圧力で供給管８内に流通させる。供給管８内を流通する水は、供給側調整弁１０によって流量を調整される。流量を調整された供給管８内の水は、入口側端部が供給管８と連通する保持部７に流入する。保持部７に流入した水は、保持部７に保持されるとともに、保持部７内を流通する。保持部７内を流通した水は、保持部７の出口側端部と連通する排出管１１内に流入する。排出管１１内を流通する水は、排出側調整弁１３によって流量を調整される。流量を調整された排出管１１内の水は、排出ポンプ１２によって吸い出される。排出ポンプ１２が吸い出した水は、リザーバ１４に送られ、リザーバ１４で一時的に貯留される。本実施形態では、このように、水が循環している。
Next, the flow of circulating water will be described. In FIG. 1, the flow of water is indicated by solid arrows.
The water stored in the
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、保持部７に水を保持させることで、保持部７の重量を増大させることができるとともに、保持部７が設けられた着衣部６の重量を増大させることができる。着衣部６の重量を増大させることで、着衣部６を着用した被験者４に対して、自重以上の重力を体感させることができる。
また、制御装置１５が供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３を制御することによって、保持部７が保持する水の量を調整できるので、各保持部７の重量を所望に変化させることができる。すなわち、着衣部６の重量を所望に変化させることができる。したがって、着衣部６を着衣した被験者４に対して、所望の重力変化を体感させることができる。
また、本実施形態では、着衣部６が、被験者４の人体の所定部分に沿うように配置される複数の保持部７を有しており、各保持部７に対して各々独立した供給管８及び排出管１１を接続するとともに、各供給管８及び各排出管１１にそれぞれ弁を設けている。これにより、複数の保持部７が保持する水の量を、各々異なった量とすることができるので、着衣部６の重量のバランスを所望のバランスとすることができる。したがって、より忠実に、着衣部６を着衣した被験者４に対して、重力変化を模擬的に体感させることができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
In the present embodiment, holding the water in the holding
In addition, since the
Moreover, in this embodiment, the
また、重量を増大させる手段として、特定の形状を有さない水を用いている。これにより、各保持部７が保持する水の量を、より精密に調整することができる。したがって、着衣部６を着用した被験者４に対して、より忠実に、重力変化を模擬的に体感させることができる。また、磁力を有さない水を用いて重力変化を体感させている。このように、磁力を発しない部材を用いているので、磁力による他の装置への影響を防止することができる。
In addition, as a means for increasing the weight, water having no specific shape is used. Thereby, the quantity of the water which each holding |
また、本実施形態では、保持部７が着衣部６に設けられている。すなわち、被験者４が着用する着衣部６の重量の変化によって、重力変化を模擬している。このように、被験者４に対して重力変化を体感させる部材が被験者４に密着した状態であるので、被験者４の移動時においても、的確に重力変化を体感させることができる。このように、重力変化を体感した状態での移動が可能なので、被験者４に対する制約を低減することができる。また、着衣部６に設けられた保持部７に水を保持させることで重力変化を体感させているので、被験者４の近傍には、大型の装置等は必要ない。したがって、例えば、航空機の操縦室等の閉所であっても、被験者４に対して、重力変化を体感させることができる。また、例えば、モーション装置等の他の模擬装置と、容易に組み合わせることができる。
In the present embodiment, the holding
また、本実施形態では、保持部７に水を供給する供給管８に水の流量を調整する供給側調整弁１０が設けられている。これにより、保持部７に供給される前段階において、保持部７が保持する水の量を調整することができる。したがって、より精密に、保持部７が保持する水の量を調整することができる。
In the present embodiment, a supply
また、本実施形態では、保持部７から水を排出することで保持部７の重量を低減させることができる。これにより、例えば、保持部７に水が保持された状態から、水を保持部７から排出し、保持部７の重量を低減させることで、着衣部６を着用した被験者４に対して、重力の作用する方向と反対方向の荷重（上方へ浮き上がる感覚）を体感させることができる。すなわち、着衣部６を着用した被験者４は、着用した着衣部６の重量が相対的に低減したことで、重力の作用する方向と反対方向の荷重を体感することができる。
In the present embodiment, the weight of the holding
本実施形態では、航空機の機体運動のシミュレーションを行う機体運動計算部のシミュレーションの結果に基づいて、保持部７が保持する水の量を調整している。これにより、被験者４に対して、航空機の機体運動に応じた重力変化を体感させることができる。
In the present embodiment, the amount of water held by the holding
また、保持部７にセンサが設けられているので、保持部７が保持する水の量を的確に把握することができる。これにより、より精密に保持部７に所望の量の水を保持させることができるので、被験者４に対してより精密に、所望の重力変化を体感させることができる。
Moreover, since the sensor is provided in the holding
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、着衣部６が、被験者４の人体の首よりも下部の略全域を密着して被覆可能に形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、着衣部６は、保持部７を設けたい人体の部分のみを被覆可能に形成されていてもよい。例えば、両腕及び両足に対して保持部７を設けたい場合には、両腕及び両足のみを覆う複数の着衣部６を設けてもよい。
また、被験者４の頭部に対して保持部７を設けたい場合には、着衣部６が、被験者４の頭部を覆う部材（例えば、ヘルメット等）を有していてもよい。頭部を覆う部材に保持部７を設けることで、被験者４に対して、頭部の重力変化を体感させることができる。
In addition, this invention is not limited to the invention concerning the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
For example, although the said embodiment demonstrated the example in which the
In addition, when it is desired to provide the
また、上記実施形態では、保持部７が保持する液体として、安価且つ取扱い容易な水を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。保持部７が保持する液体は、水でなくてもよく、例えば、水よりも比重の重い液体を用いてもよい。水よりも比重の重い液体を用いることで、水よりも重力変化の幅を広げることができる。また、仮に、重量変化の幅を広げない場合には、水よりも少量の液体で重力変化を模擬することができるので、保持部７を小型化することができる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which uses cheap and easy water as the liquid which the holding |
また、上記実施形態では、保持部７が管状の部材である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。保持部７は、一定の水を保持できる構造であればよく、例えば袋状であってもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in which the holding |
また、上記実施形態では、制御装置１５が供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３を制御することによって、保持部７が保持する水の量を調整する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置１５が、供給側調整弁１０及び排出側調整弁１３を制御するとともに、供給ポンプ９及び排出ポンプ１２の回転数を制御することで保持部７が保持する水の量を調整してもよい。このように構成することで、より精密に保持部７が保持する水の量を調整することができる。
Moreover, although the
また、航空機の操作等を模擬可能なフライトシミュレータ等の模擬装置と、本実施形態に係る重力変化体感模擬システム１とを組み合わせてもよい。具体例としては、次のように組み合わせてもよい。
模擬装置は、航空機の操縦室を模倣した模擬操縦室を備えており、模擬操縦室内には、被験者４が着座する座席が設けられている。当該座席に着座した被験者４によって、模擬操縦室内に設けられた操縦装置の操作信号に基づいた機体の反応を機体運動計算装置２が算出し、算出結果に基づいた視界画像を画像表示部に表示するとともに、算出結果に基づいた重力変化を重力変化体感装置によって被験者４に体感させてもよい。このような構成とすることで、視界画像と重力変化とを連携させることができるので、被験者４に対して、より忠実に航空機の機体運動に応じた重力変化を体感させることができる。
また、本実施形態に係る重力変化装置は、被験者４が着用する着衣部６によって重力変化を模擬するので、上述のように、被験者４の近傍には、大型の装置等は必要ない。すなわち、模擬操縦室内には、着衣部６及び着衣部６に接続された供給管８及び排出管１１のみを導入するだけで模擬可能である。したがって、閉所である模擬操縦室内において、占有スペースの低減を図ることができる。
Moreover, you may combine simulation apparatuses, such as a flight simulator which can simulate operation of an aircraft, and the gravity change body sensation simulation system 1 according to the present embodiment. As a specific example, the following combinations may be used.
The simulation apparatus includes a simulation cockpit that simulates the cockpit of an aircraft, and a seat on which the
Moreover, since the gravity change apparatus which concerns on this embodiment simulates a gravity change by the
また、操縦者が乗る操縦室を油圧等によって直接動かして、操縦者に加速度を与えることで、操縦者に重力変化を体感させる装置（いわゆるモーション装置）と、本実施形態に係る重力変化体感模擬システム１とを組み合わせてもよい。 Also, a device (so-called motion device) that causes the operator to experience a gravity change by directly moving the cockpit where the operator rides by hydraulic pressure or the like to give the operator acceleration, and a gravity change experience simulation according to the present embodiment. The system 1 may be combined.
また、模擬装置と、モーション装置と、本実施形態に係る重力変化体感模擬システム１とを組み合わせてもよい。 Moreover, you may combine the simulation apparatus, the motion apparatus, and the gravity change body sensation simulation system 1 which concerns on this embodiment.
１ 重力変化体感模擬システム
２ 機体運動計算装置（機体運動計算部）
３ 重力変化体感模擬装置
４ 被験者
６ 着衣部（着用部）
７ 保持部
８ 供給管
９ 供給ポンプ
１０ 供給側調整弁（供給弁）
１１ 排出管
１２ 排出ポンプ
１３ 排出側調整弁（排出弁）
１４ リザーバ
１５ 制御装置（制御部）
1 Gravity change bodily
3 Gravity change bodily
7 Holding
11
14
Claims (5)
前記着用部の所定位置に設けられ、液体を保持する保持部と、
前記保持部が保持する前記液体の量を調整する液体量調整部と、
前記液体量調整部を制御する制御部と、を備えた重力変化体感模擬装置。 A wearing part worn by the subject, a holding part provided at a predetermined position of the wearing part, and holding a liquid;
A liquid amount adjusting unit for adjusting the amount of the liquid held by the holding unit;
And a control unit that controls the liquid amount adjusting unit.
前記供給管を介して前記保持部に前記液体を供給する供給ポンプと、を備え、
前記液体量調整部は、前記供給管に設けられ、前記保持部に供給される前記液体の量を調整する供給弁を有する請求項１に記載の重力変化体感模擬装置。 A supply pipe communicating with the holding part;
A supply pump for supplying the liquid to the holding unit via the supply pipe,
The gravity change body sensation simulation apparatus according to claim 1, wherein the liquid amount adjustment unit includes a supply valve that is provided in the supply pipe and adjusts an amount of the liquid supplied to the holding unit.
前記排出管を介して前記保持部から前記液体を排出する排出ポンプと、を備え、
前記液体量調整部は、前記排出管に設けられ、前記保持部から排出される前記液体の量を調整する排出弁を有する請求項１または請求項２に記載の重力変化体感模擬装置。 A discharge pipe communicating with the holding portion;
A discharge pump for discharging the liquid from the holding part through the discharge pipe,
The gravity change sensation simulation apparatus according to claim 1, wherein the liquid amount adjustment unit includes a discharge valve that is provided in the discharge pipe and adjusts the amount of the liquid discharged from the holding unit.
前記シミュレーションを行う機体運動計算部と、を備えた重力変化体感模擬システム。
A gravity change experience simulator according to claim 4,
A gravity change bodily sensation simulation system comprising: a body motion calculation unit that performs the simulation.
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| CN116610044A (en) * | 2023-07-21 | 2023-08-18 | 哈尔滨工业大学 | Satellite full-physical simulation device and method based on gas-liquid suspension technology |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4244120A (en) * | 1979-06-11 | 1981-01-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Acceleration cueing simulation device |
| JPH0639147A (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-15 | Sega Enterp Ltd | Physical feeling seat |
| JP2010512189A (en) * | 2006-12-07 | 2010-04-22 | セル−コム エルエルシー | Tactile wearable game device |
-
2018
- 2018-02-23 JP JP2018031060A patent/JP7091088B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4244120A (en) * | 1979-06-11 | 1981-01-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Acceleration cueing simulation device |
| JPH0639147A (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-15 | Sega Enterp Ltd | Physical feeling seat |
| JP2010512189A (en) * | 2006-12-07 | 2010-04-22 | セル−コム エルエルシー | Tactile wearable game device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116610044A (en) * | 2023-07-21 | 2023-08-18 | 哈尔滨工业大学 | Satellite full-physical simulation device and method based on gas-liquid suspension technology |
| CN116610044B (en) * | 2023-07-21 | 2023-09-19 | 哈尔滨工业大学 | Satellite full-physical simulation device and method based on gas-liquid suspension technology |
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