JPH05256344A - Multimode driving device - Google Patents
Multimode driving deviceInfo
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- JPH05256344A JPH05256344A JP8630692A JP8630692A JPH05256344A JP H05256344 A JPH05256344 A JP H05256344A JP 8630692 A JP8630692 A JP 8630692A JP 8630692 A JP8630692 A JP 8630692A JP H05256344 A JPH05256344 A JP H05256344A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の異なったモード
の運動を組み合わせて与えることができる多モード駆動
装置に係り、特に複数の異なった周期運動で近似でき
る、例えば乗馬シミュレータなどに好適な多モード駆動
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-mode drive device capable of providing a plurality of different modes of motion in combination, and is particularly suitable for a horse riding simulator or the like which can be approximated by a plurality of different periodic motions. The present invention relates to a multimode drive device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】運動する物体の動きが、複数の周期的な
運動モードの組み合わであることは多い。その一例とし
て馬の動きを挙げることができる。そして、この馬の動
きを人工的に再現した乗馬シミュレータも開発されてい
る。従来の乗馬シミュレータにおいては、馬の動きを模
擬する駆動装置として、一般に汎用の油圧シリンダを使
用している。BACKGROUND OF THE INVENTION The motion of a moving object is often a combination of multiple periodic motion modes. One example of this is the movement of horses. A horseback riding simulator that artificially reproduces the movement of the horse has also been developed. In a conventional horse riding simulator, a general-purpose hydraulic cylinder is generally used as a drive device that simulates the movement of a horse.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】乗馬シミュレータの馬
体運動を模擬するための駆動装置に課される条件は、騎
乗者が馬上において任意の動きをするので大きな負荷変
動を生じるため、大きな負荷変動が存在しても決まった
動きを確実に提供できるということである。しかも、乗
馬シミュレータは、主に娯楽に利用されるため、安全か
つ安価である必要がある。The condition imposed on the drive device for simulating the horse body motion of the horse riding simulator is that the rider makes an arbitrary motion on the horse, which causes a large load change. Therefore, a large load change occurs. It means that even if there is, a certain movement can be surely provided. Moreover, since the horse riding simulator is mainly used for entertainment, it needs to be safe and inexpensive.
【０００４】しかるに、油圧シリンダを用いた汎用駆動
装置は、負荷変動の比較的小さいものを任意に動かすの
に適しているが、変動の大きい負荷に対して決まったル
ートを精度よく動かすには、大馬力、大規模油圧系を必
要とし、費用に対する効果の面で問題がある。また、汎
用駆動装置は、どんな動きでも可能なことが裏目となっ
て、制御系の故障等によって思わぬ動きをして事故を起
こす可能性があり、安全性の面でも問題がある。However, a general-purpose drive device using a hydraulic cylinder is suitable for arbitrarily moving a device with a relatively small load fluctuation, but in order to accurately move a fixed route for a load with a large fluctuation, It requires a large horsepower and a large-scale hydraulic system, and there is a problem in terms of cost effectiveness. In addition, the general-purpose drive device has a problem in safety because it may be possible to make an unexpected movement due to a failure of a control system or the like, because the fact that it can be moved in any direction is a contradiction.
【０００５】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、油圧シリンダを用いることなく
予め定められた種々のモードの運動を確実にさせること
ができる多モード駆動装置を提供することを目的として
いる。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides a multi-mode drive device capable of ensuring movements in various predetermined modes without using a hydraulic cylinder. The purpose is to do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る多モード駆動装置は、回転軸に固定
され、軸線に沿って異なった輪郭が複数形成されるとと
もに、各輪郭の少なくとも一部が相互に滑らかに接続さ
れているカムと、このカムに接触する接触子を有し、カ
ムの回転に伴って往復運動をする被駆動体と、この被駆
動体と前記カムとの相対位置を前記回転軸の軸線方向に
変化させる駆動モード切換機構と、前記回転軸を回転さ
せる駆動モータとを有することを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, a multi-mode drive device according to the present invention is fixed to a rotary shaft, a plurality of different contours are formed along the axis, and each contour is formed. Of at least a part of which are smoothly connected to each other, a driven body which has a contactor which comes into contact with the cam, and which reciprocates as the cam rotates, and the driven body and the cam. And a drive motor for rotating the rotary shaft, and a drive mode switching mechanism for changing the relative position of the rotary shaft in the axial direction of the rotary shaft.
【０００７】駆動モード切換機構は、被駆動体と回転軸
とのいずれか一方を回転軸の軸線に沿って移動させる切
換駆動機と、カムの回転角度を検出する角度センサと、
この角度センサの検出信号に基づいて、カムと被駆動体
との相対位置を切換駆動機を介して回転軸の軸線方向に
変化させるモード切換制御器とを有する。そして、駆動
モータとしては回転速度可変型が望ましく、この駆動モ
ータをモータ制御器に接続し、モード切換制御器からの
信号に基づいて駆動モータの回転速度を変化させるよう
にする。The drive mode switching mechanism includes a switching drive for moving one of the driven body and the rotary shaft along the axis of the rotary shaft, an angle sensor for detecting the rotation angle of the cam, and
A mode switching controller that changes the relative position of the cam and the driven body in the axial direction of the rotating shaft via the switching drive machine based on the detection signal of the angle sensor. A variable rotation speed type is desirable as the drive motor, and this drive motor is connected to a motor controller to change the rotation speed of the drive motor based on a signal from the mode switching controller.
【０００８】さらに、カムは、前記各輪郭を滑らかな曲
線によって包摂した連続曲面体に形成するとよい。そし
て、被駆動体には、この被駆動体の往復運動の運動方向
と異なる方向に直線往復運動を生じさせる運動方向変換
機構が接続することができる。さらに、回転軸には前記
カムの複数を軸線方向に同軸的に固定し、被駆動体を各
カムに対応して設けるとともに、これらの被駆動体の少
なくとの１つに運動方向変換機構が接続することができ
る。Further, the cam may be formed as a continuous curved surface body in which each of the contours is surrounded by a smooth curve. A motion direction conversion mechanism that causes a linear reciprocating motion in a direction different from the reciprocating motion of the driven member can be connected to the driven member. Further, a plurality of the cams are coaxially fixed to the rotating shaft in the axial direction, a driven body is provided corresponding to each cam, and at least one of the driven bodies is provided with a motion direction conversion mechanism. Can be connected.
【０００９】[0009]
【作用】上記の如く構成した本発明は、カムには複数の
異なった輪郭が形成してあるため、被駆動体の接触子が
どの輪郭に接触しているかによって被駆動体の往復運動
の振幅が変化する。しかも、カムは、各輪郭の少なくと
も一部が相互に滑らかに接続しているため、駆動モード
切換機構によってカムと被駆動体との相対位置を回転軸
の方向に容易に変化させることができ、両者の相対位置
の変化によって、周期的運動の振幅を変化させることが
でき、種々モードの運動の組合せが可能となる。According to the present invention constructed as described above, since the cam has a plurality of different contours, the amplitude of the reciprocating motion of the driven body depends on which contour the contact of the driven body is in contact with. Changes. Moreover, since at least a part of each contour of the cam is smoothly connected to each other, the relative position between the cam and the driven body can be easily changed in the direction of the rotation axis by the drive mode switching mechanism. By changing the relative position of the two, the amplitude of the periodic motion can be changed, and it becomes possible to combine motions of various modes.
【００１０】また、本発明は、油圧シリンダによらず、
モータによってカムを回転させて被駆動体に運動を与え
るようにしているため、例えば乗馬シミュレータに適用
した場合などの、大きな負荷変動がある状態において
も、予め定められた所定の運動を容易、確実に、かつ精
度よく行わせることが可能となる。また、カム機構によ
り運動を発生させるようになっており、機械的に余計な
動きを生じないため、故障などの場合に思わぬ動きをす
ることがなく、本質的に安全で、信頼性の高い工業規格
品を利用した安価な装置とすることができる。The present invention does not rely on a hydraulic cylinder,
Since the motor rotates the cam to give motion to the driven body, even if there is a large load change, such as when it is applied to a horse riding simulator, it is possible to easily and reliably perform a predetermined motion. It is possible to accurately and accurately perform the above. In addition, since the cam mechanism is designed to generate movement, no extra movement occurs mechanically, so there is no unexpected movement in the event of a failure, etc., and it is inherently safe and highly reliable. It is possible to make an inexpensive device using an industrial standard product.
【００１１】また、駆動モード切換機構にカムの回転角
度を検出する角度センサと、カムと被駆動体との相対位
置を回転軸の軸線方向に変化させるモード切換制御器と
を設けると、例えばカムの各輪郭の最大半径部（回転中
心からカム輪郭までの距離の最大値）が相互に段差を有
している場合であっても、カムと被駆動体との相対位置
の変化を、カムの各輪郭が連続する部分、例えば最小半
径部（回転中心からカム輪郭までの距離の最小値）にお
いて確実に行うことができる。そして、駆動モータを回
転速度可変型とし、カムと被駆動体との相対位置を回転
軸の軸方向に変化させたときに、モータ制御器によって
駆動モータの回転速度を変化させると、被駆動体の往復
運動の周期も変化し、より複雑で変化に富んだモードの
運動を被駆動体に与えることができる。If the drive mode switching mechanism is provided with an angle sensor for detecting the rotation angle of the cam and a mode switching controller for changing the relative position of the cam and the driven body in the axial direction of the rotary shaft, for example, the cam is provided. Even if the maximum radius of each contour (maximum value of the distance from the center of rotation to the cam contour) has steps, the change in the relative position of the cam and the driven body This can surely be performed in a portion where each contour is continuous, for example, in the minimum radius portion (minimum value of the distance from the rotation center to the cam contour). When the rotation speed of the drive motor is variable and the relative position between the cam and the driven body is changed in the axial direction of the rotation shaft, the rotation speed of the drive motor is changed by the motor controller. The cycle of the reciprocating motion of the device also changes, and more complex and varied modes of motion can be given to the driven body.
【００１２】さらに、カムの各輪郭を滑らかに連続した
曲線によって包摂した連続曲面体に形成すると、カムと
被駆動体との相対位置の回転軸の軸線方向の変化をカム
の任意の回転角度で容易、円滑に行うことができるばか
りでなく、連続的なモードの変化が可能となり、被駆動
体により複雑、微妙な運動を与えることができる。そし
て、被駆動体に運動方向変換機構を接続して被駆動体の
往復運動と異なる方向への運動を生じさせると、例えば
乗馬シミュレータに使用した場合に、馬体の上下方向の
運動と前後方向の運動とを同時に与えることができ、シ
ミュレータの使用者により一層の臨場感を与えることが
できる。Further, when each contour of the cam is formed into a continuous curved surface body which is surrounded by a smoothly continuous curve, the change of the relative position of the cam and the driven body in the axial direction of the rotary shaft can be performed at an arbitrary rotation angle of the cam. Not only can it be performed easily and smoothly, but also continuous mode changes can be performed, and a complicated and delicate motion can be given to the driven body. Then, when a motion direction conversion mechanism is connected to the driven body to generate a motion in a direction different from the reciprocating motion of the driven body, when used in a horse riding simulator, for example, when the horse body is used in the up-down direction and the front-back direction. Can be given at the same time, and a more realistic feeling can be given to the user of the simulator.
【００１３】また、回転軸に複数、例えば２つのカムを
取り付けるとともに、運動方向変換機構と組み合わせる
ことにより、２つのカムによって駆動させられる被駆動
体のそれぞれによって、例えば乗馬シミュレータの馬体
の肩部と腰部とに上下運動を与えるようにすると、ジャ
ンプや駈足モード時における馬体の前後方向の傾斜（ピ
ッチング）をも再現することができ、騎乗者により乗馬
の現実感を与えることができる。Further, a plurality of cams, for example, two cams are attached to the rotary shaft, and by combining with a motion direction changing mechanism, each of the driven bodies driven by the two cams, for example, a shoulder portion of a horse body of a horse riding simulator. By giving vertical movements to the waist and the waist, it is possible to reproduce the inclination (pitching) of the horse body in the front-rear direction during the jumping or the hind legs mode, and to give the rider a sense of horseback riding.
【００１４】[0014]
【実施例】本発明に係る多モード駆動装置の好ましい実
施例を、乗馬シミュレータ用の駆動装置を例にとり、添
付図面に従って詳説する。図１は、本発明の第１実施例
に係る多モード駆動装置の説明図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a multimode driving device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking a driving device for a horse riding simulator as an example. FIG. 1 is an explanatory diagram of a multimode driving device according to a first embodiment of the present invention.
【００１５】図１において、多モード駆動装置１０は、
ベース１２の上に支持フレーム１４が固定してある。支
持フレーム１４は、水平方向に配置した支持板１６と、
この支持板１６の両端を支持する一対の側板１８、２０
とから構成してある。そして、各側板１８、２０には、
回転軸２２を回転自在に支持している軸受２４が装着し
てある。また、回転軸２２には、軸方向の中央部にカム
２６が固定してある。In FIG. 1, the multimode driving device 10 is
A support frame 14 is fixed on the base 12. The support frame 14 includes a support plate 16 arranged in a horizontal direction,
A pair of side plates 18 and 20 supporting both ends of the support plate 16.
It consists of and. And, in each side plate 18, 20,
A bearing 24 that rotatably supports the rotating shaft 22 is mounted. A cam 26 is fixed to the rotary shaft 22 at the center in the axial direction.
【００１６】カム２６は、詳細を図２に示したように、
異なった輪郭を有する複数の板カムを、軸孔をそろえて
一体化した形状をなしている。すなわち、カム２６は、
輪郭が真円をなし、回転中心が回転軸２２の軸線と一致
している停止モードカム部２６ａ、この停止モードカム
部２６ａに隣接して輪郭が形成してある並足モードカム
部２６ｂ、並足モードカム部２６ｂに隣接している軽速
足モードカム部２６ｃ、軽速足モードカム部２６ｃに隣
接した駈足モードカム部２６ｄ、駈足モードカム部２６
ｄの外側に形成したジャンプモードカム部２６ｅからな
っている。The cam 26, as shown in detail in FIG.
A plurality of plate cams having different contours are integrated by aligning the shaft holes. That is, the cam 26
A stop mode cam portion 26a whose contour is a perfect circle and whose rotation center coincides with the axis of the rotary shaft 22, a parallel foot mode cam portion 26b and a parallel foot mode cam portion whose contour is formed adjacent to this stop mode cam portion 26a. 26b adjacent to 26b, the foot mode cam portion 26d adjacent to the light foot mode cam portion 26c, and the foot mode cam portion 26.
The jump mode cam portion 26e is formed outside d.
【００１７】そして、カム２６は、停止モードカム部２
６ａからジャンプモードカム部２６ｅに向けて、カムの
輪郭が順次大きくなるように形成してあり、後述する被
駆動体の往復運動の振幅を順次大きくできるようにして
ある。さらに、並足モードカム部２６ｂないしジャンプ
モードカム部２６ｅは、最小半径部（回転中心から各モ
ードカム部の輪郭までの距離が最小となる部分）２６ｆ
が図２（Ｂ）に示したように、停止モードカム部２６ａ
の半径と一致しており、各モードカム部の最小半径部２
６ｆが滑らかに連続しているとともに、回転軸２２の同
一半径方向に一直線をなすように形成してある。また、
実施例のカム２６は、各モードカム部の最大半径部（回
転中心から各モードカム部の輪郭までの距離が最大とな
る部分）が軸孔に対して最小半径部２６ｆの反対側とな
っている。The cam 26 is the stop mode cam portion 2
The contour of the cam is gradually increased from 6a toward the jump mode cam portion 26e so that the amplitude of the reciprocating motion of the driven body, which will be described later, can be sequentially increased. Further, the parallel foot mode cam portion 26b or the jump mode cam portion 26e has a minimum radius portion (a portion where the distance from the rotation center to the contour of each mode cam portion is minimum) 26f.
2B, as shown in FIG. 2B, the stop mode cam portion 26a
The minimum radius of each mode cam is 2
6 f is smoothly continuous and is formed so as to form a straight line in the same radial direction of the rotary shaft 22. Also,
In the cam 26 of the embodiment, the maximum radius portion of each mode cam portion (the portion where the distance from the center of rotation to the contour of each mode cam portion is maximum) is on the opposite side of the minimum radius portion 26f with respect to the shaft hole.
【００１８】なお、各モードカム部２６ａ〜２６ｅの輪
郭（形状）の一例が図３〜図７に示してある。すなわ
ち、図３（Ｂ）は停止モードカム部２６ａの形状を示
し、図４（Ｂ）は並足モードカム部２６ｂ、図５（Ｂ）
は軽速足モードカム部２６ｃ、図６（Ｂ）は駈足モード
カム部２６ｄ、図７（Ｂ）はジャンプモードカム部２６
ｅの形状の一例を示している。An example of the contour (shape) of each mode cam portion 26a-26e is shown in FIGS. That is, FIG. 3B shows the shape of the stop mode cam portion 26a, and FIG. 4B shows the parallel foot mode cam portion 26b, FIG. 5B.
Is a light speed foot mode cam portion 26c, FIG. 6 (B) is a quick foot mode cam portion 26d, and FIG. 7 (B) is a jump mode cam portion 26.
An example of the shape of e is shown.
【００１９】一方、回転軸２２の一端は、図１に示した
ように側板２０を貫通しており、この側板２０を貫通し
た端部に、回転伝達機構である歯車２８が固定してあ
る。そして、歯車２８は、回転軸２２を介してカム２６
を回転させる駆動モータ３０の出力軸に取り付けた歯車
３２と噛み合っている。この駆動モータ３０は、回転速
度を変えられるように構成してあり、後述する制御器に
よって回転速度が制御されるようになっている。On the other hand, one end of the rotary shaft 22 penetrates the side plate 20 as shown in FIG. 1, and a gear 28 which is a rotation transmission mechanism is fixed to the end part penetrating the side plate 20. Then, the gear 28 is connected to the cam 26 via the rotary shaft 22.
Meshes with a gear 32 attached to the output shaft of a drive motor 30 that rotates the. The drive motor 30 is configured so that the rotation speed can be changed, and the rotation speed is controlled by a controller described later.
【００２０】支持板１６の上には、駆動モード切換機構
３４が搭載してある。駆動モード切換機構３４は、切換
駆動機３６を備えている。この切換駆動機３６は、例え
ばサーボモータによって構成してあり、回転子に図示し
ないボールネジが組み込んであって、ボールネジと螺合
しているねじ軸３８を図１の左右方向に移動させる。ま
た、駆動モード切換機構３４は、ねじ軸３８の先端にブ
ロック４０が固定してある。このブロック４０は、下部
が支持板１６に形成した矩形状のガイド孔４２に挿入し
てあるとともに、ガイド孔４２の縁部と嵌合してガイド
孔４２から抜けるのを防止する係止溝が形成してある。A drive mode switching mechanism 34 is mounted on the support plate 16. The drive mode switching mechanism 34 includes a switching drive machine 36. The switching drive 36 is composed of, for example, a servo motor, has a ball screw (not shown) incorporated in the rotor, and moves a screw shaft 38 screwed with the ball screw in the left-right direction in FIG. In the drive mode switching mechanism 34, a block 40 is fixed to the tip of the screw shaft 38. The block 40 has a lower portion inserted into a rectangular guide hole 42 formed in the support plate 16, and has a locking groove that fits with an edge portion of the guide hole 42 and prevents the guide groove 42 from coming off. Has been formed.
【００２１】さらに、ブロック４０は、中央部に図１の
上下方向に方形の貫通孔が形成してあり、この貫通孔に
滑動自在に挿入した被駆動体４４を、矢印４６のように
回転軸２２の軸線方向に移動させる。そして、被駆動体
４４は、上端部に模擬馬体（図示せず）が取り付けら
れ、下端部に接触子４８が形成してある。この接触子４
８は、下端が丸みをおびた摩耗の少ない材料によって構
成してあり、カム２６の周面に接触している。このた
め、被駆動体４４は、カム２６の回転に伴って矢印５０
の如く上下方向に往復運動し、模擬馬体を上下動させ
る。なお、接触子４８は、被駆動体４４に回転自在に装
着したローラや球によって構成してもよい。Further, the block 40 has a rectangular through hole formed in the central portion in the vertical direction of FIG. 1, and a driven body 44 slidably inserted into the through hole is inserted into a rotary shaft as indicated by an arrow 46. 22 is moved in the axial direction. The driven body 44 has a simulated horse body (not shown) attached to the upper end thereof, and a contactor 48 formed at the lower end thereof. This contact 4
The lower end 8 is made of a material whose rounded end is rounded and has little wear, and is in contact with the peripheral surface of the cam 26. Therefore, the driven body 44 moves along the arrow 50 as the cam 26 rotates.
It reciprocates in the vertical direction as described above, and moves the simulated horse body up and down. The contactor 48 may be composed of a roller or a ball rotatably mounted on the driven body 44.
【００２２】側板２０には、歯車２８に近接して角度セ
ンサ５２が取り付けてある。この角度センサ５２は、駆
動モード切換機構３４の一部をなし、回転する歯車２８
の歯数からカム２６の回転角度を求め、モード切換制御
器５４に入力する。An angle sensor 52 is attached to the side plate 20 close to the gear 28. The angle sensor 52 forms a part of the drive mode switching mechanism 34 and rotates the gear 28.
The rotation angle of the cam 26 is obtained from the number of teeth of the, and is input to the mode switching controller 54.
【００２３】モード切換制御器５４は、モード設定部５
６と切換機構制御部５８とから構成してある。モード設
定部５６は、角度センサ５２の検出信号が入力するとと
もに、図示しない操作部や設定メモリを有し、被駆動体
４４の駆動モードを設定できるようになっていて、設定
された駆動モードの切換信号を所定のタイミングで切換
機構制御部５８に出力し、モータ制御器６０に駆動モー
タ３０の回転モードを出力する。そして、切換機構制御
部５８は、モード設定部５６の出力信号に基づいて切換
駆動機３６を駆動し、カム２６と被駆動体４４との回転
軸２２の軸線方向の相対位置を変化させる。また、モー
タ制御器６０は、モード設定部５６によって指定された
回転速度となるように駆動モータ３０の回転を制御す
る。なお、支持フレーム１４またはブロック４０には、
リニヤスケール等の被駆動体４４の位置を検出する位置
センサ（図示せず）が設けてあり、この位置センサが被
駆動体４４の位置を検出し、検出信号を切換機構制御部
５８とモータ制御器６０とに入力する。The mode switching controller 54 includes a mode setting section 5
6 and a switching mechanism controller 58. The mode setting unit 56 receives the detection signal of the angle sensor 52, has an operation unit and a setting memory (not shown), and can set the drive mode of the driven body 44. The switching signal is output to the switching mechanism controller 58 at a predetermined timing, and the rotation mode of the drive motor 30 is output to the motor controller 60. Then, the switching mechanism control unit 58 drives the switching driving machine 36 based on the output signal of the mode setting unit 56, and changes the relative position of the cam 26 and the driven body 44 in the axial direction of the rotary shaft 22. Further, the motor controller 60 controls the rotation of the drive motor 30 so that the rotation speed is designated by the mode setting unit 56. In addition, in the support frame 14 or the block 40,
A position sensor (not shown) for detecting the position of the driven body 44 such as a linear scale is provided. The position sensor detects the position of the driven body 44 and outputs a detection signal to the switching mechanism control unit 58 and the motor control. Input to the container 60.
【００２４】上記の如く構成した実施例の作用は、次の
とおりである。最初、駆動モード切換機構３４のモード
設定部５６には、馬の停止モード（カム２６が回転して
も被駆動体４４が上下方向の運動をしない状態）が設定
されているものとする。このとき、被駆動体４４の接触
子４８は、カム２６の停止モードカム部２６ａと接触し
ている。また、モード設定部５６は、モータ制御器６０
に停止モードに対応した駆動モータ３０の回転速度、ま
たはカム２６の回転速度（被駆動体４４の上下運動の周
期）をモータ制御器６０に与える。そして、モータ制御
器６０は、図示しない位置センサの検出信号によって、
被駆動体４４が停止モードカム部２６ａにあることを検
知するとともに、回転センサ（図示せず）の検出信号に
基づいて、駆動モータ３０の回転数をモード設定部５６
によって指示された停止モードの回転速度（並足モード
と同一でよい）となるように制御する。The operation of the embodiment constructed as described above is as follows. First, it is assumed that the mode setting unit 56 of the drive mode switching mechanism 34 is set to a horse stop mode (a state in which the driven body 44 does not move in the vertical direction even when the cam 26 rotates). At this time, the contactor 48 of the driven body 44 is in contact with the stop mode cam portion 26 a of the cam 26. In addition, the mode setting unit 56 includes a motor controller 60.
First, the rotation speed of the drive motor 30 or the rotation speed of the cam 26 (the cycle of the vertical movement of the driven body 44) corresponding to the stop mode is given to the motor controller 60. Then, the motor controller 60 receives a detection signal from a position sensor (not shown),
While detecting that the driven body 44 is in the stop mode cam portion 26a, the rotation speed of the drive motor 30 is set to the mode setting portion 56 based on the detection signal of the rotation sensor (not shown).
The rotation speed in the stop mode (which may be the same as that in the parallel foot mode) instructed by is controlled.
【００２５】駆動モータ３０は、歯車３２、２８、回転
軸２２、を介してカム２６を所定の回転速度で回転させ
る。しかし、停止モードは、馬体が上下運動をしないモ
ードであるため、被駆動体４４の上下運動は、モデル化
して図３（Ａ）に示したように、経過時間に対して変動
をしない。従って、停止モードカム部２６ａの輪郭（形
状）は、このモデル化した被駆動体４４の運動から、図
３（Ｂ）に示したように、回転中心が回転軸２２の中心
と一致した例えば２０ｃｍの真円として形成される。The drive motor 30 rotates the cam 26 at a predetermined rotation speed via the gears 32 and 28 and the rotary shaft 22. However, in the stop mode, the horse does not move up and down, and therefore the up and down movement of the driven body 44 does not change with respect to the elapsed time, as shown in FIG. 3A when modeled. Therefore, from the modeled motion of the driven body 44, the contour (shape) of the stop mode cam portion 26a is, for example, 20 cm at which the center of rotation coincides with the center of the rotating shaft 22, as shown in FIG. 3B. It is formed as a perfect circle.
【００２６】モード設定部５６は、この停止モード状態
において並足モードが入力されると、モータ制御器６０
に並足モードの回転速度を指示するとともに、角度セン
サ５２の検出信号からカム２６の回転角度がモードカム
部を切り換えるのに適した値になったことを検知し、す
なわち被駆動体４４の接触子４８が各モードカム部が滑
らかに連続している最小半径部２６ｆの位置にくると、
切換機構制御部５８に並足モードに切り換える命令を与
える。切換機構制御部５８は、モード設定部５６から切
換命令を受けると、切換駆動機３６を駆動してねじ軸３
８を矢印４６のように軸線方向に移動させ、ブロック４
０を介して接触子４８を停止モードカム部２６ａから並
足モードカム部２６ｂに移動させる。When the parallel foot mode is input in this stop mode state, the mode setting section 56 receives the motor controller 60.
Is instructed to the rotation speed in the parallel foot mode, and it is detected from the detection signal of the angle sensor 52 that the rotation angle of the cam 26 has reached a value suitable for switching the mode cam portion, that is, the contactor of the driven body 44. When 48 comes to the position of the minimum radius portion 26f where the mode cam portions are smoothly continuous,
The switching mechanism controller 58 is instructed to switch to the parallel foot mode. When the switching mechanism control unit 58 receives the switching command from the mode setting unit 56, the switching mechanism control unit 58 drives the switching drive machine 36 to drive the screw shaft 3
8 in the axial direction as shown by the arrow 46,
The contactor 48 is moved from the stop mode cam portion 26a to the parallel leg mode cam portion 26b via 0.
【００２７】図示しない位置センサは、回転軸２２の軸
方向に移動する被駆動体４４の位置を検出し、検出信号
を切換機構制御部５８とモータ制御器６０とに送出す
る。そして、切換機構制御部５８は、位置センサの検出
信号に基づいて、被駆動体４４が並足モードカム部２６
ｂに移動したことを検知すると切換駆動機３６の駆動を
停止し、被駆動体４４を並足モードカム部２６ｂの位置
に保持する。また、モータ制御器６０は、モード設定部
５６から受けた命令により、並足モードに適した回転速
度で駆動モータ３０を回転駆動する。これにより、被駆
動体４４は、並足モードに対応した周期で矢印５０のよ
うに上下方向の往復運動を行う。なお、実施例において
は、この並足モードにおける被駆動体４４の上下運動を
図４（Ａ）のような周期運動としてモデル化している。A position sensor (not shown) detects the position of the driven body 44 that moves in the axial direction of the rotary shaft 22, and sends a detection signal to the switching mechanism controller 58 and the motor controller 60. Then, the switching mechanism control unit 58 causes the driven body 44 to move the parallel foot mode cam unit 26 based on the detection signal of the position sensor.
When it is detected that it has moved to position b, the drive of the switching driver 36 is stopped and the driven body 44 is held at the position of the parallel leg mode cam portion 26b. Further, the motor controller 60 rotationally drives the drive motor 30 at a rotational speed suitable for the parallel foot mode in accordance with the command received from the mode setting unit 56. As a result, the driven body 44 reciprocates in the vertical direction as indicated by the arrow 50 at a cycle corresponding to the parallel foot mode. In the embodiment, the vertical movement of the driven body 44 in the parallel leg mode is modeled as a periodic movement as shown in FIG.
【００２８】すなわち、実施例における並足モードは、
馬体の上下方向の振幅が０点を中心として対称な運動を
する。ただし、図４（Ａ）に示した０点は、カム線図に
おけるピッチ線の位置に対応している。このことは、図
５〜図７の（Ａ）に示した被駆動体４４の上下方向運動
曲線の場合も同様である。That is, the parallel foot mode in the embodiment is
The amplitude of the horse body in the up-and-down direction makes a symmetrical movement around 0 point. However, the point 0 shown in FIG. 4A corresponds to the position of the pitch line in the cam diagram. This also applies to the vertical movement curve of the driven body 44 shown in FIGS. 5 to 7A.
【００２９】そして、図４（Ａ）のモデル化した並足モ
ードにおける被駆動体４４の上下運動の１周期分をカム
の回転角度として表し、各回転角度におけるカム２６の
回転中心から並足モードカム部２６ｂの縁までの距離
（カムの回転中心から被駆動体４４の接触子４８が接し
ている点までの距離）を求めて描くと、並足モードカム
部２６ｂの形状（輪郭）は図４（Ｂ）のようになる。す
なわち、図４（Ａ）の極小値の点を並足モードカム部２
６ｂの最小半径部２６ｆ（実施例の場合、回転中心から
２０ｃｍ）に対応させ、最小半径部２６ｆを基準にして
カムの他の輪郭部分を図４（Ａ）の上下動に対応するよ
うに相対的に変化させていくと、並足モードカム部２６
ｂの形状が図４（Ｂ）に示したようなに求められる。そ
して、図４（Ｂ）の形状の並足モードカム部２６ｂを所
定の回転速度で回転させると、被駆動体４４は、図４
（Ａ）に示したような上下方向の往復運動をする。Then, one cycle of the vertical movement of the driven body 44 in the modeled parallel foot mode of FIG. 4A is represented as the rotation angle of the cam, and the parallel foot mode cam is set from the rotation center of the cam 26 at each rotation angle. When the distance to the edge of the portion 26b (the distance from the rotation center of the cam to the point where the contactor 48 of the driven body 44 contacts) is obtained and drawn, the shape (contour) of the parallel leg mode cam portion 26b is shown in FIG. It becomes like B). That is, the point of the minimum value in FIG.
6b corresponding to the minimum radius portion 26f (20 cm from the center of rotation in the case of the embodiment), and the other contour portion of the cam relative to the minimum radius portion 26f so as to correspond to the vertical movement in FIG. 4 (A). As the normal foot mode cam portion 26 is changed.
The shape of b is obtained as shown in FIG. When the parallel leg mode cam portion 26b having the shape shown in FIG. 4B is rotated at a predetermined rotation speed, the driven body 44 is moved to the position shown in FIG.
The reciprocating motion in the vertical direction as shown in FIG.
【００３０】次に、軽速足モードがモード設定部５６に
設定されると、前記と同様にして被駆動体４４がカム２
６の軽速足モードカム部２６ｃの位置に移動させられ、
被駆動体４４の上下運動が軽速足モードに切り換わる。
この実施例における軽速足モードの被駆動体４４の運動
は、図５（Ａ）のようにモデル化してあり、０点（カム
線図のピッチ線）に対する上下方向の振幅が等しいが、
並足モードより振幅がやや大きく、周期が短くなってい
る。そして、図５（Ａ）のモデル化した曲線から求めた
軽速足モードカム部２６ｃの形状は、図５（Ｂ）のよう
になる。Next, when the light and fast foot mode is set in the mode setting section 56, the driven body 44 is moved to the cam 2 in the same manner as described above.
6 to the position of the light speed mode cam portion 26c,
The vertical movement of the driven body 44 is switched to the light speed foot mode.
The movement of the driven body 44 in the light and fast foot mode in this embodiment is modeled as shown in FIG. 5A, and although the amplitude in the vertical direction is equal to the 0 point (the pitch line in the cam diagram),
The amplitude is slightly larger and the cycle is shorter than in the normal foot mode. The shape of the light speed foot mode cam portion 26c obtained from the modeled curve of FIG. 5 (A) is as shown in FIG. 5 (B).
【００３１】駈足モードカム部２６ｄまたはジャンプモ
ードカム部２６ｅへの切り換えも同様にして行われる。
そして、実施例においては、駈足モードとジャンプモー
ドとにおける被駆動体４４の上下方向の運動を、図６
（Ａ）、図７（Ａ）のようにモデル化している。すなわ
ち、モデル化した駈足モードとジャンプモードとは、カ
ム線図におけるピッチ線に対応した０点より低いマイナ
ス側の振幅が、０点より高いプラス側の振幅より小さく
してあるとともに、０点より上にある時間が０点より下
にある時間よりも長くなるようにしてある。ただし、ジ
ャンプモードは、図７（Ａ）のように図６（Ａ）の駈足
モードより周期が長く、また上下運動の振幅が大きくな
っている。そして、図６（Ａ）、図７（Ａ）のモデル化
した被駆動体４４の運動から求めた駈足モードカム部２
６ｄとジャンプモードカム部２６ｅとの形状は、図６
（Ｂ）、図７（Ｂ）のようになる。Switching to the foot mode cam portion 26d or the jump mode cam portion 26e is performed in the same manner.
Then, in the embodiment, the vertical movement of the driven body 44 in the hind foot mode and the jump mode is shown in FIG.
(A) and FIG. 7 (A) are modeled. That is, in the modeled hull mode and jump mode, the amplitude of the minus side lower than the 0 point corresponding to the pitch line in the cam diagram is smaller than the amplitude of the plus side higher than the 0 point, and the 0 point The time above is longer than the time below 0 point. However, the jump mode has a longer cycle and a larger vertical movement amplitude than the hoop mode of FIG. 6A as shown in FIG. 7A. Then, the foot mode cam portion 2 obtained from the modeled motion of the driven body 44 shown in FIGS. 6 (A) and 7 (A).
The shapes of 6d and the jump mode cam portion 26e are shown in FIG.
7B and FIG. 7B.
【００３２】このように停止モードから並足モード、並
足モードから軽速足モード、軽速足モードから駈足モー
ド、駈足モードからジャンプモードへとモード変換がさ
れるのと同様に、ジャンプモードから駈足モード、駈足
モードから軽速足モード、軽速足モードから並足モー
ド、並足モードから停止モードへとモード変換が行われ
る。勿論、並足モードから直接駈足モードに変換するこ
とも可能である。なお、停止モードからジャンプモード
までモード変換をした場合の被駆動体４４の上下運動の
様子を図８に示した。Similarly to the mode conversion from the stop mode to the parallel foot mode, the parallel foot mode to the light speed foot mode, the light speed foot mode to the quick foot mode, and the quick foot mode to the jump mode. The mode conversion is performed from the quiver mode, the quiver mode to the light-speed mode, from the light-speed mode to the parallel mode, and from the parallel mode to the stop mode. Of course, it is also possible to directly convert from the normal foot mode to the quick foot mode. FIG. 8 shows the state of the vertical movement of the driven body 44 when the mode is changed from the stop mode to the jump mode.
【００３３】上記のように、実施例においては、複数の
異なった輪郭が設けてあるカム２６を駆動モータ３０に
よって回転駆動するとともに、駆動モード切換機構３４
によって被駆動体４４をカム２６の軸方向に移動できる
ようにしたため、油圧シリンダを用いることなく被駆動
体４４に振幅の異なる複数のモードの周期運動を行わせ
ることができ、また複数モードの運動を任意に組み合わ
せて行わせることができる。そして、駆動モータ３０に
よってカム２６を回転し、被駆動体４４に上下方向の往
復運動を与えるようにしているため、乗馬シミュレータ
のような大きな負荷変動がある場合であっても、予め定
められた種々のモードの運動を確実に行わせることがで
きる。しかも、駆動モータ３０は、回転速度が可変であ
り、任意の回転速度で回転させることができるため、駆
動モードが多様化して表現力の大きな駆動装置とするこ
とができ、乗馬シミュレータの使用者に与える臨場感を
高めることができる。As described above, in the embodiment, the cam 26 having a plurality of different contours is rotationally driven by the drive motor 30, and the drive mode switching mechanism 34 is also provided.
Since the driven body 44 can be moved in the axial direction of the cam 26 by the above, it is possible to cause the driven body 44 to perform periodic motions of a plurality of modes having different amplitudes without using a hydraulic cylinder, and to perform a plurality of modes of motion. Can be performed in any combination. Since the cam 26 is rotated by the drive motor 30 to give the driven body 44 a reciprocating motion in the vertical direction, even if there is a large load change such as in a horse riding simulator, it is predetermined. It is possible to reliably perform various modes of exercise. In addition, since the drive motor 30 has a variable rotation speed and can be rotated at an arbitrary rotation speed, the drive mode can be diversified and a drive device having a great expressive power can be provided. It can enhance the sense of presence.
【００３４】そして、前記実施例においては、モードの
切り換え時に、被駆動体４４をカム２６の軸方向に移動
させるようにしているため、モードの切り換える毎に乗
馬シミュレータの騎乗者に前後方向の加速度を感を与
え、よりよい体感を与えることができる。しかも、モー
ドの切り換えは、各モードカム部が連続している最小半
径部２６ｆにおいて行われるため、駆動を停止すること
なく、滑らかに行うことができる。In the above embodiment, since the driven body 44 is moved in the axial direction of the cam 26 when the mode is switched, the rider of the horse riding simulator is accelerated in the longitudinal direction each time the mode is switched. It is possible to give a feeling and to give a better experience. Moreover, since the mode switching is performed in the minimum radius portion 26f where each mode cam portion is continuous, the mode can be smoothly performed without stopping the driving.
【００３５】また、実施例の多モード駆動装置１０は、
カム機構によって運動を発生させているため、（ａ）標
準化された安価で信頼性の高い工業規格品によって構成
することができる、（ｂ）動きが機械的に拘束されてい
るので、滑らかな複合運動を実現できる、（ｃ）アクチ
ュエータ（カム機構）の動きがモードに対応しているた
め、モードおよびそのパラメータのみを指示すればよ
く、制御系統の負担を軽くすることができる、（ｄ）被
駆動体４４はカム機構で駆動されるため、機械的に余計
な動きが生じないようになっており、故障などの際に思
わぬ動きをすることがなく、本質的に安全である、等の
効果が得られる。Further, the multimode driving device 10 of the embodiment is
Since the motion is generated by the cam mechanism, (a) it can be configured by a standardized inexpensive and highly reliable industrial standard product, and (b) the motion is mechanically restrained, so a smooth composite (C) Since the movement of the actuator (cam mechanism) that can realize the motion corresponds to the mode, it suffices to indicate only the mode and its parameters, and the load on the control system can be lightened. Since the driving body 44 is driven by the cam mechanism, no extra movement occurs mechanically, and it does not move unexpectedly in the event of a failure or the like, and is essentially safe. The effect is obtained.
【００３６】なお、前記実施例においては、カム２６が
停止モードカム部２６ａ、並足モードカム部２６ｂ、軽
速足モードカム部２６ｃ、駈足モードカム部２６ｄ、ジ
ャンプモードカム部２６ｅの５つの輪郭を有する場合に
ついて説明したが、襲歩モードの輪郭を付け加えてよい
ことは勿論である。そして、前記実施例においては、乗
馬シミュレータに適用した場合について説明したが、他
の遊戯装置や機械装置に適用してもよい。この場合、被
駆動体４４にカム２６の軸線方向への動きを与える必要
がないときには、被駆動体４４のカム２６の軸線方向位
置を固定にし、ベース１２側を移動させて駆動モードを
切り換えるようにできる。In the above embodiment, the case where the cam 26 has the five contours of the stop mode cam portion 26a, the parallel foot mode cam portion 26b, the light speed foot mode cam portion 26c, the quick foot mode cam portion 26d, and the jump mode cam portion 26e is described. As described above, it is needless to say that the outline of the walking mode may be added. Further, in the above-described embodiment, the case where the invention is applied to the horse riding simulator has been described, but the invention may be applied to other game devices and machine devices. In this case, when it is not necessary to give the driven body 44 movement in the axial direction of the cam 26, the axial position of the cam 26 of the driven body 44 is fixed and the base 12 side is moved to switch the drive mode. You can
【００３７】また、被駆動体４４をばねなどによってカ
ム２６側に付勢することにより、被駆動体４４を斜め方
向や水平方向に駆動することもできる。そして、質量特
性がカム２６と同等のもの（カウンタウエイト）を、回
転軸２２にカム２６と対称の位置に取り付け、偏心をな
くして回転をスムーズにさせることができる。Further, the driven body 44 can be driven obliquely or horizontally by urging the driven body 44 toward the cam 26 side by a spring or the like. Then, a member having a mass characteristic equivalent to that of the cam 26 (counterweight) can be attached to the rotating shaft 22 at a position symmetrical to the cam 26 to eliminate the eccentricity and smoothly rotate.
【００３８】図９は、第２実施例の説明図である。図９
において、多モード駆動装置１０は、回転軸２２に２つ
のカム７０、７２が同軸的に固定してある。これらの各
カム７０、７２は、図１０にカム７０を例にとって示し
たように、停止モードカム部、並足モードカム部、軽速
足モードカム部、駈足モードカム部、ジャンプモードカ
ム部を滑らかな連続曲線によって包摂した連続曲面とし
て形成してある。なお、図９に示した符号７０ａ〜７０
ｅは、それぞれ第１実施例において述べた停止モード、
並足モード、軽速足モード、駈足モード、ジャンプモー
ドに対応した部分の断面を示す。また、カム７０は後述
するように馬の肩部の動きを模擬できる形状に形成して
あり、カム７２は馬の腰部の動きを模擬できる形状に形
成してあるとともに、馬の肩部と腰部との上下運動の位
相を考慮して回転軸２２に取り付けてある。FIG. 9 is an explanatory diagram of the second embodiment. Figure 9
In the multimode drive device 10, two cams 70 and 72 are coaxially fixed to the rotary shaft 22. Each of these cams 70 and 72 has a smooth continuous curve formed by a stop mode cam portion, a parallel foot mode cam portion, a light speed foot mode cam portion, a quick foot mode cam portion, and a jump mode cam portion, as shown in FIG. 10 as an example. Is formed as a continuous curved surface. Note that reference numerals 70a to 70 shown in FIG.
e is the stop mode described in the first embodiment,
The cross sections of the parts corresponding to the normal foot mode, the light speed foot mode, the quick foot mode, and the jump mode are shown. Further, the cam 70 is formed in a shape capable of simulating the movement of the shoulder portion of the horse as described later, and the cam 72 is formed in a shape capable of simulating the movement of the waist portion of the horse, and the shoulder portion and the waist portion of the horse are also formed. It is attached to the rotary shaft 22 in consideration of the phase of the vertical movement of the.
【００３９】支持板１６の上部に配置したブロック４０
には、被駆動体４４ａ、４４ｂが上下方向に滑動自在に
貫通している。これらの被駆動体４４ａ、４４ｂは、各
カム７０、７２に対応して配置してあり、接触子４８
ａ、４８ｂが連続曲面体カム７０、７２の周面に接触
し、カム７０、７２が回転すると上下運動を行う。ま
た、ブロック４０の上には、被駆動体４４ａと被駆動体
４４ｂとの間に、被駆動体４４ａ、４４ｂの運動方向と
異なる方向の往復運動を生じさせる運動方向変換機構７
４が設けてある。A block 40 arranged on the upper side of the support plate 16.
The driven bodies 44a and 44b are vertically slidably passed therethrough. These driven bodies 44a and 44b are arranged corresponding to the respective cams 70 and 72, and the contactor 48
When a and 48b come into contact with the peripheral surfaces of the continuous curved surface cams 70 and 72, and the cams 70 and 72 rotate, vertical movement is performed. In addition, on the block 40, a movement direction conversion mechanism 7 that causes a reciprocating movement between the driven bodies 44a and 44b in a direction different from the movement directions of the driven bodies 44a and 44b.
4 is provided.
【００４０】運動方向変換機構７４は、ブロック４０上
に立設した一対の取付板７６に回転自在に支持した歯車
７８と、後端側にこの歯車７６と噛み合ったラック８０
が設けてある運動伝達棒８２を備えている。そして、運
動伝達棒８２の先端部は、枢着ピン８４を介して、多モ
ード駆動装置１０の上部に設けた模擬馬体８６の首部か
ら肩部にかけた適宜の部分に取り付けてあり、後述する
ように歯車７８の回転に伴って、模擬馬体８６を略前後
方向に運動させる。また、運動伝達棒８２は、伝達棒押
さえ機構８８によって下方に押圧され、ラック８０と歯
車７８との噛み合いが外れないようにしてある。The motion direction changing mechanism 74 includes a gear 78 rotatably supported by a pair of mounting plates 76 provided upright on the block 40, and a rack 80 engaged with the gear 76 on the rear end side.
Is provided with a motion transmission rod 82. The tip end of the motion transmission rod 82 is attached to an appropriate portion of the simulated horse body 86 provided on the upper portion of the multi-mode drive device 10 from the neck portion to the shoulder portion via the pivot pin 84, which will be described later. As described above, the simulated horse body 86 is moved substantially in the front-rear direction with the rotation of the gear 78. Further, the motion transmission rod 82 is pressed downward by the transmission rod pressing mechanism 88 so that the rack 80 and the gear 78 are not disengaged from each other.
【００４１】伝達棒押さえ機構８８は、門型をなす規制
枠９０がブロック４０に固定してあり、規制枠９０に運
動伝達棒８２を貫通させ、運動伝達棒８２が幅方向にず
れるのを防止している。また、規制枠９０の内部には、
押さえローラ９２が配置してある（図１１参照）。押さ
えローラ９２は、ローラ枠９４に設けた支持軸９６に回
転自在に支持されている。そして、支持軸９６の両端
は、規制枠９０の内面の上下方向に形成したガイド溝
（図示せず）に挿入してあり、押さえローラ９２がロー
ラ枠９４とともにガイド溝に沿って規制枠９０の上下方
向に移動できるようになっている。また、ローラ枠９４
の上面と規制枠９０の上部との間には、押さえばね９８
が圧縮介在しており、押さえばね９８がローラ枠９４、
支持軸９６を介して押さえローラ９２を運動伝達棒８２
の上面に押圧し、運動伝達棒８２が歯車７８から離れな
いようにしている。The transmission rod pressing mechanism 88 has a gate-shaped restricting frame 90 fixed to the block 40, and the motion transmitting rod 82 is penetrated through the restricting frame 90 to prevent the motion transmitting rod 82 from shifting in the width direction. is doing. In addition, inside the regulation frame 90,
A pressing roller 92 is arranged (see FIG. 11). The pressing roller 92 is rotatably supported by a support shaft 96 provided on the roller frame 94. Then, both ends of the support shaft 96 are inserted into guide grooves (not shown) formed in the vertical direction on the inner surface of the regulation frame 90, and the pressing roller 92 together with the roller frame 94 of the regulation frame 90 along the guide groove. It can be moved up and down. In addition, the roller frame 94
Between the upper surface of the control frame 90 and the upper surface of the regulation frame 90.
Is interposed by compression, and the pressing spring 98 causes the roller frame 94,
The pressing roller 92 is attached to the motion transmission rod 82 via the support shaft 96.
Is pressed against the upper surface to prevent the motion transmission rod 82 from separating from the gear 78.
【００４２】一方、被駆動体４４ａ、４４ｂの一方（実
施例の場合、後方の被駆動体４４ｂ）には、ラック１０
０が設けてあり、このラック１００が運動方向変換機構
７４の歯車７８と噛み合い、被駆動体４４ｂの上下運動
によって歯車７８を回転させ、運動伝達棒８２を被駆動
体４４ａ、４４ｂと異なる方向に直線往復運動させ、模
擬馬体８６を略前後方向に動かす。そして、被駆動体４
４ａ、４４ｂの上端部は、それぞれ模擬馬体８６の肩部
と腰部とに形成した受部１０２、１０４に挿入してあ
り、受部１０２、１０４と摺動自在に接触している。こ
れらの受部１０２、１０４は、模擬馬体８６の前後方向
に凹部として形成してあり、被駆動体４４ａ、４４ｂの
上下方向の動きをそのまま受けるが、模擬馬体８６の前
後方向の動きが被駆動体４４ａ、４４ｂに影響しないよ
うになっている。なお、他の構成は、第１実施例とほぼ
同様である。On the other hand, one of the driven members 44a and 44b (in the embodiment, the rear driven member 44b) has the rack 10 attached thereto.
0 is provided, the rack 100 meshes with the gear 78 of the movement direction conversion mechanism 74, and the gear 78 is rotated by the vertical movement of the driven body 44b, so that the motion transmission rod 82 moves in a different direction from the driven bodies 44a and 44b. A linear reciprocating motion is performed to move the simulated horse body 86 substantially in the front-rear direction. And the driven body 4
The upper ends of 4a and 44b are inserted into the receiving portions 102 and 104 formed in the shoulder and waist of the simulated horse 86, respectively, and are in slidable contact with the receiving portions 102 and 104. These receiving portions 102 and 104 are formed as recesses in the front-rear direction of the simulated horse body 86, and receive the vertical movements of the driven bodies 44a and 44b as they are, but the movements of the simulated horse body 86 in the front-rear direction are not affected. It does not affect the driven bodies 44a and 44b. The other structure is almost the same as that of the first embodiment.
【００４３】このように構成した第２実施例において
は、騎乗者などの操作者の操作によってモード設定部５
６に新たな駆動モードが入力されると、前記と同様にし
てモード設定部５６から切換機構制御部５８とモータ制
御器６０とにモード切換信号が出力される。切換機構制
御部５８は、前記第１実施例と同様に切換駆動機３６を
駆動してブロック４０を回転軸２２に軸方向に移動さ
せ、被駆動体４４ａ、４４ｂをカム７０、７２の指定さ
れたモード位置に移動させる。In the second embodiment constructed as described above, the mode setting unit 5 is operated by an operator such as a rider.
When a new drive mode is input to 6, the mode switching signal is output from the mode setting unit 56 to the switching mechanism control unit 58 and the motor controller 60 in the same manner as described above. The switching mechanism controller 58 drives the switching driver 36 to move the block 40 in the axial direction of the rotary shaft 22 in the same manner as in the first embodiment, and designates the driven bodies 44a and 44b as the cams 70 and 72. Move to the desired mode position.
【００４４】一方、モータ制御器６０は、被駆動体４４
ａ、４４ｂが所定の位置に移動すると、モード設定部５
６から指示された所定の回転速度で駆動モータ３０を駆
動し、回転軸２２を介してカム７０、７２を回転させ
る。そして、被駆動体４４ａ、４４ｂは、下端の接触子
４８ａ、４８ｂがカム７０、７２と接触しているため、
両者間に予め定めた位相差をもって上下動し、模擬馬体
８６の受部１０２、１０４に上下運動を伝達する。これ
により、模擬馬体８６は、肩部と要部とが馬の動きを再
現するように上下動する。そして、伝達棒押さえ機構８
８は、押さえばね９８が模擬馬体８６の上下運動に伴う
運動伝達棒８２の上下動を吸収する。On the other hand, the motor controller 60 includes the driven body 44.
When a and 44b move to a predetermined position, the mode setting unit 5
The drive motor 30 is driven at a predetermined rotation speed instructed by the control unit 6 to rotate the cams 70 and 72 via the rotary shaft 22. The driven elements 44a and 44b have the lower end contacts 48a and 48b in contact with the cams 70 and 72.
The two are vertically moved with a predetermined phase difference between them, and the vertical movement is transmitted to the receiving portions 102 and 104 of the simulated horse body 86. As a result, the simulated horse body 86 moves up and down so that the shoulder part and the main part reproduce the movement of the horse. Then, the transmission rod pressing mechanism 8
In No. 8, the pressing spring 98 absorbs the vertical movement of the motion transmission rod 82 accompanying the vertical movement of the simulated horse 86.
【００４５】また、被駆動体４４ｂが上下動すると、被
駆動体４４ｂに形成したラック８０が運動方向変換機構
７４の歯車７８を、図９の反時計方向または時計方向に
回転させる。このため、ラック８０が歯車７８と噛み合
っている運動伝達棒８２は、略模擬馬体８６の前後方向
に往復運動をし、枢着ピン８４を介して模擬馬体８６に
前後方向の往復運動を与える。この、模擬馬体８６の前
後方向の運動は、被駆動体４４ａ、４４ｂと摺動自在に
接触している受部１０２、１０４が模擬馬体８６の前後
方向に形成してあるため、被駆動体４４ａ、４４ｂに妨
げられたり、被駆動体４４ａ、４４ｂに影響を与えるこ
とがない。従って、模擬馬体８６は、所定のモード、例
えば駈足モードに合わせた上下運動と前後方向の運動と
を行うとともに、ピッチング（模擬馬体８６の前後方向
の傾斜）を行うため、騎乗者により現実的な騎乗感、臨
場感を与えることができる。When the driven body 44b moves up and down, the rack 80 formed on the driven body 44b rotates the gear 78 of the movement direction converting mechanism 74 counterclockwise or clockwise in FIG. Therefore, the motion transmission rod 82 in which the rack 80 meshes with the gear 78 reciprocates substantially in the front-rear direction of the simulated horse 86, and reciprocates in the front-rear direction with respect to the simulated horse 86 via the pivot pin 84. give. This movement of the simulated horse body 86 in the front-rear direction is driven because the receiving portions 102, 104 that slidably contact the driven bodies 44a, 44b are formed in the front-rear direction of the simulated horse body 86. It is not hindered by the bodies 44a and 44b and does not affect the driven bodies 44a and 44b. Therefore, the simulated horse body 86 performs a vertical motion and a longitudinal motion according to a predetermined mode, for example, a hind foot mode, and performs pitching (inclination of the simulated horse body 86 in the longitudinal direction). It is possible to give a realistic riding feeling and a realistic feeling.
【００４６】しかも、第２実施例のカム７０、７２は、
各モードの輪郭曲線を連続曲面によって包摂した連続曲
面体に形成してあるため、モードの切り換えを任意の回
転角度で滑らかに行うことができる。そして、連続曲面
体カムを用いることにより、例えば軽速足モードから一
気に駈足モードへ切り換えるような不連続な変化ばかり
でなく、軽速足モードから徐々に駈足モードに移るなど
の連続的に変化するモードを表現することができる。ま
た、例えば、駈足モードや襲歩モードを決まった一定の
周期と一定の上下動振幅を持った運動としてでなく、周
期および上下動の振幅を連続的に微妙に変化させること
により、実際の馬の走りをよりリアルに表現することが
可能となり、騎乗者に手応えを感じさせ、満足感を与え
ることができる。Moreover, the cams 70 and 72 of the second embodiment are
Since the contour curve of each mode is formed into a continuous curved surface body that is surrounded by the continuous curved surface, the mode can be switched smoothly at an arbitrary rotation angle. Then, by using the continuous curved surface cam, not only a discontinuous change such as switching from the light-speed foot mode to the quick-foot mode at a stretch, but also a continuous change such as gradually shifting from the light-speed foot mode to the quick-foot mode. The mode can be expressed. In addition, for example, instead of using the gait mode or the gait mode as a motion having a fixed cycle and a constant vertical motion amplitude, by continuously and subtly changing the cycle and vertical motion amplitude, the actual horse It is possible to express the running of the car more realistically, and to give the rider a sense of response and a sense of satisfaction.
【００４７】一方、停止モード時には、被駆動体４４
ａ、４４ｂが上下動しないため、運動方向変換機構７４
は作動せず、模擬馬体８６を前後方向に往復運動させな
い。なお、第１実施例においてもム２６をカム７０、７
２と同様に、連続曲面体に形成してよいことは勿論であ
る。On the other hand, in the stop mode, the driven body 44
Since a and 44b do not move up and down, the movement direction conversion mechanism 74
Does not operate, and the simulated horse body 86 is not reciprocated in the front-rear direction. In the first embodiment as well, the cam 26,
Needless to say, it may be formed into a continuous curved body as in the case of 2.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、軸線方向に複数の異なった輪郭が形成してあるカム
を用いて被駆動体を往復運動させるとともに、駆動モー
ド切換機構によって被駆動体とカムとの回転軸の軸線方
向の相対位置を変化させ、被駆動体の接触子が接触して
いるカムの輪郭に変えることにより、油圧シリンダを使
用することなく、被駆動体に振幅を種々変化させた往復
運動をさせることができる。しかも、被駆動体は、カム
機構によって駆動されるため、例えば乗馬シミュレータ
に適用した場合などの、大きな負荷変動がある状態にお
いても、決められた所定の運動を容易、確実に、かつ精
度よく行わせることが可能となる。As described above, according to the present invention, the driven body is reciprocally moved by using the cams having a plurality of different contours in the axial direction, and the driven mode switching mechanism is used. By changing the relative position in the axial direction of the rotating shaft between the driving body and the cam and changing it to the contour of the cam with which the contactor of the driven body is in contact, the amplitude can be applied to the driven body without using a hydraulic cylinder. Can be reciprocated with various changes. Moreover, since the driven body is driven by the cam mechanism, even if the driven body is subject to a large load fluctuation, such as when applied to a horse riding simulator, a predetermined predetermined motion can be performed easily, reliably and accurately. It becomes possible.
【００４９】また、駆動モード切換機構にカムの回転角
度を検出する角度センサと、このセンサの出力信号に基
づいて、切換駆動機を介してカムと被駆動体との相対位
置を回転軸の軸線方向に変化させるモード切換制御器と
を設けると、カムの各輪郭が相互に一部のみで連続して
いる場合であっても、カムと被駆動体との軸方向の相対
位置の変化を、カムの各輪郭が相互に連続している部分
において確実に行うことができる。そして、駆動モータ
を回転速度可変型とし、カムと被駆動体との相対位置を
変化させたときに、モータ制御器によって駆動モータの
回転速度を変化させると、より複雑で変化に富んだモー
ドの運動を被駆動体に与えることができる。Further, the drive mode switching mechanism detects an angle sensor of the cam rotation angle, and based on the output signal of this sensor, the relative position of the cam and the driven body is determined by the switching drive machine as the axis of the rotary shaft. By providing a mode switching controller for changing the direction of the cam, even if the respective contours of the cam are continuous with each other only partially, the change in the relative position in the axial direction between the cam and the driven body can be changed. It is possible to surely perform in the portion where the respective contours of the cam are continuous with each other. Further, when the rotation speed of the drive motor is variable and the relative position between the cam and the driven body is changed, if the rotation speed of the drive motor is changed by the motor controller, a more complicated and varied mode can be obtained. Motion can be applied to the driven body.
【００５０】さらに、カムを各輪郭が滑らかに連続して
いる連続曲面体に形成すると、カムと被駆動体との相対
位置を容易、円滑に行うことができるばかりでなく、連
続的なモードの変化が可能であり、被駆動体により複
雑、微妙な運動を与えることができる。そして、被駆動
体に運動方向変換機構を接続して被駆動体の往復運動と
異なる方向への運動を生じさせると、例えば乗馬シミュ
レータに使用した場合に、馬体の上下方向の運動と前後
方向の運動とを同時に模擬することができ、シミュレー
タの使用者により一層の臨場感を与えることができる。Further, when the cam is formed on a continuous curved surface body in which each contour is smoothly continuous, not only the relative position between the cam and the driven body can be easily and smoothly performed but also the continuous mode It can be changed, and a complicated and delicate motion can be given to the driven body. Then, when a motion direction conversion mechanism is connected to the driven body to generate a motion in a direction different from the reciprocating motion of the driven body, when used in a horse riding simulator, for example, when the horse body is used in the up-down direction and the front-back direction. Can be simulated at the same time, and a more realistic sensation can be given to the user of the simulator.
【００５１】また、回転軸に複数、例えば２つのカムを
取り付けるとともに、運動方向変換機構と組み合わせる
ことにより、２つのカムによって駆動させられる被駆動
体のそれぞれによって、例えば乗馬シミュレータの馬体
の肩部と腰部とに上下運動を与えるようにすると、ジャ
ンプや駈足モード時における馬体の前後方向の傾斜をも
再現することができ、騎乗者により乗馬の現実感を与え
ることができる。Further, a plurality of cams, for example, two cams are attached to the rotary shaft, and by combining with a motion direction converting mechanism, each driven body driven by the two cams, for example, a shoulder portion of a horse body of a horse riding simulator. By giving a vertical motion to the waist and the waist, it is possible to reproduce the inclination of the horse body in the front-rear direction during the jumping or the hind legs mode, and to give the rider a sense of horseback riding.
【図１】本発明の第１実施例に係る多モード駆動装置の
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a multimode driving device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】第１実施例のカムの詳細説明図であって、
（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は正面図である。FIG. 2 is a detailed explanatory view of the cam according to the first embodiment,
(A) is a perspective view and (B) is a front view.
【図３】第１実施例の停止モードの説明図であって、
（Ａ）はモデル化した被駆動体の動きの時間的変化を示
す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に基づいて求めた停止モー
ドカム部の形状を示す図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a stop mode according to the first embodiment,
(A) is a figure which shows the time change of the modeled movement of a driven body, (B) is a figure which shows the shape of the stop mode cam part calculated | required based on (A).
【図４】第１実施例の並足モードの説明図であって、
（Ａ）はモデル化した被駆動体の動きの時間的変化を示
す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に基づいて求めた並足モー
ドカム部の形状を示す図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a parallel foot mode according to the first embodiment,
(A) is a figure which shows the time change of the modeled movement of a to-be-driven body, (B) is a figure which shows the shape of the parallel leg mode cam part calculated | required based on (A).
【図５】第１実施例の軽速足モードの説明図であって、
（Ａ）はモデル化した被駆動体の動きの時間的変化を示
す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に基づいて求めた軽速足モ
ードカム部の形状を示す図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a light speed foot mode according to the first embodiment,
(A) is a figure which shows the time change of the modeled movement of a to-be-driven body, (B) is a figure which shows the shape of the light speed foot mode cam part calculated | required based on (A).
【図６】第１実施例の駈足モードの説明図であって、
（Ａ）はモデル化した被駆動体の動きの時間的変化を示
す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に基づいて求めた駈足モー
ドカム部の形状を示す図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the first embodiment in the hind legs mode,
(A) is a figure which shows the time change of the modeled movement of a to-be-driven body, (B) is a figure which shows the shape of the hind leg mode cam part calculated | required based on (A).
【図７】第１実施例のジャンプモードの説明図であっ
て、（Ａ）はモデル化した被駆動体の動きの時間的変化
を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に基づいて求めたジャ
ンプモードカム部の形状を示す図である。7A and 7B are explanatory diagrams of the jump mode of the first embodiment, where FIG. 7A is a diagram showing a temporal change of the modeled movement of the driven body, and FIG. 7B is based on FIG. It is a figure which shows the shape of the calculated jump mode cam part.
【図８】第１実施例における停止モードからジャンプモ
ードまでの被駆動体の上下運動の様子を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a state of vertical movement of a driven body from a stop mode to a jump mode in the first embodiment.
【図９】本発明の第２実施例の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.
【図１０】連続曲面体として形成したカムの詳細説明図
である。FIG. 10 is a detailed explanatory diagram of a cam formed as a continuous curved surface body.
【図１１】第２実施例に係る運動方向変換機構の運動伝
達棒を規制する伝達棒押さえ機構の詳細説明図である。FIG. 11 is a detailed explanatory view of a transmission rod pressing mechanism that regulates a motion transmission rod of the movement direction conversion mechanism according to the second embodiment.
１０ 多モード駆動装置 ２２ 回転軸 ２６、７０、７２ カム ２６ａ〜２６ｅ 輪郭曲線（停止モードカム部、並足
モードカム部、軽速足モードカム部、駈足モードカム
部、ジャンプモードカム部） ３０ 駆動モータ ３４ 駆動モード切換機構 ３６ 切換駆動機 ３８ ねじ軸 ４４、４４ａ、４４ｂ 被駆動体 ５２ 角度センサ ５４ モード切換制御器 ６０ モータ制御器 ７４ 駆動モード切換機構10 Multi-Mode Drive Device 22 Rotation Shafts 26, 70, 72 Cams 26a to 26e Contour Curves (Stop Mode Cam Part, Parallel Foot Mode Cam Part, Light Speed Feet Mode Cam Part, Quick Foot Mode Cam Part, Jump Mode Cam Part) 30 Drive Motor 34 Drive Mode Switching mechanism 36 Switching driver 38 Screw shafts 44, 44a, 44b Driven object 52 Angle sensor 54 Mode switching controller 60 Motor controller 74 Drive mode switching mechanism
Claims (5)
た輪郭が複数形成されるとともに、各輪郭の少なくとも
一部が相互に滑らかに接続されているカムと、このカム
に接触する接触子を有し、カムの回転に伴って往復運動
をする被駆動体と、この被駆動体と前記カムとの相対位
置を前記回転軸の軸線方向に変化させる駆動モード切換
機構と、前記回転軸を回転させる駆動モータとを有する
ことを特徴とする多モード駆動装置。1. A cam fixed to a rotary shaft, having a plurality of different contours formed along the axis, and at least some of the contours being smoothly connected to each other, and a contactor contacting the cam. A driven body that reciprocates as the cam rotates, a drive mode switching mechanism that changes the relative position of the driven body and the cam in the axial direction of the rotating shaft, and the rotating shaft. A multimode driving device comprising: a driving motor for rotating the driving device.
回転軸とのいずれか一方を回転軸の軸線に沿って移動さ
せる切換駆動機と、前記カムの回転角度を検出する角度
センサと、この角度センサの検出信号に基づいて、前記
カムと前記被駆動体との相対位置を前記切換駆動機を介
して前記回転軸の軸線方向に変化させるモード切換制御
器とを有し、前記駆動モータは回転速度可変型であっ
て、この駆動モータが前記モード切換制御器からの信号
に基づいて、前記駆動モータの回転速度を変化させるモ
ータ制御器に接続されていることを特徴とする請求項１
に記載の多モード駆動装置。2. The drive mode switching mechanism includes a switching drive machine for moving one of a driven body and a rotary shaft along an axis of the rotary shaft, and an angle sensor for detecting a rotation angle of the cam. And a mode switching controller that changes the relative position of the cam and the driven body in the axial direction of the rotary shaft via the switching drive based on the detection signal of the angle sensor. Is a variable rotational speed type, and the drive motor is connected to a motor controller that changes the rotational speed of the drive motor based on a signal from the mode switching controller.
The multi-mode drive device according to 1.
によって包摂した連続曲面体に形成されていることを特
徴とする請求項１または２に記載の多モード駆動装置。3. The multi-mode drive device according to claim 1, wherein the cam is formed as a continuous curved surface body that includes each of the contours by a smooth curve.
運動の運動方向と異なる方向に直線往復運動を生じさせ
る運動方向変換機構が接続してあることを特徴とする請
求項１ないし３のいずれか１に記載の多モード駆動装
置。4. The motion direction conversion mechanism for generating a linear reciprocating motion in a direction different from the reciprocating motion direction of the driven member is connected to the driven member. 3. The multimode drive device according to any one of 3 above.
向に同軸的に固定してあり、前記被駆動体は前記各カム
に対応して設けてあるとともに、これらの被駆動体の少
なくとの１つに前記運動方向変換機構が接続してあるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の
多モード駆動装置。5. A plurality of the cams are coaxially fixed to the rotary shaft in the axial direction, the driven bodies are provided corresponding to the respective cams, and the number of the driven bodies is reduced. The multi-mode drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the movement direction conversion mechanism is connected to one of the two.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8630692A JPH05256344A (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Multimode driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8630692A JPH05256344A (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Multimode driving device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256344A true JPH05256344A (en) | 1993-10-05 |
Family
ID=13883155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8630692A Pending JPH05256344A (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Multimode driving device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05256344A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010273999A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Okumura Yu-Ki Co Ltd | Pachinko game machine |
| CN110939705A (en) * | 2019-12-20 | 2020-03-31 | 深圳大学 | Cam driving device and automation equipment |
| WO2021229924A1 (en) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 正毅 千葉 | Rotation drive mechanism |
Citations (3)
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| JPS54105673A (en) * | 1978-02-03 | 1979-08-18 | Brother Ind Ltd | Drive force supplementing device for operating system |
| JPH01105060A (en) * | 1987-10-19 | 1989-04-21 | Hidemichi Shibamura | Cam stepless adjusting device |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP8630692A patent/JPH05256344A/en active Pending
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| WO2021229924A1 (en) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 正毅 千葉 | Rotation drive mechanism |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970114 |