TWM564808U - Somatosensory simulator - Google Patents

Abstract

一種體感模擬裝置，適用於搭載至少一使用者，並包含一設置單元、至少一運動機構，及一用於顯示與該至少一運動機構的運動相配合的影像資訊的顯示單元。該至少一運動機構包括一擺臂、一適用於搭載該至少一使用者且樞接於該擺臂上的乘載單元、一可帶動該擺臂相對於該設置單元旋轉的第一驅動器，及一可帶動該乘載單元相對於該擺臂旋轉的第二驅動器。透過該第一、第二驅動器可使該擺臂及該乘載單元以圓周方式相對於該設置單元進行擺動，可產生較大的運動幅度並呈現較為劇烈的動態效果，配合該顯示單元的影像資訊可給使用者刺激難忘的體驗。

Description

體感模擬裝置

本新型是有關於一種體感模擬裝置，特別是指一種產生前後俯仰動作的體感模擬裝置。

參閱圖1及圖2，體感模擬裝置1常應用於遊樂設施中，該體感模擬裝置1包含一載台11、多個設置於該載台11上的運動機構12、多個分別設置於該等運動機構12上的座椅13，及一設置於該等座椅13前方的螢幕14。每一運動機構12具有多個線性致動器121以帶動相對應的座椅13進行水平平移(Sway)、垂直平移(Surge)、上下平移(Heave)、俯仰(Pitch)、扭轉(Yaw)，及翻滾(Roll)等多個自由度的動作。該體感模擬裝置1透過該螢幕14撥放影片，並配合該等運動機構12帶動該等座椅13，使乘坐於該等座椅13上的觀眾與影片內容同步運動，藉此產生身歷其境般的沉浸式體驗。

該體感模擬裝置1的該等運動機構12雖然能帶動該等座椅13進行高自由度的多軸向運動，但該等線性致動器121僅靠軸向伸縮的驅動方式並無法使該等座椅13產生較大幅度的作動，導致該等座椅13的運動幅度較低，因此無法提供觀眾較為刺激、劇烈的娛樂內容，導致娛樂效果及吸引力大打折扣。此外，該等運動機構12的結構及控制複雜，因此製造及維護成本較高。

因此，本新型之目的，即在提供一種運動幅度較高且結構簡單的體感模擬裝置。

於是，本新型體感模擬裝置，適用於搭載至少一使用者，並包含一設置單元、至少一運動機構，及一顯示單元。該至少一運動機構包括一擺臂、一適用於搭載該至少一使用者的乘載單元、一第一驅動器，及一第二驅動器。該擺臂具有一以一第一軸線為轉軸地樞接於該設置單元上的第一端部，及一相反於該第一端部的第二端部。該乘載單元以一第二軸線為轉軸地樞接於該擺臂之第二端部上。該第一驅動器用於帶動該擺臂相對於該設置單元繞該第一軸線旋轉。該第二驅動器用於帶動該乘載單元相對於該擺臂繞該第二軸線旋轉。該顯示單元用於顯示與該至少一運動機構的運動相配合的影像資訊，並適用於供該至少一使用者觀看。

本新型之功效在於：透過該第一、第二驅動器可使該擺臂及該乘載單元以圓周方式相對於該設置單元進行擺動，可產生較大的運動幅度並呈現較為劇烈的動態效果，配合該顯示單元的影像資訊可給使用者刺激難忘的體驗。再者，該至少一運動機構的結構簡單且配置彈性，可降低成本並提高泛用性。

參閱圖3、圖4，及圖5，本新型體感模擬裝置之一實施例，包含一設置單元2、複數設置於該設置單元2上的運動機構3，及一設置於該等運動機構3前方並呈曲面式的顯示單元4。在本實施例中，該設置單元2是供該等運動機構3樞接的機構，可以是側牆或是固定架等，可配合設置場地及配置需求選用，本實施例的設置單元2包含兩個水平且左右間隔的側牆20，圖3中為了避免遮蔽而僅顯示其中的一個側牆20。每一運動機構3包括一樞接於該設置單元2之其中一側牆20上的擺臂31、一樞接於該擺臂31上且供複數使用者5乘坐的乘載單元32、一個兩端分別樞接該設置單元2之另一側牆20及該乘載單元32的支臂33(圖3及圖4中為了便於說明且避免遮蔽，故未顯示於圖面)、一用於驅動該擺臂31的第一驅動器34，及一用於驅動該乘載單元32的第二驅動器35。該擺臂31具有一以一第一軸線310(圖4中的方向為入紙面)為轉軸地樞接於該設置單元2上的第一端部311，及一相反於該第一端部311且以一第二軸線312(圖4中的方向為入紙面)為轉軸地樞接該乘載單元32的第二端部313。在本實施例中，每一使用者5是面向該顯示單元4地乘坐於該乘載單元32上，該第一軸線310及該第二軸線312相互平行，且沿該使用者5的左右方向(同時也是該乘載單元32的左右方向)延伸。

該乘載單元32具有一沿左右方向延伸的載台321、複數樞設於該載台321上且分別供該等使用者5乘坐的座體322、一沿左右方向延伸地位於該載台321內且樞接該等座體322的連動件323，及一可帶動該連動件323沿左右方向往復移動的第三驅動器324。每一座體322是以一沿前後方向(即使用者5的前後方向)延伸的第三軸線325(圖5中的方向為入紙面)為轉軸地樞接於該載台321上。當該第三驅動器324帶動該連動件323沿自身軸向往復移動時，會使每一座體322繞該第三軸線325旋轉，從而使該座體322相對於該載台321左右傾轉。

參閱圖5、圖6及圖7，需要特別說明的是，本實施例的該支臂33與該擺臂31分別位於該載台321的左右相反兩側，且如圖5樞接於該載台321向上延伸的一直立部分326，但實施時也可以如圖6所示地樞接於該載台321及位於最外側的座體322之間，該載台321上也可根據需求設置供該等使用者5抓握或扶靠的前靠架327，當然，該等座體322除了供該等使用者5乘坐外，也可採立式設計以供使用者5站立體驗。此外，在本實施例中，該顯示單元4(圖3)是立設於該等座體322前方的大型螢幕，其較佳可採取曲面式球型螢幕設計，透過環形球幕的設計能將該等使用者5的視線包圍住，增加影像的覆蓋範圍，且由於該等使用者5是位於球心處，因此其視點距離螢幕各點皆是半徑長而等距，因此比較不會有平面螢幕造成視覺失真及影像遠近差異之缺點，另外，該顯示單元4也可以包括多個如圖7所示分別供該等使用者5配戴並能顯示虛擬實境影像的頭戴式顯示器41(圖7中僅顯示其中的一個) ，透過該等頭戴式顯示器41可讓影像資訊內容覆滿使用者5的視野，除了能產生更強的虛擬實境效果外，還能透過視覺遮斷讓影像資訊內容與該等運動機構3的實際作動方向相左，讓使用者5因視覺資訊與體感資訊不同而產生意想不到的驚嚇感。此外，本實施例也可視需求而不設置該支臂33(見圖5)，如此便是將該擺臂31直接樞接於該載台321上。

復參閱圖3、圖4，及圖5，本實施例的運作過程如下：首先先讓多個使用者5由一候位處6分別乘坐至該等座體322上，再以安全措施(圖未示)固定使用者5後，該顯示單元4開始播放影像資訊，配合影像資訊內容，每一運動機構3的該第一驅動器34會帶動該擺臂31相對於該設置單元2繞該第一軸線310旋轉，該第二驅動器35則帶動該等乘載單元32相對於該擺臂31繞該第二軸線312旋轉，從而讓該等使用者5能沿上下方向移動及沿俯仰方向(Pitch)旋動，而該第三驅動器324可透過該連動件323帶動每一座體322相對於該載台321繞該第三軸線325旋轉，以使該等使用者5沿翻滾方向(Roll)旋動，因此該等使用者5可隨著影片內容而上下移動(Heave)、前後俯仰(Pitch)，及左右傾轉(Roll)，達到身歷其境的動態體驗。

每一運動機構3透過該第一驅動器34及該第二驅動器35分別帶動相互樞接的該擺臂31及該乘載單元32，使該等座體322進行移動範圍較大的圓周運動，讓該等使用者5可大幅度地上下移動及前後俯仰，並能配合競速、飛行等較為刺激的影片內容帶給該等使用者5劇烈、刺激且逼真的沉浸式體驗。該第一驅動器34及該第二驅動器35通常為馬達及傳動機構，其結構相較於習知的致動器簡單，且上下移動及前後俯仰的效果亦較佳，不但可降低成本，還可提高體感上的刺激性。

參閱圖7、圖8及圖9，需要特別說明的是，該體感模擬裝置也可僅設有一個運動機構3，且該乘載單元32除了具有多個座體322的配置方式外，還可如圖8所示地僅有一個座體322樞接於該載台321上，搭配圖7中所示的頭戴式顯示器41可省去大型螢幕的配置，使該體感模擬裝置小型化且也可適用於單人。當有多個運動機構3時，則每個運動機構3的座體322可獨立地各自左右傾轉。此外，也可如圖9所示地僅以該擺臂31樞接該載台321，而不設置該支臂33，減少構件並簡化配置，如此該擺臂33是樞接於該載台321之直立部分326的中央處，且以一支撐架21代替該等側牆20供該擺臂33樞設。

參閱圖10，雖然本實施例的設置單元2是以該等側牆20為例(見圖3)，但也可以視實際配置及場地空間需求而包括複數可動載具22(圖10中僅顯示其中之一)，該等可動載具22分別供該等擺臂31及該等支臂33樞設(圖10中因視角而未顯示支臂33)，透過該等可動載具22可分別帶動該等運動機構3由一乘載位置移動至一體驗位置。當該運動機構3位於該乘載位置時，該等使用者5可搭載至該等乘載單元32上，當該運動機構3位於該體驗位置時，該運動機構3便配合該顯示單元4(見圖3)的影片資訊開始作動以進行體感模擬，透過該等可動載具22可區分出載客區域及體驗區域，以確保體驗區域有足夠的空間供該等運動機構3進行大幅度的動作，甚至是連續地移動到不同的體驗區域，例如以恐龍為主題的體感模擬，便可透過該等可動載具22帶領使用者5分別進入三疊紀、侏儸紀、白堊紀等不同的區域，可增加配置上的彈性。

綜上所述，本新型的每一運動機構3透過該第一驅動器34及該第二驅動器35分別帶動該擺臂31及該乘載單元32進行圓周運動，從而使該等座體322能進行大幅度且劇烈的位移，提升刺激度及對該等使用者5的吸引力，同時還有著結構簡單而能降低成本之功效，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧設置單元
20‧‧‧側牆
21‧‧‧支撐架
3‧‧‧運動機構
31‧‧‧擺臂
310‧‧‧第一軸線
311‧‧‧第一端部
312‧‧‧第二軸線
313‧‧‧第二端部
32‧‧‧乘載單元
321‧‧‧載台
322‧‧‧座體
323‧‧‧連動件
324‧‧‧第三驅動器
325‧‧‧第三軸線
326‧‧‧直立部分
327‧‧‧前靠架
33‧‧‧支臂
34‧‧‧第一驅動器
35‧‧‧第二驅動器
4‧‧‧顯示單元
41‧‧‧頭戴式顯示器
5‧‧‧使用者
6‧‧‧候位處

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一側視圖，說明一習知的體感模擬裝置； 圖2是一不完整的俯視示意圖，說明該體感模擬裝置的俯視態樣； 圖3是一側視圖，說明本新型體感模擬裝置之一實施例，圖3中省略一側牆及複數支臂； 圖4是一側視圖，說明本實施例中的其中一個運動機構，且未顯示該側牆及該等支臂； 圖5是一前視示意圖，說明該運動機構之一乘載單元； 圖6是一側視圖，說明本實施例的另一種態樣； 圖7是一側視圖，說明本實施例之一顯示單元的另一種態樣，可以具有至少一個頭戴式顯示器； 圖8是一不完整的前視圖，說明本實施例的一變化態樣，可僅有一個座體； 圖9是一不完整的前視圖，說明本實施例可僅有一個座體的另一種變化態樣；及 圖10是一示意圖，說明本實施例的又一種變化態樣。

Claims (10)

1. 一種體感模擬裝置，適用於搭載至少一使用者，並包含： 一設置單元； 至少一運動機構，包括： 一擺臂，具有一以一第一軸線為轉軸地樞接於該設置單元上的第一端部，及一相反於該第一端部的第二端部， 一乘載單元，以一第二軸線為轉軸地樞接於該擺臂之第二端部上，且適用於搭載該至少一使用者， 一第一驅動器，用於帶動該擺臂相對於該設置單元繞該第一軸線旋轉， 一第二驅動器，用於帶動該乘載單元相對於該擺臂繞該第二軸線旋轉，及 一顯示單元，用於顯示與該至少一運動機構的運動相配合的影像資訊，並適用於供該至少一使用者觀看。
2. 如請求項1所述的體感模擬裝置，其中，該至少一運動機構之乘載單元具有一載台，及複數設置於該載台上且供複數使用者乘坐的座體。
3. 如請求項2所述的體感模擬裝置，其中，該至少一運動機構之乘載單元還具有一設置於該載台內且連接該等座體的連動件，及一可帶動該連動件往復移動的第三驅動器，該第三驅動器可帶動該連動件往復移動，進而連動該等座體相對於該載台左右傾轉。
4. 如請求項3所述的體感模擬裝置，其中，每一座體是以一前後延伸的第三軸線為轉軸地樞接於該載台上，該第一軸線及該第二軸線是沿該等座體的左右方向延伸。
5. 如請求項1所述的體感模擬裝置，其中，該至少一運動機構之乘載單元具有一載台，及一設置於該載台上且供一使用者乘坐的座體。
6. 如請求項5所述的體感模擬裝置，其中，該至少一運動機構之乘載單元還具有一設置於該載台內且連接該座體的連動件，及一可帶動該連動件往復移動的第三驅動器，該第三驅動器可帶動該連動件往復移動，進而連動該座體相對於該載台左右傾轉。
7. 如請求項6所述的體感模擬裝置，其中，該座體是以一前後延伸的第三軸線為轉軸地樞接於該載台上，該第一軸線及該第二軸線是沿該座體的左右方向延伸。
8. 如請求項4或7所述的體感模擬裝置，其中，該至少一運動機構還包括一個兩端分別樞接該設置單元及該乘載單元的支臂，該支臂與該擺臂彼此相間隔地分別樞接於該乘載單元的左右相反兩側上。
9. 如請求項1所述的體感模擬裝置，其中，該設置單元包括至少一供該至少一運動機構之擺臂設置，並可帶動該至少一運動機構移動的可動載具。
10. 如請求項1所述的體感模擬裝置，其中，該顯示單元包括至少一適用於供該至少一使用者配戴的頭戴式顯示器。