專利名稱：運載工具游戲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種游戲者乘坐在上面進(jìn)行操縱的，具有沿著一定軌道運動的模擬運載工具的游戲裝置。
在運載工具游戲裝置中，有汽車、摩托車和飛機之類的模擬實際運載工具的游戲裝置。這種游戲裝置雖然實際上并不行駛，但它的運載工具卻能在有富裕的活動空間內(nèi)根據(jù)游戲者的指示進(jìn)行運動。
此外，在某些游樂園之類中的“咖啡杯”游戲裝置，是在轉(zhuǎn)動的大圓盤上支承著若干個能夠轉(zhuǎn)動的小圓盤，在該小圓盤上布置了幾個做成咖啡杯形狀的運載工具，能夠作自轉(zhuǎn)運動，乘坐在上面的游戲者可以用手動操作進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
在這種“咖啡杯”游戲裝置上，乘坐在上面的游戲者，借助于大圓盤和小圓盤兩者的公轉(zhuǎn)以及“咖啡杯”的自轉(zhuǎn)之間的組合，能在復(fù)雜的軌道上運動，而且其速度是隨著時間的推移而變化的。此外，游戲者可以用手動控制“咖啡杯”的自轉(zhuǎn)，使其加速或減速。
在前一種模擬實際運載工具的例子中，模擬的運載工具始終根據(jù)操縱指令進(jìn)行運動，而與運載工具的運動狀態(tài)，以及操縱指令的時間無關(guān)，所以享受不到那種根據(jù)對運載工具運動狀態(tài)的判斷來決定操縱的時間的操縱技巧的樂趣。
而在后一種“咖啡杯”游戲裝置的例子中，由于“咖啡杯”是在作復(fù)雜的運動的過程中用手動使它轉(zhuǎn)動的，在某一時刻，速度疊加，發(fā)生加速，而另一時刻速度相減，發(fā)生減速。但，不能預(yù)先判斷運載工具的運動的狀態(tài)來確定操縱的時刻。
本發(fā)明就是有鑒于上述情況而作出的，其目的是提供一種運載工具游戲裝置，游戲者可以根據(jù)對運載工具的運動狀態(tài)的判斷來確定操縱的指令和時刻，從中得到樂趣和進(jìn)行技巧的競賽。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種運載工具游戲裝置，它包括一輛游戲者乘坐在上面的以變化的速度運動著的運載工具；驅(qū)動該運載工具的驅(qū)動裝置；用于檢測該運載工具的狀態(tài)的檢測裝置；設(shè)置在該運載工具上的操縱裝置；以及根據(jù)從檢測裝置輸入的檢測信號和從操縱裝置輸入的操縱信號，控制上述驅(qū)動裝置的控制裝置。上述控制裝置根據(jù)檢測信號來判斷運載工具的運動狀態(tài)，并參照運載工具的狀態(tài)確定操縱的指令和發(fā)出操縱信號的時刻，向驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號。因此，上述運載工具的運動是根據(jù)游戲者的操縱指令和時刻而變化的。
因此，游戲者需要通過感覺對運載工具的狀態(tài)進(jìn)行判斷，及時地發(fā)出恰當(dāng)?shù)牟倏v指令，并且要求有良好的反應(yīng)能力，所以游戲者能夠享受到技巧競賽和提高技巧的樂趣。
根據(jù)以上所述的運載工具游戲裝置，其中，運載工具沿著一條軌道作各種運動，而該軌道則劃分為運載工具自動地進(jìn)行運動的區(qū)域，和根據(jù)游戲者的操縱而進(jìn)行各種不同運動的區(qū)域，即使是一個初學(xué)者，也能在運載工具自動進(jìn)行運動的軌道區(qū)域內(nèi)享受到樂趣，而熟練的游戲者則可以在后一種區(qū)域內(nèi)進(jìn)行游戲。
在以上所述的運載工具游戲裝置中，如果操縱信號和發(fā)出信號的時刻是根據(jù)對運載工具當(dāng)時的狀態(tài)的正確判斷而作出的，上述控制裝置便能向驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，以促進(jìn)該運載工具此時的運動。所以，當(dāng)游戲者通過自己的感覺對運載工具的狀態(tài)作出判斷后，及時地發(fā)出正確的操縱指令，便能促進(jìn)運載工具當(dāng)時的運動，增加運載工具的速度和運動的幅度，結(jié)果，游戲者就能體驗到刺激性更強的運動。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，上述運載工具沿著若干條軌道作不同的運動，并分別為每一根軌道設(shè)置了驅(qū)動裝置、檢測裝置和操縱裝置，上述控制裝置為每一條軌道向相應(yīng)的驅(qū)動裝置輸出指令信號，使得運載工具的運動復(fù)雜化，結(jié)果，游戲者能夠體驗到更具刺激性的運動，同時要求有更高的技巧，于是，這種游戲裝置便變得更加有趣。
如果該運載工具游戲裝置的在各條軌道上的變化著的運動速度之和始終不超過預(yù)定的值，就能夠確保安全。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，上述運載工具沿著兩條軌道作不同的運動，并且，在一條軌道上的變化的速度與在另一條軌道上的變化的速度之和是一個常數(shù)，而且，當(dāng)在一條軌道上的速度為最大值時，在另一條軌道上的速度為最小值，那么，乘坐在該運載工具上的游戲者就能夠始終在適當(dāng)?shù)乃俣认滦羞M(jìn)，享受有刺激性樂趣的游戲。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，為該運載工具的一條軌道設(shè)置了若干個操縱裝置，并且，上述控制裝置是根據(jù)從這許多操縱裝置發(fā)來的操縱信號來確定輸出到上述驅(qū)動裝置中去的指令信號的，這樣，就可以有許多游戲者乘坐在一輛運載工具上分別進(jìn)行操縱。
如果上述控制裝置能根據(jù)運載工具的狀態(tài)，從這許多操縱信號中選擇一個最恰當(dāng)?shù)牟倏v信號作為指令信號，那么，該運載工具便按照操縱最熟練的好手來運行，于是，和這個好手一起乘坐在該運載工具上的其他游戲者，便也能體驗到同樣的刺激性。
如果上述控制裝置根據(jù)運載工具的運行狀態(tài)，從這些操縱信號中計算出一個平均值來，以決定上述指令信號，當(dāng)乘坐在該運載工具上的許多游戲者的操縱信號的平均值最恰當(dāng)時，該運載工具便運行得最激動人心，使乘坐者體驗到更多的樂趣。即，乘坐在同一輛運載工具上的許多游戲者的意志是否一致，會影響到運載工具的運行。
更進(jìn)一步，本發(fā)明提供了一種運載工具游戲裝置，它包括一輛游戲者乘坐在上面的以變化的速度運動著的運載工具；驅(qū)動該運載工具的驅(qū)動裝置；用于輸出與游戲者的操縱動作相對應(yīng)的操縱信號的操縱信號輸出裝置；用于檢測運載工具的狀態(tài)的檢測裝置；以及用于控制上述驅(qū)動裝置的控制裝置，該控制裝置只在它判斷上述運載工具處在預(yù)定的狀態(tài)下時才按照上述操縱信號改變運載工具的運動狀態(tài)。
在這種裝置中，游戲者必須判斷運載工具所處的狀態(tài)，并需要一定的技巧來自己決定操縱的時間，結(jié)果，游戲者的游戲欲望提高了，游戲的興趣也能長久地持續(xù)下去。
如果當(dāng)上述檢測裝置所檢測到的運載工具的狀態(tài)與預(yù)定的狀態(tài)不同，上述控制裝置就根據(jù)一種程序自動地控制上述驅(qū)動裝置，那么，即使是一個沒有技巧的初學(xué)者，也能夠體驗到該運載工具運行的樂趣。
按照這種運載工具游戲裝置，其中，該運載工具是一個吊在一根轉(zhuǎn)軸上的平臺，能夠沿著一條擺錘的搖擺軌道向左右自由搖擺。即使是一個初學(xué)者，也能在上面模擬地體驗到與實際上的滑板或滑雪板相似的“半管運動”(一種沿著半圓筒的內(nèi)表面象擺錘那樣左右滑動，并且在離開滑道時，作各種翻轉(zhuǎn)、回旋動作的競技運動)。
如果驅(qū)動裝置具有與上述平臺的弧形下表面接觸的旋轉(zhuǎn)的摩擦輪，使平臺搖擺，那么，當(dāng)該摩擦輪與平臺的下表面接觸時，就能夠控制該平臺的搖擺；而當(dāng)摩擦輪不與平臺的下表面接觸時，則平臺作自然擺錘那樣的運動，所以就能使平臺實現(xiàn)非常近似于實際上的“半管運動”那樣的運動。
如果在平臺上設(shè)置用游戲者的腳來操縱的操縱裝置，則游戲者就能得到模擬實際上的滑板那樣的體驗。
如果上述操縱裝置在該平臺的上表面設(shè)有一對游戲者能踏在上面的踏板，并且在相應(yīng)的踏板上安裝了壓力傳感器來檢測腳踏的力量，再把壓力傳感器的檢測信號用作操縱信號，游戲者就能以在實際的滑板上同樣的方式，把自己身體的重量在左右腳之間倒換，改變腳踏的力量，來操縱平臺。
如果上述控制裝置向驅(qū)動裝置輸出一個指令信號，當(dāng)根據(jù)該運載工具的搖擺狀態(tài)來判斷，從這一對腳踏板所發(fā)出的指令信號的內(nèi)容和時間都恰當(dāng)，便能加快運載工具當(dāng)前的搖擺。這種平臺的操縱方式幾乎和真的滑板完全一樣，游戲者能獲得模擬實際滑板的更近似的體驗。由于更加恰當(dāng)?shù)牟倏v加快了搖擺，游戲者就能體驗到更令人興奮的運動。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，上述操縱裝置包括許多對設(shè)置在平臺上表面上的踏板，許多個游戲者的腳可以分別踏在這些踏板上，并且，在各踏板上都安裝了壓力傳感器，用以檢測左右腳踏在上面的力量，而從壓力傳感器發(fā)出的檢測信號用作操縱信號。這樣，一個平臺上就可以有許多游戲者做游戲。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，上述控制裝置從一對腳踏板所發(fā)出的操縱信號中選擇一個操縱信號，這個信號根據(jù)運載工具的搖擺狀態(tài)來判斷，其指令和發(fā)出的時刻是最恰當(dāng)?shù)模岩粋€根據(jù)該被選擇的信號的指令信號輸出給驅(qū)動裝置，以加快運載工具當(dāng)前的搖擺，由于在同一個平臺的許多游戲者的操縱動作中選擇了最恰當(dāng)?shù)牟倏v方式，所以該平臺是按照最熟練的好手的操縱動作來運動的，結(jié)果，其他與該好手乘坐在同一個平臺上的游戲者也能夠得到同樣興奮的體驗。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，該運載工具是一個吊在一根搖擺轉(zhuǎn)軸上的平臺，能夠繞著它本身的中央垂直軸線轉(zhuǎn)動，它具有一條朝向左右方向的搖擺軌道，和一條繞著上述垂直軸線的旋轉(zhuǎn)軌道；設(shè)置在相應(yīng)的搖擺軌道上的搖擺驅(qū)動裝置，搖擺檢測裝置和搖擺操縱裝置；設(shè)置在相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軌道上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，旋轉(zhuǎn)檢測裝置和旋轉(zhuǎn)操縱裝置；并且上述各控制裝置向各軌道上相應(yīng)的驅(qū)動裝置發(fā)出相應(yīng)的指令信號，于是，這個平臺就能以與真的“半管運動”同樣的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和搖擺。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，在上述平臺的上表面上用樞軸安裝了一塊支承著一對踏板的傾斜板，以便能夠傾斜；上述搖擺操縱裝置由上述踏板和安裝在踏板上的壓力傳感器組成，壓力傳感器的檢測信號就用作搖擺操縱信號；上述旋轉(zhuǎn)操縱裝置由傾斜板和安裝在傾斜板上的傾斜傳感器組成，該傾斜傳感器的檢測信號就用作旋轉(zhuǎn)的操縱信號，游戲者把他的左腳和右腳分別放在上述踏板上，向前或向后移動他自身的重量，就能控制旋轉(zhuǎn)，而向左或向右移動他自身的重量，就能控制搖擺。
按照上述運載工具游戲裝置，其中，當(dāng)所發(fā)出的搖擺操縱信號適合平臺當(dāng)前的搖擺狀態(tài)時，上述控制裝置向搖擺驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，加快平臺的搖擺；當(dāng)所發(fā)出的旋轉(zhuǎn)操縱信號適合平臺當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，上述控制裝置向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，加快平臺的旋轉(zhuǎn)。如果游戲者對搖擺操縱得好，平臺搖擺的速度和角度就增大，給游戲者以更加興奮的體驗，同樣，如果游戲者對旋轉(zhuǎn)操縱得好，平臺的旋轉(zhuǎn)速度可以高好幾倍，結(jié)果，游戲者能夠享受到更加有趣的游戲。
如果上述控制裝置判斷上述旋轉(zhuǎn)操縱信號的時刻很適當(dāng)，便向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，使得平臺在搖擺速度較慢的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)得更快些，則平臺就能在搖擺速度較慢時，離開軌道表面而旋轉(zhuǎn)得很快，就象真的“半管運動”的情形一樣。
按照本發(fā)明的運載工具游戲裝置，其中，在上述平臺的上表面上用樞軸安裝了一塊支承著許多對踏板的傾斜板，以便能夠傾斜，在這些踏板上相應(yīng)地分別安裝了壓力傳感器作為搖擺操縱裝置，并各自發(fā)出搖擺操縱信號，而上述控制裝置從這些搖擺操縱信號中選擇一個其指令和時刻最適合平臺當(dāng)時的搖擺狀態(tài)的信號，并根據(jù)該被選擇的信號向搖擺驅(qū)動裝置發(fā)出一個指令信號，以促進(jìn)平臺當(dāng)前的搖擺運動。在一個平臺上可以同時乘坐許多游戲者來進(jìn)行操縱，而一個好手的操縱必然更為出眾，所以，一起乘坐的其他游戲者能與好手共享這種興奮的經(jīng)歷。但是，由于旋轉(zhuǎn)的操縱是由使傾斜板傾斜來實施的，而這是由許多游戲者來操縱的，所以只有在全體游戲者一致行動時，平臺才旋轉(zhuǎn)。
下面，參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。附圖中

圖1是按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的“半管運動”游戲裝置的外觀圖；圖2是該裝置略去了一部分的正視圖；圖3是平臺的吊掛結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖4是搖擺機構(gòu)主要部分的剖視圖；圖5是旋轉(zhuǎn)機構(gòu)主要部分的剖視圖；圖6是包括水平旋轉(zhuǎn)框架的平臺的頂視圖；圖7是局部剖開的平臺的正視圖；圖8是局部剖開的平臺的側(cè)視圖；圖9是局部剖開的搖擺驅(qū)動機構(gòu)的正視圖；圖10是搖擺驅(qū)動機構(gòu)的側(cè)視圖；圖11是一個粗略的框圖，表示半管運動游戲裝置的控制系統(tǒng)；圖12是用來說明搖擺的控制方法的圖；圖13是用來說明旋轉(zhuǎn)的控制方法的圖；圖14是說明設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度的方法的圖；圖15是表示游戲程序的一個例子的流程圖；圖16是說明用游戲程序改變平臺的搖擺的圖。
下面，參照圖1-16描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
圖1是按照優(yōu)選實施例的半管運動游戲裝置的外觀圖。
該裝置的前后是用兩根斜向設(shè)立的支柱2、2把上端連接起來形成的三角架，在兩根支柱連接起來的三角架的上端架著一根水平的橫管3。
在水平橫管3的下面有一根也貫穿在兩個三角架之間的，與橫管3平行的樞軸4。樞軸4通過若干對支承托架5吊在水平橫管3上。在圖1所示的裝置中，沿著水平橫管3以相等的間隔設(shè)置了4對支承托架5。
在每一對支承托架5的中間吊著一根搖擺桿6，搖擺桿6的基端裝在樞軸4上，能夠轉(zhuǎn)動。一個模擬滑板或滑雪板的平臺8用一對旋轉(zhuǎn)臂7吊在搖擺桿6上。
因此，上述平臺8就能繞著樞軸4象擺錘一樣的左右搖擺。前后一共設(shè)置了四個這樣的平臺8，而每一個平臺8上能裝載一到兩個游戲者P。
沿著平臺8在上面搖擺的軌道建造了一個象半管那樣的構(gòu)架10。
在構(gòu)架10的前面設(shè)置了一塊用于指導(dǎo)游戲的告示牌11，在該告示牌11的一側(cè)豎立了一個為值班員Q用的了望臺。
參加游戲的游戲者P乘坐在上述平臺8上，背靠著一根旋轉(zhuǎn)臂7，系著一根安全帶。
在沿著平臺8的軌道延伸的構(gòu)架10的底部，設(shè)有搖擺驅(qū)動機構(gòu)，它利用摩擦輪60來使平臺8搖擺。
上述平臺8既能旋轉(zhuǎn)，也能象擺錘那樣沿著構(gòu)架擺動，因此平臺8上的游戲者P就能享受好像真的參加了半管運動一樣的體驗。
在真的半管運動的板上是不能同時站兩個人的，但在平臺8上卻可以同時站兩個人。
如圖3所示，搖擺桿6的上端安裝在樞軸4上，能夠轉(zhuǎn)動，一對旋轉(zhuǎn)臂7從水平旋轉(zhuǎn)框架15的兩端延伸下來，它支承在搖擺桿6的下端，能夠旋轉(zhuǎn)。
平臺8設(shè)置在兩根旋轉(zhuǎn)臂7的中間。因此，平臺8能夠繞著搖擺桿6轉(zhuǎn)動，也能夠繞著樞軸4左右搖擺。這樣，平臺8就有兩條運動軌跡，一條是搖擺的軌跡，一條是轉(zhuǎn)動的軌跡。
圖4表示了搖擺桿6基端處樞軸部分的細(xì)節(jié)。一塊向前后方向延伸的連接板20垂直地固定在搖擺桿6的基端上，在這塊連接板20上豎立著一對前、后支承板21。各支承板21都布置在相應(yīng)的支承托架5的里側(cè)，中間穿過樞軸4，并通過軸承22支承在樞軸4上。
在一個支承托架5與一塊相應(yīng)的支承21之間，在樞軸4上安裝了一個齒輪23。該齒輪23與安裝在脈沖發(fā)生器25和轉(zhuǎn)數(shù)表傳感器26的轉(zhuǎn)軸上的齒輪27嚙合，而脈沖發(fā)生器25和轉(zhuǎn)數(shù)表傳感器26則通過一個安裝件24支承在支承托架5上。因此，平臺8的搖擺角度可由脈沖發(fā)生器25來檢測，而平臺8的搖擺的角速度則由轉(zhuǎn)數(shù)表傳感器26來檢測。
圖5表示在搖擺桿6底部的用于使水平旋轉(zhuǎn)框架15轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)。搖擺桿6的下端6a通過軸承30安裝在水平旋轉(zhuǎn)框架15的中央。一個固定在軸承30的外座圈30a上的齒輪31與固定在一臺旋轉(zhuǎn)伺服電動機33的驅(qū)動軸上的齒輪34嚙合，上述伺服電動機用一個安裝架32固定在搖擺桿6上。所以，上述水平旋轉(zhuǎn)框架15是由上述旋轉(zhuǎn)伺服電動機通過齒輪34、31來驅(qū)動，繞著搖擺桿6旋轉(zhuǎn)的。在和搖擺桿6成為一體的一個下端部與從外座圈30a向下延伸的一部分之間，安裝了一個位置傳感器35，用于檢測平臺8旋轉(zhuǎn)的基點。
水平旋轉(zhuǎn)框架15用一對旋轉(zhuǎn)臂7與平臺8連接。如圖6所示，水平旋轉(zhuǎn)框架15的方向相對于平臺8的長度方向是斜的，而且，每一根從水平旋轉(zhuǎn)框架15的兩端伸下來的旋轉(zhuǎn)臂在中途分成兩根分支，然后固定在平臺8的側(cè)邊上。因此，兩根旋轉(zhuǎn)臂7在平臺上的固定位置，在平臺8的長度方向是錯開的。
平臺8在上表面的中間有一個矩形開口，一塊傾斜板40安裝在該開口中，與開口之間留有小的間隙。該傾斜板40的兩端用兩個同軸線的銷軸41支承著，使它能繞著銷軸41自由地傾斜。但是，這塊傾斜板40平常要迫使它保持水平，并且它的傾斜角度被限制得很小。
如圖8所示，在傾斜板40的兩條長向側(cè)邊中間的下方，設(shè)置了限位開關(guān)42、42，所以，就能夠檢測出傾斜板40使無論那一個限位開關(guān)42斷開時的傾斜程度。
如圖7所示，在矩形的長傾斜板40的上表面上，形成了排成一排的四塊矩形踏板45。當(dāng)踏在這些踏板45上時，它們能產(chǎn)生一些位移，在每一塊踏板的下面設(shè)有壓力傳感器46，以檢測施加在這些踏板上的壓力。
上述踏板45的位置都處在銷軸41的軸線上。游戲者站在傾斜板上面，背靠旋轉(zhuǎn)臂7，兩只腳踏在相鄰的兩塊踏板45、45上。
因此，當(dāng)游戲者P把他的體重?zé)o論移動到左腳還是右腳上時，踏板45下面的壓力傳感器46都能通過比較兩個檢測到的值，測出移動的重量。此外，當(dāng)游戲者把體重移動到腳跟或腳趾上時，上述傾斜板40便傾斜，而移動的體重能用兩個限位開關(guān)42檢測出來。
當(dāng)兩個游戲者P一起乘坐在平臺8上時，對于每一個游戲者都能夠檢測出在兩只腳之間移動的體重。但是，由于兩個游戲者共用一塊傾斜板40，如果兩個人讓傾斜板40傾斜的方向相反，則傾斜的運動互相抵消，傾斜板40就不傾斜，直到兩個人使傾斜板40傾斜的方向互相一致，使限位開關(guān)42斷開為止。
在平臺8的下表面上，通過一個連接部分50安裝了兩根滑軌51。這兩根滑軌51沿著平臺8的長度方向互相平行，其下表面為圓滑的弧形表面。
一方面，如圖2所示，在裝在半管狀構(gòu)架10中的框架10a的朝上的半圓弧形的底部，以相等的間距對稱于中心線，總共設(shè)置了七個摩擦輪60，其中一個設(shè)置在中心線上。平臺8的滑軌51依次與這些摩擦輪60接觸。
圖9和10表示處于中央的摩擦輪60和與它鄰近的搖擺機構(gòu)。在底板61上豎立著一對前、后軸承板62，中間裝了一根樞軸63。一個搖擺框架64的一端用樞軸支承在該樞軸63上，沿著水平方向延伸，在搖擺框架64的另一端與底板61之間設(shè)置了一個壓縮彈簧65。
一個齒輪箱66安裝在能夠上下?lián)u擺的搖擺框架64上。該齒輪箱66具有向左右伸出來的動力傳遞軸67、67和向前后伸出來的輸出軸68、68。因此，從一根動力傳遞軸67輸入的動力通過互相嚙合的傘齒輪傳遞給前、后輸出軸68、68，使輸出軸轉(zhuǎn)動，同時，也傳遞給另一根動力傳遞軸67，使它以與上面提到的那根動力傳遞軸67同樣的速度，向同一個方向旋轉(zhuǎn)。
在前、后輸出軸68上裝有相應(yīng)的一起轉(zhuǎn)動的摩擦輪60。
在一根動力傳遞軸67上固定了一個皮帶輪69，一根傳動皮帶72繞在這個皮帶輪69上。一臺搖擺伺服電動機70安裝在底板61上，另一個皮帶輪71安裝在該電動機的驅(qū)動軸上，所以，搖擺伺服電動機70便能驅(qū)動上述一根動力傳遞軸67。
左、右動力傳遞軸67的頂端通過萬向節(jié)74與連接桿75連接。各連接桿75都通過一個同樣的萬向節(jié)74與相鄰齒輪箱66的動力傳遞軸67連接，以傳遞動力。
其他的齒輪箱66都具有同樣的結(jié)構(gòu)，只是只有中央的齒輪箱66上才裝有皮帶輪69。各相鄰的齒輪箱66都通過萬向節(jié)74和連接桿75來傳遞動力。
因此，上述七對摩擦輪60是由一臺搖擺伺服電動機70，通過互相用連接桿75連接起來的七個齒輪箱66來驅(qū)動的，使它們一起向同一個方向以同樣的速度轉(zhuǎn)動。于是，裝有與摩擦輪60接觸的滑軌51的平臺8便借助于摩擦輪60的轉(zhuǎn)動而搖擺。上述摩擦輪60是由壓縮彈簧65壓向滑軌51的下表面，來保證其滾動接觸的。
圖11是具有上述結(jié)構(gòu)的半管運動游戲裝置1的控制系統(tǒng)大致的框圖。
計算機控制是由一個控制器80來實現(xiàn)的。輸入控制器80中的操縱信號有從四個壓力傳感器46和兩個限位開關(guān)42輸入的有關(guān)兩個游戲者P的腳的操縱信號，從脈沖發(fā)生器25發(fā)來的搖擺角度檢測信號，從轉(zhuǎn)數(shù)表傳感器26發(fā)來的搖擺角速度檢測信號，以及從位置傳感器35發(fā)來的旋轉(zhuǎn)原點檢測信號。
控制器80在處理了這些輸入的信號之后，向電動機驅(qū)動器81輸出一個搖擺指令信號，讓它根據(jù)該指令驅(qū)動搖擺伺服電動機70。這臺控制器80還向電動機驅(qū)動器82輸出一個旋轉(zhuǎn)指令信號，讓它根據(jù)指令驅(qū)動旋轉(zhuǎn)伺服電動機33。
首先，描述搖擺控制。請參閱圖12，“O”表示一個與樞軸4相當(dāng)?shù)臄[錘的支點，擺角θ從擺錘的最低點θ0開始測量。在最低點θ0兩側(cè)的摩擦輪60驅(qū)動區(qū)域的范圍內(nèi)，可以控制平臺8的搖擺。在兩側(cè)的驅(qū)動區(qū)域以外，是自由區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)的搖擺是不能控制的，平臺8在該區(qū)域內(nèi)作自然擺運動。
當(dāng)處于自然擺運動狀態(tài)下時，設(shè)最大搖擺角度為θM，則按照能量不滅定律，在搖擺角度為θ時的速度V按下式確定V＝{2gL(cosθ-cosθM)}1/2(1)式中g(shù)是重力加速度，L是擺錘的長度。
當(dāng)平臺8加速時，要把最大搖擺角度設(shè)定在當(dāng)前的最大搖擺角度θM更大的值上，而在驅(qū)動區(qū)域內(nèi)某一個搖擺角度θ上的速度則按照上述公式(1)進(jìn)行計算。而將上述搖擺伺服電動機70控制在，當(dāng)平臺8的搖擺角度為θ時，摩擦輪60的圓周速度為V。
平臺8減速時的情形也一樣。此時，要把最大搖擺角度設(shè)定在小于當(dāng)前最大搖擺角度θM的值上。
無論平臺8是加速還是減速，其加速的程度(即平臺8的最大搖擺角度)都由游戲者P對平臺8的操縱來確定。
游戲者P的左、右腳分別踏在踏板45上的重量由壓力傳感器46來檢測，當(dāng)要把最大搖擺角度變大時，游戲者必須及時把他的體重更多地移動到一塊踏板45上。
當(dāng)平臺開始回位時，如果游戲者把他的體重更多地向前移動到前方的踏板45上，平臺便加速，于是最大搖擺角度便超過預(yù)定的值。
當(dāng)平臺8從最大搖擺角度開始回位時，它的加速度很大，當(dāng)搖擺角度變小時，加速度就減小。因此，最大搖擺角度的度數(shù)決定于重量移動的時間，所以這是需要技術(shù)的。
具有高明技術(shù)的游戲者P能使平臺8的最大搖擺角度變得很大，享受一種令人興奮的游戲，并能吸引圍觀者的注意。
上面描述了一個游戲者乘坐在平臺8上時的基本搖擺控制。當(dāng)兩個游戲者乘坐在一個平臺8上時，要對兩個游戲者P移動體重的操縱時刻進(jìn)行比較，以便選擇一個更加適當(dāng)?shù)募铀俨倏v動作，使得最大搖擺角度更大一些。
即，加速度是根據(jù)平臺8開始從最大搖擺角度回位時，立刻把體重向平臺的前方移動的那個游戲者的操縱動作來進(jìn)行的。因此，當(dāng)有兩個技術(shù)不一樣的游戲者乘坐在同一個平臺8上時，搖擺運動是根據(jù)具有更高明的技術(shù)的游戲者的操縱來進(jìn)行的，所以另一個游戲者也能夠享受到同樣有趣的游戲。
換一種方式，當(dāng)兩個游戲者的操縱時間不同時，可以根據(jù)操縱的平均時刻來確定最大搖擺角度。此時，如果平臺上的兩個游戲者的操縱時刻重合而且最恰當(dāng)，就能使最大搖擺角度更大。
對于最大搖擺角度要設(shè)定一個極限搖擺角度θZ。
接著，對旋轉(zhuǎn)控制進(jìn)行說明。
平臺8是由于限位開關(guān)42檢測到傾斜板40因游戲者腳的操縱而傾斜，使得旋轉(zhuǎn)伺服電動機33按照上述檢測信號開動而轉(zhuǎn)動的。操縱時刻對于平臺8的轉(zhuǎn)動也有很大的影響。
請參閱圖13，控制的方式根據(jù)平臺8搖擺角度θ而不同。在由小于極限搖擺角度θZ的搖擺角度θS限定的邊界內(nèi)，定為搖擺角度范圍較小的連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式區(qū)域，而在大于搖擺角度θS到極限搖擺角度θZ的范圍內(nèi)，則稱為旋轉(zhuǎn)的命令方式區(qū)域。
當(dāng)平臺8處在連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式區(qū)域內(nèi)時，旋轉(zhuǎn)的控制是以這樣的方式實現(xiàn)的，即，旋轉(zhuǎn)是連續(xù)進(jìn)行的，直到某一個限位開關(guān)接通為止。但旋轉(zhuǎn)的最高速度要根據(jù)平臺8的搖擺速度來確定。
也就是說，如圖14所示，搖擺速度與旋轉(zhuǎn)速度基本上互相成反比。在最大搖擺角度處的搖擺速度(圖14中的虛線)為零，然后逐漸增大，在平臺8的最低點達(dá)到最高速度，然后再逐漸降低，在另一個最大搖擺角度處又達(dá)到零。另一方面，旋轉(zhuǎn)速度(圖14中的實線)也在變化，使得搖擺和旋轉(zhuǎn)兩種速度的和大致為常數(shù)。即，在最大搖擺角度處，旋轉(zhuǎn)速度最高，而搖擺速度為零；當(dāng)搖擺角度逐漸減小時，旋轉(zhuǎn)速度也減小，在最低點上的旋轉(zhuǎn)速度最小。以上是在連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式區(qū)域內(nèi)的旋轉(zhuǎn)的控制過程。
在旋轉(zhuǎn)的命令方式區(qū)域，如果限位開關(guān)42在適當(dāng)?shù)臅r刻接通，那么平臺8至多旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，如果限位開關(guān)42是斷開的，則平臺8的旋轉(zhuǎn)便減速，并且在平臺8朝向搖擺的前進(jìn)方向時停止旋轉(zhuǎn)。
由于上述旋轉(zhuǎn)的命令方式區(qū)域本身是一個搖擺速度小的范圍，而平臺8此時的位置很高，所以平臺8能象真的半管運動的滑板從半管上跳出來一樣的旋轉(zhuǎn)。
平臺8有兩個限位開關(guān)42，其中無論那一個接通，就按照該限位開關(guān)來決定旋轉(zhuǎn)的方向。
當(dāng)只有一個游戲者乘坐在平臺上時，限位開關(guān)42操作可以按照他一個人的意愿來進(jìn)行，但，如果平臺8上乘坐了兩個人時，由于兩個人共同站在一塊傾斜板40上，如果兩個人試圖使傾斜板40傾斜的方向相反，傾斜板40就不傾斜，哪一個限位開關(guān)42也不會接通。只有當(dāng)兩個游戲者使傾斜板40向同一個方向傾斜時，傾斜板40才傾斜，限位開關(guān)42才能檢測到它的傾斜。
按照以上所述的半管運動游戲裝置，當(dāng)游戲者P乘坐在平臺8上，系好安全帶，開始游戲時，稍過一些時間，無論游戲者如何操縱，搖擺伺服電動機便向正反兩個方向開動，平臺8的搖擺角度逐漸增大。因此，即使是初學(xué)者，也能進(jìn)行這種游戲?；蛘?，即使是對于真的滑板或滑雪板毫無經(jīng)驗的人，也能夠做這種游戲，并且能饒有興趣地享受到半管運動的樂趣。
圖15和16中表示了這種游戲的程序的一個例子。圖15是游戲程序的流程圖，圖16是表示按照這種游戲程序，平臺搖擺的變化曲線圖。
首先，參照圖16說明搖擺變化的整個過程。在游戲者乘上平臺8后，一開始，不管游戲者P如何操縱，平臺8都開始搖擺，使其最大搖擺角度θM達(dá)到起始角度θ1。之后，如果游戲者P在最適當(dāng)?shù)臅r刻操縱踏板45，就能在最短的時間Ta內(nèi)使最大搖擺角度達(dá)到極限搖擺角度θZ(圖16中的假想線)。但是，即使游戲者P的操縱時刻完全不適當(dāng)，或者游戲者沒有操縱，也能夠經(jīng)過一段最長的時間Tb之后達(dá)到極限角度θZ(圖16中的點劃線)。
這就是說，一般，最大搖擺角度θM在圖16中的假想線與點劃線之間變化。如果游戲者是一個具有高超技術(shù)的好手，最大搖擺角度的變化將接近假想線，最大搖擺角度能在很短的時間里達(dá)到極限搖擺角度。這樣，這個好手就能在旋轉(zhuǎn)的命令方式區(qū)域內(nèi)停留更長的時間，享受平臺8旋轉(zhuǎn)的樂趣。
在到達(dá)時間Tb之后，最大搖擺角度θM逐漸減小到起始角度θ1，然后，平臺回到游戲者乘上平臺的基本位置。
按照圖15中的上述游戲的流程圖，首先，游戲者P乘上平臺8，系緊安全帶(步驟1)，然后，平臺8搖擺到起始角度θ1(步驟2)。接著，游戲計時器開始計時(步驟3)，于是，開始控制搖擺的速度(步驟4)。
在最大搖擺角度θM達(dá)到極限搖擺角度θZ(步驟5)之前，在最大搖擺角度θM上增加Δθ，使最大搖擺角度逐漸增大(步驟6)。如果游戲者的操縱指令和時刻適當(dāng)，相應(yīng)的Δθ值就大，就能在很短的時間內(nèi)達(dá)到極限搖擺角度θZ。
當(dāng)最大搖擺角度θM達(dá)到了極限搖擺角度θZ(步驟5)時，流程便從步驟5進(jìn)到步驟7，并在此等待，直到游戲計時器達(dá)到Tb為止，所以游戲者便能在這一段時間里享受旋轉(zhuǎn)游戲的樂趣。
當(dāng)游戲計時器到達(dá)時間Tb時(步驟7)，流程便進(jìn)入步驟8。在步驟9中，從最大搖擺角度θM中減去Δθ，逐漸降低最大搖擺角度θM，直到最大搖擺角度θM達(dá)到起始角度θ1。
當(dāng)最大搖擺角度θM達(dá)到起始角度θ1時(步驟8)流程便進(jìn)入步驟10，完成搖擺速度的控制，然后，平臺8回到起始的原點(步驟11)。
此后，游戲者解開安全帶(步驟12)，從中解放出來(步驟13)，走下平臺8，結(jié)束游戲。
按照以上的游戲程序，即使是初學(xué)者也能夠把平臺8搖擺到極限搖擺角度θZ，能經(jīng)歷幾乎與一個好手同樣的過程，各種階層的人都可以玩這種游戲。
但，以上的游戲程序只是一個例子，換一種方式，也可以設(shè)置這樣的游戲程序，即，如果操縱得不適當(dāng)，最大搖擺角度θM就不能達(dá)到極限搖擺角度θZ。按照這種游戲程序，只有好手才能享受到令人激動的有趣的游戲，而普通人則能激起掌握更好技巧的愿望。此外，還可以有各種各樣的游戲程序。
本發(fā)明可用于運載工具游戲裝置，它具有一臺沿著一條預(yù)定的軌道作各種變化的運動的模擬的運載工具，游戲者乘坐在它上面，自己進(jìn)行操縱。
權(quán)利要求
1.一種運載工具游戲裝置，它包括一輛游戲者乘坐在上面的以變化的速度運動的運載工具；驅(qū)動該運載工具的驅(qū)動裝置；用于檢測該運載工具的狀態(tài)的檢測裝置；設(shè)置在該運載工具上的操縱裝置；以及根據(jù)從檢測裝置輸入的檢測信號和從操縱裝置輸入的操縱信號，控制上述驅(qū)動裝置的控制裝置；上述控制裝置根據(jù)檢測信號來判斷運載工具的運動狀態(tài)，并參照運載工具的狀態(tài)確定操縱的指令和發(fā)出操縱信號的時刻，向驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號。
2.如權(quán)利要求1所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述運載工具沿著一條軌道作各種運動，而該軌道則劃分為運載工具自動地進(jìn)行運動的區(qū)域，和根據(jù)游戲者的操縱而進(jìn)行各種不同運動的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1或2所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，當(dāng)上述操縱信號和發(fā)出信號的時刻是根據(jù)對運載工具當(dāng)時狀態(tài)的正確判斷而作出的時，上述控制裝置便向上述驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，以促進(jìn)該運載工具此時的運動。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述運載工具沿著若干條軌道作不同的運動，并分別為每一根軌道設(shè)置了驅(qū)動裝置、檢測裝置和操縱裝置，上述控制裝置為每一條軌道向相應(yīng)的驅(qū)動裝置輸出指令信號。
5.如權(quán)利要求4所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，該運載工具游戲裝置在各條軌道上的變化著的運動速度之和始終低于預(yù)定值。
6.如權(quán)利要求5所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述運載工具沿著兩條條軌道作不同的運動，并且，在一條軌道上的變化的速度與在另一條軌道上的變化的速度之和是一個常數(shù)，而且，當(dāng)在一條軌道上的速度為最大值時，在另一條軌道上的速度為最小值。
7.如權(quán)利要求1-6中任何一項權(quán)利要求所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，為該運載工具的一條軌道設(shè)置了若干個操縱裝置，并且，上述控制裝置根據(jù)從這許多操縱裝置發(fā)來的操縱信號來確定輸出到上述驅(qū)動裝置中去的指令信號。
8.如權(quán)利要求7所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述控制裝置根據(jù)運載工具的狀態(tài)，從這許多操縱信號中選擇一個最恰當(dāng)?shù)牟倏v信號，以確定指令信號。
9.如權(quán)利要求7所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述控制裝置根據(jù)運載工具的運行狀態(tài)，從這些操縱信號中計算出一個平均值來，以決定上述指令信號。
10.一種運載工具游戲裝置，它包括一輛游戲者乘坐在上面的以變化的速度運動著的運載工具；驅(qū)動該運載工具的驅(qū)動裝置；用于輸出與游戲者的操縱動作相對應(yīng)的操縱信號的操縱信號輸出裝置；用于檢測運載工具的狀態(tài)的檢測裝置；以及用于控制上述驅(qū)動裝置的控制裝置，該控制裝置只在它判斷上述運載工具處在預(yù)定的狀態(tài)下時才按照上述操縱信號改變運載工具的運動狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，當(dāng)上述檢測裝置所檢測到的運載工具的狀態(tài)與預(yù)定的狀態(tài)不同時，上述控制裝置就根據(jù)一種程序自動地控制上述驅(qū)動裝置。
12.如權(quán)利要求1-11中任何一項權(quán)利要求所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述運載工具是一個吊在一根轉(zhuǎn)軸上的平臺，能夠沿著一條擺錘的搖擺軌道向左右自由搖擺。
13.如權(quán)利要求12所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述驅(qū)動裝置具有與上述平臺的弧形下表面接觸的旋轉(zhuǎn)的摩擦輪，以使平臺搖擺。
14.如權(quán)利要求12或13所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，在上述平臺上設(shè)置了用游戲者的腳操縱的操縱裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述操縱裝置是設(shè)置在該平臺的上表面上的一對游戲者能踏在上面的踏板，并且在相應(yīng)的踏板上安裝了壓力傳感器來檢測腳踏的力量，上述壓力傳感器的檢測信號用作操縱信號。
16.如權(quán)利要求15所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述控制裝置向驅(qū)動裝置輸出一個指令信號，當(dāng)根據(jù)該運載工具的搖擺狀態(tài)來判斷，從這一對腳踏板所發(fā)出的指令信號的內(nèi)容和時間都恰當(dāng)時，該指令信號便加快運載工具當(dāng)前的搖擺。
17.如權(quán)利要求14所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述操縱裝置包括許多對設(shè)置在平臺上表面上的踏板，許多個游戲者的腳可以分別踏在這些踏板上，并且，在各踏板上都安裝了壓力傳感器，用以檢測左右腳踏在上面的力量，而從壓力傳感器發(fā)出的檢測信號用作操縱信號。
18.如權(quán)利要求17所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述控制裝置從一對腳踏板所發(fā)出的操縱信號中選擇一個操縱信號，這個信號根據(jù)運載工具的搖擺狀態(tài)來判斷，其指令和發(fā)出的時刻是最恰當(dāng)?shù)?，并把一個根據(jù)該被選擇的信號的指令信號輸出給驅(qū)動裝置，以加快運載工具當(dāng)前的搖擺。
19.如權(quán)利要求1-11中任何一項權(quán)利要求所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述運載工具是一個吊在一根搖擺樞軸上的平臺，能夠繞著它本身的中央垂直軸線轉(zhuǎn)動，它具有一條朝向左右方向的搖擺軌道，和一條繞著上述軸線的旋轉(zhuǎn)軌道；設(shè)置在相應(yīng)的搖擺軌道上的搖擺驅(qū)動裝置，搖擺檢測裝置和搖擺操縱裝置；設(shè)置在相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軌道上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，旋轉(zhuǎn)檢測裝置和旋轉(zhuǎn)操縱裝置；并且上述各控制裝置向各軌道上相應(yīng)的驅(qū)動裝置發(fā)出相應(yīng)的指令信號。
20.如權(quán)利要求19所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，在上述平臺的上表面上用樞軸安裝了一塊支承著一對踏板的傾斜板，以便它能夠傾斜；上述搖擺操縱裝置由上述踏板和安裝在踏板上的壓力傳感器組成，壓力傳感器的檢測信號就用作搖擺操縱信號；上述旋轉(zhuǎn)操縱裝置由傾斜板和安裝在傾斜板上的傾斜傳感器組成，該傾斜傳感器的檢測信號就用作旋轉(zhuǎn)的操縱信號。
21.如權(quán)利要求20所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，當(dāng)所發(fā)出的搖擺操縱信號適合平臺當(dāng)前的搖擺狀態(tài)時，上述控制裝置向搖擺驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，加快平臺的搖擺；當(dāng)所發(fā)出的旋轉(zhuǎn)操縱信號適合平臺當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，上述控制裝置向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，加快平臺的旋轉(zhuǎn)。
22.如權(quán)利要求21所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，當(dāng)上述控制裝置判斷上述旋轉(zhuǎn)操縱信號的時刻是適當(dāng)?shù)臅r，便向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，使得平臺在搖擺速度較慢的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)得更快些。
23.如權(quán)利要求19所述的運載工具游戲裝置，其特征在于，上述平臺的上表面上用樞軸安裝了一塊支承著許多對踏板的傾斜板，以便能夠傾斜；在這些踏板上相應(yīng)地分別安裝了壓力傳感器作為搖擺操縱裝置，并各自發(fā)出搖擺操縱信號；并且，上述控制裝置從這些搖擺操縱信號中選擇一個其指令和時刻最適合平臺當(dāng)時的搖擺狀態(tài)的信號，并根據(jù)該被選擇的信號向搖擺驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號，以促進(jìn)平臺當(dāng)前的搖擺運動。
全文摘要
一種游戲者自己操縱的運載工具游戲裝置,它包括:一輛游戲者乘坐的以變化的速度運動的運載工具;驅(qū)動該運載工具的驅(qū)動裝置;用于檢測該運載工具的狀態(tài)的檢測裝置;設(shè)置在該運載工具上的操縱裝置;以及根據(jù)從檢測裝置輸入的檢測信號和從操縱裝置輸入的操縱信號,控制驅(qū)動裝置的控制裝置?？刂蒲b置根據(jù)檢測信號判斷運載工具的運動狀態(tài),并參照運載工具的狀態(tài)確定操縱的指令和發(fā)出操縱信號的時刻,向驅(qū)動裝置發(fā)出指令信號。
文檔編號A63G27/00GK1197405SQ97190842
公開日1998年10月28日 申請日期1997年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月3日
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