運(yùn)動(dòng)平臺(tái)配置的制作方法
【專利說(shuō)明】運(yùn)動(dòng)平臺(tái)配置
[0001]本申請(qǐng)要求2013年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/799146的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在此被援引并入。
發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)使用有源器件，例如線性致動(dòng)器，來(lái)產(chǎn)生平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。尤其，本發(fā)明涉及傳感器的使用(例如，無(wú)源傳感器)，以實(shí)現(xiàn)控制所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的方向和/或位置的目的，以及實(shí)現(xiàn)防止所述有源器件延伸或回縮超過(guò)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)而保護(hù)所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以及所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)所攜帶的任何負(fù)載的目的。
【背景技術(shù)】
[0003]在多種多樣的應(yīng)用中都會(huì)使用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。例如，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以用于交通工具模擬裝置中(例如，飛行器模擬裝置)以用于訓(xùn)練目的以及娛樂(lè)目的。如美國(guó)專利公開(kāi)文獻(xiàn)第2006/0222539號(hào)所解釋的，通過(guò)操作一個(gè)或多個(gè)位于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)下方的致動(dòng)器，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以繞其一個(gè)或多個(gè)軸運(yùn)動(dòng)，如該公開(kāi)文獻(xiàn)的圖1所示。同樣，如在該公開(kāi)文獻(xiàn)中所解釋的，可以使用傳感器以確定所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置或方向。
[0004]美國(guó)專利公開(kāi)文獻(xiàn)2006/0222539中的每個(gè)傳感器的位置都“直接鄰近致動(dòng)器”。于是微處理器從傳感器接收并解碼信號(hào)，并且在此基礎(chǔ)上，計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置或方向。所述計(jì)算然后可被用于反饋控制信號(hào)至所述致動(dòng)器，以進(jìn)一步控制和/或校正所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置或方向。
[0005]每個(gè)傳感器也可以被用于向相應(yīng)的致動(dòng)器提供行程終端(end of travel, EOT)保護(hù)。這樣，每個(gè)傳感器更具體地向相應(yīng)的致動(dòng)器提供離散的位置傳感，以便確定所述致動(dòng)器延伸或收縮的程度，并且防止所述致動(dòng)器在其預(yù)期范圍外操作。
[0006]尤其在高速應(yīng)用中，所述微處理器必須接收來(lái)自所述傳感器的輸出信號(hào)并且快速準(zhǔn)確地進(jìn)行上述計(jì)算。這種能力至少部分地取決于所述計(jì)算的復(fù)雜程度。在美國(guó)專利公開(kāi)文獻(xiàn)2006/0222539中，所述計(jì)算可能十分復(fù)雜，因?yàn)閬?lái)自每個(gè)傳感器的輸出信號(hào)并不與相應(yīng)的致動(dòng)器的狀態(tài)連續(xù)地成比例。此外，由于交叉耦合效應(yīng)，每個(gè)傳感器的輸出都會(huì)影響所有傳感器的輸出信號(hào)。所述微處理器然后必須解決該比例性的缺乏以及解決交叉耦合效應(yīng)，因?yàn)槠鋾?huì)導(dǎo)致耗時(shí)且復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程。
[0007]如上所述，存在各種各樣的使用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用。交通工具模擬裝置僅是一個(gè)示例。其他的示例可以是供騎乘的游樂(lè)設(shè)施(amusement ride)，例如神秘探險(xiǎn)類(lèi)乘坐車(chē)輛(dark ride vehicle)，世界各地的許多游樂(lè)園和/或主題公園都使用這種游樂(lè)設(shè)施。描述并請(qǐng)求保護(hù)了神秘探險(xiǎn)類(lèi)乘坐車(chē)輛的示例比如有編號(hào)為7094157、標(biāo)題為“帶有由氣壓驅(qū)動(dòng)的客艙和運(yùn)動(dòng)底座的游樂(lè)乘坐車(chē)輛”的美國(guó)專利，該文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容被援引并入此文。處于申請(qǐng)階段的美國(guó)專利申請(qǐng)第13/470244號(hào)描述并請(qǐng)求保護(hù)了其他示例性的神秘探險(xiǎn)類(lèi)乘坐車(chē)輛，該申請(qǐng)的標(biāo)題為“無(wú)軌神秘探險(xiǎn)類(lèi)乘坐車(chē)輛、系統(tǒng)和方法”，該發(fā)明的全部?jī)?nèi)容也被援引并入此文。
[0008]因此，需要一種其中的上述計(jì)算更不復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)配置。這將特別地為高速運(yùn)動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用提供更好的支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明消除了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的不足，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中提供了一種改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)配置。該改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)配置包括組件的特殊對(duì)齊，所述組件包括多個(gè)有源器件(例如，線性致動(dòng)器)和相應(yīng)的傳感器(例如，無(wú)源傳感器)，使得與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡(jiǎn)化了上述計(jì)算(基于接收自所述傳感器的輸出信號(hào))。本申請(qǐng)中描述的所述改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)至少為高速運(yùn)動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用提供了更好的支持。
[0010]與本發(fā)明的所述改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)配置有關(guān)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以更為精確和高效地完成為解決運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位置和/或方向問(wèn)題所必要的計(jì)算。
[0011]與本發(fā)明有關(guān)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，所述改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)配置為高速運(yùn)動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用提供了更好的支持。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述以及其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)一種包括多個(gè)組件的裝置而獲得，所述裝置包括:底座；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；樞轉(zhuǎn)節(jié)，所述樞轉(zhuǎn)節(jié)位于所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間，并且連接至所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；多個(gè)有源器件和多個(gè)傳感器。所述多個(gè)有源器件中的每一個(gè)均位于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述底座之間，并且在相應(yīng)的第一接點(diǎn)連接至所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在相應(yīng)的第二接點(diǎn)連接至所述底座。此外，所述多個(gè)有源器件中的每一個(gè)能夠在其相應(yīng)的第一接點(diǎn)向所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)施加作用力。所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)均位于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述底座之間，并且在相應(yīng)的第三接點(diǎn)連接至所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在相應(yīng)的第四接點(diǎn)連接至所述底座。進(jìn)一步，所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)與所述多個(gè)有源器件中的相應(yīng)一個(gè)和所述樞轉(zhuǎn)節(jié)對(duì)齊。因此，所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)的第三接點(diǎn)和第四接點(diǎn)與所述樞轉(zhuǎn)節(jié)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)、所述多個(gè)有源器件中的相應(yīng)一個(gè)的第一接點(diǎn)和第二接點(diǎn)位于一個(gè)幾何平面內(nèi)，并且所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)的輸出信號(hào)與所述多個(gè)有源器件中的相應(yīng)一個(gè)的在其第一接點(diǎn)和第二接點(diǎn)之間的長(zhǎng)度保持成比例。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，上述以及其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)獲得，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)包括:底座；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；萬(wàn)向節(jié)，所述萬(wàn)向節(jié)位于所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間，并且連接至所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；多個(gè)線性致動(dòng)器和多個(gè)無(wú)源傳感器。所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的每一個(gè)均位于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述底座之間，并且在相應(yīng)的第一接點(diǎn)連接至所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在相應(yīng)的第二接點(diǎn)連接至所述底座。此外，所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的每一個(gè)能夠在其相應(yīng)的第一接點(diǎn)向所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)施加作用力。所述多個(gè)無(wú)源傳感器中的每一個(gè)位于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述底座之間，并且在相應(yīng)的第三接點(diǎn)連接至所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在相應(yīng)的第四接點(diǎn)連接至所述底座。進(jìn)一步，所述多個(gè)無(wú)源傳感器中的每一個(gè)與所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)和所述萬(wàn)向節(jié)對(duì)齊。因此，所述多個(gè)無(wú)源傳感器中每一個(gè)的第三接點(diǎn)和第四接點(diǎn)與所述萬(wàn)向節(jié)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)、所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)的第一接點(diǎn)和第二接點(diǎn)位于一個(gè)幾何平面內(nèi)，并且所述多個(gè)無(wú)源傳感器中的每一個(gè)的輸出信號(hào)與所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)的在其第一接點(diǎn)和第二接點(diǎn)之間的長(zhǎng)度保持成比例。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，上述或其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)一種包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)的神秘探險(xiǎn)類(lèi)乘坐車(chē)輛獲得，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)包括:底座；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；萬(wàn)向節(jié)，所述萬(wàn)向節(jié)位于所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間，并且連接至所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；多個(gè)線性致動(dòng)器和多個(gè)無(wú)源傳感器。所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的每一個(gè)均位于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述底座之間，并且在相應(yīng)的第一接點(diǎn)連接至所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在相應(yīng)的第二接點(diǎn)連接至所述底座。此夕卜，所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的每一個(gè)能夠在其相應(yīng)的第一接點(diǎn)向所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)施加作用力。所述多個(gè)無(wú)源傳感器中的每一個(gè)位于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和所述底座之間，并且在相應(yīng)的第三接點(diǎn)連接至所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在相應(yīng)的第四接點(diǎn)連接至所述底座。進(jìn)一步，所述多個(gè)無(wú)源傳感器中的每一個(gè)與所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)和所述萬(wàn)向節(jié)對(duì)齊。因此，所述多個(gè)無(wú)源傳感器中每一個(gè)的第三接點(diǎn)和第四接點(diǎn)與所述萬(wàn)向節(jié)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)、所述多個(gè)線性致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)的第一接點(diǎn)和第二接點(diǎn)位于一個(gè)平面內(nèi)，并且每個(gè)所述多個(gè)無(wú)源傳感器的輸出信號(hào)與所述多個(gè)線性致動(dòng)器中相應(yīng)一個(gè)的在其第一接點(diǎn)和第二接點(diǎn)之間的長(zhǎng)度保持成比例。
【附圖說(shuō)明】
[0015]本申請(qǐng)中提供若干附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。更具體地:
[0016]圖1示出了示例性的萬(wàn)向節(jié)(U型節(jié))，所述萬(wàn)向節(jié)可操作地聯(lián)接至底座和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并且所述萬(wàn)向節(jié)位于所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間；
[0017]圖2A和2B示出了有源器件和U型節(jié)，兩者均聯(lián)接至底座和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并且兩者都位于所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間；
[0018]圖3示出了有源器件、U型節(jié)和傳感器，其均聯(lián)接至底座和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并且其都位于所述底座和所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間；
[0019]圖4示出了圖3中的所述有源器件、U型節(jié)和傳感器的相對(duì)位置；
[0020]圖5示出了示例性的無(wú)源傳感器；
[0021]圖6是俯視圖，示出了第一有源器件和傳感器配對(duì)、第二有源器件和傳感器配對(duì)、U型節(jié)的相對(duì)位置，這些部件均可操作地聯(lián)接至