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特表2024-500024モーションプラットホーム装置およびペイロードプラットホームを支持する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-04
(54)【発明の名称】モーションプラットホーム装置およびペイロードプラットホームを支持する方法
(51)【国際特許分類】
G09B 9/12 20060101AFI20231222BHJP
【ＦＩ】
G09B9/12
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023532688
(86)(22)【出願日】2021-12-20
(85)【翻訳文提出日】2023-07-24
(86)【国際出願番号】 EP2021086711
(87)【国際公開番号】W WO2022136225
(87)【国際公開日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】2020606.6
(32)【優先日】2020-12-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523196758
【氏名又は名称】アンシブル モーション リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＮＳＩＢＬＥ ＭＯＴＩＯＮ ＬＩＭＩＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】スティーブンス， ロバート
(72)【発明者】
【氏名】カマーツ， キア
(57)【要約】
車両シミュレーションのためのモーションプラットホーム装置１００は、周辺上下部位１３６、１３８、１４０を有するペイロードプラットホーム１３４を備える。装置１００はまた、周辺固定部位を有するベースステージ１０２を備える。装置の複数のリンク機構１１０、１１２、１１４は、周辺固定部位を周辺上下部位にそれぞれ結合するように構成される。複数のリンク機構の各リンク機構は、ペイロードプラットホームの対応の上下部位の高さを変えるように構成される。装置はさらに、互いに独立して加圧を調整するようにそれぞれ構成され、それによってペイロードプラットホームに支持を提供する、複数の設定可能な空気圧支持体２０４、２０６、２０８を備える。
【選択図】 図２
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両シミュレーションのためのモーションプラットホーム装置であって周辺上下部位を有するペイロードプラットホームと、
周辺固定部位を有するベースステージと、
それぞれ前記周辺固定部位を前記周辺上下部位に結合するように構成された複数のリンク機構であって、各々が前記ペイロードプラットホームの対応の上下部位の高さを変化させるように構成されている複数のリンク機構と、
互いに独立して加圧を調整するようにそれぞれ構成され、それによって前記ペイロードプラットホームに支持を提供する、複数の設定可能な空気圧支持体と
を備えるモーションプラットホーム装置。
【請求項2】
前記複数の設定可能な空気圧支持体がそれぞれ前記複数のリンク機構に動作可能に結合されている、請求項１に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項3】
前記複数のリンク機構をそれぞれの伸びの範囲にわたってそれぞれ移動させるように構成された複数のアクチュエータをさらに備える、請求項１または２に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項4】
前記複数のリンク機構の各々が、ベースステージ端部と、前記ベースステージ端部から遠位のペイロードプラットホーム端部とを有し、前記複数のアクチュエータが、それぞれの前記ベースステージ端部において前記複数のリンク機構にそれぞれ動作可能に結合されている、請求項３に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項5】
環境設定ユニットを提供する処理リソースをさらに備え、前記環境設定ユニットが、前記複数の設定可能な空気圧支持体に関する複数の予め計算された環境設定値を受信するように構成されており、
前記環境設定ユニットが、前記複数の予め計算された環境設定値に従って前記複数の設定可能な空気圧支持体の各々の加圧を制御するようにさらに構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項6】
ペイロードの質量と、前記ペイロードを支承する前記ペイロードプラットホームに対する前記ペイロードの重心の位置とを記憶するように構成されたメモリと、使用時に、前記複数のリンク機構のうちの１つのリンク機構の現在の伸びと、前記ペイロードプラットホームにおいて加えられるべき必要な支持力とを計算するように構成された処理リソースと
をさらに備え、
前記処理リソースが、前記複数のリンク機構のうちの前記１つのリンク機構の前記計算された現在の伸びおよび前記ペイロードプラットホームにおいて加えられるべき前記必要な支持力に応答して、前記複数の設定可能な空気圧支持体のうちの１つの設定可能な空気圧支持体によって加えられるべき支持力を計算するようにさらに構成されており、
前記処理リソースが、加えられるべき前記計算された支持力に従って、前記複数の設定可能な空気圧支持体のうちの前記１つの設定可能な空気圧支持体の加圧を制御するように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項7】
前記複数の設定可能な空気圧支持体に動作可能に結合され、それによって、使用時に、前記複数の設定可能な空気圧支持体の各々の対応の手動加圧を可能にする手動制御装置をさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項8】
前記複数の設定可能な空気圧支持体が複数の空気ばねである、請求項１～７のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項9】
記複数のリンク機構が第１のリンク機構を備え、前記第１のリンク機構が第１のアームを備え、前記第１のアームが、該第１のアームの第１の端部において、第２のアームに該第２のアームの第１の端部において動作可能に結合され、前記第１のアームが、該第１のアームの第２の端部において、前記周辺固定部位の第１の固定部位に動作可能に結合され、
前記第２のアームが、該第２のアームの第２の端部において、前記周辺上下部位の第１の上下部位に動作可能に結合され、
前記第１のリンク機構が、前記第１のリンク機構に動作可能に結合された前記複数の設定可能な空気圧支持体のうちの第１の設定可能な空気圧支持体を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項10】
前記第１のアームが、球状ジョイントによって前記第２のアームに動作可能に結合されており、前記第１のアームが、回転継手によって前記第１の固定部位に動作可能に結合されており、
前記第２のアームが、回転継手によって前記第１の上下部位に動作可能に結合されている、請求項９に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項11】
前記ベースステージを備えるターンテーブルをさらに備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項12】
当該モーションプラットホーム装置は、２つの実質的に垂直な方向に直線的に並進可能な並進ステージをさらに備え、当該モーションプラットホーム装置は、前記並進ステージに動作可能に結合されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか一項に記載のモーションプラットホーム装置を備える、車両シミュレータシステム。
【請求項14】
前記ペイロードプラットホーム上に配置された車両コックピットをさらに備える、請求項１３に記載の車両シミュレータシステム。
【請求項15】
車両シミュレータ用のペイロードプラットホームを支持する方法であって、ベースステージの周辺固定部位と前記ペイロードプラットホームの複数の周辺上下部位との間に、周方向に互いに離間した複数のリンク機構を結合するステップであって、前記周方向に互いに離間した複数のリンク機構が各々、前記ペイロードプラットホームの前記複数の周辺上下部位のうちの対応の周辺上下部位の高さをそれぞれ選択的に変化させる、ステップと、
前記ペイロードプラットホームに支持を提供するために、複数の設定可能な空気圧支持体を互いに独立して加圧を調整するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本発明は、例えば３自由度で移動することができるタイプのモーションプラットホーム装置に関する。本発明はまた、ペイロードプラットホームを支持する方法であって、例えば３自由度でペイロードプラットホームを移動させることができるタイプの方法に関する。
【背景技術】
【0002】
[0002]モーションプラットホームの分野では、他のものと同様に、自由度は、通常、サージ、ロール、スウェイ、ピッチ、ヒーブおよびヨーと呼ばれる。サージは、前後に位置合わせされた軸線に沿った並進であり、ロールは、サージ軸線を中心とした回転であり、スウェイは、左右に位置合わせされた軸線に沿った並進であり、ピッチは、スウェイ軸線を中心とした回転であり、ヒーブは、上下に位置合わせされた軸線に沿った並進であり、ヨーは、ヒーブ軸線を中心とした回転である。
【0003】
[0003]通常、上述のヒーブ、ピッチ、およびロールである運動の３つの自由度を提供する様々なアーキテクチャが、知られている。ペイロードプラットホームの周辺上下部位（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅ）を、複数のリンク機構によってベース面の上方に上昇させることが知られており、各リンク機構は、クランク部材の対または単一のクランク部材を使用し、これらは、第１の端部において固定された駆動モータを介してベースに結合され、第２の端部において回転継手によってウィッシュボーン部材の先端部にそれぞれ結合される。ウィッシュボーン部材のネック端部は、周辺上下部位の周辺上下部位に結合される。そのようなモーションプラットホーム構成体の例は、ポーランド国、Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｍｉｃｈａｕｌ Ｓｔａｎｅｋ社から入手可能なＰＳ－３ＴＭ－１０００モーションプラットホームである。
【0004】
[0004]モーションプラットホーム装置のペイロードプラットホームは、負荷、例えばシミュレータコックピットを支承するように意図されている。リンク機構の伸びの程度は、典型的には、車両の運動をシミュレートするために車両シミュレーション制御システムからの指令に応答して制御される。シミュレータコックピットのヒーブ、ピッチおよびロール位置は、リンク機構を独立して上昇および下降させることによって連続的に制御される。この点に関して、リンク機構を介して垂直力を加えるために電気モータを使用することが知られており、これらのリンク機構は協働してペイロードプラットホームに加えられる全垂直力、ピッチモーメントおよびロールモーメントを生じさせる。しかし、重力によるコックピットの重量は、垂直方向の力に絶えず反応ないしは反作用しなければならない。さらに、ペイロードプラットホームに取り付けられたシミュレータコックピットの重心がペイロードプラットホームに対して適切にセンタリングされることはまれであり、これはロールモーメントおよびピッチモーメントを生じさせ、これも継続的に反応ないしは反作用させなければならない。
【0005】
[0005]電気モータは、それぞれのリンク機構を介してそれぞれ加えることができる有限の最大の力を有する。使用時のペイロード質量および加速度の所与の設計目標に対して、対応する力付与能力が電気モータから必要とされる。しかし、力付与能力の一部は消費され、上述の垂直力、ロールモーメント、およびピッチモーメントをもたらして、重力によってコックピット重量に反応ないしは反作用し、それによって、１つ以上の電気モータの全体的な力付与能力が低下する。
【0006】
[0006]この問題を抑制するために、シミュレータコックピットの荷重を支持すべくペイロードプラットホームの下の中央に取り付けられたばねを設けることが知られている。しかしながら、ばねの中心位置は、上述のように、連続的に反応ないしは反作用されなければならないピッチモーメントおよびロールモーメントを生じさせるペイロードプラットホームの中心に対するコックピットの重心のオフセット性に対処することができない。したがって、これらのピッチモーメントおよびロールモーメントに反応ないしは反作用する必要性は、依然として、１つまたは複数の電気モータの力付与能力の一部を使用することを必要とする。
【0007】
[0007]本発明の第１の態様によれば、車両シミュレーションのためのモーションプラットホーム装置が提供され、この装置は、周辺上下部位を有するペイロードプラットホームと、周辺固定部位を有するベースステージと、周辺固定部位を周辺上下部位にそれぞれ結合するように構成された複数のリンク機構とを備える。複数のリンク機構はそれぞれ、ペイロードプラットホームのそれぞれの上下部位の高さを変化させるように構成されている。また、この装置し、互いに独立して加圧を調整するようにそれぞれ構成された複数の設定可能な空気圧支持体であって、それによってペイロードプラットホームに支持をもたらす空気圧支持体を備える。
【0008】
[0008]複数の空気圧支持体は、複数のリンク機構にそれぞれ動作可能に結合されてもよい。複数の空気圧支持体は、複数のリンク機構からそれぞれ離間し分離されてもよい。
【0009】
[0009]本装置は、複数のリンク機構を対応の伸びの範囲にわたってそれぞれ移動させるように構成された複数のアクチュエータをさらに備えてもよい。
【0010】
[0010]複数のアクチュエータは、複数の電気モータであってもよい。
【0011】
[0011]複数のリンク機構は独立して制御可能であってもよい。
【0012】
[0012]前記複数のリンク機構の各々は、ベースステージ端部と、ベースステージ端部から遠位のペイロードプラットホーム端部とを有し、複数のアクチュエータは、それぞれのベースステージ端部において複数のリンク機構にそれぞれ動作可能に結合されてもよい。
【0013】
[0013]本装置は、環境設定ユニットを提供する処理リソースをさらに備え、環境設定ユニットは、複数の設定可能な空気圧支持体に関する複数の予め計算された環境設定値を受信するように構成され、また、環境設定ユニットは、複数の予め計算された環境設定値に従って複数の設定可能な空気圧支持体の各々の加圧を制御するようにさらに構成されてもよい。
【0014】
[0014]複数の予め計算された環境設定値は、手動でまたは自動計算手順によって計算してもよい。
【0015】
[0015]複数の設定可能な空気圧支持体の各々は、複数の環境設定値に従って対応の支持力を加えるように構成されてもよい。
【0016】
[0016]予め計算された環境設定値は、ペイロードの重量と、ペイロードプラットホームに対するペイロードの重心の位置との関数として計算してもよい。
【0017】
[0017]本装置は、ペイロードの質量と、ペイロードを支持するペイロードプラットホームに対するペイロードの重心の位置とを記憶するように構成されたメモリと、使用時に、複数のリンク機構のうちの１つのリンク機構の現在の伸びと、ペイロードプラットホームにおいて加えられるべき必要な支持力とを計算するように構成された処理リソースとをさらに備えてもよい。処理リソースは、複数のリンク機構のうちの１つのリンク機構の計算された現在の伸びおよびペイロードプラットホームにおいて加えられるべき必要な支持力に応答して、複数の設定可能な空気圧支持体のうちの１つの設定可能な空気圧支持体によって加えられるべき支持力を計算するようにさらに構成されてもよく、処理リソースは、加えられるべき計算された支持力に従って、複数の設定可能な空気圧支持体のうちの１つの設定可能な空気圧支持体の加圧を制御するように構成されてもよい。
【0018】
[0018]処理リソースは、複数のリンク機構のそれぞれの伸びおよびペイロードプラットホームにおいて加えられるそれぞれの必要な支持力に応答して、複数の設定可能な空気圧支持体によってそれぞれ加えられる複数の支持力を計算するように構成されてもよい。処理リソースは、計算された複数の支持力に従って複数の設定可能な空気圧支持体の加圧を制御するように構成されてもよい。
【0019】
[0019]複数の設定可能な空気圧支持体はそれぞれ、支持力の印加をリアルタイムで変更するように構成されてもよい。
【0020】
[0020]処理リソースは、複数のリンク機構のうちの第１のリンク機構によってペイロードプラットホームの複数の周辺上下部位のうちの対応する第１の上下部位に加えられる第１の力を監視し、所定の力基準に関して必要な支持力を計算するように構成されてもよい。処理リソースは、所定の力基準に適合するために、複数のリンク機構のうちの第１のリンク機構を介して第１の上下部位に動作可能に結合された複数の設定可能な空気圧支持体のうちの設定可能な空気圧支持体を制御するように構成されてもよい。
【0021】
[0021前記の所定の力基準は、最小許容力および最大許容力によって制限される力の範囲であってもよい。
【0022】
[0022]本装置は、複数の設定可能な空気圧支持体に動作可能に結合され、それによって、使用時に、複数の設定可能な空気圧支持体のそれぞれの個別の手動加圧を可能にする、手動制御装置をさらに備えてもよい。
【0023】
[0023]複数の空気圧支持体は、複数の空気ばねであってもよい。複数の空気ばねは、複数の空気ベローズであってもよい。
【0024】
[0024]複数のリンク機構は第１のリンク機構を備えてもよい。第１のリンク機構は、その第１の端部において第２のアームに動作可能に結合された第１のアームを備えてもよく、第１のアームは、その第２の端部において周辺固定部位のうちの第１の固定部位に動作可能に結合されてもよく、第２のアームは、その第２の端部において、周辺上下部位のうちの第１の上下部位に動作可能に結合されてもよく、複数の設定可能な空気圧支持体のうちの第１の設定可能な空気圧支持体は、第１のリンク機構に動作可能に結合されてもよい。
【0025】
[0025]第１のアームは、球面継手によって第２のアームに動作可能に結合されてもよい。第１のアームは、回転継手によって第１の固定部位に動作可能に結合されてもよく、第２のアームは、回転継手によって第１の上下部位に動作可能に結合されてもよい。
【0026】
[0026]第１のアームは、第１のウィッシュボーン部材であってもよく、ネック端部を有してもよい。第２のアームは、第２のウィッシュボーン部材であってもよく、ネック端部を有してもよい。第１および第２のウィッシュボーン部材は、それぞれのネック端部において互いに結合されてもよい。第１のウィッシュボーン部材は、先端部を有してもよく、第１のウィッシュボーン部材は、その先端部において第１の固定部位に動作可能に結合されてもよい。第２のウィッシュボーン部材は、先端部を有してもよく、第２のウィッシュボーン部材は、その先端部において第１の上下部位に動作可能に結合されてもよい。
【0027】
[0027]本装置は、ベースステージを備えるターンテーブルをさらに備えてもよい。
【0028】
[0028]本装置は、２つの実質的に垂直な方向に直線的に並進可能な並進ステージをさらに備えてもよい。本モーションプラットホーム装置は、並進ステージに動作可能に結合されてもよい。
【0029】
[0029]本発明の第２の態様によれば、車両シミュレータシステムであって、本発明の第１の態様に関連して上述したモーションプラットホーム装置を備える、車両シミュレータシステムが提供される。
【0030】
[0030]本システムは、ペイロードプラットホーム上に配置された車両コックピットをさらに備えてもよい。
【0031】
[0031]ペイロードは、ペイロードプラットホームに関して重心から中心がずれていてもよい。
【0032】
[0032]本システムは、視野内に配置されたディスプレイと、ディスプレイおよびモーションプラットホーム装置に動作可能に結合された処理リソースをさらに備えてもよく、処理リソースは、モーションプラットホーム装置の動作を制御し、それによって車両の性能側面をシミュレートしてもよい。
【0033】
[0033]本発明の第３の態様によれば、車両シミュレータ用のペイロードプラットホームを支持する方法が提供され、この方法は、ベースステージの周辺固定部位とペイロードプラットホームの複数の周辺上下部位との間に、周方向に互いに離間した複数のリンク機構を結合するステップであって、周方向に互いに離間した複数のリンク機構が各々、ペイロードプラットホームの複数の周辺上下部位のうちの対応の周辺上下部位の高さをそれぞれ選択的に変化させる、ステップと、ペイロードプラットホームに支持を提供するために、複数の設定可能な空気圧支持体を互いに独立して加圧を調整するステップとを含む。
【0034】
[0034]したがって、単一の中央に取り付けられた支持体が使用される場合に被るピッチモーメントおよびロールモーメントを除去するかまたは少なくとも軽減する装置および方法を提供することが可能となる。したがって、装置および方法は、ペイロードを動的に加速するために利用可能なリンク機構を介して、装置の電気モータの力付与能力を向上させる。したがって、必要な力付与能力を提供するために、よりコンパクトなモータを使用することが可能になる。さらに、このようなモータの使用は、装置の全体的な材料費を削減する。
【0035】
[0035]ここで、添付の図面を参照して、本発明の少なくとも１つの実施形態を単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の一実施形態を構成するモーションプラットホーム装置の運動およびギヤボックスレイアウトの第１の斜視図である。
【図5】本発明の別の実施形態を構成するペイロードプラットホームを変位させる方法の流れ図である。
【図7】本発明のさらなる実施形態を構成するペイロードプラットホームを支援する第１の方法の流れ図である。
【図8】本発明のさらに別の実施形態を構成するペイロードプラットホームを支援する第２の方法の流れ図である。
【図10】ヨーテーブル駆動システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
[0046]以下の説明を通して、同様の部分を特定するために同一の参照番号が使用される。
【0038】
[0047]図１を参照すると、モーションプラットホーム装置１００は、ベースステージ１０２を備え、ベースステージは、ベースステージ１０２上に半径方向に配置され、ベースステージ１０２に固定して取り付けられた第１の駆動システム１０４、第２の駆動システム１０６および第３の駆動システム１０８を支持する。モーションプラットホーム装置１００はまた、第１のリンク機構１１０と、第２のリンク機構１１２と、第３のリンク機構１１４とを備える。第１のリンク機構１１０は、第１の端部１１８および第２の端部１２０を有する第１のアーム１１６を備える。第１のリンク機構１１０はまた、第１の端部１２４および第２の端部１２６を有する第２のアーム１２２を備える。第１のアーム１１６は、その第１の端部１１８において、第１の球面継手１２８によって第２のアーム１２２にその第１の端部１２４で動作可能に結合される。第１の駆動システム１０４の第１のギヤボックス１３０は、ベースステージ１０２上に配置され、ベースステージに固定され、第１のアーム１１６は、その第２の端部１２０において、第１のギヤボックス１３０の第１の出力シャフト１３３で形成された第１の回転継手１３２によって、第１のギヤボックス１３０に動作可能に結合される。第１のギヤボックス１３０は、ベースステージ１０２上に第１固定部位を提供する。
【0039】
[0048]図２および図３を参照すると、モーションプラットホーム装置１００は、第１の周辺上下部位１３６、第２の周辺上下部位１３８、および第３の周辺上下部位１４０を有するペイロードプラットホーム１３４をさらに備える。この例では、ペイロードプラットホーム１３４は、六角形の外周を有し、平面状である。ペイロードプラットホーム１３４は、この例では、相互接続された周辺管状部材１４２および支持用のＹ字形クロス部材１４４によって形成される。当然ながら、当業者は、ペイロードプラットホーム１３４をいくつかの異なる方法で構築することができ、周辺管状部材１４２および／またはＹ字形クロス部材１４４の代替物、例えばプレートを使用することができることを理解するであろう。第２のアーム１２２は、その第２の端部１２６において、第２の回転継手１４６によってペイロードプラットホーム１３４の第１の周辺上下部位１３６に動作可能に結合される。
【0040】
[0049]図１に戻って参照すると、第２のリンク機構１１２は、第１および第２の端部を有する第１のアーム１４８と、第１および第２の端部を有する第２のアーム１５０とを備える。第１のアーム１４８は、その第１の端部において、第２の球面継手１５２によって、第２のアーム１５０にその第１の端部において動作可能に結合される。第２の駆動システム１０６の第２のギヤボックス１５４は、ベースステージ１０２上に配置され、ベースステージに固定され、第１のアーム１４８は、その第２の端部において、第２のギヤボックス１５４の第２の出力シャフト１５３で形成された第３の回転継手１５６によって、第２のギヤボックス１５４に動作可能に結合される。第２のギヤボックス１５４は、ベースステージ１０２上に第２の固定部位を提供する。図２を参照すると、第２のアーム１５０は、その第２の端部において、第４の回転継手１５８によって、ペイロードプラットホーム１３４の第２の周辺上下部位１３８に動作可能に結合される。
【0041】
[0050]図１に戻って参照すると、第３のリンク機構１１４は、第１および第２の端部を有する第１のアーム１６０と、第１および第２の端部を有する第２のアーム１６２とを備える。第１のアーム１６０は、その第１の端部において、第３の球面継手１６４によって、第２のアーム１６２にその第１の端部において動作可能に結合される。第３の駆動システム１０６の第３のギヤボックス１６６は、ベースステージ１０２上に配置され、ベースステージ上に固定され、第１のアーム１６０は、その第２の端部において、第３のギヤボックス１６６の第３の出力シャフト１６７で形成された第５の回転継手１６８によって、第３のギヤボックス１６６に動作可能に結合される。第３のギヤボックス１６６は、ベースステージ１０２に第３の固定部位を提供する。図２および図３を参照すると、第２のアーム１６２は、その第２の端部において、第６の回転継手１７０によって、ペイロードプラットホーム１３４の第３の周辺上下部位１４０に動作可能に結合される。
【0042】
[0051]この例では、第１のアーム１１６、１４８、１６０はそれぞれ第１のウィッシュボーンであり、第２のアーム１２２、１５０、１６２はそれぞれ第２のウィッシュボーンである。第１および第２のウィッシュボーンは、それぞれ第１および第２のフォークを構成する。第１のフォークはそれぞれ、先端部１２０と、ネック端部１１８とを有する。同様に、第２のフォークもそれぞれ、先端部１２６とネック端部１２４とを有する。この例では、第１および第２フォークは、そのネック端部１１８、１２４において互いにそれぞれ結合される。第１のフォークの先端部１２０は、第１、第２および第３の周辺固定部位にそれぞれ結合され、第２のフォークの先端部１２６は、第１、第２、および第３の周辺上下部位１３６、１３８、１４０にそれぞれ結合される。
【0043】
[0052]当業者が理解するように、球面継手の様々な設計が存在する。この例では、第１、第２、および第３の球面継手１２８、１５２、１６４は、それぞれ第１、第２、および第３の玉継手である。しかし、球面継手の他の設計の使用が考えられる。
【0044】
[0053]図１を見ると、第１の駆動システム１０４は、第１のギヤボックス１３０に動作可能に結合された第１のモータ、例えば第１の電気モータ１７２を備える。第２の駆動システム１０６は、第２のギヤボックス１５４に動作可能に結合された第２のモータ、例えば第２の電気モータ１７４を備える。第３の駆動システム１０８は、第３のギヤボックス１６６に動作可能に結合された第３のモータ、例えば第３の電気モータ１７６を備える。第１、第２、および第３のモータ１７２、１７４、１７６は、それぞれ第１、第２、および第３のアクチュエータを構成する。
【0045】
[0054]別の実施形態（図９）では、上述した第１、第２、および第３の駆動システム１０４、１０６、１０８の構成に対する代替的な駆動システム構成を採用することができる。説明を簡単かつ簡潔にするために、代替的な駆動システム構成のうちの１つのみを説明する。しかし、当業者は、この例では、同じ駆動構成が第２および第３の駆動システム１０６、１０８にも採用されていることを理解するはずである。したがって、この例では、第１の駆動システム１０４の代替構成について説明する。
【0046】
[0055]前述の例のように、第１の駆動システム１０４の代替物を構成する第１の代替駆動システム８００は、ベースステージ１０２上に半径方向に配置され、本明細書で後述するような形でベースステージ１０２に固定して取り付けられる。第１の代替駆動システム８００は、対にされたギヤボックス構成体８０４に動作可能に結合されたオフセット電気モータ８０２を備える。オフセットモータ８０２は、第１のプーリ８０８を支持するモータ出力シャフト８０６を備える。対にされたギヤボックス構成体８０４は、第１の下側制御アーム１１６の先端部１２０間に配置される。先端部１２０は、第１の側端部８１０と第２の側端部８１２とを備え、第１の側端部８１０は、１つまたは複数の第１の接続点８１４を備え、第２の側端部８１２は、１つまたは複数の第２の接続点８１６を備える。対にされたギヤボックス構成体８０４は、第１の側端部８１０に配置された第１の側のギヤボックス８２０と、第２の側端部８１２に配置された第２の側のギヤボックス８２２との間に延びる駆動シャフト８１８を備える。対にされたギヤボックス構成体８０４の駆動シャフト８１８は、第２のプーリ８２４を支持し、第１のプーリ８０８は、駆動ベルト８２６によって第２のプーリ８２４に結合されており、この駆動ベルトは、したがって第１および第２のプーリ８０８、８２４と係合する。したがって、モータ出力シャフト８０６の第１の長手方向軸線が、駆動シャフト８１８の第２の長手方向軸線と平行に配置され、モータ出力シャフト８０６が、駆動シャフト８１８に対向して重なり関係で配置されることを理解されたい。オフセットモータ８０２は、駆動シャフト８１８に対してオフセットされている。
【0047】
[0056]第１の側のギヤボックス８２０は第１のハウジング８２８を備え、第２の側のギヤボックス８２２は第２のハウジング８３０を備える。中央取り付け構造８３２がベースステージ１０２に固定され、第１および第２の側のギヤボックス８２０、８２２は、中央取り付け構造８３２に取り付けられている。中央取り付け構造８３２はまた、駆動ベルト８２６を収容し、オフセットモータ８０２を支持し、第１の下側制御アーム１１６とベースステージ１０２との間で荷重を伝達する役割を果たす。
【0048】
[0057]第１の側のギヤボックス８２０は、第１のトルク入力を構成する第１のギヤボックス入力シャフト８３４を備え、第２の側のギヤボックス８２２は、第２のトルク入力を構成する第２のギヤボックス入力シャフト８３６を備える。第１および第２のギヤボックス入力シャフト８３４、８３６はそれぞれ、第１および第２のギヤボックス入力シャフト８３４、８３６と同軸に延びる駆動シャフト８１８の第１の端部８３８および第２の端部８４０を受け入れるための第１および第２の同軸開口を備える。第２のプーリ８２４は、第１と第２のギヤボックス入力シャフト８３４、８３６間の中央に配置される。対にされたギヤボックス構成体８０４はまた、第１の側端部８１０で第１の外向きトルク出力を構成する第１の出力フランジ８４２と、第２の側端部８１２で第２の外向きトルク出力を構成する第２の出力フランジ８４４とを備える。第１の出力フランジ８４２は、第１の下側制御アーム１１６の第１の接続点８１４に結合され、第２の出力フランジ８４４は、第１の下側制御アーム１１６の第２の接続点８１６に結合され、それにより、第１の下側制御アーム１１６の先端部１２０の回転軸線は、第１および第２の出力フランジ８４２、８４４の中心軸線と同軸である。
【0049】
[0058]第１の下側制御アーム１１６とベースステージ１０２との間で負荷を伝達するのに必要なトルクは、この例では、高い減速比を提供するために、対にされたギヤボックス構成体８０４を必要とする。対にされたギヤボックス構成体８０４は、質量を最小化し、剛性を最大化し、容積を最小化し、ならびに第１の下側制御アーム１１６の第１および第２の側端部８１０、８１２の両方に同じ入力トルクを供給するように機械的に最適化される。
【0050】
[0069]動作中、第１の下側制御アーム１１６をベースステージ１０２に対して回転させるために、オフセットモータ８０２が作動され、モータ出力シャフト８０６、したがって第１のプーリ８０８を回転させる。したがって、第１のプーリ８０８は、駆動ベルト８２６を用いて第２のプーリ８２４を駆動する。第２のプーリ８２４は、駆動シャフト８１８、したがって駆動シャフト８１８に結合された第１および第２のギヤボックス入力シャフト８３４、８３６を回転させる。次いで、第１および第２の出力フランジ８４２、８４４は、第１および第２のギヤボックス入力シャフト８３４、８３６の回転に応答して回転するが、上述のギヤ比のために回転速度は遅い。第１の下側制御アーム１１６の第１および第２の側端部８１０、８１２にそれぞれ結合された第１および第２の出力フランジ８４２、８４４の回転は、第１の下側制御アーム１１６を上下に回転させる役割を果たす、それによって球面継手１２８を上昇または下降させる。
【0051】
[0060]第１および第２の側のギヤボックス８２０、８２２の使用は、第１の下側制御アーム１１６の片側に取り付けられた単一のギヤボックスの使用と比較して、第１および第２の側端部８１０、８１２のそれぞれに実質的に半分のトルクを加えることを可能にする。したがって、ヨーの回転慣性は、同じ総トルク伝達能力を有する他の機械的構成体と比較して低減される。さらに、第１および第２の側のギヤボックス８２０、８２２の低トルク側に駆動ベルト８２６を結合することにより、駆動ベルトの伸びを低減することによってモーションプラットホーム装置１００の剛性を最適化する。
【0052】
[0061]図３を参照すると、ベースステージ１０２は、上記の例では、モーションステージプラットホーム１９０上に回転可能に取り付けられ、ターンテーブルを構成する。ベースステージ１０２は、周方向駆動ベルト（図示せず）を介して、ヨーテーブルモータおよびギヤボックスユニット１９２を構成するモータおよびギヤボックス構成体によって駆動される。ベースステージ１０２、したがってペイロードプラットホーム１３４を回転させる能力は、任意選択であり、使用される実施態様に依存する。別の例では、ベースステージ１０２、および任意選択で提供される場合にはモーションステージプラットホーム１９０は、ペイロードプラットホーム１３４のサージまたはスウェイ運動を提供するために、２つの実質的に垂直な方向に直線的に並進可能な並進ステージシステム、例えばサージ－スウェイモーションステージシステム（図示せず）上に取り付けられる。サージ－スウェイモーションステージシステムは、ペイロードプラットホーム１３４および／またはベースステージ１０２をサージ軸線またはスウェイ軸線に沿って並進させるための任意の適切な構成とすることができる。しかし、サージ－スウェイモーションステージシステムの提供は、本明細書に記載の例を理解するための中心ではないので、さらに詳細には説明しない。
【0053】
[0062]さらなる実施形態では、ベースステージ１０２のための別の駆動機構であって、前述の例のモータおよびギヤボックスユニット／駆動ベルト構成体の代わりの駆動機構が使用される。図１０を参照すると、モーションステージプラットホーム１９０は、回転不能な下側ステージ９００、例えば略円形ステージであるが、他の形状のステージを使用することもでき、下側ステージ９００からベースステージ１０２に向かって略垂直に延びる直立した周壁９０２を備える。周辺側壁９０２、例えば周方向側壁は、周方向支承レール９０６を支持する第１の対向面９０４を備える。ベースステージ１０２は、回転式であり、下側ステージ９００から離間する関係でこれに対向して配置される。ベースステージ１０２は、第２の対向面９１０を構成するベースステージ１０２の下面に、周方向支承キャリッジ９０８を備える。周方向支承キャリッジ９０８は、周方向支承レール９０６と協働し、使用中に回転式ベースステージ１０２の低摩擦回転運動を容易にするために、相補的な周辺支承構成体を構成する。回転式ベースステージ１０２は、ヨー駆動構成体９１４を受け入れるための貫通する中央開口部９１２を備える。この例では、ヨー駆動構成体９１４は、中央に取り付けられたギヤボックス９１８に動作可能に結合された中央に取り付けられたモータ９１６を備え、中央に取り付けられたモータ９１６は、モータハウジング９２０を有し、中央に取り付けられたギヤボックス９１８は、ギヤボックスハウジング９２２を有する。中央に取り付けられたモータ９１６は、中央に取り付けられたギヤボックス９１８の入力シャフト（図示せず）に動作可能に結合された出力シャフト９２４を備える。中央に取り付けられたギヤボックス９１８は、ギヤボックス出力フランジまたは表面９２６を備える。ギヤボックス出力フランジ９２６は、中央に取り付けられ、下側ステージ９００に固定して固定され、ギヤボックスハウジング９２２は、ベースステージ１０２に固定して固定される。ベースステージ１０２は、下側ステージ９００の中心と同軸の回転軸線を備える。
【0054】
[0063]この例では、ベースステージ１０２は、前の例に関連して説明したとおりであり、第１のリンク機構１１０、第２のリンク機構１１２および第３のリンク機構１１４を支持するように構成される。しかし、他の実施形態では、回転継手と球面継手との特定の組み合わせを備える本明細書に記載のリンク機構構成ではなく、他のリンク構成を使用することができることを理解されたい。
【0055】
[0064]動作中、駆動されると、中央に取り付けられたモータ９１６の出力シャフト９２４は、入力制御信号に応答して回転する。ギヤボックス出力フランジ９２６が下側ステージに固定されており、自由に回転しないので、周方向支承レールおよびキャリッジ９０６、９０８によって促進されるように自由に回転する回転式ベースステージ１０２に固定されたモータハウジング９２０およびギヤボックスハウジング９２２は、下側ステージ９００に対してすべて一緒に回転する。中央に取り付けられたモータ９１６とベースステージ１０２との間のより直接的な駆動経路により、前述の例と比較して、改良された剛性で、中央に取り付けられたモータ９１６によってヨートルクをベースステージ１０２に加えることができる。
【0056】
[0065]上記の例では、周辺側壁９０２は、下側ステージ９００とベースステージ１０２との間に空間を提供するために下側ステージ９００から離れるように延び、この空間は、電気ケーブルなどを配置するために便利に使用することができる。しかし、周辺側壁９０２の設置は任意であり、周方向支承レール９０６は、下側ステージ９００とベースステージ１０２との間のこのような追加の空間が必要とされない場合、下側ステージ９００の周辺に固定することができる。
【0057】
[0066]前述の例のように、下側ステージ９００は、サージまたはスウェイを提供するために、実質的に垂直な二方向に直線的に並進可能な並進ステージシステムに任意選択的に取り付けることができる。
【0058】
[0067]図４を参照すると、第１のモータ１７２は、この例では、ワイヤリングルーム２０２を介してパワー駆動ユニット２００の第１の出力に動作可能に結合されている。同様に、第２および第３のモータ１７４、１７６は、ワイヤリングルーム２０２を介してパワー駆動ユニット２００の第２の出力および第３の出力に動作可能にそれぞれ結合される。ヒーブ軸線を中心とした回転運動（ヨー）のために実施される場合、ヨーテーブルモータおよびギヤボックスユニット１９２は、例えば、ワイヤリングルーム２０２を介してパワー駆動ユニット２００に動作可能に結合される。
【0059】
[0068]図１および図４を参照すると、モーションプラットホーム装置１００は、この例では、第１のギヤボックス１３０の両側にそれぞれある第１の対の４節リンク機構構成体１７８を介して第１の下側制御アーム１１６に動作可能に結合された第１の対の設定可能な空気圧支持体２０４を備える。第１の対の４節リンク機構構成体１７８の各４節リンク機構構成体は、第１の回転継手１３２に対して偏心して配置された、第１の下側制御アーム１１６の第１のヒンジ継手１８０にそれぞれ結合される。モーションプラットホーム装置１００はまた、第２の対の設定可能な空気圧支持体２０６と、第３の対の設定可能な空気圧支持体２０８とを備える。第２の対の空気圧支持体２０６は、第２のギヤボックス１５４の両側にある第２の対の４節リンク機構構成体１８２それぞれを介して、第２の下側制御アーム１４８に結合される。第２の対の４節リンク機構構成体１８２の各４節リンク機構構成体は、第３の回転継手１５６に対して偏心して配置された、第２の下側制御アーム１４８の第２のヒンジ継手１８４に結合される。第３の対の空気圧支持体２０８は、第３のギヤボックス１６６の両側にある第３の対の４節リンク機構構成体１８６それぞれを介して、第３の下側制御アーム１６０に結合される。第３の対の４節リンク機構構成体１８６の各４節リンク機構構成体は、第５の回転継手１６８に対して偏心して配置された、第３の下側制御アーム１６０の第３のヒンジ継手１８８に結合される。
【0060】
[0069]第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４はそれぞれ、ベースステージ端部と、ベースステージ端部から遠位のペイロードプラットホーム端部とを備え、第１、第２および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８は、第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４のベースステージ端部において、第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４にそれぞれ結合されている。
【0061】
[0070]本明細書に記載の第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８は空気圧支持体の対であるが、当業者は、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８のうちの１つまたは複数が、例えば第１、第２、および第３のギヤボックス１３０、１５４、１６６それぞれの一方の側で、４節リンク機構構成体１７８、１８２、１８６のそれぞれの対を介して、それぞれの第１、第２、または第３の下側制御アーム１１６、１４８、１８２に動作可能に結合された単一の空気圧支持体であり得ることを理解すべきである。実際、本明細書では４節リンク機構構成体が記載されているが、他のリンク機構構成を使用することができることも理解されたい。この例では、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８は、モーションプラットホーム装置１００の周りに離間されており、それに結合されているが、第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４とは別個である。
【0062】
[0071]いくつかの例では、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の使用は任意であることも理解されたい。
【0063】
[0072]第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８が使用される場合、パワー駆動ユニット２００は、ワイヤリングルーム２０２を介して第１の空気圧膨張ユニット２１０、第２の空気圧膨張ユニット２１２、および第３の空気圧膨張ユニット２１４にも動作可能に結合され、第１、第２、および第３の空気圧膨張ユニット２１０、２１２、２１４は、空気圧支持体２０４、２０６、２０８の第１、第２、および第３の対それぞれに動作可能に結合される。第１、第２、および第３の空気圧膨張ユニット２１０、２１２、２１４はそれぞれ、空気圧流体を貯蔵するための第１の空気圧リザーバ２１６、第２の空気圧リザーバ２１８、および第３の空気圧リザーバ２２０を備える。この例では、第１、第２および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８は、空気ばねである。いくつかの例では、空気ばねは、ベローズ構造から形成することができる。すなわち、空気ばねは、空気ベローズであるとよい。当然ながら、既に上述したように、別の例では、単一の空気圧支持体を使用することができる。そのような例では、第１、第２、および第３の空気圧リザーバ２１６、２１８、２３０はそれぞれ、使用される単一の空気圧支持体に役立つことができる。他の例では、各下側制御アーム１１６、１４８、１６０のための単一の空気圧支持体または空気圧支持体の対の使用は、共通の空気圧リザーバまたはいくつかの共通の空気圧リザーバを共有することができる。
【0064】
[0073]さらなる例では、車両シミュレータシステムは、モーションプラットホーム装置１００を備え、任意選択的に、モーションステージプラットホーム１９０に回転可能に取り付けられたベースステージ１０２を備えることができる。車両シミュレータシステムはまた、任意選択的に、上述のサージ－スウェイモーションステージシステムを備えることができる。
【0065】
[0074]いずれの場合でも、パワー駆動ユニット２００は、データバス２２４を介して処理リソース２２２に動作可能に結合される。処理リソース２２２は、特定用途向けまたはプログラムされた汎用コンピューティング装置とすることができるスタンドアロンのコンピューティング装置とすることができる。他の例では、処理リソース２２２は分散システムとすることができ、この場合処理能力は、任意選択的に異なる場所に配置された２つ以上の処理装置にわたって分散させることができる。この例では、処理リソース２２２は、車両シミュレータシステムを実装するソフトウェアを実行するサーバラックである。任意の適切なオペレーティングシステム、例えば、限定はしないが、Ｌｉｎｕｘ（商標）またはＷｉｎｄｏｗｓ（商標）を使用することができる。
【0066】
[0075]処理リソース２２２は、データストア、例えば、ハードドライブ、デジタルメモリ、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる記憶デバイス２２６または記憶デバイスのバンクに動作可能に結合される。記憶デバイス２２６は、例えば、シミュレートされるべき車両の性能および／または取り扱い特性を含む、シミュレートされるべき１台または複数台の車両に関する環境設定データを記憶する。記憶デバイス２２６はまた、視覚的データ、地理空間データ、およびシミュレータコックピットからの視界をレンダリングすることを可能にするデータを含む、１つまたは複数の運転地形に関するデータを記憶することができる。これに関して、シミュレータコックピットは、車両シミュレータシステムのペイロードプラットホーム１３４上に配置されることを理解されたい。当業者は、記憶デバイス２２６によって他のデータを記憶することができるが、記憶されるデータの種類は本明細書に記載の例の理解の中核をなすものではないので、記憶デバイス２２６の内容はさらに詳細には説明されないことを理解するであろう。
【0067】
[0076]処理リソース２２２は、ディスプレイドライバシステム２２８に動作可能に結合され、ディスプレイドライバシステム２２８は、シミュレーション環境の投影のためのディスプレイ出力システム２３０、例えばプロジェクタおよびパノラマスクリーンに動作可能に結合されており、スクリーンは、車両シミュレータシステムの一部であるときにペイロードプラットホーム１３４上に配置されるドライバの視野内に配置されている。ディスプレイドライバユニット２２８は、この例では、コックピット機器２３２、例えば、グラフィカルダッシュパネルディスプレイならびにサイドおよびリアビューミラーシミュレータディスプレイ（図示せず）にも動作可能に結合される。
【0068】
[0077]処理リソース２２２はまた、シミュレートされた車両のシミュレートされた運動に関連してシミュレートされたオーディオをドライバに提供するためのオーディオ出力システム２３４に動作可能に結合される。処理リソース２２２はまた、入力処理ユニット２３６に動作可能に結合され、入力処理ユニット２３６は、例えば、いわゆるシミュレータペダルユニット２３８、シミュレータギヤシフタ２４０、およびシミュレータステアリングホイール２４２に動作可能に結合される。当然ながら、他の入力デバイスをコックピット内に設けることができることを当業者は理解するであろう。
【0069】
[0078]図５を参照すると、動作中、図４の制御システムを含むモーションプラットホーム装置１００の電源が投入され（ステップ３００）、モーションプラットホーム装置１００を制御するためのソフトウェアが起動され、初期化される（ステップ３０２）。ドライバは、ソフトウェアの電源投入および初期化（ステップ３００および３０２）の前または後に、ペイロードプラットホーム１３４上に配置されたコックピットに入ることができる。ソフトウェアが初期化されると（ステップ３０２）、ドライバは、運転シミュレーションシステムをドライバとして操作し始めることができる。他の例では、シミュレートされる車両は、シミュレーションシステムによって、例えば、以前に記録された運転シーケンスの再生を体験するため、自動運転コントローラによって運転されるため、および／または異なる運動の人間の知覚に関する研究を行うためにシミュレーションの持続時間にわたってコックピット内にいる受動的な人乗員によって、運転することができる。しかし、本例では、制御システムは、例えばシミュレータペダルユニット２３８、シミュレータギヤシフタ２４０、およびシミュレータステアリングホイール２４２などの入力デバイスを介して提供されるように、ドライバによって実行された動作から入力（ステップ３０４）を取得するように構成される。入力処理ユニット２３６を介して１つまたは複数の入力を受信すると、処理リソース２２２は、モーションプラットホーム装置１００を制御することに関する応答を計算し（ステップ３０６）、次いで、第１のリンク機構１１０、第２のリンク機構１１２、および／または第３のリンク機構１１４、回転可能なベースステージ１０２および／または空気圧支持体２０４の第１の対、空気圧支持体２０６の第２の対、および／または空気圧支持体２０８の第３の対によって応答が実行される（ステップ３０８）ために、制御コマンドをパワー駆動ユニット２００に提供する。応答の計算および動作のさらなる詳細は、図６を参照して以下に説明される。
【0070】
[0079]応答の実行に続いて、処理リソース２２２は、シミュレーションを終了する命令が受信されたかどうかを決定する（ステップ３１０）。終了命令が受信されていない場合、処理リソース２２２は、シミュレーションを終了する命令が受信される時点まで上述のステップを実行し続け（ステップ３０４から３１０）、その後処理リソース２２２は、シミュレーションを終了する。
【0071】
[0080]説明されていないが、処理リソース２２２はまた、例えば可聴および視覚応答の形態で他の出力を管理および調整することを当業者は理解するであろう。しかし、これらの態様は、モーションプラットホーム装置１００の動作の理解の中核をなすものではないため、説明を明確かつ簡潔にするために、これらの態様については本明細書ではこれ以上説明しない。
【0072】
[0081]次に、図６に移り、第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４ならびに回転可能なベースステージ１０２の動作を説明する。説明を簡単かつ明確にするために、また本明細書に記載の例の顕著な態様を損なわないように、動作は、上述のサージ－スウェイモーションステージシステムのいかなる使用も参照せずに説明される。
【0073】
[0082]理解されるように、第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４の制御およびベースステージ１０２の回転は、独立している。したがって、リンク機構１１０、１１２、１１４およびベースステージ１０２の制御は、並行して行われる。
【0074】
[0083]リンク機構１１０、１１２、１１４に関して、シミュレートされている車両のモデルに基づいて、処理リソース２２２は、最終的にモーションペイロードプラットホーム１３４上に存在するコックピットの移動をもたらす複数の処理段階に関与する。例えば、駆動装置がシミュレーションシステムと能動的に対話するとき、ペイロードプラットホーム１３４を所望の方法で移動させるために電気モータを活性化する段階に到達する移動の前に、処理リソース２２２は、シミュレートされている車両の物理モデルと、ドライバおよびシミュレートされた地形からの入力とを使用して、車両の運動を決定する。これに関して、物理モデルは、シミュレートされた車両の運動を記述する加速度のセットを経時的に提供する。モーションキューフィルタ（図示せず）は、ドライバが物理モデルによって計算された加速を知覚するようにモーションプラットホーム装置１００によって提供される加速のセットを決定するために、車両物理モデルによって出力された加速の各セットを使用する。したがって、モーションキューフィルタを実装する処理リソース２２２は、上述した入力デバイスおよびシミュレートされた運転環境を使用して、ドライバからの入力から導出されたモーションキューに応答するためにコックピットが受けなければならない３自由度の移動を計算する（ステップ４００）。次いで、処理リソース２２２は、リンク機構１１０、１１２、１１４のうちの１つまたは複数によって必要とされる対応する移動、したがって必要とされるコックピット運動を達成するためのモータ１７２、１７４、１７６のうちの１つまたは複数の作動を計算する（ステップ４００）。処理リソース２２２は、１つまたは複数の制御コマンドを生成し（ステップ４０２）、１つまたは複数の制御コマンドをパワー駆動ユニット２００に通信する。次に、パワー駆動ユニット２００は、移動する必要があるモータ１７２、１７４、１７６のうちの１つまたは複数に作動制御信号を送信する（ステップ４０４）。その後、作動制御信号に応答して、各リンク機構１１０、１１２、１１４に関連付けられたモータ１７２、１７４、１７６がそれぞれ作動する（ステップ４０６）。
【0075】
[0084]作動されるモータ１７２、１７４、１７６および作動方向に応じて、第１、第２および／または第３のギヤボックス１３０、１５４、１６６の出力シャフト１３３、１５３、１６７は、第１、第２および／または第３の下側制御アーム１１６、１４８、１６０をそれぞれ回転式に回転させ、それにより、リンク機構１１０、１１２、１１４を上昇または下降させ（ステップ４０８）、したがってそれぞれの周辺上下部位１３６、１３８、１４０を変位、例えば上昇または下降させる。第１のモータ１７２に関するさらなる例として、第１のギヤボックス１３０の作動は、回転移動に拘束された第１のギヤボックス１３０の第１の出力シャフト１３３を（第１のモータ１７２への命令された方向に応じて）時計回りまたは反時計回り方向に回転させ、その結果、回転継手１３２の拘束により、第１の出力シャフト１３３の長手方向軸線を中心とした第１の下側制御アーム１１６の回転運動をもたらす。第２および第３のモータ１７４、１７６も同様に、第２および第３のリンク機構１１２、１１４に対するこのような移動に影響を与えることができる。したがって、図から分かるように、第１、第２、および第３の周辺上下部位１３６、１３８、１４０は、車両シミュレーションソフトウェアの制御下で処理リソース２２２によって必要とされるように独立して上昇または下降することができる。これに関して、第１、第２および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４による第１、第２、および第３の上下部位１３６、１３８、１４０のそれぞれの上昇および下降は、選択的である。第１、第２、および第３の周辺上下部位１３６、１３８、１４０を選択的に上昇および下降させるための第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４の移動は、ロール、ピッチ、および／またはヒーブを、ペイロードプラットホーム１３４上に配置されたペイロード、例えばシミュレータコックピットに適用することを可能にする。
【0076】
[0085]当然ながら、下側制御アーム１１６、１４８、１６０が横方向モータ／ギヤボックス構成体のそれぞれの出力シャフトに固定される上述の例が、下側制御アーム１１６、１４８、１６０を上昇させる唯一の方法ではないことを当業者は理解するはずである。例えば、モータおよびギヤボックス構成体を下側制御アーム１１６、１４８、１６０に直接取り付けることができ、または別の例では、プッシュロッド構成体を採用することができ、それによってモータおよびギヤボックスは、ベルクランク構成体を形成するために、下側制御アーム１１６、１４８、１６０の各々に取り付けられたリンク機構を介して作用する。
【0077】
[0086]ヨー移動に関連して、ヨー移動は、物理モデルおよびモーションキューフィルタの出力に基づいてヒーブ、ロール、および／またはピッチ移動に関して上述したのと同様の方法で計算されて、４自由度の必要な運動を得、次いで、その必要な運動は、とりわけ、回転可能なベースステージ１０２に必要なヨー移動（論理的運動制御）を計算する（ステップ４１０）ために使用され、この必要なヨー移動は、ヨーテーブルモータおよびギヤボックスユニット１９２によって実行される作業に関する、パワー駆動ユニット２００にリアルタイムで配信される位置要求のストリームとして提供される（ステップ４１２）。パワー駆動ユニット２００は、ヨーテーブルモータおよびギヤボックスユニット１９２に回転作動信号を生成して送信する（ステップ４１４）ことによって、ヨーコマンドの受信に応答する。その後、回転作動信号に応答して、ベースステージ１０２の回転に関連付けられたヨーテーブルモータおよびギヤボックスユニット１９２が作動する（ステップ４１６）。回転作動信号に応じてヨーテーブルモータおよびギヤボックスユニット１９２のモータを動作させると、モータおよびギヤボックスユニット１９２は、処理リソース２２２によって必要とされる方法でベースステージ１０２を回転させる（ステップ４１８）。したがって、ペイロードプラットホーム１３４、したがってペイロードプラットホーム１３４によって支持されたコックピットは、ベースステージ１０２に加えられる回転移動を受ける。
【0078】
[0087]図７を参照すると、重力によるコックピット重量は、垂直力と連続的に反応しなければならない。さらに、ペイロードプラットホーム１３４に取り付けられたコックピット（図示せず）の重心は、ペイロードプラットホーム１３４に対してしばしば中心から外れることがあり、これはまた、継続的に反応ないしは反作用しなければならないロールモーメントおよびピッチモーメントを引き起こす。このように、この例では、動作前に、コックピットの重心がペイロードプラットホーム１３４に対してオフセットされる量が測定され、記憶デバイス２２６に記憶される。他の実装も可能であり、本明細書で後述する。
【0079】
[0088]したがって、シミュレーションソフトウェアが初期化されると（ステップ３０２）、初期化プロセスの一部は、この例では、処理リソース２２２が記憶デバイス２２６に記憶されたオフセット情報を含むユーザ定義環境設定値を検索することを含む（ステップ５００）。これに関して、処理リソース２２２は、この例では、環境設定器２４６を支援し、環境設定器は、適切な復元垂直力、ロールモーメント、およびピッチモーメントで重力によるコックピット重量およびコックピットのオフセット重心を補償するために、ユーザ定義環境設定値を検索し、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８が加えなければならない力を計算する（ステップ５０２）。
【0080】
[0089]計算された復元力ならびにピッチおよびロールのモーメントを使用して、処理リソース２２２の環境設定器２４６は、次に、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８のうちのどれが設定される必要があるかを特定する（ステップ５０４）。環境設定器２４６はまた、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の識別された空気圧支持体によって加えられる印加支持力を計算する（ステップ５０６）。他の例では、第１、第２および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって加えられる力、または第１、第２および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の設定は、予め計算され、ユーザ定義環境設定値を構成することができる。実際、そのような例では、ユーザ定義環境設定値は、ペイロードの質量およびペイロードプラットホーム１３４に対するペイロードの質量の分布に応じて計算することができる。実際、力が動的に更新される別の例示的な実施態様では、力は、装置１００の動作中に繰り返し自動的に計算することができる。
【0081】
[0090]第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の各々によって加えられる力が計算されると（ステップ５０６）、環境設定器２４６は、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の各々に計算された力を加えるように第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８を加圧する（ステップ５０８）ようにパワー駆動ユニット２００に命令する。この点に関して、第１、第２および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の加圧の調整は互いに独立している。処理リソース２２２からの命令に応答して、パワー駆動ユニット２００は、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８をそれぞれ膨張させるために、第１の空気圧膨張ユニット２１０、第２の空気圧膨張ユニット２１２、および第３の空気圧膨張ユニット２１４に制御信号を送信する。したがって、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８は、計算された力を独立して加えるので、独立して設定可能および／または作動可能であり、それによって第１、第２、および第３の電気モータ１７２、１７４、１７６の各々の作業負荷を低減する。
【0082】
[0091]この例では、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって加えられる力は、ユーザ定義環境設定値に従ってモーションプラットホーム装置１００の動作全体を通して一度計算され、一度加えられる。これに関して、計算された力は、装置１００の始動時に手動で、または装置１００の始動時に自動的に計算することができる。さらに、この例では、第１、第２、および／または第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の設定は自動であるが、手動または自動で計算された力は、第１、第２、および／または第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８のための手動制御装置（図示せず）を介して第１、第２、および／または第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の手動設定によって加えることができ、それによって第１、第２および／または第３の空気圧支持体のそれぞれの手動加圧が可能になる。別の例では、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって加えられる力は、モーションプラットホーム装置１００の動作中に自動的に計算され、動的に変化させることができる。
【0083】
[0092]この点に関して、図８を参照すると、処理リソース２２２は、次に、第１、第２、および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４の現在の延び、したがって、適切な復元垂直力、ロールモーメントおよびピッチモーメントで重力によるコックピット重量およびコックピットのオフセット重心を補償するために第１、第２および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって加えられる必要がある印加支持力を計算する（ステップ６００）。次いで、計算された力は、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって現在加えられている力と比較される（ステップ６０２）。所定の閾値は、第１、第２、第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって現在加えられている力からの、第１、第２および第３のリンク機構１１０、１１２、１１４によって加えられている力の偏差に関して動作前に設定される。所定の閾値のうちの１つ以上は、最小許容力および最大許容力によって境界付けられる力の範囲とすることができる。偏差が所定の閾値より大きくない場合（ステップ６０４）、処理リソース２２２は、継続的に、垂直力ならびにピッチおよびロールモーメントを計算し、第１、第２および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって加えられる力を調整する必要があるかどうかを決定する（ステップ６００から６０４）。しかし偏差が所定の閾値より大きい場合（ステップ６０４）、処理リソース２２２は、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって加えられる力を計算された現在の必要レベル（ステップ６００）に調整する（ステップ６０６）。これに関して、前述の例と同様に、処理リソース２２２は、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８の各々に計算された力を加えるように、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８を加圧するようにパワー駆動ユニット２００に命令する。処理リソース２２２からの命令に応答して、パワー駆動ユニット２００は、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８をそれぞれ膨張または収縮させるために、第１の空気圧膨張ユニット２１０、第２の空気圧膨張ユニット２１２、および第３の空気圧膨張ユニット２１４に制御信号を送信する。このようにして、支持力の付与の変更はリアルタイムで行われる。その後、処理リソース２２２は、継続して、垂直力ならびにロールおよびピッチモーメントを計算し、第１、第２、および第３の空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって加えられる力を調整する必要があるかどうかを決定する（ステップ６００から６０４）。
【0084】
[0093]上記の実施態様は、添付の特許請求の範囲内で考えられる様々な実施態様の単なる例であることを当業者は理解するはずである。これに関して、上記の例では、（各下側制御アームのための対として、または各下側制御アームのための単一の支持体として展開される）各空気圧支持体２０４、２０６、２０８が、各下側支持アーム１１６、１４８、１６０に関連するそれぞれの空気圧リザーバ２１６、２１８、２２０を有すると仮定しているが、空気圧支持体２０４、２０６、２０８が使用される方法に応じて、空気圧支持体２０４、２０６、２０８に役立つ他の方法も可能である。例えば、空気圧支持体２０４、２０６、２０８が使用前の始動時に設定される場合、空気圧支持体２０４、２０６、２０８の各々の空気圧リザーバ２１６、２１８、２２０は、三方弁を介して単一の空気圧膨張ユニットに接続することができる。別の例では、共通のリザーバを空気圧支持体２０４、２０６、２０８によって共有することができ、各空気圧支持体２０４、２０６、２０８の膨張は、それぞれの空気圧膨張ユニット２１０、２１２、２１４によって提供される。さらなる例では、各空気圧支持体２０４、２０６、２０８は、関連するリザーバを使用せずにそれぞれの圧縮空気供給源によって供給され得る。
【0085】
[0094]上記の例は車両のシミュレーションを説明しているが、車両のすべての態様をシミュレートする必要はなく、車両シミュレーションは車両の１つまたは複数の性能側面に関するものであり得ることを理解されたい。さらに、モーションプラットホーム装置１００は、陸上車両シミュレーションにおける専用使用を意図するものではなく、他の用途、例えば、水陸両用車もしくは航空車両、または実際に人間の乗員に運動を加えることが望ましい任意の用途が考えられる。
【0086】
[0095]本明細書に記載の例では、上側または下側または上方または下方などの任意の要素の位置への言及は、地面に対する要素の位置の文脈で行われる。しかし、当業者は、そのような地面基準の用語が限定を意図するものではなく、要素を地面基準とは異なるように方向付けることが可能な場合に適切に調整することができることを理解すべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】