Technik im Detail

Grundprinzip

  • 3 Bewegungsachsen: pitch, roll und yaw

    Bewegungsachsen

Eine Hohl-Halbkugel wird freibeweglich hemisphär gelagert. Drei Servomotoren ermöglichen eine Bewegung in den drei Achsen (3dof): roll (±15°), pitch (±15°) und yaw (±15°). In der Hohl-Halbkugel werden die jeweiligen Applikationen samt Benutzer platziert.

Weil bei diesem Aufbau der Schwerpunkt im Mittelpunkt der Kugel liegt, können selbst große „Nutzlasten“ mit geringem Energieaufwand hochdynamisch bewegt werden. Dieses Bewegungsprinzip ermöglicht eine sehr körperschonende, jedoch äußerst effektive Vermittlung physikalischer Bewegungskräfte.

Darstellbare Bewegungen und Trägheitskräfte*

Achse Bewegungen Trägheitskräfte
nicken um die Querachse bergauf, bergab (Fahrzeug) steigen, sinken (Flugzeug) Beschleunigung, Verzögerung
rollen um die Längsachse Schräglage Kurve
gieren um die Hochachse Drehbewegung schleudern, einlenken (Fahrzeug) gieren (Flugzeug)
Hochachse heben, senken Entlastung, Kompression (Fahrzeug) abheben, landen (Flugzeug)

*soweit die Anwendungssoftware diese zur Verfügung stellt

  • Schwenk nach vorne

  • Schwenk nach hinten

  • Schwenk nach links

  • Schwenk nach rechts

.

In einem anzuwendenden Szenario müssen immer mindestens zwei, jedoch häufig mehrere Faktoren gleichzeitig auf den Körper übertragen werden. Durch die allseits gleitende hemisphäre Lagerung kann das jeweilige Produkt der Steuerbewegung nahezu linear und feinfühlig übertragen werden.

Antrieb

  • Achsantrieb Spezialanfertigung

    Achsantrieb

Die ankommenden Steuersignale (Drehgeschwindigkeit, Beschleunigung, Soll-Winkelposition) werden von der Regelelektronik mit den Ist-Werten verglichen. Die festgestellte Abweichung wird in entsprechende Steuersignale an die Servomotoren umgesetzt Über speziell angefertigte Antriebseinheiten werden die zu erreichenden Positionen jeder einzelnen Achse angefahren.

In Verbindung mit der hemisphären Lagerung der hohlen Halbkugel lassen sich diese Soll-Werte extrem schnell und dynamisch erreichen. Auf diese Weise wird eine bisher unerreicht sensible Bewegungscharakteristik im Bereich der Simulationstechnik realisiert.

Auslegung

  • 4 Standardgrößen

    Standardgrößen

Der Schwerpunkt der zu bewegenden Nutzlast bestimmt die Dimension der Hohl-Halbkugel. Es stehen unterschiedliche Standardgrößen zur Verfügung:

  • Ø  800mm
  • Ø1000mm
  • Ø1500mm
  • Ø2000mm

Steuerung

Eine moderne 230 V - Mehrachssteuerung, wie sie prinzipiell bei Industrierobotern verwendet wird, regelt präzise die Ansteuerung der Achsantriebe. Die Anzahl der benötigten Achsen (2,3,4 oder mehr) bestimmt die Ausbaustufe der Steuereinheit. Durch dieses modulare System können wir die Steuerung ganz individuell nach ihren Anforderungen gestalten.

Bildgebung

Als Display dient die DK 2 oder die Consumer-Version CV1 der VR-Brille von Oculus.

Die Technik der 3D-VR

3D-VR-Brillen vereinen im Grunde zwei Technologien: Erstens die Darstellung des Geschehens mit Tiefenwirkung, genannt 3D und zweitens die automatische Anpassung des dargestellten Sehfeldes entsprechend der aktuellen Kopfbewegung mit Hilfe des sogenannten Trackingsystem.
Dies bedeutet, dass die VR-Brille Ihnen immer das Sehfeld zur Darstellung bringt, das sich entsprechend Ihrer aktuellen Kopfposition oder Kopfbewegung in der virtuellen Welt entspräche.
Sie neigen z.B. Ihren Kopf vornüber nach unten und sehen in der VR-Brille die Füße Ihres virtuellen Ich´s. Sie drehen Ihren Kopf rechts nach hinten und sehen die rechte und die hintere virtuelle Welt. Sie bewegen sich also völlig eingebunden in der virtuellen Welt.

Rechner

Der für die flüssige Darstellung der VR verwendete Hightech-Rechner übernimmt gleichzeitig die Verarbeitung der  Anwendungssoftware. Zu seiner Entlastung stellt ein zweiter Desktoprechner die Verbindung zur Mehrachssteuerung her.

Aufbau

Die Bewegungsvorrichtung wurde sehr kompakt konstruiert. Die gesamte Bewegungsvorrichtung einschließlich der Steuer- und Rechnereinheiten sind auf einer palettenartig aufgebauten Grundplatte befestigt.

Für den Transport sind an einer Stirnseite Gabeleinschübe für Stapler oder Hubwagen vorhanden.

Eine Haubenplane schützt die gesamte Vorrichtung zuverlässig gegen Witterungseinflüsse.

Abmessung des HS3-800

Länge Breite Höhe Gewicht
2,3 m 1,25 m 1,4 m 350 kg (je nach Ausstattung)

Patent

Vorrichtung zur Simulation der auf einen Körper einwirkenden Kräfte in Korrelation zu einer mittels eines Computers erzeugten virtuellen Realität.  Patent Nr: 10 2008 032 231