JP7091088B2 - Gravity change experience simulation device and gravity change experience simulation system - Google Patents
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Description
本発明は、重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムに関するものである。 The present invention relates to a gravity change experience simulation device and a gravity change experience simulation system.
航空機等の操縦訓練や、航空機等の機体制御システムを評価する試験には、シミュレータを用いることがある。シミュレータを使った操縦訓練や機体制御システムを評価する試験において、訓練効果や試験データの有効性を向上させるために、シミュレーション上の航空機等の操縦者に与えられる感覚を、実際に航空機等が運転している状態に近くすることが求められている。 A simulator may be used for maneuvering training of aircraft and the like, and for tests to evaluate the airframe control system of aircraft and the like. In order to improve the training effect and the effectiveness of the test data in the flight training using the simulator and the test to evaluate the aircraft control system, the aircraft actually drives the feeling given to the operator of the aircraft etc. in the simulation. It is required to be close to the state of being.
シミュレーション上の航空機等の操縦者に与えられる感覚のうち、航空機等の機体が運動することによって操縦者が感じる重力変化(力の模擬)を模擬する装置として、従来、操縦者が乗るコックピットを油圧等によって直接動かして、操縦者に加速度を与えることで、操縦者に重力変化を体感させる装置(いわゆるモーション装置)が用いられていた。 Of the sensations given to the operator of an aircraft in simulation, as a device that simulates the change in gravity (simulation of force) felt by the operator due to the movement of the aircraft such as an aircraft, the cockpit on which the operator rides is conventionally hydraulically operated. A device (so-called motion device) has been used that allows the operator to experience the change in gravity by directly moving it by means of the like and giving acceleration to the operator.
しかしながら、モーション装置では、コックピットを駆動する部材が駆動限界範囲に達すると同一方向の加速度を発生させることができなくなるので、同一方向への継続的な重力変化量及び重力変化時間は、当該部材の駆動範囲に依存する。したがって、同一方向への継続的な重力変化を十分に模擬できない可能性がある。 However, in the motion device, when the member driving the cockpit reaches the drive limit range, the acceleration in the same direction cannot be generated. Therefore, the continuous gravity change amount and the gravity change time in the same direction are determined by the member. It depends on the drive range. Therefore, it may not be possible to sufficiently simulate continuous gravity changes in the same direction.
継続的な重力変化を模擬する装置として、操縦者が搭乗したコックピットを円周軌道上に沿って回転させることで、遠心力による連続的な重力変化を操縦者に体感させる装置がある。しかしながら、このような装置は、コックピットを回転させるための機構を備える必要があり、装置自体が大型化するとともに、コックピットを回転させるスペースを要するために、稼働させるために大規模なスペースを要するという問題があった。 As a device that simulates a continuous change in gravity, there is a device that allows the operator to experience a continuous change in gravity due to centrifugal force by rotating the cockpit on which the operator is boarding along a circumferential orbit. However, such a device needs to be provided with a mechanism for rotating the cockpit, and the device itself becomes large and requires a space for rotating the cockpit, so that a large space is required for operation. There was a problem.
また、重力変化を模擬する装置として、特許文献1に記載された装置のように、磁力によって静止状態の人物に任意の方向から引力、斥力を掛けることにより、人物が模擬加速度を体感する装置も考えられていた。特許文献1には、磁力に反応する着衣部を着用した人物の周辺部に磁力を発生する磁力発生部を設置する模擬加速度体感装置が記載されている。 Further, as a device for simulating a change in gravity, there is also a device such as the device described in Patent Document 1 in which a person experiences simulated acceleration by applying attractive force and repulsive force from an arbitrary direction to a person in a stationary state by a magnetic force. It was being considered. Patent Document 1 describes a simulated acceleration experience device that installs a magnetic force generating portion that generates a magnetic force around a person wearing a clothing portion that reacts to the magnetic force.
しかしながら、特許文献1に記載された装置は、磁力を用いるので、特許文献1に記載された装置を航空機操縦シミュレータに適用した場合、磁力発生部から発生した磁力が、航空機操縦シミュレータに搭載された電子機器の誤作動を引き起こす可能性がある。
また、特許文献1に記載された装置では、磁力発生部と着衣部の距離が変化すると、着衣部に作用する磁力も変化する。着衣部は、着衣部を着衣した人物の動きに伴って移動するため、人物が動いた場合、所望の磁力を着衣部に作用させることができない可能性がある。換言すれば、所望の磁力を発生させるために、着衣部を着衣した人物の動きに制約が発生してしまう可能性がある。
また、特許文献1に記載された装置は、磁力発生部を設置しなければならないので、装置が大型化する可能性がある。したがって、例えば、コックピット等の閉所に適用する場合には、搭載機器の配置に制約が発生する可能性がある。
However, since the device described in Patent Document 1 uses a magnetic force, when the device described in Patent Document 1 is applied to an aircraft maneuvering simulator, the magnetic force generated from the magnetic force generating portion is mounted on the aircraft maneuvering simulator. May cause malfunction of electronic devices.
Further, in the apparatus described in Patent Document 1, when the distance between the magnetic force generating portion and the clothing portion changes, the magnetic force acting on the clothing portion also changes. Since the clothing portion moves with the movement of the person wearing the clothing portion, it may not be possible to apply a desired magnetic force to the clothing portion when the person moves. In other words, in order to generate a desired magnetic force, there is a possibility that the movement of the person wearing the clothing portion is restricted.
Further, since the device described in Patent Document 1 must be provided with a magnetic force generating portion, the device may become large in size. Therefore, for example, when applied to a closed place such as a cockpit, there may be restrictions on the arrangement of on-board equipment.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被験者に対して、所望の重力変化を体感させることができるとともに、他の装置への影響を防止し、被験者に対する制約を低減することができる重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible for a subject to experience a desired change in gravity, prevent influence on other devices, and reduce restrictions on the subject. It is an object of the present invention to provide a gravity change experience simulation device and a gravity change experience simulation system capable of performing.
上記課題を解決するために、本発明の重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムは以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、被験者が着用する着用部と前記着用部の所定位置に設けられ、液体を保持する保持部と、前記保持部が保持する前記液体の量を調整する液体量調整部と、前記液体量調整部を制御する制御部と、を備えている。
In order to solve the above problems, the gravity change experience simulation device and the gravity change experience simulation system of the present invention employ the following means.
The gravity change experience simulation device according to one aspect of the present invention is provided at a predetermined position of a wearing portion worn by a subject and the wearing portion, and holds a holding portion for holding a liquid and an amount of the liquid held by the holding portion. It includes a liquid amount adjusting unit for adjusting and a control unit for controlling the liquid amount adjusting unit.
上記構成では、保持部に液体を保持させることで、着用部に設けられた保持部の重量を増大させることができる。保持部の重量を増大させることで、着用部を着用した被験者に対して、自重以上の重力を体感させることができる。
また、液体量調整部によって、保持部が保持する液体の量を調整できるので、保持部の重量を所望に変化させることができる。したがって、被験者に対して、所望の重力変化を体感させることができる。
また、重量を増大させる手段として、特定の形状を有さない液体を用いている。これにより、保持部が保持する液体の量を、より精密に調整することができる。したがって、着用部を着用した被験者に対して、より忠実に、重量変化を体感させることができる。また、例えば、水等の磁力を有さない液体を用いた場合には、磁力による他の装置への影響を防止することができる。
また、上記構成では、保持部が着用部に設けられている。これにより、被験者の移動時においても、的確に重力変化を体感させることができる。このように、重力変化を体感した状態での移動が可能なので、被験者に対する制約を低減することができる。
また、着用部に設けられた保持部に液体を保持させることで重力変化を体感させているので、被験者の近傍には、大型の装置等は必要ない。したがって、例えば、航空機の操縦室等の閉所であっても、被験者に対して、重力変化を体感させることができる。
In the above configuration, the weight of the holding portion provided on the wearing portion can be increased by holding the liquid in the holding portion. By increasing the weight of the holding portion, the subject wearing the wearing portion can experience gravity greater than its own weight.
Further, since the amount of liquid held by the holding portion can be adjusted by the liquid amount adjusting portion, the weight of the holding portion can be changed as desired. Therefore, the subject can experience the desired change in gravity.
Further, as a means for increasing the weight, a liquid having no specific shape is used. As a result, the amount of liquid held by the holding portion can be adjusted more precisely. Therefore, the subject who wears the wearing part can experience the weight change more faithfully. Further, for example, when a liquid having no magnetic force such as water is used, it is possible to prevent the influence of the magnetic force on other devices.
Further, in the above configuration, a holding portion is provided on the wearing portion. As a result, it is possible to accurately experience the change in gravity even when the subject is moving. In this way, since it is possible to move while experiencing the change in gravity, it is possible to reduce the restrictions on the subject.
Further, since the change in gravity is experienced by holding the liquid in the holding portion provided in the wearing portion, a large device or the like is not required in the vicinity of the subject. Therefore, for example, even in a closed place such as the cockpit of an aircraft, the subject can experience the change in gravity.
また、本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、前記保持部に連通する供給管と、前記供給管を介して前記保持部に前記液体を供給する供給ポンプと、を備え、前記液体量調整部は、前記供給管に設けられ、前記保持部に供給される前記液体の量を調整する供給弁を有していてもよい。 Further, the gravity change experience simulation device according to one aspect of the present invention includes a supply pipe communicating with the holding portion and a supply pump for supplying the liquid to the holding portion via the supply pipe, and the liquid. The amount adjusting unit may have a supply valve provided in the supply pipe and adjusting the amount of the liquid supplied to the holding unit.
上記構成では、保持部に液体を供給する供給管に液体の量を調整する供給弁が設けられている。これにより、保持部に供給される前段階において、保持部が保持する液体の量を調整することができる。したがって、より精密に、保持部が保持する液体の量を調整することができる。 In the above configuration, the supply pipe for supplying the liquid to the holding portion is provided with a supply valve for adjusting the amount of the liquid. This makes it possible to adjust the amount of liquid held by the holding portion before it is supplied to the holding portion. Therefore, the amount of liquid held by the holding portion can be adjusted more precisely.
また、本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、前記保持部に連通する排出管と、前記排出管を介して前記保持部から前記液体を排出する排出ポンプと、を備え、前記液体量調整部は、前記排出管に設けられ、前記保持部から排出される前記液体の量を調整する排出弁を有していてもよい。 Further, the gravity change experience simulation device according to one aspect of the present invention includes a discharge pipe communicating with the holding portion and a discharge pump for discharging the liquid from the holding portion via the discharge pipe. The amount adjusting unit may have a discharge valve provided in the discharge pipe and adjusting the amount of the liquid discharged from the holding unit.
上記構成では、保持部から液体を排出することで保持部の重量を低減させることができる。これにより、例えば、保持部に液体が保持された状態から、液体を保持部から排出し、保持部の重量を低減させることで、着用部を着用した被験者に対して、重力の作用する方向と反対方向の荷重(浮き上がるような感覚)を体感させることができる。すなわち、着用部を着用した被験者は、着用した着用部の重量が相対的に低減したことで、重力の作用する方向と反対方向の荷重を体感することができる。 In the above configuration, the weight of the holding portion can be reduced by discharging the liquid from the holding portion. As a result, for example, from the state where the liquid is held in the holding part, the liquid is discharged from the holding part and the weight of the holding part is reduced, so that the direction in which gravity acts on the subject wearing the wearing part is determined. You can experience the load in the opposite direction (feeling like floating). That is, the subject wearing the wearing portion can experience the load in the direction opposite to the direction in which gravity acts because the weight of the wearing portion is relatively reduced.
また、本発明の一態様に係る重力変化体感模擬装置は、前記制御部は、機体運動のシミュレーションの結果に基づいて、前記液体量調整部を制御してもよい。 Further, in the gravity change experience simulation device according to one aspect of the present invention, the control unit may control the liquid amount adjusting unit based on the result of the simulation of the aircraft motion.
上記構成では、機体運動のシミュレーションの結果に基づいて、保持部が保持する液体の量を調整することができる。これにより、被験者に対して、機体運動に応じた重力変化を体感させることができる。 In the above configuration, the amount of liquid held by the holding portion can be adjusted based on the result of the simulation of the airframe movement. As a result, the subject can experience the change in gravity according to the movement of the aircraft.
本発明の一態様に係る重力変化体感模擬システムは、上記の重力変化体感模擬装置と、前記シミュレーションを行う機体運動計算部と、を備えている。 The gravity change experience simulation system according to one aspect of the present invention includes the above-mentioned gravity change experience simulation device and an airframe motion calculation unit that performs the simulation.
本発明によれば、被験者に対して、所望の重力変化を体感させることができるとともに、他の装置への影響を防止し、被験者に対する制約を低減することができる。 According to the present invention, the subject can experience the desired change in gravity, the influence on other devices can be prevented, and the restriction on the subject can be reduced.
以下に、本発明に係る重力変化体感模擬装置及び重力変化体感模擬システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示されているように、重力変化体感模擬システム1は、航空機における機体運動のシミュレーションを行う機体運動計算装置(機体運動計算部)2と、機体運動計算装置2のシミュレーションの結果に基づいて可動する重力変化体感模擬装置3と、を備えている。重力変化体感模擬システム1は、航空機の搭乗者に対して作用する航空機の機体姿勢の変化による重力変化を、被験者4に対して模擬的に体感させるシステムである。
Hereinafter, an embodiment of the gravity change experience simulation device and the gravity change experience simulation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the gravity change experience simulation system 1 is based on the simulation results of the airframe motion calculation device (airframe motion calculation unit) 2 for simulating the airframe motion in an aircraft and the airframe
機体運動計算装置2は、航空機の運転時に、航空機の機体の運動に応じて、航空機の操縦者に作用する重力及び重力変化をシミュレーションする装置である。すなわち、機体の姿勢が変化した際に、操縦者に作用する重力及び重力変化をシミュレーションしている。機体運動計算装置2は、シミュレーションの結果を、後述する重力変化体感模擬装置3に設けられた制御装置15に送信している。
The airframe
重力変化体感模擬装置3は、被験者4が着用する着衣部(着用部)6と、着衣部6の所定位置に設けられて水(液体)を保持する管状の保持部7と、保持部7に連通する供給管8と、供給管8を介して保持部7に水を供給する供給ポンプ9と、供給管8に設けられる供給側調整弁(供給弁)10と、保持部7に連通する排出管11と、排出管11を介して保持部7から水を排出する排出ポンプ12と、排出管11に設けられる排出側調整弁(排出弁)13と、排出ポンプ12が回収した水を一時的に貯留するとともに貯留した水を供給ポンプ9に供給するリザーバ14と、供給ポンプ9等を制御する制御装置(制御部)15と、を備えている。
The gravity change
着衣部6は、人体の形状に沿った形状である衣服状の部材であって、被験者4の人体の首よりも下部の略全域を密着して被覆可能に形成されている。
The
保持部7は、所定の内径及び長さを有する管状の部材であって、着衣部6を着用した被験者4の人体に沿うように設けられている。保持部7は、着衣部6の内表面又は外表面に設けられてもよく、着衣部6の内表面と外表面との間に埋め込まれるように設けられてもよい。
また、保持部7は、複数設けられている。保持部7の数及び各保持部7の配置は、模擬したい重力変化の変化率及び変化量によって決定する。すなわち、着衣部6を着用した被験者4が航空機の機体姿勢の変化に基づいた重力変化をより忠実に体感できるように、各保持部7は配置される。複数の保持部7は、着衣部6を着用した被験者4の人体の特定の部分(例えば、両腕部分及び両足部分の4か所等)に設けられてもよく、着衣部6の略全域に亘って張り巡らされるように設けられてもよい。
また、各保持部7の太さ(流路断面積)及び各保持部7の長さも、保持部7の数及び保持部7の配置と同様に、模擬したい重力変化の変化率及び変化量によって決定する。また、保持部7の太さは、一定であってもよく、一定でなくてもよい。
The holding
Further, a plurality of holding
Further, the thickness of each holding portion 7 (cross-sectional area of the flow path) and the length of each holding
また、各保持部7には、保持部7が保持する水の容量を計測するセンサ(図示省略)が設けられている。センサは、取得した情報(保持部7が保持する水の容量)を制御装置15に送信する。なお、センサは、保持部7を流通する水の流量を計測する流量計測器であってもよい。
Further, each holding
供給管8は、内部に水が流通する管状の部材であって、供給ポンプ9と保持部7の一端とを接続することで、供給ポンプ9と保持部7とを連通している。供給管8は、保持部7の数と同数設けられており、各々、複数の保持部7に連通している。すなわち、複数の供給管8は、複数の保持部7と一対一対応となっている。なお、複数の供給管8は、図1に示すように、供給ポンプ9から延びる1本の管から分岐してもよく、また、各々が供給ポンプ9に連通してもよい。
The
供給ポンプ9は、リザーバ14に貯留された水を汲み出して、汲み出した水を所定の圧力を加えた状態で供給管8に供給する。すなわち、供給管8を介して、水を保持部7に供給している。なお、供給ポンプ9を、複数の供給管8と一対一対応となるように、複数設けてもよい。
The
供給側調整弁10は、各供給管8に設けられている。各供給側調整弁10は、各々、開度を調整可能な弁であって、開度を調整することで供給管8の内部を流通する水の流量を調整する。供給側調整弁10は、供給管8の内部を流通する水の流量を調整することで、保持部7に供給される水の量を調整することができる。すなわち、保持部7が保持する水の量を調整することができる。なお、図1では、図示の関係上、複数の供給側調整弁10を各々図示せず、まとめて図示している。
The supply
排出管11は、内部に水が流通する管状の部材であって、排出ポンプ12と保持部7の他端とを接続することで、排出ポンプ12と保持部7とを連通している。排出管11は、保持部7の数と同数設けられており、各々、複数の保持部7に連通している。すなわち、複数の排出管11は、複数の保持部7と一対一対応となっている。なお、複数の排出管11は、図1に示すように、排出ポンプ12に接続する1本の管に合流してもよく、また、各々が排出ポンプ12に連通してもよい。
The
排出ポンプ12は、排出管11内の水を吸い出して、吸い出した水をリザーバ14に供給する。すなわち、排出管11を介して、水を保持部7から排出している。なお、排出ポンプ12を、複数の排出管11と一対一対応となるように、複数設けてもよい。
The
排出側調整弁13は、各排出管11に設けられている。各排出側調整弁13は、各々、開度を調整可能な弁であって、開度を調整することで排出管11の内部を流通する水の流量を調整する。また、排出側調整弁13は、排出管11の内部を流通する水の流量を調整することで、保持部7から排出される水の量を調整することができる。すなわち、保持部7が保持する水の量を調整することができる。なお、図1では、図示の関係上、複数の排出側調整弁13を各々図示せず、まとめて図示している。
The discharge
リザーバ14は、水循環の流れにおいて、排出ポンプ12と供給ポンプ9との間に設けられており、水を貯留している。
The
このように、本実施形態における重力変化体感模擬装置3では、リザーバ14から供給ポンプ9に供給された水が、供給ポンプ9、供給管8、保持部7、排出管11、排出ポンプ12、リザーバ14の順番に循環する循環流路が形成されている。
As described above, in the gravity change
制御装置15は、保持部7が保持する水の量を調整するように供給ポンプ9、排出ポンプ12、供給側調整弁10及び排出側調整弁13を制御する。制御装置15は、機体運動計算装置2及びセンサから情報を受信する。
また、制御装置15は、供給ポンプ9及び排出ポンプ12に信号を送信することで、供給ポンプ9及び排出ポンプ12の運転状態(駆動状態とするか停止状態とするか)を制御する。また、制御装置15は、供給側調整弁10及び排出側調整弁13に信号を送信することで、供給側調整弁10及び排出側調整弁13の開度を制御する。なお、供給側調整弁10及び排出側調整弁13の開度は、開度0%(全閉状態)から開度100%(全開状態)の間で制御される。
制御装置15は、機体運動計算装置2によってシミュレーションされた、航空機の機体の運動に応じた重力変化(重力変化量及び重力変化率)を、着衣部6を着用した被験者4に体感させるように、所定の量の水を各保持部7が保持するように、供給ポンプ9、排出ポンプ12、供給側調整弁10及び排出側調整弁13を制御する。
The
Further, the
The
制御装置15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。
The
次に、本実施形態における重力変化体感模擬システム1の作用について説明する。
まず、機体運動計算装置2及び制御装置15が行う処理について説明する。図1では、機体運動計算装置2から送信される機体運動情報を一点鎖線矢印で図示するとともに、制御装置15から送信される制御信号を破線矢印で図示している。
まず、機体運動計算装置2が、航空機の運転時に、航空機の機体の運動に応じて、航空機の操縦者に作用する重力変化をシミュレーションする処理を行う。機体運動計算装置2は、シミュレーションした結果を機体運動情報として、制御装置15に送信する。
Next, the operation of the gravity change experience simulation system 1 in the present embodiment will be described.
First, the processing performed by the airframe
First, the airframe
シミュレーション結果を受信した制御装置15は、シミュレーション結果に応じた重力変化を被験者4が体感するように、各供給側調整弁10及び/又は各排出側調整弁13の開度を調整することで、各保持部7が保持する水の量を調整する処理を行う。すなわち、各供給側調整弁10及び/又は各排出側調整弁13の開度を調整することにより、各保持部7に供給される水の流量及び各保持部7から排出される水の流量を調整することで、各保持部7が保持する水の量を調整する。各保持部7が保持する水の量を調整することで、着衣部6の質量を調整する。
このとき、制御装置15は、機体運動計算装置2がシミュレーションした重力に応じた予め決められた量の水を各保持部7が保持するようにして、シミュレーション結果に応じた重力変化を被験者4が体感するように各供給側調整弁10及び/又は各排出側調整弁13の開度を制御してもよい。また、制御装置15は、機体運動計算装置2がシミュレーションした重力に応じた予め決められた変化率(単位時間当たりの水の増減量)で各保持部7が保持する水の量を増減することで、シミュレーション結果に応じた重力変化を被験者4が体感するように各供給側調整弁10及び/又は各排出側調整弁13の開度を制御してもよい。
Upon receiving the simulation result, the
At this time, in the
また、制御装置15は、各保持部7に設けられたセンサからの情報を常時受信し、各保持部7の保持する水の量を監視している。制御装置15は、センサからの情報に基づいて、各供給側調整弁10及び/又は各排出側調整弁13の開度を調整する。なお、図1では、センサから送信されるセンサ情報を二点鎖線矢印で図示している。
Further, the
本実施形態の重力変化体感模擬システム1では、このようにして、被験者4の人体に密着させた着衣部6の重量の配分を連続的に変化させて、質量を変えることで、被験者4に作用する重力の変化を模擬することができる。したがって、被験者4は、重力の変化を模擬的に体感することができる。
In the gravity change experience simulation system 1 of the present embodiment, the weight distribution of the
次に、循環する水の流れについて説明する。図1では、水の流れについて、実線矢印で示している。
制御装置15によって駆動する供給ポンプ9によって、リザーバ14に貯留された水が汲み出される。供給ポンプ9は、汲み出した水を、所定の圧力で供給管8内に流通させる。供給管8内を流通する水は、供給側調整弁10によって流量を調整される。流量を調整された供給管8内の水は、入口側端部が供給管8と連通する保持部7に流入する。保持部7に流入した水は、保持部7に保持されるとともに、保持部7内を流通する。保持部7内を流通した水は、保持部7の出口側端部と連通する排出管11内に流入する。排出管11内を流通する水は、排出側調整弁13によって流量を調整される。流量を調整された排出管11内の水は、排出ポンプ12によって吸い出される。排出ポンプ12が吸い出した水は、リザーバ14に送られ、リザーバ14で一時的に貯留される。本実施形態では、このように、水が循環している。
Next, the flow of circulating water will be described. In FIG. 1, the flow of water is indicated by a solid arrow.
The water stored in the
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、保持部7に水を保持させることで、保持部7の重量を増大させることができるとともに、保持部7が設けられた着衣部6の重量を増大させることができる。着衣部6の重量を増大させることで、着衣部6を着用した被験者4に対して、自重以上の重力を体感させることができる。
また、制御装置15が供給側調整弁10及び排出側調整弁13を制御することによって、保持部7が保持する水の量を調整できるので、各保持部7の重量を所望に変化させることができる。すなわち、着衣部6の重量を所望に変化させることができる。したがって、着衣部6を着衣した被験者4に対して、所望の重力変化を体感させることができる。
また、本実施形態では、着衣部6が、被験者4の人体の所定部分に沿うように配置される複数の保持部7を有しており、各保持部7に対して各々独立した供給管8及び排出管11を接続するとともに、各供給管8及び各排出管11にそれぞれ弁を設けている。これにより、複数の保持部7が保持する水の量を、各々異なった量とすることができるので、着衣部6の重量のバランスを所望のバランスとすることができる。したがって、より忠実に、着衣部6を着衣した被験者4に対して、重力変化を模擬的に体感させることができる。
According to this embodiment, the following effects are exhibited.
In the present embodiment, by holding the water in the holding
Further, since the
Further, in the present embodiment, the
また、重量を増大させる手段として、特定の形状を有さない水を用いている。これにより、各保持部7が保持する水の量を、より精密に調整することができる。したがって、着衣部6を着用した被験者4に対して、より忠実に、重力変化を模擬的に体感させることができる。また、磁力を有さない水を用いて重力変化を体感させている。このように、磁力を発しない部材を用いているので、磁力による他の装置への影響を防止することができる。
Further, as a means for increasing the weight, water having no specific shape is used. Thereby, the amount of water held by each holding
また、本実施形態では、保持部7が着衣部6に設けられている。すなわち、被験者4が着用する着衣部6の重量の変化によって、重力変化を模擬している。このように、被験者4に対して重力変化を体感させる部材が被験者4に密着した状態であるので、被験者4の移動時においても、的確に重力変化を体感させることができる。このように、重力変化を体感した状態での移動が可能なので、被験者4に対する制約を低減することができる。また、着衣部6に設けられた保持部7に水を保持させることで重力変化を体感させているので、被験者4の近傍には、大型の装置等は必要ない。したがって、例えば、航空機の操縦室等の閉所であっても、被験者4に対して、重力変化を体感させることができる。また、例えば、モーション装置等の他の模擬装置と、容易に組み合わせることができる。
Further, in the present embodiment, the holding
また、本実施形態では、保持部7に水を供給する供給管8に水の流量を調整する供給側調整弁10が設けられている。これにより、保持部7に供給される前段階において、保持部7が保持する水の量を調整することができる。したがって、より精密に、保持部7が保持する水の量を調整することができる。
Further, in the present embodiment, the supply
また、本実施形態では、保持部7から水を排出することで保持部7の重量を低減させることができる。これにより、例えば、保持部7に水が保持された状態から、水を保持部7から排出し、保持部7の重量を低減させることで、着衣部6を着用した被験者4に対して、重力の作用する方向と反対方向の荷重(上方へ浮き上がる感覚)を体感させることができる。すなわち、着衣部6を着用した被験者4は、着用した着衣部6の重量が相対的に低減したことで、重力の作用する方向と反対方向の荷重を体感することができる。
Further, in the present embodiment, the weight of the holding
本実施形態では、航空機の機体運動のシミュレーションを行う機体運動計算部のシミュレーションの結果に基づいて、保持部7が保持する水の量を調整している。これにより、被験者4に対して、航空機の機体運動に応じた重力変化を体感させることができる。
In the present embodiment, the amount of water held by the holding
また、保持部7にセンサが設けられているので、保持部7が保持する水の量を的確に把握することができる。これにより、より精密に保持部7に所望の量の水を保持させることができるので、被験者4に対してより精密に、所望の重力変化を体感させることができる。
Further, since the sensor is provided in the holding
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、着衣部6が、被験者4の人体の首よりも下部の略全域を密着して被覆可能に形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、着衣部6は、保持部7を設けたい人体の部分のみを被覆可能に形成されていてもよい。例えば、両腕及び両足に対して保持部7を設けたい場合には、両腕及び両足のみを覆う複数の着衣部6を設けてもよい。
また、被験者4の頭部に対して保持部7を設けたい場合には、着衣部6が、被験者4の頭部を覆う部材(例えば、ヘルメット等)を有していてもよい。頭部を覆う部材に保持部7を設けることで、被験者4に対して、頭部の重力変化を体感させることができる。
The present invention is not limited to the invention according to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the gist thereof.
For example, in the above embodiment, the example in which the
Further, when it is desired to provide the holding
また、上記実施形態では、保持部7が保持する液体として、安価且つ取扱い容易な水を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。保持部7が保持する液体は、水でなくてもよく、例えば、水よりも比重の重い液体を用いてもよい。水よりも比重の重い液体を用いることで、水よりも重力変化の幅を広げることができる。また、仮に、重量変化の幅を広げない場合には、水よりも少量の液体で重力変化を模擬することができるので、保持部7を小型化することができる。
Further, in the above embodiment, an example in which inexpensive and easy-to-handle water is used as the liquid held by the holding
また、上記実施形態では、保持部7が管状の部材である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。保持部7は、一定の水を保持できる構造であればよく、例えば袋状であってもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the holding
また、上記実施形態では、制御装置15が供給側調整弁10及び排出側調整弁13を制御することによって、保持部7が保持する水の量を調整する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置15が、供給側調整弁10及び排出側調整弁13を制御するとともに、供給ポンプ9及び排出ポンプ12の回転数を制御することで保持部7が保持する水の量を調整してもよい。このように構成することで、より精密に保持部7が保持する水の量を調整することができる。
Further, in the above embodiment, an example in which the
また、航空機の操作等を模擬可能なフライトシミュレータ等の模擬装置と、本実施形態に係る重力変化体感模擬システム1とを組み合わせてもよい。具体例としては、次のように組み合わせてもよい。
模擬装置は、航空機の操縦室を模倣した模擬操縦室を備えており、模擬操縦室内には、被験者4が着座する座席が設けられている。当該座席に着座した被験者4によって、模擬操縦室内に設けられた操縦装置の操作信号に基づいた機体の反応を機体運動計算装置2が算出し、算出結果に基づいた視界画像を画像表示部に表示するとともに、算出結果に基づいた重力変化を重力変化体感装置によって被験者4に体感させてもよい。このような構成とすることで、視界画像と重力変化とを連携させることができるので、被験者4に対して、より忠実に航空機の機体運動に応じた重力変化を体感させることができる。
また、本実施形態に係る重力変化装置は、被験者4が着用する着衣部6によって重力変化を模擬するので、上述のように、被験者4の近傍には、大型の装置等は必要ない。すなわち、模擬操縦室内には、着衣部6及び着衣部6に接続された供給管8及び排出管11のみを導入するだけで模擬可能である。したがって、閉所である模擬操縦室内において、占有スペースの低減を図ることができる。
Further, a simulation device such as a flight simulator capable of simulating the operation of an aircraft may be combined with the gravity change experience simulation system 1 according to the present embodiment. As a specific example, the following combinations may be made.
The simulated device includes a simulated cockpit that imitates the cockpit of an aircraft, and the simulated cockpit is provided with a seat on which the
Further, since the gravity change device according to the present embodiment simulates the gravity change by the
また、操縦者が乗る操縦室を油圧等によって直接動かして、操縦者に加速度を与えることで、操縦者に重力変化を体感させる装置(いわゆるモーション装置)と、本実施形態に係る重力変化体感模擬システム1とを組み合わせてもよい。 In addition, a device (so-called motion device) that allows the operator to experience the change in gravity by directly moving the cockpit on which the operator rides by hydraulic pressure or the like to give acceleration to the operator, and a device for experiencing the change in gravity according to the present embodiment. It may be combined with the system 1.
また、模擬装置と、モーション装置と、本実施形態に係る重力変化体感模擬システム1とを組み合わせてもよい。 Further, the simulation device, the motion device, and the gravity change experience simulation system 1 according to the present embodiment may be combined.
1 重力変化体感模擬システム
2 機体運動計算装置(機体運動計算部)
3 重力変化体感模擬装置
4 被験者
6 着衣部(着用部)
7 保持部
8 供給管
9 供給ポンプ
10 供給側調整弁(供給弁)
11 排出管
12 排出ポンプ
13 排出側調整弁(排出弁)
14 リザーバ
15 制御装置(制御部)
1 Gravity change
3 Gravity change
7 Holding
11
14
Claims (5)
前記着用部の所定位置に設けられ、液体を保持する保持部と、
前記保持部が保持する前記液体の量を調整する液体量調整部と、
前記液体量調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記液体量調整部を制御することで、機体の運動に応じた重力変化を前記着用部を着用した前記被験者に体感させるように前記着用部の質量を調整する重力変化体感模擬装置。 A wearing part worn by the subject, a holding part provided at a predetermined position of the wearing part, and a holding part for holding the liquid,
A liquid amount adjusting unit that adjusts the amount of the liquid held by the holding unit,
A control unit that controls the liquid amount adjusting unit is provided .
By controlling the liquid amount adjusting unit, the control unit adjusts the mass of the wearing portion so that the subject wearing the wearing portion can experience the gravity change according to the movement of the aircraft. Device.
前記供給管を介して前記保持部に前記液体を供給する供給ポンプと、を備え、
前記液体量調整部は、前記供給管に設けられ、前記保持部に供給される前記液体の量を調整する供給弁を有する請求項1に記載の重力変化体感模擬装置。 A supply pipe communicating with the holding portion and
A supply pump for supplying the liquid to the holding portion via the supply pipe is provided.
The gravity change experience simulation device according to claim 1, wherein the liquid amount adjusting unit is provided in the supply pipe and has a supply valve for adjusting the amount of the liquid supplied to the holding unit.
前記排出管を介して前記保持部から前記液体を排出する排出ポンプと、を備え、
前記液体量調整部は、前記排出管に設けられ、前記保持部から排出される前記液体の量を調整する排出弁を有する請求項1または請求項2に記載の重力変化体感模擬装置。 The discharge pipe that communicates with the holding part and
A discharge pump for discharging the liquid from the holding portion via the discharge pipe is provided.
The gravity change experience simulation device according to claim 1 or 2, wherein the liquid amount adjusting unit is provided in the discharge pipe and has a discharge valve for adjusting the amount of the liquid discharged from the holding unit.
前記シミュレーションを行う機体運動計算部と、を備えた重力変化体感模擬システム。 The gravity change experience simulation device according to claim 4,
A gravity change experience simulation system including an airframe motion calculation unit that performs the simulation.
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