TWI621468B - 模擬轉向的體感裝置 - Google Patents

Abstract

一種模擬轉向的體感裝置，包含一底座單元，及一轉動單元。該底座單元包括一底座、一底座支撐體、一第一轉動組件，及一第二轉動組件，該第一轉動組件與該第二轉動組件形成一轉動中心線。該轉動單元包括一轉動基座，及一轉動支撐體，該轉動基座之一端與該第一轉動組件樞設在一起，該轉動支撐體之一端與該第二轉動組件樞設在一起，令該轉動基座以該轉動中心線為中心進行錐形轉動。該轉動支撐體設有一可改變長度的致動器，以使該轉動基座能於錐形轉動之圓弧切線，執行正交方向的直線運動。

Description

模擬轉向的體感裝置

本發明是有關於一種體感裝置，尤其是一種提升打滑效果之模擬轉向的體感裝置。

於一般電子遊戲場所，具有體感的遊戲機台較受遊戲玩家喜愛，其特點是遊戲機台可與玩家進行遊戲的互動，並提供遊戲中運動效果反饋的感覺，令玩家具有實境的感覺，在電子遊戲場所中相當受到好評。除此之外，一般大型遊樂園中，具有體感的遊樂設施也往往擠滿人潮，屬於熱門的遊樂設施。

早期發展較為成熟的機車廠商已發展出訓練用途之摩托車模擬器，來模擬機車行駛時身體的感覺，其中，以側向傾斜模擬(roll)、縱向傾斜模擬(pitch)，及側滑模擬(yaw)，來呈現機車的旋轉動作自由度。

參閱圖1，為台灣專利第I357346號一種具打滑效果之機車遊戲裝置30，包括一車體32、一傾斜機構38，及一轉動機構40。該轉動機構40設置於該車體32及該傾斜機構38之下方，並包括一轉軸70及一馬達72，該轉軸70設有一第一皮帶輪7002，該馬達72設有一第二皮帶輪7202，該第一皮帶輪7002及該第二皮帶輪7202間設有一用以傳動之皮帶74，該馬達72控制該車體32轉動，以使該車體32模 擬機車打滑的體感。

參閱圖2，為美國專利第US 5209662 A一種機車騎乘模擬系統，包括一基座1、一可動托架2、一可動機構6，及一機車座體13，該可動機構6上設有一可將該機車座體13滑動之滑動機構7、一將該機車座體13升降之升降機構8，及一可將該機車座體13左傾或右傾之轉動馬達17。

續上所述，該機車騎乘模擬系統是以該轉動馬達17模擬側向傾斜自由度(roll)，並以該可動托架2模擬縱向傾斜自由度(pitch)，再以該滑動機構7模擬側滑自由度(yaw)，進一步模擬實際騎車的感覺，用以訓練車手操控機車。

參閱圖3，為美國專利US 4019261 A一種飛行模擬器的運動系統，包含一基架32、一可推動一框架24之致動器28、一可推動一框架20之致動器26，及一可轉動框架16之致動器22，以使一教練駕駛艙10可以模擬上升、抬頭，及轉動等多種體感。

雖然習知技術揭示了可模擬多種體感的技術手段，但是其模擬側向傾斜自由度(roll)的旋轉中心線，是設置於座體下方，或是座體的中心，造成座體只能呈現左右擺動，或是左右旋轉的態樣，尤其是以旋轉中心線進行圓柱狀旋轉，如該座體虛模擬多種體感，就必須加上多個致動器，造成整個體感系統過於複雜。

除此之外，雖然目前的遊戲機台，或是較為專業的機車騎乘模擬系統可以提供模擬騎乘機車的感覺， 但是實際使用時，仍具有下列缺點：

一、體感模擬不夠真實：雖然機車遊戲裝置揭示了可旋轉車體的轉動機構，來模擬機車打滑的效果，但是單單旋轉車體缺少了向外滑動的效果，使打滑效果之體感模擬不夠真實。

二、損耗較多能量：早期機車遊戲裝置之擺盪結構通常設置於機車座體的下方，此時該人員的乘坐重心較高，不管是利用該人員的雙腳來驅動機車座體進行左右偏擺，或是利用動力馬達來控制機車座體的偏擺方向，都必須支撐較高的中心而耗費較多的能量。

三、機械結構複雜：雖然習知體感模擬系統上所設置的滑動機構，可單獨將機車後輪的位置進行偏滑，以模擬側滑的自由度，但是如果需要取得逼真的打滑或其他的體感效果，必須再使用多個致動器模擬側向傾斜自由度、縱向傾斜模擬自由度，及側滑模擬自由度等多種體感效果，系統的機械結構相對複雜。

因此，如何開發一種機械結構，可以達到以最少的動力組件來模擬多種體感自由度的效果，並適用於其它具有體感效果的遊樂設施，是相關技術人員亟需努力的目標。

有鑑於此，本發明之目的是在提供一種模擬轉向的體感裝置，包含一底座單元，及一轉動單元。

該底座單元包括一底座、一自該底座向上延伸之底座支撐體、一設置於該底座之第一轉動組件，及一設置於該底座支撐體頂部之第二轉動組件，該第一轉動組件與該第二轉動組件形成一轉動中心線。

該轉動單元包括一用以承載至少一人員之轉動基座，及一與該轉動基座連接之轉動支撐體，該轉動基座之一端與該第一轉動組件樞設在一起，該轉動支撐體之一端與該第二轉動組件樞設在一起，令該轉動基座以該轉動中心線為中心進行錐形轉動。

本發明的又一技術手段，是在於上述之第一轉動組件及第二轉動組件分別為一軸承，該第一轉動組件及該第二轉動組件的轉動中心對準該轉動中心線。

本發明的另一技術手段，是在於上述之第一轉動組件的高度低於該第二轉動組件。

本發明的再一技術手段，是在於上述之轉動單元更包括一用以轉動該轉動基座之轉動動力組件。

本發明的又一技術手段，是在於上述之轉動單元之轉動支撐體具有一伸縮致動組件，以控制該轉動支撐體的長度。

本發明的另一技術手段，是在於上述之轉動單元更包括一設置於該第一轉動組件與該轉動基座之間的 第一關節組件、一設置於該第二轉動組件與該轉動支撐體之間的第二關節組件，及一設置於該轉動基座與該轉動支撐體之間的第三關節組件。

本發明的再一技術手段，是在於上述之轉動支撐體具有一與該第二轉動組件連接之第一轉動支撐桿，及一與該第三關節組件連接之第二轉動支撐桿，該轉動單元更包括一設置於該第一轉動支撐桿及該第二轉動支撐桿之間的第四關節組件。

本發明的又一技術手段，是在於上述之底座單元更包括一用以偏擺該底座之二軸或二軸以上的擺動組件。

本發明的另一技術手段，是在於上述之轉動基座設有一用以承載該人員之承載構件，該承載構件選自於站立平台、正常座椅、跨坐座椅、躺姿座椅，及趴姿平台，其中之一。

本發明的再一技術手段，是在於上述之體感裝置更包含一機車遊戲單元，包括一設置於該轉動基座之機車操控組件、一與該機車操控組件電連接之遊戲控制組件，及一與該遊戲控制組件電連接之遊戲顯示組件，該人員藉由該機車操控組件對該遊戲控制組件發出一操控指令，以使該遊戲控制組件控制該轉動動力組件、該伸縮致動組件，及該遊戲顯示組件。

本發明的又一技術手段，是在於上述之體感裝置更包含一體感模擬單元，其包括一儲存一體感程式之 體感控制組件，及一與該體感控制組件電連接之畫面顯示組件，該體感控制組件執行該體感程式，用以控制該轉動動力組件、該伸縮致動組件，及該畫面顯示組件。

本發明的另一技術手段，是在於上述之體感裝置更包含一滑行遊戲單元，其包括一用以偵測該轉動基座之旋轉角度的角度偵測件、一與該角度偵測件電連接之遊戲控制組件，及一與該遊戲控制組件電連接之遊戲顯示組件，該遊戲控制組件執行一遊戲程式，並接收該角度偵測件所偵測之角度資訊，以控制該轉動動力組件、該伸縮致動組件，及該遊戲顯示組件。

本發明之有益功效在於，該轉動基座以該第一轉動組件為錐形的尖端頂點，以該轉動中心線為中心，執行錐形擺盪或錐形旋轉。當該轉動動力組件驅動該轉動基座以錐形擺盪時，可以模擬機車之轉向傾斜的離心狀況，包含側向傾斜自由度(roll)、縱向傾斜自由度(pitch)及離心側滑自由度(yaw)。改善早期機車模擬裝置必須分別以多個動力設備模擬真實機車轉彎的狀況，有效減少馬達使用的數量。

該伸縮致動組件可以控制該轉動基座之一端向外座動，用以模擬騎乘機車時發生打滑的狀況，較以往單靠旋轉機車載具的技術更為逼真。除此之外，該模擬轉向的體感裝置更可以運用於大形體感模擬艙體，並藉由該轉動動力組件將該轉動基座旋轉至頂端，以模擬向下俯衝等體感。

A‧‧‧人員

X‧‧‧錐形轉動區域

3‧‧‧底座單元

31‧‧‧底座

32‧‧‧底座支撐體

33‧‧‧第一轉動組件

34‧‧‧第二轉動組件

35‧‧‧轉動中心線

4‧‧‧轉動單元

41‧‧‧轉動基座

411‧‧‧承載構件

42‧‧‧轉動支撐體

421‧‧‧第一轉動支撐桿

422‧‧‧第二轉動支撐桿

43‧‧‧轉動動力組件

431‧‧‧轉動馬達

432‧‧‧差速器

433‧‧‧轉動桿

44‧‧‧伸縮致動組件

45‧‧‧第一關節組件

46‧‧‧第二關節組件

47‧‧‧第三關節組件

48‧‧‧第四關節組件

5‧‧‧機車遊戲單元

51‧‧‧機車操控組件

52‧‧‧遊戲控制組件

53‧‧‧遊戲顯示組件

6‧‧‧體感模擬單元

61‧‧‧體感控制組件

62‧‧‧畫面顯示組件

63‧‧‧座艙

7‧‧‧滑行遊戲單元

71‧‧‧角度偵測件

72‧‧‧遊戲控制組件

73‧‧‧遊戲顯示組件

圖1是一裝置示意圖，說明台灣專利第I357346號，一種具打滑效果之機車遊戲裝置；圖2是一裝置示意圖，說明美國專利第US 5209662 A號，一種摩托車騎乘模擬系統；圖3是一裝置示意圖，說明說明美國專利第US 4019261 A，一種飛行模擬器的運動系統；圖4是一裝置示意圖，說明本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第一較佳實施例；圖5是一裝置示意圖，說明本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第二較佳實施例；圖6是一裝置示意圖，說明該第二較佳實施例之立體態樣；圖7是一轉動示意圖，說明該第二較佳實施例之轉動態樣；圖8是一軌跡示意圖，說明該第二較佳實施例之轉動軌跡；圖9是一裝置示意圖，說明本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第三較佳實施例；圖10是一裝置示意圖，說明本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第四較佳實施例；圖11是一裝置示意圖，說明本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第五較佳實施例； 圖12是一裝置示意圖，說明本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第六較佳實施例；圖13是一裝置示意圖，說明該第六較佳實施例模擬翻轉向下俯衝的體感；及圖14是一裝置示意圖，說明本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第七較佳實施例。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之七個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來做表示。

參閱圖4，為本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第一較佳實施例，讓至少一人員A體驗遊戲轉向的身體感覺，並包含一底座單元3，及一轉動單元4。

該底座單元3包括一底座31、一自該底座31向上延伸之底座支撐體32、一設置於該底座31之第一轉動組件33，及一設置於該底座支撐體32頂部之第二轉動組件34。

該第一轉動組件33與該底座支撐體32間隔一段距離，該第一轉動組件33與該第二轉動組件34形成一轉動中心線35。

該轉動單元4包括一用以承載該人員A之轉動基座41，及一與該轉動基座41連接之轉動支撐體42，該轉動基座41之一端與該第一轉動組件33樞設在一起，該轉 動支撐體42之一端與該第二轉動組件34樞設在一起，令該轉動基座41以該轉動中心線35為中心進行錐形轉動。其中，乘坐於該轉動基座41之人員A面朝該第一轉動組件33。

該第一轉動組件33與該第二轉動組件34為支撐該轉動單元4的軸承。實際實施時，該第一轉動組件33與該第二轉動組件34也可以單純為形成於該底座31及該底座支撐體32上的孔洞，不應以此為限。

該第一轉動組件33與該第二轉動組件34的轉動中心對準該轉動中心線35，且該第一轉動組件33與該第二轉動組件34之旋轉中心為該轉動中心線35，以使該轉動單元4可以順暢地以該轉動中心線35進行旋轉，進一步讓該轉動基座41以該轉動中心線35為中心進行錐形轉動。

上述錐形為圓錐之側面，圓錐是一種三維幾何體，是平面上一個圓以及它的所有切線和平面外的一個定點確定的平面圍成的形體。該圓被稱為圓錐的底面，平面外的定點稱為圓錐的尖端頂點，介於圓錐底面及尖端頂點的曲面為圓錐的側面，該轉動基座41以圓錐的側面進行錐形轉動。

較佳地，該轉動基座41可設置機車座體，以使該人員A跨坐於該轉動基座41上，該人員A可利用雙腳對該底座31或地面施力，以控制該轉動基座41以該第一轉動組件33為錐形的尖端頂點進行錐形移動。其中，該第一轉動組件33的高度低於該第二轉動組件34，以使該轉動基座41轉動的時候可以模擬逼真的壓車體感，更可以於該轉動 基座41轉動時，模擬側向傾斜自由度(roll)、縱向傾斜自由度(pitch)，以及離心側滑自由度(yaw)。

該第一較佳實施例可運用於目前賽車遊戲的轉向控制，以擺動機車車體的操作方式，來控制遊戲畫面中機車的行駛方向。舉例來說，要控制機車左轉就將機車車體向左傾斜，要控制機車右轉就將機車車體向右傾斜。

其中，遊戲畫面可以設置於該底座31或地面上，以軟體控制畫面的傾斜，來配合該機車車體的擺動方向。由於機車遊戲的控制技術已運用於許多遊戲設備上，在此不再詳加贅述。實際實施時，遊戲畫面也可以利用一種頭戴顯示器(Head Mount Display,HMD)，以虛擬實境(virtual reality,VR)的技術，模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供關於視覺等感官的模擬，讓使用者感覺仿佛身歷其境，可以即時且沒有限制的觀察三維空間內的事物。

於該第一較佳實施例中，該轉動基座41上所設置之機車座體的車頭方向朝向該第一轉動組件33，且該機車座體的座椅呈水平態樣，當該人員A以腿力將該轉動基座41偏移擺動時，可以模擬機車轉彎、後輪外移的壓車感覺來操控機車遊戲的轉彎控制，與早期機車遊戲機台單純地將機車座體倒向側邊的控制方式，增加了該人員A操作遊戲機台的體感效果。

續上所述，早期機車遊戲的傾斜轉軸機構是設置於機車車體的下方，因此擺動的重心位於高處，如需要將已傾斜至一側之機車車體扶正，該人員A就必須施予 較大的力量來控制機車車體的位置。

該第一較佳實施例之轉動基座41的擺動重心雖然會因為機車車體的設計結構有所不同，但由於該轉動基座41以該轉動中心線35為中心進行錐形轉動，該轉動基座41已將擺動的重心往該轉動中心線35靠近，以使該人員A不須要再花費較大的力量來推動該轉動基座41進行擺動，有效減少該人員A操作該轉動基座41的擺動力道。

參閱圖5、6，為本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於該轉動單元4更包括一用以轉動該轉動基座41之轉動動力組件43，及一設置於該轉動支撐體42之伸縮致動組件44。

該伸縮致動組件44用以控制該轉動支撐體42的長度。該轉動支撐體42具有一與該第二轉動組件34連接之第一轉動支撐桿421，及一與該第三關節組件47連接之第二轉動支撐桿422，以使該轉動支撐體42成為可活動的支撐臂。

該轉動單元4更包括一設置於該第一轉動組件33與該轉動基座41之間的第一關節組件45、一設置於該第二轉動組件34與該轉動支撐體42之間的第二關節組件46、一設置於該轉動基座41與該轉動支撐體42之間的第三關節組件47，及一設置於該第一轉動支撐桿421及該第二轉動支撐桿422之間的第四關節組件48。

該轉動動力組件43由該第二轉動組件34處 控制該轉動單元4相對該底座單元3進行轉動。於該第二較佳實施例，該轉動動力組件43設置於該底座支撐體32上方。實際實施時，該轉動動力組件43也可以設置於第一轉動組件33處，不應以此為限。

該轉動動力組件43具有一轉動馬達431、一與該轉動馬達連接之差速器432，及一與該差速器連接之轉動桿433，該轉動馬達可驅動該轉動桿433轉動，進一步轉動該轉動基座41。

較佳地，該轉動桿433的旋轉中心位於該轉動中心線35上，該轉動馬達431設置於該底座支撐體32上，該轉動桿433穿設於該第二轉動組件34並與該轉動支撐體42連接，以控制該轉動基座41進行轉動。由於以動力馬達驅動平台轉動之技術手段，已為業界所知悉，在此不再詳加贅述。

配合參閱圖7、8，當該伸縮致動組件44控制該轉動支撐體42之長度增長時，表示該轉動基座41之一端會被該轉動支撐體42外推。因此會造成該第一轉動組件33與該轉動基座41的連接角度、該第二轉動組件34與該轉動支撐體42的連接角度，及該轉動基座41與該轉動支撐體42的連接角度，都會被改變。

因此，發明人於該轉動單元4中設置該第一關節組件45、該第二關節組件46，及該第三關節組件47，該第一關節組件45、該第二關節組件46，及該第三關節組件47為一種關節機械的結構，可以配合該伸縮致動組件44 運作時，該轉動單元4所產生的形變。再以該第一轉動支撐桿421及該第二轉動支撐桿422中設置該第四關節組件48，以配合該伸縮致動組件44的伸長及縮短。

除此之外，該第一關節組件45、該第二關節組件46、該第三關節組件47，及該第四關節組件48可以支撐該轉動動力組件43的轉動力量，以使該轉動基座41以一錐形轉動區域X中進行轉動。由於關節結構來達到彎曲之技術手段已為業界所知悉，並廣泛運用於市售之產品上，在此不再詳加贅述。

其中，該轉動基座41上可以設置機車操作把手，提供該人員A控制該轉動動力組件43轉動的方向，進一步控制該轉動基座41擺動的方向，可取代該第一較佳實施例以該人員A之雙腳控制該轉動基座41的擺動方向。實際實施時，也可以選擇不使用該轉動動力組件43，以該人員A之雙腳控制該轉動基座41擺動的方向，不應以此為限。

較佳地，該伸縮致動組件44是一種致動器，可控制該轉動支撐體42的長度，由於以致動器來控制結構長度之技術手段已為業界所知悉，並廣泛運用於許多遊樂設施中，在此不再詳加贅述。

該伸縮致動組件44可快速將該轉動基座41之一端向外推出，以模擬機車加速、減速，及打滑的體感效果。當該轉動支撐體42與地面垂直時，該伸縮致動組件44可以提供機車加速時後輪下沉，以及機車減速時後輪提升的體感效果。當該轉動動力組件43轉動該轉動基座41後， 該伸縮致動組件44更可以模擬機車轉彎時因為速度過快，而產生之後輪向外甩出的打滑體感效果。

參閱圖9，為本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第三較佳實施例，該第三較佳實施例與該第二較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於該轉動動力組件43之轉動桿433的旋轉中心沒有對準該轉動中心線35。

由於該轉動單元4設有第一關節組件45、第二關節組件46及第三關節組件47，可以因應該伸縮致動組件44身長縮短時造成的該轉動基座41與該轉動支撐體42所產的形變，所以該轉動桿433的旋轉中心可以不用對準該轉動中心線35，該轉動動力組件43一樣可以順利轉動該轉動基座41，令該轉動基座41以該轉動中心線35為中心進行錐形轉動。

參閱圖10，為本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第四較佳實施例，該第四較佳實施例與該第二較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於該轉動基座41設有一用以承載該人員A之承載構件411，且該轉動馬達431、該差速器432，及該轉動軸433是設置於該第一轉動組件33上。

該承載構件411選自於站立平台、正常座椅、跨坐座椅、躺姿座椅，及趴姿平台，其中之一。該第四較佳實施例之承載構件411選自於跨坐座椅，可使該人員A有騎車的感覺。

當該承載構件411選自於站立平台時，可使該體感裝置模擬該人員A滑水或滑雪的感覺。當該承載構件411選自於正常座椅時，可使該體感裝置模擬該人員A乘坐飛機或太空船的感覺。當該承載構件411選自於躺姿座椅時，可使該體感裝置模擬該人員A遊玩滑水道的感覺。當該承載構件411選自於趴姿平台時，可使該體感裝置模擬該人員遊玩滑翔翼的感覺。

除此之外，該轉動基座41下方更設置一用以轉動該轉動基座41的馬達組件，或是設置二軸或二軸以上的擺動組件，以提升該體感裝置的體感效果。

較佳地，該複數擺動組件可形成一史都渥特平台(Stewart Platform Base Manipulator)，來加強模擬多種體感動作(以執行水平平移(Sway)、垂直平移(Surge)，及上下平移(Heave)三種自由度，實際實施時，可使用二軸或二軸以上的擺動組件，不應以此為限。由於以轉動馬達來轉動平台，或是利用該複數擺動組件來偏擺平台之技術手段，已為業界所知悉，並運用於多種遊戲機台或遊樂設施中，在此不再詳加贅述。

參閱圖11，為本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第五較佳實施例，該第五較佳實施例與該第二較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於該模擬轉向的體感裝置更包含一機車遊戲單元5。

該機車遊戲單元5包括一設置於該轉動基座41之機車操控組件51、一與該機車操控組件51電連接之遊 戲控制組件52，及一與該遊戲控制組件52電連接之遊戲顯示組件53。

該承載構件411為跨坐座椅態樣的機車模型，該人員A藉由該機車操控組件51對該遊戲控制組件52發出一操控指令，以使該遊戲控制組件52控制該轉動動力組件43、該伸縮致動組件44，及該遊戲顯示組件53。

較佳的，該機車操控組件51為模擬機車的把手的操控組件，可供該人員A操控遊戲中機車的方向。該遊戲控制組件52為電腦裝置，可執行機車遊戲的程式，並判斷該人員A操控該機車操控組件51的指令，加以運算以將騎車遊戲之畫面及音效顯示於該遊戲顯示組件53上，以提供該人員A視覺及聽覺的效果。

其中，當該機車操控組件51向左或向右轉動一個角度時，該機車操控組件51對該遊戲控制組件52發出具有角度之向左或向右的操控指令，該遊戲控制組件52依據該操控指令控制該轉動動力組件43轉動該轉動基座41向左或向右傾斜，並控制該轉動基座41向左或向右轉動，以提供該人員A體感的效果。

除此之外，該遊戲控制組件52所執行機車遊戲的程式可以模擬各種路況，及計算出該人員A騎車的狀況，再於該模擬轉向的體感裝置呈現體感效果。

舉例來說，當遊戲中機車的速度過快，且傾斜角度過大時，遊戲中的機車將會判斷出打滑的狀態，該遊戲控制組件52控制該伸縮致動組件44模擬機車後輪向外 滑出的狀況，以提供該人員A打滑的體感效果。

參閱圖12、13，為本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第六較佳實施例，該第六較佳實施例與該第二較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於該模擬轉向的體感裝置更包含一體感模擬單元6。

該體感模擬單元6包括一儲存一體感程式之體感控制組件61，及一設置於該轉動基座41並與該體感控制組件61電連接之畫面顯示組件62，該體感控制組件61執行該體感程式，用以控制該轉動動力組件43、該伸縮致動組件44，及該畫面顯示組件62。

該體感控制組件61為可執行程式的電腦，所儲存之體感程式可以是模擬雲霄飛車的程式，該體感控制組件61將該體感程式的畫面顯示於該畫面顯示組件62，再依據該體感程式的設定控制該轉動動力組件43，及該伸縮致動組件44的作動。實際實施時，該體感程式也可以是太空飛船的模擬程式，不應以此為限。

該第六較佳實施例是一種可乘載複數人員A之大型體感遊樂設備，該轉動基座41上設置一座艙63，該座艙63中設置複數承載構件411，該複數承載構件411皆為提供複數人員A乘坐之正常座椅的態樣。較佳地，該畫面顯示組件62設置於該座艙63中，以使乘坐於該複數座椅的人員A可以觀看該體感程式的畫面。

值得一提的是，該轉動動力組件43可以將該轉動基座41，以該轉動中心線35為中心進行錐形轉動，並 將設置於該轉動基座41之座艙63進行翻轉，當該座艙63位於翻轉位置時，藉由該第一轉動組件33的位置低於該第二轉動組件34，使乘坐於該座艙63之人員A有翻轉向下俯衝的體感。

續上所述，該轉動動力組件43不僅可以模擬雲霄飛車轉彎的體感，更可以模擬翻轉向下俯衝的體感，相較早期的模擬遊樂設施只單純地以左右震盪的效果模擬雲霄飛車轉彎的體感，卻無法模擬翻轉的體感，甚至必須附加多個轉動馬達來模擬翻轉向下俯衝的體感，本發明確實精簡了動力馬達的使用數量。

參閱圖14，為本發明一種模擬轉向的體感裝置之一第七較佳實施例，該第七較佳實施例與該第四較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於該模擬轉向的體感裝置更包含一滑行遊戲單元7。

該滑行遊戲單元7包括一用以偵測該轉動基座41之旋轉角度的角度偵測件71、一與該角度偵測件71電連接之遊戲控制組件72，及一與該遊戲控制組件72電連接之遊戲顯示組件73，該遊戲控制組件73執行一遊戲程式，並接收該角度偵測件71所偵測之角度資訊，以控制該轉動動力組件43、該伸縮致動組件44，及該遊戲顯示組件73。

該第七較佳實施例是一種滑水的遊戲機台，該承載構件411選自於站立平台，並具有模擬與船隻連接的繩索握把，站立於該承載構件411之人員A可以改變重心的方式，控制該轉動基座41的轉動角度，以控制滑水遊戲中 的穩定性。

該遊戲程式為一種模擬滑水遊戲的程式，該遊戲控制組件72執行該遊戲程式，並依據該角度偵測件71所偵測之角度資訊，於該遊戲顯示組件73顯示遊戲的畫面，該遊戲控制組件72更依據該遊戲程式的設定，藉由該轉動動力組件43，及該伸縮致動組件44模擬滑水時所經過的水面波浪的體感效果。

實際實施時，該第七較佳實施例也可以使用於滑雪的遊戲機台，該承載構件411可以設計成滑雪板的樣式，並於承載構件411兩側設置雪棍，提供該人員A以改變重心的方式，控制該轉動基座41的轉動角度，以控制滑雪遊戲中的方向。

由上述說明可知，本發明模擬轉向之體感裝制確實具有下列功效：

一、提供加速減速的體感效果：該伸縮致動組件提供該人員於遊戲中，體驗機車加速時後輪下沉，以及減速時後輪提升的體感效果。

二、加強遊戲打滑的效果：當遊戲中機車的速度過快，且傾斜角度過大，遊戲中的程式將會判斷出打滑的狀態，該遊戲控制組件控制該伸縮致動組件模擬機車後輪向外滑出的狀況，以提供該人員打滑的體感效果。

三、減少轉動馬達的使用量：該轉動動力組件不僅可以模擬雲霄飛車轉 彎的體感，更可以模擬翻轉向下俯衝的體感，相較早期的模擬遊樂設施只單純地以左右震盪的效果模擬雲霄飛車轉彎的體感，卻無法模擬翻轉的體感，甚至必須附加多個轉動馬達來模擬翻轉向下俯衝的體感，本發明確實精簡了動力馬達的使用數量。

四、結構簡單：續上所述，本發明不須設置多個動力馬達來模擬體感，且只利用該第一轉動組件，及該第二轉動組件達成轉向及打滑的體感效果，結構較為簡單。

綜上所述，本發明模擬轉向的體感裝置，讓該轉動基座可以該轉動中心線進行錐形轉動，來模擬騎乘機車時之側向傾斜自由度(roll)、縱向傾斜自由度(pitch)及離心側滑自由度(yaw)，不僅可以達到早期機車遊戲無法達成的體感效果，且結構較為簡單，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之七個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (11)

1. 一種模擬轉向的體感裝置，包含：一底座單元，包括一底座、一自該底座向上延伸之底座支撐體、一設置於該底座之第一轉動組件，及一設置於該底座支撐體頂部之第二轉動組件，該第一轉動組件與該第二轉動組件形成一轉動中心線；及一轉動單元，包括一用以承載至少一人員之轉動基座，及一與該轉動基座連接之轉動支撐體，該轉動基座之一端與該第一轉動組件樞設在一起，該轉動支撐體之一端與該第二轉動組件樞設在一起，令該轉動基座以該轉動中心線為中心進行錐形轉動，其中，該轉動支撐體具有一用以控制該轉動支撐體的長度之伸縮致動組件。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，其中，該第一轉動組件及該第二轉動組件分別為一軸承，該第一轉動組件及該第二轉動組件的轉動中心對準該轉動中心線。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，其中，該第一轉動組件的高度低於該第二轉動組件。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，其中，該轉動單元更包括一用以轉動該轉動基座之轉動動力組件。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，其中，該轉動單元更包括一設置於該第一轉動組件與該轉動基座之間的第一關節組件、一設置於該第二轉動組 件與該轉動支撐體之間的第二關節組件，及一設置於該轉動基座與該轉動支撐體之間的第三關節組件。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之模擬轉向的體感裝置，其中，該轉動支撐體具有一與該第二轉動組件連接之第一轉動支撐桿，及一與該第三關節組件連接之第二轉動支撐桿，該轉動單元更包括一設置於該第一轉動支撐桿及該第二轉動支撐桿之間的第四關節組件。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，其中，該底座單元更包括一用以偏擺該底座之二軸或二軸以上的擺動組件。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，其中，該轉動基座設有一用以承載該人員之承載構件，該承載構件選自於站立平台、正常座椅、跨坐座椅、躺姿座椅，及趴姿平台，其中之一。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，更包含一機車遊戲單元，包括一設置於該轉動基座之機車操控組件、一與該機車操控組件電連接之遊戲控制組件，及一與該遊戲控制組件電連接之遊戲顯示組件，該人員藉由該機車操控組件對該遊戲控制組件發出一操控指令，以使該遊戲控制組件控制該體感裝置的運作。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，更包含一體感模擬單元，其包括一儲存一體感程式之體感控制組件，及一與該體感控制組件電連接之畫面顯示 組件，該體感控制組件執行該體感程式，以控制該體感裝置的運作。
11. 依據申請專利範圍第1項所述之模擬轉向的體感裝置，更包含一滑行遊戲單元，其包括一用以偵測該轉動基座之旋轉角度的角度偵測件、一與該角度偵測件電連接之遊戲控制組件，及一與該遊戲控制組件電連接之遊戲顯示組件，該遊戲控制組件執行一遊戲程式，並接收該角度偵測件所偵測之角度資訊，以體感裝置的運作。