人を収容し、人の動作の自由を部分的に制限するためのデバイス

本発明は、少なくとも一人の人を収容するための、および、収容された人の動作の自由を部分的に制限するための装置であって、土台と、土台の上方に配置された少なくとも一人の人を包囲するための第1の環状部とを備え、前記環状部は、前記土台に間接的に取付けられ、前記土台に対して回転可能である。ここにおいて、前記第1の環状部は、前記土台に対して上および下に動作されることができ、前記装置(100)が第2の環状部(12)を備え、前記第1の環状部(13)によって形成される平面、および前記第2の環状部(12)によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、前記第1の環状部(13)が、前記第2の環状部(12)内に配置され、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで回転可能に前記第2の環状部(12)に搭載され、ロッド組立体(4)が少なくとも1つの位置において前記第2の環状部(12)に留め付けられ、前記ロッド組立体が、前記第2の環状部(12)によって形成される平面に対して傾斜される様態で下方へと延びている。本発明は、特に、移動装置、動作装置、(現実)シミュレーション装置、トレーニングおよび/またはスポーツ装置に関する。

このような装置は、「移動デバイス」の名前でも知られており、特には「ヘッドマウントディスプレイ」との組合せで、シミュレーションデバイス、スポーツデバイス、または娯楽デバイスとして用いられている。このような装置は、それぞれの仮想環境が利用可能である場合、仮想的な「観光」のためにも用いられ得る。ある種の制御装置が追加的に保持される場合、「シューティングゲーム」が、マウスまたはキーボードなしで遊戯され得る。視界の方向、射撃の方向、および動作の方向を切り離し、それによってゲームをさらにより現実的にさせることも、適切なソフトウェアによって可能である。

WO2002059853A2は、使用者を包囲する動作ケージおよび動作リングを有し、この動作リングが動作ケージに対して回転の自由度を有している現実シミュレーションシステムを開示している。使用者は、使用者によって携帯されたベルトに取り付けられている比較的長い弾性の固定バネを介して、動作リングに結合される。大きな直径および長い固定バネの結果、このような構造は、特には個人用の分野では利用できない、比較的大きな空間容積を必要とする。さらに、固定バネは高価であり、損耗を受けやすい。自由度における制限は、固定バネがすべての方向において大きな遊び量を与えてしまうため、多くの用途にとって必要とされる範囲まで設けられていない。

ローラに搭載された中空の球体から成り、その前記中空の球体で人が動作できる、DE10361417B3に記載されている装置は、回転するよう作られている。球体の回転はセンサによって検出され、コンピュータに送信される。前記コンピュータは、回転値を計算し、使用者の動作を仮想キャラクタの動作へと変換する。したがって、仮想空間を通じた動作が生じ得る。前記中空の球体は、デバイスを使おうとする人の体の大きさより大きい直径を有していなければならない。中空の球体も慣性を伴うため、デバイスの突然の停止は制限内で可能なだけである。

滑り動作が特別な靴で実施される湾曲した基礎の土台から成る装置が、US7470218から知られている。前記滑り動作は自然に歩く動作とは同じようにはならず、また、前方への動作の動きが後方への動きと同じであり、それによって、デバイスは、動作しようとしている方向を認識するものとはならない。

本発明から逸脱するさらなる構造が、US6135928A号、US5372561A、GB2312273A、US5702307A、DE10361417B3、およびCN201871178Uの明細書で開示されている。 内側の環状部を備えた構造は、WO99/35559A2から知られており、内側の環状部は外側の環状部に回転可能に取り付けられている。構造を使用するときに、使用者は内側の環状部内に位置している。内側の環状部の垂直方向の変化は、複数のレバーによって可能である。

WO2002059853A2

DE10361417B3

US7470218

US6135928A

US5372561A

GB2312273A

US5702307A

DE10361417B3

CN201871178U

そのため、公知のシミュレーションおよび動作の装置の欠点を有しておらず、装置において動作している人に、動作の自由に部分的な制限があったとしても、最大限可能な動作の自由を許容する装置を提供することが、本発明の目的である。このような装置は、コンパクトな設計および単純な構造によって実現されることになる。装置への人の信頼できる定義された結び付けが確保される一方で、同時に怪我の危険性を最小限にする。

この目的は、環状部が土台に対して上下に動作され得るような方法で、前述の種類の装置によって達成される。

回転の自由度に加えて、環状部には並進の自由度が提供され、そのため、特には鉛直方向において、動作の自由が増すため、用途の可能性を広げ、同時にコンパクトな設計を可能にする。第1の環状部は人と一緒に回転する。すなわち、人の回転動作は環状部へと伝達される。環状部は寸法的に安定である。すなわち、環状部は、特に、金属または硬質プラスチックなどの剛体材料から作られており、したがって必要とされる安定性を提供する。環状部は、好ましくは連続するリングである。例えば環状ブレースといった、ある場所において途切れるリングも検討され得る。第1の環状部は、人体の胴を包囲するように形成され、そのため、人を装置に結合するために用いられる。

第1の環状部は、土台に間接的に連結または結び付けられ、前記土台に対して上下に動作され得ることで、それによって、特には立ちあがるとき、および、跳ねるとき、人の鉛直方向の動作も環状部へと伝達され得る。

装置は、好ましくは第2の環状部を備え、第1の環状部によって形成される平面、および第2の環状部によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、第1の環状部は、第2の環状部内に配置され、第1の環状部によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線周りで回転可能に第2の環状部に搭載される。この実施形態では、第1(内側)の環状部が、第2(外側)の環状部に回転可能に搭載される。その結果、土台に対しての第1の環状部の回転の自由度は、信頼できる単純でコンパクトな様態で達成される。これは、第2(外側)の環状部が、第1(内側)の環状部を包囲し、したがって、第1(内側)の環状部のための軸受または直接的な保持体として用いられることを意味する。第2(外側)の環状部も寸法的に安定である。すなわち、第2(外側)の環状部は、特に、金属または硬質プラスチックなどの剛体材料から形成されており、したがって必要とされる安定性を提供する。第1(内側)の環状部は、好ましくは、第2(外側)の環状部によって軸線方向に保持され、それによって、回転軸線と平行な方向における2つの環状部の相互変位が阻止される。2つの環状部は、土台に対して一緒に上下に動作され得る。

第2の環状部は、好ましくは、土台に対してトルクを伝達せず、したがって、第1の環状部について、土台に対する明確に定義された自由度を作り出す。これらの自由度は、好ましくは、回転軸線周りの回転、および回転軸線と実質的に平行な並進の動作であり、他のすべての自由度は阻止される。

環状部は、好ましくは、環状部によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線周りで、土台に対して回転可能であり、したがって、リングまたは第1の環状部が人体の胴を包囲しているとき、体軸周りでの人の回転を可能にする。

環状部によって形成される平面は、好ましくは、土台の表面と実質的に平行であるか、または、これらの平面の間の角度または角度の潜在的な変化は、最大で45°、好ましくは最大で30°、より好ましくは最大で15°である。そのため、スポーツトレーニングおよび大部分の身体的な現実ゲームにおいて望ましい装置は、立っているときに使うことができる。さらに、環状の平面に対して傾斜された平面におけるトレーニングが可能である。

環状部は、好ましくは、実質的に土台に対して鉛直方向において上下に動作させることができ、好ましくは、環状部は、実質的に鉛直な案内部を介して土台へと連結される。この自由度は、特に、跳ねることと屈むこととを可能にする。コンパクトな構造が確保される。

第1の環状部は、好ましくは、水平方向への並進の動作に対して、土台に対して固定され、したがって、人の水平方向での空間動作を防止する。この実施形態は、特に、利用可能な空間がほとんどない場合に適している。

第1の環状部は、好ましくは、人を第1の環状部に結び付けるための少なくとも1つの結び付けデバイスを備える。これは、例えばフックとして、または、リング自体における孔によって、形成され得る。人は、ベルト、ロープ、バンド、鎖などを用いた結び付けデバイスを介して結び付けられ得る。

装置は、好ましくは、人を第1の環状部に結び付けるための臀部ベルトを備え、好ましくは、臀部ベルトは、第1の環状部に連結される少なくとも1つの長さ調節可能な連結ストラップを備え、それによって、連結ストラップは、人の動作によって生成される力を第1の環状部へと伝達する。これは、臀部ベルトがすべての必要とされるサイズにおいて市販されているため、特に単純な解決策である。例えばケーブル、鎖、バンドなど、任意の適切な連結手段が、連結ストラップの代わりに用いられ得る。

(臀部)ベルトは、第1の環状部内での使用者の並進変位が可能とされるような方法で、伸縮ロッドを介して第1の環状部に取り付けられてもよい。前記変位は、使用者の視点から前後に方向付けられる。第1の環状部内での前後への使用者のこのような変位は、使用者が異なる体の大きさであったとしても、湾曲した基礎が使用され得ることを確保する。伸縮ロッドは、使用者の回転動作の間に滑ることがないような方法で取り付けられる。1つの可能性は、例えば、2つの伸縮ロッドである。

さらに、使用者の並進変位を確保するための(臀部)ベルトの取り付けは、第1の環状部内のレールシステムを介して実現され得る。レールは、使用者の(臀部)ベルトの左および右に配置され得ると共に、滑りのない回転も許容できる。

さらに、使用者の並進変位を確保するための(臀部)ベルトの取り付けは、第1の環状部内のゴムシステムを介して実現され得る。ゴムシステムは、具体的な変位の後、ゴムシステムによって発生され、ゴムシステムの伸びによって生み出される保持力が、使用者が第1の環状部に触れないほど大きくなるような方法で、(臀部)ベルトおよび環状部に連結される。

代替で、第1の環状部が臀部ベルト自体を形成する。この場合、第1の環状部は、特には第2の環状部に対して、回転動作、または、回転軸線の上方および下方への動作の明確な決定を可能にするために、剛体の第1の部分を備える。さらに、第1の環状部は、この実施形態では第2の柔軟部分を備え、この第2の柔軟部分は、このように形成された臀部ベルトの人への調節と固定とを可能にする。したがって、本発明による装置の好ましい実施形態では、第1の環状部が第1の剛体部分と第2の柔軟部分とを備え、第1の部分および第2の部分が人のための臀部ベルトを形成することが提供される。

第1の環状部の内側リング直径は、好ましくは、特には人の臀部領域および/または胸部領域である、胴の囲い込みを可能にするために、少なくとも300mmである。

第1の環状部の内側リング直径は、最大で800mm、好ましくは最大で600mmである。この上方の制限は、人と第1の環状部との間での必要とされる結び付けが、動作の過度な範囲を許容しないことを確保する。短い結び付けによる環状部への人の動作の最も直接的な伝達は、有利な効果があることが分かっている。さらに、この解決策は、空間に対する必要性についても有利な効果がある。

装置は、好ましくは、装置によって収容された人の動作および/または一連の動作および/または動作の範囲を検出するための少なくとも1つのセンサデバイスを備える。センサデバイスによって記録された測定データは、処理または評価され得ると共に、トレーニングソフトウェアまたは仮想ゲームのためのソフトウェアに収められ得る。その結果生じるフィードバックは、例えば、効果的なトレーニング、または、特に現実的な「ゲーム」を可能にする。

装置は、好ましくは、特にはモニタ、スクリーン、または映像メガネといった光学表示部を備え、センサデバイスによって記録されたセンサ信号は、データ処理デバイスへと送信され、データ処理デバイスは、その一部において、光学表示部と通信する(ケーブル接続またはワイヤレスの手法で)。

外側リングは、好ましい実施形態では、偏向ローラのための空間を周囲に提供する2つの好ましい同一の硬質プラスチック部品から成る。前記偏向ローラには、U字形またはV字形など、周囲に特定の形が設けられる。外側周囲では、内側の回転可能なリングが、偏向ローラに対応する形を有している。内側の回転可能なリング(すなわち、第1の環状部)は、外側リング(すなわち、第2の環状部)において偏向ローラと一緒に取り付けられる。偏向ローラの形の結果として、外側リングに対する内側リングの軸線方向の動作が阻止されるが、回転はなおも保証される。したがって、本発明による装置の好ましい実施形態では、偏向ローラが第2の環状部に配置され、偏向ローラおよび第1の環状部は、第1の環状部が、偏向ローラによって、第2の環状部に対して回転可能に搭載され、同時に軸線方向に保持されるような方法で、互いに対して形成されることが提供される。

代替の実施形態では、環状円板が、第1の環状部の上側に少なくとも沿って延在し、好ましくはころ軸受である軸受が、環状部と環状円板との間に形成される空洞に位置付けられる。円板は、軸受の汚れるのを防止し、怪我の危険性を低減し、少なくとも1つの方向において、環状部同士の間の軸線方向の変位を阻止する。

環状円板は、好ましくは、環状部の下側に沿って延在し、第1の環状部の上側に沿って延在する環状円板と共に空洞を限定する。したがって、軸受はさらに良好に保護され、他の方向においても環状部同士の間の軸線方向の変位を防止できる。

環状円板は、好ましくは、第1の環状部にしっかりと連結される。

軸受は、好ましくは、以下のようにして、いくつかのころ軸受を備える。

− 少なくとも1つのころ軸受が、ころ軸受の軸線が環状部の軸線と実質的に平行であり、ころ軸受が第1の環状部の外部側に接するような方法で、第2の環状部の内側に取り付けられる。

− 少なくとも1つのころ軸受が、ころ軸受の軸線が環状部の軸線に対して実質的に径方向に垂直であり、ころ軸受が第1の環状部の上側に沿って延在する環状円板の下側に接するような方法で、第2の環状部の内側に取り付けられる。

その結果、リング構造の第1(内側)の部分は、第2(外側)の部分に対して軸線方向に移動できない。隙間が、好ましくは、環状円板と第2(外側)の部分との間に、(回転軸線の方向で見られるように)形成される。

好ましくは、少なくとも1つのころ軸受が、ころ軸受の軸線が環状部の軸線に対して実質的に径方向に垂直であり、ころ軸受が第1の環状部の下側に沿って延在する環状円板の上側に接するような方法で、第2の環状部の内側に取り付けられる。その結果、リング構造の第1(内側)の部分は、第2(外側)の部分に対して軸線方向に移動できない。隙間が、好ましくは、環状円板と第2(外側)の部分との間に、(回転軸線の方向で見られるように)形成される。

巻線を有する螺旋体が、好ましくは、環状円板の下側に取り付けられ、その螺旋体は、第2の環状部の直径と実質的に同じ大きさである直径を有する。

ロッド組立体が、好ましくは、少なくとも1つの位置において第2の環状部に留め付けられ、そのロッド組立体は、第2の環状部によって形成される平面に対して傾斜される様態で下方へと延び、その外側端において、好ましくは鋼管である細長い案内部で案内される、好ましくは管保持体である案内構造体を備える。案内構造体は、空間上の断面を有する細長い案内部の内部で、特には案内輪郭部の内部で、好ましくはアルミニウムの輪郭部の内部で案内されるブロックであり得る。ブロックは、細長い案内部で最大限摩擦のない動作を確保するために、好ましくは玉軸受に搭載されるような、ローラを備え得る。アルミニウムの輪郭部の断面は、コンパクトな構造が可能であるような方法で選択される。好ましくはいくつかの玉軸受が取り付けられる案内構造体は、輪郭部内で上下に動作する。玉軸受は、好ましくは、トルクがいくつかの軸線において吸収され得るような方法で取り付けられる。

細長い案内部または案内輪郭部は、好ましくは、偏向ローラが搭載され得ると共に、バネまたはゴムの要素が案内構造体に連結され得るような方法で、形成される。チャネルが、バネまたはゴムの要素のために輪郭部にあり、玉軸受の軸線の方向においてトルクを吸収できる玉軸受のためのチャネルがある。

細長い案内部または案内形状部は、好ましくは、ピンを収容するのに適している孔を備える。前記ピンは、硬質プラスチックまたは金属から作られ得ると共に、阻止手段が孔と連結している。すなわち、ピンは、リング構造の、特には鉛直下向きの動作である、鉛直方向の動作を阻止するために使用される。この阻止は、初心者にとって、倒れることができないため、安全な機能を作り出す。さらに、特に熟練した使用者にとって、阻止は、例えばリラックスするために、座る機能の可能性を提供する。

リング構造の鉛直方向の動作の阻止は、特には、リング構造の連結アームに取り付けられるか、または、細長い案内部または案内輪郭部における画定された場所のいずれかに取り付けられる電子/トリガ可能モジュールを介して、他の阻止手段によって実現されてもよい。これらのモジュールは、ケーブルを介して、または、無線も介してトリガされ得る。モジュールは、サーボモータ、リニアモータ、磁気モータ、または空気圧モータを備え得る。その結果、例えば車両に入るなど、仮想環境において特定の行動が起きたときのみ、阻止が作動または作動解除される。

そのため、本発明による装置の好ましい実施形態では、少なくとも1つの阻止手段が、細長い案内部における案内構造体の動作を阻止するために提供されることが提供される。

バネまたはゴムの要素は、好ましくは一緒にネジ留めされ得る留付要素によって、案内輪郭部のチャネルに留め付けられる。留付要素は、バネまたはゴムの要素の引っ張りを変化させるために、異なる位置に取り付けられ得る。バネまたはゴムの要素は、リング構造の重量を相殺するために用いられる。

安全ベルトの構造が前記案内輪郭部に設置されてもよく、この安全ベルトは、素早い下方への動作の場合に、未熟な使用者を捕らえる。

プラスチックから作られた筐体が、案内輪郭部の上方に搭載され得ると共に、視覚的に訴える外観を確保するために、断面に対して正確に調節される。

ロッド組立体は、案内輪郭部または筐体に搭載され得ると共に、映像メガネのケーブルを案内するために使用される。ロッド組立体は、曲げを備えることができ、それによって、その上端で装置の中心の上方に位置する。

保持体は、ロッド組立体に搭載され得ると共に、例えばカメラなど、他のデバイスを搭載するために用いられる。

ロッド組立体の案内構造体は、好ましくは、細長い案内部を包囲する滑りブッシングを備え、案内部は、土台に固定される実質的に垂直に上向きに立つ管として形成される。

管は、好ましくは、土台が溶接されているスリーブへと挿入され、好ましくは一体的にネジ留めされる。

土台は、好ましくは、鋼鉄から作られた正方形で等しい長さの成形管から形成される基礎フレームに形成され、それら成形管は正方形で互いと溶接され、追加的に、十字の様態で配置される成形管が、正方形の基礎フレームの中央に位置付けられ、正方形の基礎フレームの内側に中央において溶接され、また、等しい長さの成形管が、好ましくは、正方形の基礎フレームの成形管の外部側に中央においてネジ留めされ、基礎フレームの成形管のすべての上側が平らな面を形成する。

したがって、本発明による装置の好ましい実施形態では、土台が、鋼鉄から作られた成形管から形成される基礎フレームに形成され、基礎フレームの成形管のすべての上側が平らな面を形成することが提供される。

土台は、好ましくはステンレス鋼板である、PTFEスプレーによって噴霧された板によって好ましくは形成され、好ましくは、板は基礎フレームにネジ留めされる。

特には低い滑り摩擦係数μ_Gといった、低い摩擦係数で優れた滑り挙動を達成するために、人が立って動作するプラスチック板が提供される。前記プラスチック板は、補強の目的のために、鋼鈑に取り付けられる。PE500などの高分子量ポリエチレン(PE−HMW)および/または高密度ポリエチレン(PE−HD)が、プラスチック材料として、この目的に特に適している。そのため、本発明による装置の好ましい実施形態では、土台が、鋼鈑、およびPE−HMWまたはPE−HDから好ましくは作られ、鋼鈑の上方に位置付けられるプラスチック板によって形成され、好ましくは、鋼鈑は、基礎フレームにネジ留めされ、プラスチック板が鋼鈑に連結され、好ましくは、鋼鈑にネジ留めされるかまたは接着されることが提供される。

土台は、好ましくは、光学センサの光線が通過するための孔を備える。

装置は、好ましくは、装置によって収容される人のための履物または織物の履物を備え、この履物は、土台との相互作用で、特には低い滑り摩擦係数といった、低い摩擦係数を示す。これは、μ_G≦0.07が滑り摩擦係数に当てはまり、特には0.01≦μ_G≦0.02であることを意味する。

履物または織物の履物と土台との間の摩擦係数は、人が動作のためにほとんど力を加える必要はないが、人の回転動作がなおも可能なままとなっているような方法で、調節される。

センサデバイスは、好ましくは、土台の下方に配置される少なくとも1つの光学センサを備え、好ましくは、光学センサは、その下側で上方を向くコンピュータマウスである。コンピュータマウスの光学センサは、レーザーゲームセンサとしても知れられている。

センサデバイスの光学センサは、人の脚の各々の動作が、少なくとも1つの光学センサによって、各々の回転方向で認識され、センサ信号が、特に好ましくはUSBハブまたはUSBホストシールドを介して、マイクロコントローラへと好ましくは送信されるような方法で、好ましくは六角形の形態で、配置される。

センサデバイスは、好ましくは、土台の領域に配置されると共に、環状部の高さ、および/または、第2の環状部に対する第1の環状部の回転角度を測定するように形成される光学式または音響式の距離センサを備える。

センサデバイスは、好ましくは光学式または音響式のものである、距離センサを備え、その距離センサは、案内部の領域に配置され、環状部の高さを測定するように形成される。

センサデバイスは、好ましくは、第2の環状部の領域に配置され、第1の環状部の回転方向と回転角度とを測定するように形成される好ましくは光学式センサを備える。これは、好ましくは、内側リングまたは第1の環状部における特別な色パターンまたは色識別を用いて生じる。磁気センサが、回転角度の測定のために用いられてもよい。

回転角度を測定するセンサは、好ましくは、第1の回転可能なリングまたは第1の環状部に間接的に留め付けられる別体のモジュールに取り付けることができ、それによって、リングにおける鉛直方向の変動は相殺され得るが、モジュールは共に回転されないながらも、回転はなおも確保され得る。

センサ信号を評価するための装置は、好ましくは、少なくとも1つのセンサデバイスに連結される少なくとも1つのマイクロコントローラを備え、好ましくは、装置は、マイクロコントローラに接続される、特にはコンピュータである、データ処理装置を備える。その結果、センサデータは、それぞれのアプリケーションソフトウェア(トレーニングソフトウェア、コンピュータゲーム)に供給され得ると共に、前記ソフトウェアによって検討され得る。

好ましくは、第2の環状部に対する第1の環状部の絶対角度測定は、第1のセンサによって検出される螺旋体によって生じ、測定差が、第1のセンサのセンサ信号と、環状部の高さを測定する第2のセンサのセンサ信号との間に形成され、それによって、環状部の軸線方向の垂直な動作は、前記測定に影響しない。

一実施形態では、本発明は、仮想現実システムに向けた、空間的な移動なしで動作を実行および認識するための、センサの搭載された基礎フレームを介して使用者を固定する回転可能および鉛直に動作可能なリング構造から成る装置(移動デバイスとしても知られている)に関する。

一実施形態は、リング構造の内側リング(第1の環状部)に対しての使用者の固定方法と、リング構造の内側リングの絶対角度測定方法と、基礎の土台において滑り動作を実行するための方法と、使用者の脚の滑り動作のための測定方法とにも関する。

リング構造の第1の環状部(内側リング)は、好ましくは、鉛直軸線の周りで360°回転させることができ、リング構造全体は、特定の範囲内で上下に軸線方向で鉛直に動作させることができる。

必要なシステム構成部品と、前記装置がスポーツ器具として使用され得るそれらシステム構成部品の相互作用とを説明することが、本発明の特に基本的な目的である。仮想環境におけるスポーツを可能にすることに、特別な焦点が当てられる。

使用者に、連続して動作することなく、特定の動作を永久的に実行させることができ、センサを介して動作の種類を検出させることができる目的は、基本的に重要である。

仮想世界への没頭を強化するために、低音振動機としても知られている振動ユニットが、基礎土台の下方に設置され得る。したがって、力のフィードバックが使用者に提供され得る。さらに、基礎土台は、六脚または3D/6Dの動作土台など、空間動作機械に配置され得る。その結果、基礎土台は、使用者によって知覚される現在の仮想環境に従って傾けることができ、それによって、仮想環境における基礎の傾斜は、基礎土台の実際の傾斜へと伝達または変換される。そのため、本発明による装置の好ましい実施形態では、装置が振動ユニットおよび/または空間動作機械を備え、振動ユニットおよび/または空間動作機械は、好ましくは、土台に配置されることが提供される。

使用者による大きな力の入力なしで動作が可能であるが、回転動作も可能であり、その動作も少なくとも小さい摩擦の大きさを必要とするような方法で、履物と基礎土台との間の摩擦係数を小さくすることが、もう1つの目的である。

動作についての一般的な可能性は、前方へ歩く、前方へ這う、前方へ走る、側方へ這う、側方へ歩く、側方へ走る、後方へ這う、後方へ歩く、後方へ走る、回る、屈む、跳ぶ、および、これらの動作の組合せである。

局所的な動作は、使用者が空間で離れるように動作するのをベルトが防止し、使用者の脚が、センサの搭載された基礎土台上で滑ることで実現される。したがって、使用者を妨害するために必要とされる力は、連結ベルトを介して吸収され、連結ベルトはリング構造の内側リング(第1の環状部)に連結される。使用者は自身の脚に特別な履物を着用し、その履物は、基礎土台との組合せで、非常に低い摩擦抵抗を有する。

装置において直接的にセンサによって検出される動作を計算すること、および、動作をコンピュータのドライバソフトウェアに送信することも、重要である。

これは、センサの信号を処理するマイクロコントローラによって達成される。

使用者の臀部の動作の方向を検出し、それを使用者の脚の動作の動く方向と比較することが、さらなる目的である。

臀部の方向が装置の固定的に定義された方向に対して検出され得ることを確保するために、リング構造の内側リングの角度を絶対的に測定する方法を見い出すことが必要である。角度を相対的な方法で測定すること、およびそれ故にリングをゼロ位置に調整することが、同様に可能である。

これは、好ましくは、追加のリングを介して実現され、その追加のリングは径方向におけるある側部で切断され、螺旋体のように曲げられる。前記螺旋体は、リング構造の回転可能な内側リングの下部に取り付けられ、基礎フレームに固定的に搭載される距離センサを介した距離測定によって、各々の回転に対する距離の割り当てを可能にする。したがって、内側リングの各々の角度は、螺旋体とセンサとの間の距離に変化をもたらす。この点において、センサの分解能および螺旋体の端のオフセットが重要である。リング構造全体の鉛直の動作がこの角度測定に影響を与えないことを確保するために、リング構造の高さを測定するだけの第2の距離センサが、測定値の補正を確保する。これは、2つのセンサの測定値の間に差を形成することで、達成される。

脚の動作の検出は、小さい孔の設けられた基礎土台の下側に、上方を向く様態で取り付けられるいくつかのコンピュータマウスを介して生じる。代替で、検出は、コンピュータマウスに通常設置される光学ゲームセンサを介して生じる。光学ゲームセンサは、好ましくは、脚の動作の光学的な検出の目的のために、六角形の形態で配置される。

使用者に掛かるリング構造の重量を減らすことは重要である。これは、好ましい実施形態では、滑りブッシングおよび鉛直な滑りロッドまたは細長い案内部における適切な摩擦によって達成される。管保持体のネジを閉め込むことで、滑りブッシングがそれぞれの滑りロッドに押し付く力が増加され得る。

リング構造の重量は、釣合い錘、バネ要素、またはゴム要素による代替または追加の手法で相殺され得る。重量の相殺は、偏向ローラを備えた構造によって特に実現され得る。

リング構造が案内部に連結されるのに用いられるロッド組立体のアームが、ケーブルを用いて釣合い錘へと連結される。前記釣合い錘は上または下に動作でき、好ましくは、ケーブルによって上側および下側に連結される。ケーブルは、細長い案内部または案内輪郭部に留め付けられる偏向ローラを介して置かれている。

ロッド組立体のアームは、追加または代替で、線形案内部に固定されるゴム要素またはバネ要素に連結され、偏向ローラを介して案内され得る。したがって、リング構造の重量が相殺され、要素の大きな引っ張りの場合に上方へと向かわされるか、または、小さい引っ張りの場合に下方へと向かわされるかのいずれかである力が、追加的に発生され得る。

本発明による装置のさらなる実施形態では、第1の環状部における装置の構造の結果として作用する重量を少なくとも一部相殺するために、少なくとも1つの相殺手段が設けられ、少なくとも1つの相殺手段が、好ましくは、釣合い錘、バネ要素、またはゴム要素に関わることが提供される。

さらに、本発明による装置の特に好ましい実施形態では、ロッド組立体が、ケーブルによって、少なくとも1つの相殺手段に作動可能に連結され、ケーブルが、細長い案内部に配置される偏向ローラを介して偏向されることが提供される。

カメラ、ファン、輻射ヒータ、または空気ノズルなどの要素が、仮想環境における体験をさらにより現実的とするために、柱または細長い案内部に取り付けられ得る。

本発明は、以下において、いくつかの実施形態のうちの1つを参照することで、より詳細に説明される。図面は例示であり、本発明の概念を図示するために用いられ、前記概念を狭めることはなく、または、最終的な様態における同じものを表すものではない。

人が収容されている状態での本発明による装置の図。

ベルトが引っ掛けられている状態での第1の環状部の図。

環状部によって形成された環状構造の分解図。

土台のない基礎フレームの図。

連結ロッドを管保持体に留め付けた図。

滑りロッドを基礎フレームのブッシングに留め付けた図。

本発明による装置の側方からの図。

本発明の代替の実施形態の図。

本発明のさらなる代替の実施形態の図。

本発明のさらなる代替の実施形態の斜め上方からの不等角投影図。

図10の実施形態の細長い案内部の詳細図。

図10の実施形態の案内構造体の詳細図。

図10の実施形態の斜め下方からの不等角投影図。

環状部によって形成された、図10の実施形態の環状構造の分解図。

図10の実施形態の細長い案内部の上端の詳細図。

図10の実施形態の、筐体のない細長い案内部の図。

さらなる実施形態のリング構造の図。

図1は、本発明による装置100を示しており、装置100は、例えば、トレーニング装置、(現実)シミュレーション装置、または、仮想ゲームのための動作装置として形成されている。装置100は、少なくとも一人の人25を収容するために、および、装置100に収容された人25の動作の自由を部分的に制限するために用いられ、人25が上に立つ土台7aと、少なくとも一人の人25を包囲するために土台7aの上方に配置される第1の環状部13またはリングとを備える。環状部13は、土台7aに対して回転可能であり、土台7aに対して上下に移動され得る。

図示した実施形態では、装置100は第2の環状部12を備え、第1の環状部13によって形成される平面、および第2の環状部12によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、第1の環状部13が、第2の環状部12内に配置され、第1の環状部13によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線13a周りで回転可能に第2の環状部12に搭載される。第2の環状部12は、土台7aに対して実質的にトルクを伝達しない。

第1の環状部13は、土台7aに対して回転軸線13a周りに回転可能であり、その回転軸線は、第1の環状部13によって形成される平面に実質的に垂直である(図2)。図1の実施形態では、第1の環状部13によって形成される平面は、土台7aの表面と実質的に平行である。

環状部13は、土台7aに対して鉛直方向において実質的に上下に動作させることができ、環状部13は、滑りロッド6の形態の実質的に鉛直な案内部を介して土台7aへと連結されている。したがって、第1の環状部13は、水平方向の並進の動作に対して、土台7aに対して固定される。

装置100は、装置100によって収容された人25の動作および/または一連の動作および/または動作の範囲を検出するための少なくとも1つのセンサデバイス(例えば、土台7aの領域における距離センサ8、9および/もしくは光学(運動)センサ、ならびに/または、側方に位置決めされたセンサ)を備えている。

さらに、図1の好ましい実施形態では、次のもの、すなわち、人25が固定されるリング構造1、リング構造1の第1の環状部13(内側リング)の角度を測定するための螺旋体3、自身の一部において、滑りブッシング16を鉛直な滑りロッド6に押し付ける管保持体5に、リング構造1を連結する連結ロッドまたはロッド組立体4、鉛直な滑りロッド6が溶接されたブッシングまたはスリーブ17を介して連結される基礎フレーム7、基礎フレーム7にネジ留めされ、人が上で動作する土台7aを形成する基礎板2、、螺旋体3までの高さを測定する光学距離センサ8、(例えば、土台に対する)リング構造1の高さを測定する光学距離センサ9、基礎板2において低い摩擦を呈する特別な履物27装置をコンピュータ22に連結するためのUSBケーブル21、およびヘッドマウントディスプレイの形態の表示部26が見られ得る。

図2は、リング構造1の回転可能な内側リング13に連結されたベルト23を示しており、ベルト23は人25を装置100に固定する。以下の品目、すなわち、連結ベルト24を介して内側リング13のフック15に連結されているベルト23、第2の環状部12(外側リング)内で第1の環状部13(内側リング)の回転を可能にする玉軸受14が、強調されている。

図3は、リング構造1の分解図を示している。以下の品目、すなわち、上方円板10と下方円板11とが取り付けられている内側リング13、人25を結び付けるためのフックの形態の結び付け装置15、および外側リング12が、強調されている。玉軸受は、リング12、13と円板10、11とによって形成された環状の空洞に配置されている。

図4は、取り付けられる基礎土台のない基礎フレーム7を示している。基礎土台は、基礎フレーム7にネジ留めされ、脚の動作を測定する光学センサのための孔を備えている。以下の品目、すなわち、基礎フレーム7、螺旋体3の高さを測定するための光学距離センサ8、リング構造1の高さを測定するための光学距離センサ9、脚の動作を測定するための光学センサ19、光学センサ19の信号をマイクロコントローラ20へと送信するUSBハブ18、装置をコンピュータ22へと連結するためのUSBケーブル21が、強調されている。

図5は、ネジを介して管保持体5に連結される連結ロッドを示している。前記管保持体5は、滑りブッシング16を鉛直な滑りロッド6に固定している。以下の品目、すなわち、連結ロッドまたはロッド組立体4、管保持体5、滑りブッシング16、および滑りロッド6が、ここでは強調されている。

図6は、基礎フレーム7への滑りロッド6の留め付けを示している。滑りロッド6は、基礎フレーム7に溶接され、そこでネジによって追加的に固定されているブッシングまたはスリーブ17へと、挿入されている。以下の品目、すなわち、滑りロッド6、ブッシングまたはスリーブ17、基礎フレーム7が、強調されている。

図7は、側方からの装置100と、リング構造1の高さおよび螺旋体3の高さを測定するセンサの測定梁とを示している。以下の品目、すなわち、リング構造1、螺旋体3、連結ロッド4、滑りロッド6、基礎フレーム7、螺旋体の高さを測定するための光学距離センサ8、リング構造1の高さを測定するための光学距離センサ9が、ここでは強調されている。

前記実施形態の詳細な説明が、以下に提供されている。

装置100は、滑りブッシングおよび/またはフックを介して互いと好ましくは連結される(特別な)ハーネス23、土台7a、およびリング構造1から成っている。

[基礎土台] 基礎土台は、基礎フレーム7と、基礎板2と、装置100の電子システムとを備えている。土台7aを形成している基礎板2は、4つの小さい孔を有する正方形のステンレスの平らな板から成る。前記孔の直径は、好ましくはおおよそ4mmであり、これは、前記板の下方のセンサが人25の脚を認識できるだけの大きさである。前記孔の配置はおおよそ130mmの距離で正方形であり、それによって、少なくとも一方の脚が、動作の各々の方向において常に認識されることになる。板と使用者の履物との間の摩擦係数が小さくされることを確保するために、板はPTFEスプレーでさらに噴霧されている。板は、ネジを用いて、角において基礎フレーム7にネジ留めされる。基礎フレーム7は、鋼鉄から作られた等しい長さの正方形の成形管から成り、それら成形管は、正方形に互いと溶接されている。基礎板が過度に陥没しないことを確保するために、成形管が、正方形の基礎フレーム7の中央に追加的に設けられている。前記成形管は、十字状に配置されており、正方形の基礎フレーム7の内側に中央において溶接されている。4つの追加的な等しい長さの成形管が、正方形の基礎フレーム7の成形管の外側に中央においてネジ留めされている。基礎フレームの成形管のすべての上側が、上側における平らな面を形成している。短いスリーブ17が、4つの外側の成形管に溶接されており、上向きに配向されている。円い鋼管7が前記4つのスリーブ17へと挿入される。前記管6は、等しい長さであり、追加的にスリーブ17へとネジ留めされる。正方形に配置された4つの光学的に機能するコンピュータマウス(例えば、A4Techによる型式N−350)が、十字のように配置された内側の成形管に取り付けられている。前記コンピュータマウスの下側は、上向きに配向され、基礎フレームの上側と一緒に平らな表面を形成している。配置は、コンピュータマウスの光学光線が基礎板の孔を通じて発するような方法で調節される。また、USBハブ18およびマイクロコントローラ20(例えば、Aruduinoマイクロコントローラ)が、基礎フレーム7の内側に取り付けられている。4つのコンピュータマウスはUSBハブ18に連結され、USBハブ18はUSBホストシールドを介してマイクロコントローラに連結されている。2つの光学距離測定センサ8、9(例えば、距離センサGP 2 Y0A 02 YK シャープ)が、4つの外側の成形管のうちの1つに位置付けられ、それら距離測定センサは、三角測量の原理を用いて作動および評価する。これらのセンサのうちの一方は、上向きに配向される垂直の様態で、スリーブ17のすぐ前に取り付けられており、他方のセンサは、成形管が正方形のフレームと連結する位置の近くに取り付けられている。このセンサも、垂直の様態で、上向きに配向されている。これらの2つのセンサも、マイクロコントローラに連結されている。USBケーブルがマイクロコントローラ20に連結されており、したがって、前記ケーブルは、コンピュータ22との通信のために用いられる。

[リング構造1] リング構造1は、内側回転可能部13および外側固定部12から成る。

内側回転可能部13は、好ましくは、アルミニウムのリング、および2つの環状のアルミニウムの円板10、11から成る。第1のリングまたは内側リング13の内径、および2つの環状円板10、11の内径は、等しい大きさである。2つの円板10、11の外径は、リングの外径より大きくなっている。内側リング13の断面は矩形であり、より短い辺が上部と下部にある。2つの円板10、11は、上部および下部において内側リング13にネジ留めされている。リング構造1の外側の部分は、15個の玉軸受14が内部に位置付けられ、正方形のアルミニウムの成形管が外側で4箇所に留め付けられている。外側リング12の断面は好ましくは正方形であり、正方形の側部の長さは、内側リング13の断面の鉛直の長い方の辺より短い。外側リング12の内側の半径は、内側リング13の外側の半径より、例えばおおよそ20mmだけ大きく、それによって、19mmの外径の玉軸受14は、リング12、13の中間の空間に場所が持てる。外側リング12の断面の辺の長さが、内側リング13の断面の長い辺の辺長より短いため、外側リング12は、内側リング13にネジ留められている2つの円板10、11の間に嵌まる。

円い鋼棒が、外側リング12の内側に溶接されている。前記円い鋼棒は、玉軸受14のための固定具として用いられる。円い鋼棒は3つの異なる方法で溶接されるため、玉軸受14を位置決めするための3つの可能性を提供する。一番目の方法では、円い鋼棒は、玉軸受14の軸線がリング12、13の軸線と平行であり、玉軸受14が内側リング13の外部側に接するような方法で、外側リング12の内側に溶接される。この過程は、リング12の全周にわたって分配された様態で、6箇所において実行される。これは、内側リング13の回転を可能にする。

リング構造1の内側の部分13が外側の部分12に対して軸線方向に動作できないことを確保するために、円い鋼棒は、取り付けられた玉軸受14の軸線が外側リング12の軸線と径方向で垂直に配向されるような方法で、9箇所において、外側リング12の内側に溶接される。これらの箇所は、周囲にわたって規則的に分配されてもいる。円い鋼棒は、玉軸受14が上方円板10の下側に接し、円板10および外側リング12が互いと接しないように、隙間が円板10と外側リング12の上方側との間に位置付けられるような方法で、例えば、これらの位置のうちの6つにおいて、外側リング12の内側に溶接される。円い鋼棒は、玉軸受14が下方円板11の上側に接し、円板11および外側リング12も下部において互いと接しないように、隙間が円板11と外側リング12との間に形成されるような方法で、例えば、これらの位置のうちの3つにおいて溶接される。

外側リング12の外部側における4つの正方形の成形管は、ネジによって外側リング12にしっかりと連結されている。前記成形管は、おおよそ45°の角度で下方へと傾斜されており、管保持体5が、前記成形管の外側端にネジ留めされている。前記管保持体5は、PTFE滑りブッシング16を介して、基礎土台の4つの円い鋼管6に取り付けられている。管保持体5はPTFE滑りブッシング16に対して押し付き、PTFE滑りブッシング16はその一部において円い鋼管6に対して押し付く。PTFE滑りブッシング16と鋼管6との間の摩擦は、管保持体5の押し付く力を変更することで変更され得る。成形管は、内側の部分13の下方円板11から、おおよそ550mmの高さが、PTFE滑りブッシング16およびスリーブ17が互いと接するリング構造1の最も下の層において作られるように、正確にとても長くなっている。

4つのフックがリング構造1の内側の部分13の内側にネジ留めされており、それらフックは、周囲にわたって規則的に分配されており、結び付け装置として使用される。前記フックは、(特別な)ハーネス23を固定するために使用される。螺旋体3(例えば、プラスチックから作られている)が、リング構造1の内側の部分13の下方円板11の下側に位置付けられ、前記螺旋体の外径は、円板11の直径と同じ大きさである。螺旋体3は、正確に1回の巻線と、おおよそ160mmのオフセットとを有している。螺旋体3は、アルミニウムの円い鋼から作られた適切な集合要素によって、円板11に4箇所でネジ留めされている。

[特別なハーネス] 特別なハーネスは、4つの連結ベルト24が追加的にネジ留めされる従来の登山用ハーネスから成る。前記連結ベルト24の長さは変えることができ、鋼リングが両端に位置付けられている。4つの連結ベルト24の配置は、ハーネス23の周囲にわたって規則的に分配されている。(登山用)ハーネス23は、単一の臀部固定具と脚固定具とを備えるが、型固定部は備えていない。ハーネス23は、人25を装置100に結び付けるために着用され、連結ベルト24の鋼リングがそれぞれのフックに取り付けられ、ハーネス23をリング構造1に連結する4つの連結ベルト24の長さは、連結ベルト24がきつく引っ張られるような方法で短くされる。ここで、連結ベルト24は、使用者による装置100においての動作の間に生成される力を吸収できる。

[測定技術] 異なる体の大きさの使用者が装置100を最適に使用することを確保するために、特にはセンサデバイス、加えて評価デバイスといったデバイスを、最初に較正することが必要である。

[脚の動作] 使用者が基礎土台の上で動作しようとする場合、4つの引っ張られた連結ベルト24は、使用者が動作しようとするのを妨げることになり、使用者は基礎板の上で滑り始める。小さな穴が前記板に位置付けられており、光学コンピュータマウスが下に配置されているため、少なくとも1本の脚が、前記孔の上を滑って行く間、コンピュータマウスによって認識されることになる。動作を記録したコンピュータマウスの信号がマイクロコントローラ20へと送信される。ここで、マイクロコントローラ20は、動作の方向と速度とを計算する。これらのデータは、USBケーブルを介して、コンピュータ22のドライバソフトウェアへと送信される。

[リング構造1の内側の部分13の位置] 基礎土台における外側距離センサ9は、管保持体5に連結されているリング構造1の成形管からの距離を測定し、信号をマイクロコントローラ20へと送信する。この信号は、跳ねる動作と屈む動作とを記録するために用いられる。これらの動作は、リング構造1の軸線方向における上方および下方への変位によって生じる。較正の後、具体的な高さの値が決定され、使用者が屈んでいるのかまたは跳ねているのかが、外側の距離センサ9からの値を高さの値と比較することによって認識される。内側の距離センサ8は、螺旋体3からの距離を測定し、信号をマイクロコントローラ20へと送信する。

リング構造1の内側の部分13の回転は、内側の距離センサ8と螺旋体3との間の距離を変える。その結果、リング構造1の外側の部分12に対する内側の部分13の角度が、絶対的に測定され得る。リング構造1の軸線方向における上方および下方への動作の結果として変えられてしまう、内側の距離センサ8の螺旋体3に対する測定値を、選択的に考慮するために、2つの距離センサ8、9の間で、差が値から形成されている。したがって、すべての角度が全体のリング構造1の各々の可能な高さ位置で検出され得ることが、確保されている。

マイクロコントローラ20は、これらの値を、コンピュータ22におけるドライバソフトウェアに送信する。ドライバソフトウェアは、マイクロコントローラ20のデータを評価し、それからセットコマンドを、装置100と共に使用されるソフトウェアへと送信する。

図8および図9は、本発明の代替の実施形態を示している。第2の(外側)リングの代わりに、第1の環状部13は、リング断片成形部28によって保持されており、回転可能に搭載されている。

図8は、互いと反対に位置付けられ、第1の環状部13を間に収容する2つのリング断片成形部28を備えた実施形態を示している。第1の環状部13の断面はT字形であり、一方、リング断片成形部28の断面はU字形であり、環状部13を包囲している。

異なって配向された軸受(断面A−Aおよび断面B−B)は、すなわち、異なって配向された軸線を持ち、軸線方向および径方向における部品13および28の相互変位を防止または制限する。

第1の環状部13によって形成される平面、およびリング断片成形部28によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、第1の環状部13が、第1の環状部13によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線13a周りに回転可能にリング断片成形部28に搭載される。この場合でも、リング断片成形部28は、土台7aに対してトルクを伝達せず、第1の環状部13と共に上方および下方へと動作され得る(図8には示されていない)。

第1の環状部13は、図9ではH字形の断面を有し、単一のリング断片成形部28が設けられている。断面視A−A、B−B、およびC−Cにおいて示されているように、異なるように配向された3つの軸受(すなわち、異なって配向された軸線を持つ)が、部品13および28の相互変位を防止/制限するために必要である。

1つだけの(鉛直の)案内ロッドであっても、土台7aに対する図9のリング断片成形部28の回転を防止するために、細長い溝が案内ロッドに導入(圧延)され得るが、その溝は、溝内へと突出する滑りブッシング(トルクを伝達しない)の突出部と協働する。第2の案内ロッドを設けることも可能であり、その場合、2つの関連付けられた滑りブッシングが互いにしっかりと連結される。

図8および図9に示した変形の利点は、特に、材料の節約、およびそれに伴う使用者にとっての重量の低減から成る。

特には土台7aへの取り付けに関してといった、第2の環状部12に関して開示された特徴が、リング断片成形部28にも当てはまり、類似した様式で適用されてもよいという事実が、明示的に参照される。

図10は、本発明による装置100のさらなる実施形態を示しており、ここでは、好ましくはアルミニウムから作られた案内輪郭部202が、滑りロッド6の代わりに、細長い案内部として使用されている。手短に言えば、リング構造1を案内構造体に連結しているロッド組立体4が3つの連結ロッドを備え、3つの案内輪郭部202がそれに応じて設けられている。3つの案内輪郭部202は鉛直であって基礎フレーム7に固定されており、基礎フレーム7は、この場合、鋼から作られた成形管から形成されており、それら成形管は、互いに対して三角形の形態で配置されている。図13を見ると、図10の装置100の斜め下方から不等角投影図を示している。

視覚的な外観を向上させるために、案内輪郭部202は、案内輪郭部202の断面に適合されている、プラスチックからできた筐体208で覆われている。図11は、案内輪郭部202内で案内され、ロッド組立体4の連結ロッドの端に配置されているブロック201と共に、案内輪郭部202の詳細図を示している。ブロック201の形は、案内輪郭部202の中空の輪郭部214の断面に調節されている。ブロック201は、案内輪郭部202において上方および下方に動作できる。図11で示されているように、案内輪郭部202は、特に下方において、ブロック201の動作を制限するために、ピンまたはボルト(図示せず)が通されて案内され得る孔203を備えている。これは、ピン/ボルトおよび孔203が、リング構造1の鉛直方向の動作を阻止するために、阻止手段を形成していることを意味している。案内輪郭部202におけるブロック201の位置、したがって、リング構造の鉛直方向の位置は、2つのピン/ボルトがブロック201の下方および上方孔203に直接的に挿入されることから、(特定の遊び量は別として)実質的に固定され得る。

ブロック201は、図12において詳細に示されている。ブロック201は、案内輪郭部202で最大限摩擦のない動作を可能とするために、玉軸受によって搭載されるローラ207を備えている。ブロック201またはローラ207の寸法は、各々のローラ207が案内輪郭部202の中空の輪郭部214の2つの相対する壁に同時に接することがないような方法で選択されており、したがって、上方および下方への動作の不用意な阻止を排除している。

図13の描画は、六角形の形態の(レーザーゲーム)センサ19の好ましい配置を示しており、これは、各々の回転方向における人25の足の各々の動作が、少なくとも1つのセンサ19によって認識されることを確保している。さらに、土台7aにあるセンサ19同士の間の中心に配置されており、土台7aの振動を可能にする振動ユニット219が示されている。したがって、人25に向けた力のフィードバックが特に生成され得る。

図14は、リング構造1のさらなる発展変形を示している。第2の環状部12は、この場合、上部品210および下部品211から成り、2つの部品210、211は、好ましい実施形態で完全に同じように配置されている。部品210、211は、好ましくは、硬質プラスチックから成る。部品210、211は、偏向ローラ200を収容して担持するための凹所212を備えており、それらの凹所は、周囲にわたって分配されている。前記偏向ローラ200は、U字形またはV字形など、それらの周囲に特定の形を有している。第1の環状部13は、その外側周囲において、偏向ローラ200に対応する形を有している。偏向ローラ200は、第1の環状部13と共に、部品211、210のうちの一方で、好ましくは下部品211へと挿入され、他方の部品210、211で、好ましくは、上部品210はその上に配置され、それによって第2の環状部12を形成する。偏向ローラ200の形は、一方で第2の環状部12に対する第1の環状部13の軸線方向の動作を阻止し、他方において、第2の環状部12における第1の環状部13の回転が可能とされる。

図15は、案内輪郭部202の上端213の詳細図を示しており、上端213は、自由であり、筐体208によって覆われていない。偏向ローラ206が搭載される案内輪郭部202または中空の輪郭部214に、チャネル215が形成されていることが、認識され得る。前記偏向ローラ206は、一端においてブロック201に連結されており、他端において、釣合い錘、バネ要素、またはゴム要素204の形態の相殺手段に連結されているケーブル205の偏向のために、用いられる。その結果、特には第1の環状部13であるリング構造1における構造の結果として作用し、したがって下向きの方向に使用者25を引っ張ることになる重量が、相殺され得る。

図16は、この点において、ゴム要素204(点線で示されている)が相殺手段として用いられている発展変形を示しており、この要素は、一端においてケーブル205に連結されており、他端において案内輪郭部202に留め付けられている。チャネル15は、図16において、図示の目的のために透明にして示されており、それによって、ゴム要素204が認識され得る。案内輪郭部202へのゴム要素204の留め付けは、いくつかの留付位置217に固定され得る留付要素216によって生じる。これは、構造の結果としてリング構造1に作用する重量が、一部だけかもしくは完全に相殺されるか、または、過度に相殺されるような方法で、ゴム要素204の前もっての引っ張りを設定することを可能にする。したがって、人25は、下向きの方向にリング構造1(および、延いては人25)を引っ張る装置100を用いるとき、特定の軽い力を知覚するか、または、人25は、鉛直方向に作用する力をまったく知覚しないか、または、人は、上向きの方向にリング構造1(および、延いては人25)を押す特定の軽い力を知覚することになる。留付要素216は、ネジ留めされ得る要素として構成されてよく、留付位置217は、それぞれネジ山が設けられ得る。代替で、留付要素216はフックとして構成されてよく、留付位置217は、それぞれ、フックが引っ掛けられ得る小穴または開口で形成され得る。

図17は、第1の環状部13自体が人25のための臀部ベルトを形成しているリング構造1のさらなる実施形態を示している。第1の環状部13は、第1の環状部13によって形成される平面において実質的にU字形である剛体の第1の部分209を備えており、アーム218がU字の各々の端から突出している。アーム218も、それらの一部において、U字形が設けられているが、第1の環状部13によって形成される平面に垂直である平面においてである。その結果、各々のアーム218は第2の環状部12を収容でき、第1の剛体部分209は、第2の環状部12に対して捩じられ得る。また、回転の間に第1の剛体部分209の特に正確な案内を確保するために、例えば、それぞれのアーム218に一体的に取り付けられる突起(図示せず)が係合する第2の環状部12における溝の形態で、案内部が第2の環状部12およびアーム218に設けられ得る。同時に、第1の剛体部分209の軸線方向の動作は、アーム218によって、第2の環状部12に対して阻止される。第2の柔軟部分(図示せず)が第1の剛体部分209に留め付けられ、この第2の柔軟部分は、このように形成された臀部ベルトの人25への調節と固定とを可能にする。

説明した装置は、本発明のいくつかの可能な変形を表しているだけである。本発明は、記載した実施形態、およびここで強調された態様に限定されない。数多くの改良が本発明の概念の中でむしろ可能であり、それらの改良は、当業者によって実行される行為の範囲内にある。本発明の範囲から出ることなく、前述の手段および特徴の組合せによって、さらなる発展変形を実現することは、同様に可能である。 ここで、出願当初の特許請求の範囲の記載事項を付記する。 [条項1] 少なくとも一人の人(25)を収容するための、および、収容された前記人(25)の動作の自由を部分的に制限するための、土台(7a)と、前記土台(7a)に対して回転可能であり、前記少なくとも一人の人(25)を包囲するために前記土台(7a)の上方に配置される第1の環状部(13)とを備える装置(100)であって、 前記第1の環状部(13)が前記土台(7a)に対して上および下に動作され得ることを特徴とする装置(100)。 [条項2] 前記装置(100)が第2の環状部(12)を備え、前記第1の環状部(13)によって形成される平面、および前記第2の環状部(12)によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、前記第1の環状部(13)が、前記第2の環状部(12)内に配置され、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで回転可能に前記第2の環状部(12)に搭載されることを特徴とする、条項1に記載の装置。 [条項3] 前記第2の環状部(12)が前記土台(7a)に対してトルクを伝達しないことを特徴とする、条項2に記載の装置。 [条項4] 前記第1の環状部(13)が、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで、前記土台(7a)に対して回転可能であることを特徴とする、条項1から3のいずれか一項に記載の装置。 [条項5] 前記第1の環状部(13)によって形成される平面が前記土台(7a)の表面と実質的に平行であることを特徴とする、条項1から4のいずれか一項に記載の装置。 [条項6] 前記第1の環状部(13)が前記土台(7a)に対して実質的に鉛直方向において上および下に動作させることができ、好ましくは、前記第1の環状部(13)が、実質的に鉛直な案内部を介して前記土台(7a)へと連結されることを特徴とする、条項1から5のいずれか一項に記載の装置。 [条項7] 前記第1の環状部(13)が、水平方向の並進の動作に対して、前記土台(7a)に対して固定されることを特徴とする、条項1から6のいずれか一項に記載の装置。 [条項8] 前記第1の環状部(13)が、前記人を前記第1の環状部(13)に結び付けるための少なくとも1つの結び付け装置(15)を備える、条項1から7のいずれか一項に記載の装置。 [条項9] 前記装置(100)が、前記人(25)を前記第1の環状部(13)に結び付けるための臀部ベルト(23)を備え、好ましくは、前記臀部ベルト(23)が、前記第1の環状部(13)に連結される、特には連結ベルト(24)である、少なくとも1つの長さ調節可能な連結手段を備え、それによって、前記連結手段(24)が、前記人(25)の動作によって生成される力を前記第1の環状部(13)へと伝達することを特徴とする、条項1から8のいずれか一項に記載の装置。 [条項10] 前記第1の環状部(13)の内側リング直径が、少なくとも300mmであることを特徴とする、条項1から9のいずれか一項に記載の装置。 [条項11] 前記第1の環状部(13)の内側リング直径が、最大で800mm、好ましくは最大で600mmであることを特徴とする、条項1から10のいずれか一項に記載の装置。 [条項12] 前記装置(100)が、前記装置(100)によって収容された前記人(25)の動作および/または一連の動作および/または動作の範囲を検出するための少なくとも1つのセンサデバイスを備えることを特徴とする、条項1から11のいずれか一項に記載の装置。 [条項13] 偏向ローラ(200)が前記第2の環状部(12)に配置され、前記偏向ローラ(200)および前記第1の環状部(13)は、前記第1の環状部(13)が、前記偏向ローラ(200)によって、前記第2の環状部(12)に対して回転可能に搭載され、同時に軸線方向に保持されるような方法で、互いに対して形成されることを特徴とする、条項2から12のいずれか一項に記載の装置。 [条項14] ロッド組立体(4)が少なくとも1つの位置において前記第2の環状部(12)に留め付けられ、前記ロッド組立体が、前記第2の環状部(12)によって形成される平面に対して傾斜される様態で下方へと延び、その外側端において、細長い案内部(6、202)で案内される案内構造体(5、201)を備えることを特徴とする、条項2から13のいずれか一項に記載の装置。 [条項15] 少なくとも1つの阻止手段(203)が、前記細長い案内部(6、202)における前記案内構造体(5、201)の動作を阻止するために提供されることを特徴とする、条項14に記載の装置。 [条項16] 前記第1の環状部(13)における前記装置の構造の結果として作用する重量を少なくとも一部相殺するために、少なくとも1つの相殺手段が設けられ、前記少なくとも1つの相殺手段が、好ましくは、釣合い錘、バネ要素、またはゴム要素(204)に関わることを特徴とする、条項1から15のいずれか一項に記載の装置。 [条項17] 前記ロッド組立体(4)が、ケーブル(205)によって、前記少なくとも1つの相殺手段(204)に作動可能に連結され、前記ケーブル(205)が、前記細長い案内部(202)に配置される偏向ローラ(206)を介して偏向されることを特徴とする、条項16に記載の装置。 [条項18] 前記土台(7a)が、鋼鉄から作られた成形管から形成される基礎フレーム(7)に形成され、前記基礎フレーム(7)の前記成形管のすべての上側が平らな面を形成することを特徴とする、条項1から17のいずれか一項に記載の装置。 [条項19] 前記土台(7a)が、鋼鈑、およびPE−HMWまたはPE−HDから好ましくは作られ、前記鋼鈑の上方に位置付けられるプラスチック板(2)によって形成され、好ましくは、前記鋼鈑は、基礎フレーム(7)にネジ留めされ、前記プラスチック板(2)が前記鋼鈑に連結され、好ましくは、前記鋼鈑にネジ留めされるかまたは接着されることを特徴とする、条項1から18のいずれか一項に記載の装置。 [条項20] 前記土台(7a)が、光学センサの光線が通過するための孔を備えることを特徴とする、条項1から19のいずれか一項に記載の装置。 [条項21] 前記装置(100)が、前記装置(100)によって収容される前記人のための履物を備え、前記履物が、前記土台(7a)との相互作用で、特には低い滑り摩擦係数といった、低い摩擦係数を有することを特徴とする、条項1から20のいずれか一項に記載の装置。 [条項22] 前記装置(100)が振動ユニット(219)および/または空間動作機械を備え、前記振動ユニット(219)および/または前記空間動作機械は、好ましくは、前記土台(7a)に配置されることを特徴とする、条項1から21のいずれか一項に記載の装置。 [条項23] 前記センサデバイスが、前記土台(7a)の下方に配置される少なくとも1つの光学センサ(19)を備え、好ましくは、前記光学センサが、その下側で上向きに配向されるコンピュータマウスであることを特徴とする、条項12から22のいずれか一項に記載の装置。 [条項24] 前記センサデバイスの光学センサ(19)は、前記人(25)の脚の各々の動作が、少なくとも1つの光学センサ(19)によって、任意の回転方向で認識され、好ましくは、センサ信号が、特に好ましくはUSBハブ(18)およびUSBホストシールドを介して、マイクロコントローラ(20)へと送信されるような方法で、好ましくは六角形の形態で、配置されることを特徴とする、条項12から23のいずれか一項に記載の装置。 [条項25] 前記センサデバイスは、好ましくは光学式または音響式のものである、距離センサ(8、9)を備え、前記距離センサ(8、9)が、前記土台(7a)の領域に配置され、前記環状部(12、13)の高さ、および/または、前記第2の環状部(12)に対する前記第1の環状部(13)の回転角度を測定するように形成されることを特徴とする、条項12から24のいずれか一項に記載の装置。 [条項26] 前記センサデバイスは、好ましくは光学式または音響式のものである、距離センサ(9)を備え、前記距離センサ(9)が、前記案内部(6、202)の領域に配置され、前記環状部(12、13)の高さを測定するように形成されることを特徴とする、条項12から25のいずれか一項に記載の装置。 [条項27] 前記センサデバイスは、前記第2の環状部(12)の領域に配置され、前記第1の環状部(13)の回転の方向と回転角度とを測定するように形成される好ましくは光学式センサを備えることを特徴とする、条項12から26のいずれか一項に記載の装置。 [条項28] 前記装置(100)が、センサ信号を評価するための少なくとも1つのマイクロコントローラ(20)を備え、前記マイクロコントローラが前記少なくとも1つのセンサデバイスに連結されることと、好ましくは、前記装置(100)が、前記マイクロコントローラ(20)に接続される、特にはコンピュータ(22)である、データ処理装置を備えることとを特徴とする、条項12から27のいずれか一項に記載の装置。 [条項29] 前記装置(100)が少なくとも1つの環状区域成形部(28)を備え、前記第1の環状部(13)によって形成される平面、および前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、前記第1の環状部(13)が、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで、前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)において回転可能に搭載されることと、好ましくは、前記リング断片成形部(28)が前記土台(7a)に対してトルクを伝達しないこととを特徴とする、条項1から28のいずれか一項に記載の装置。 [条項30] 前記第1の環状部(13)が2つのリング断片成形部(28)に搭載され、前記リング断片成形部(28)が互いと反対に位置付けられることを特徴とする、条項29に記載の装置。 [条項31] 前記第1の環状部(13)がT字形断面を有することを特徴とする、条項1から30のいずれか一項に記載の装置。 [条項32] 前記第1の環状部(13)がH字形断面を有することを特徴とする、条項1から31のいずれか一項に記載の装置。 [条項33] 前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)がU字形断面を有し、前記第1の環状部(13)が、前記リング断片成形部(28)の前記U字形によって少なくとも部分的に包囲されることを特徴とする、条項29から32のいずれか一項に記載の装置。 [条項34] 前記第1の環状部(13)と前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)との間の、特には玉軸受である軸受が、軸線方向および径方向における相互変位を、防止または少なくとも制限することを特徴とする、条項29から33のいずれか一項に記載の装置。 [条項35] 前記第1の環状部(13)が第1の剛体部分(209)と第2の柔軟部分とを備え、前記第1の剛体部分(209)および前記第2の柔軟部分が前記人(25)のための臀部ベルトを形成することを特徴とする、条項1から34のいずれか一項に記載の装置。