対象物運動制御装置および方法

本明細書には、対象物運動制御装置および方法が記載されている。より具体的には、空中で対象物を制御された再現可能な方法で運ぶ装置および方法が記載される。

空間内で対象物を運動させるための様々な装置が存在する。レクリエーションの場面では、バンジー(bungee)(「バンジー(bungy)」とも呼ばれる)ジャンプは、ユーザが安全で制御された再現可能な方法で自由落下を体験することを可能にする、現在よく知られている装置である。しかしながら、バンジージャンプは、主に垂直y軸方向の運動に制限されている。

ベースジャンピング、フライト、または滑空は、乗り手が水平またはx軸方向、横方向の運動、および垂直y軸方向の加速度を経験するというまったく異なる感覚を提供する。これらの活動とバンジージャンプとのさらなる相違点は、バンジージャンプの場合のようにジャンプの最大運動点だけでなく、運動中に上向きに運ばれる感覚である。

しかし、そのような応用形態では、特に対象物が人間の場合、安全要件を満たすことが不可欠である。参加者がその影響に身をさらすのに適した許容可能な力および加速度を詳述する主要な参考文献は、遊戯用乗り物および装置の設計に関するASTM F2291−14標準実務規格である。この実務規格の目的は、遊戯用乗り物もしくは装置の設計または遊戯用乗り物もしくは装置に対する大幅な変更に関する使用の基準および指標を設計者、エンジニア、製造者、所有者、および運営者に提供することである。この規格では、図1に示すように、参加者の加えられる加速度の方向に対して座標系が定義されている。

また、各直交軸線の加速度制限、および、許容可能な直交加速度の合成された大きさに対する制限も、ASTM F2291−14に規定されている。ASTM F2291−14は、規格に対する活動の適合性を判定するための詳細な方法を提供している。軸方向加速度制限の簡略化されたグラフが、参照のために図2に与えられている。

対象物または人がバンジージャンプで経験する垂直運動を、対象物または人がベースジャンピング、フライトまたは滑空から経験する飛行または滑空経路特性と組み合わせて、安全かつ制御された再現可能な方法(上述した規格を満たすかまたは超える)でこれを行い、または、少なくとも公衆に選択肢を提供することが望ましい場合がある。

装置および方法のさらなる態様および利点は、例としてのみ与えられる以下の説明から明らかになるであろう。

本明細書において、空中で対象物を制御された再現可能な方法で運ぶ装置および方法が記載される。対象物は人であってもよいが、物体または動物であってもよい。この装置および方法は、対象物が様々な運動感覚を体験することを可能にし、その1つは飛行感または滑空感である。

第1の態様では、対象物の運動を制御するための装置が提供され、装置は、 (a)少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物であって、少なくとも1つの弾力性部材は、実質的に垂直なy軸方向において少なくとも1つの対象物の運動を制限する、少なくとも1つの対象物と、 (b)少なくとも1つの弾力性部材に固定せずに連結された少なくとも1つの支持部材であって、支持部材に関する設定経路に沿った弾力性部材の運動を制限して、設定経路方向の運動を対象物に与える、少なくとも1つの支持部材とを備え、 使用中に、少なくとも1つの弾力性部材が付勢され、少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾力性部材による垂直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との、実質的に両方が開始される。

第2の態様では、制御された態様で対象物を空間内で運動させる方法であって、 (a)実質的に上記のような装置を選択するステップと、 (b)少なくとも1つの対象物を少なくとも1つの弾力性部材に取り付けるステップと、 (c)少なくとも1つの弾力性部材を付勢するステップと、 (d)少なくとも1つの対象物の運動を開始するステップと、そして (e)少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾力性部材による垂直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との両方を可能にするステップと によって運動させる、方法が提供される。

上記の装置および方法の利点は、少なくとも2つの方向で対象物の運動を制御する能力を含む。従来技術の制御される運動装置は、一般的には、1つの主要な方向、例えば、垂直y軸方向の運動を制御するバンジーラインでの運動のみを可能にする。本明細書に記載された装置は、高加速度および減速、高高度における懸垂、滑空、揺れおよび跳ねなどの対象物に対するより多様な運動感覚を導入する。しかしながら、これは、比較的安全かつ調整可能な規定された運動経路において提供される。

装置および方法のさらなる態様は、例としてのみ与えられる以下の説明から、添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。

ASTMパトロン収容領域加速座標軸線を示す図である。

娯楽デバイスのASTM加速−持続時間制限を示す図である。

重力によって引き起こされる運動開始のために対象物が付勢して準備されている装置の一実施形態を示す図である。

運動を開始している対象物を示す図である。

垂直y軸方向の最大延長点を示す図である。

軌道に沿ってさらに一段階進んでいる対象物の運動経路を示す図である。

停止点または方向転換点に当たっている連結部材を示す図である。

連結部材がx軸運動を逆転させる、対象物のその後の揺動動作を示す図である。

対象物の運動の全経路を示す図である。

図9に示される対象物より重い対象物の運動の比較全経路を示す図である。

対象物に付加的な力を付与するために使用される機構を有する付勢状態にある装置の代替的な実施形態を示す図である。

重量の異なる対象物の経路が示された、運動開始後の対象物の初期運動経路を示す図である。

1つの対象物重量に基づく代替的な実施形態における対象物の最終的な全運動経路を示す図である。

ジャンプ領域から外方にある発射プラットフォームの左側に安全に配置された参加者を示す図である。

発射プラットフォームに配置され、参加者が接続するために準備された付勢トロリーおよび乗り手トロリーを示す図である。

安全紐帯、簡易脱着(冗長性のある)紐帯、およびバンジーケーブルを通じてプラットフォームに安全に固定されたままで、参加者が安全に活動に従事しているところを示す図である。

参加者から外方に所定の位置に向かってX方向にオーバーヘッドケーブルに沿って移動され、バンジーケーブルに弾性エネルギーを付与している付勢トロリーおよび乗り手トロリーを示す図である。

参加者が解放され、蓄積された弾性エネルギーが参加者をX方向に発射させているときの第1の動作を示す図である。

トロリーがケーブル上に位置するハードストップに達するか重力が参加者を止めるまで、参加者の運動量が乗り手トロリーをケーブルに沿ってどのように移動させるかを示す図である。

参加者をプラットフォームに戻し、活動をリセットすることができる、従来技術のバンジージャンプで使用されているのと同様の回収システムの例を示す図である。

システムを試行するために使用される試験装置の平面図である。

システムを試行するために使用される試験装置の側面立面図である。

試験装置を使用した約5秒後の、3.2Xラインストレッチ(70m)の35kg、70kg、100kg、および135kg質量の予測初期発射運動プロファイルを示す図である。

85kgで55m伸張されている、第1のコード(コード1)(軽量コード)の試行1の軌道を示す図である。

38kgで40m伸張されている、第1のコード(コード1)(軽量コード)の試行2の軌道を示す図である。

38kgで40m伸張されている、代替的なコード(コード3)(重いコード)の試行3の軌道を示す図である。

85kgで52m伸張されている、代替的なコード(コード3)(重いコード)の試行4の軌道を示す図である。

135kgで70m伸張されている、代替的なコード(コード3)(重いコード)の試行5の軌道を示す図である。

試験2の測定された加速−持続時間プロファイルのグラフを示す図である。

試験3の測定された加速−持続時間プロファイルのグラフを示す図である。

試験4の測定された加速−持続時間プロファイルのグラフを示す図である。

試験5の測定された加速−持続時間プロファイルのグラフを示す図である。

対象乗り手トロリーがライン上の固定された剛性ストップに当たる代替的な実施形態を示す図である。

対象乗り手トロリーが、ライン上に位置する弾力のある軟質ストップに当たる代替的な実施形態を示す。

ライン形状および重力を使用して対象物を停止させる代替的な実施形態を示す図である。

乗り手の運動を停止または減速させる異なる手段を示す図である。

対象物/乗り手の飛行軌道を変更するさらなる代替的な方法を示す図である。

ライン上の乗り手の位置および運動を制御するために、進行ラインの張力/長さを変化させる、代替的な実施形態を示す図である。

ライン終点を上下させることによって異なる方法で達成される、進行ラインの張力/長さを変化させるための代替的な手段を示す図である。

乗り手の乗り手トロリーが架線に沿って進行し、乗り手に接続されたバンジーラインが伸長するようにされる点に達している、さらなる実施形態を示す図である。

乗り手がz軸方向の運動も包含する飛行経路または軌道を有する代替の実施形態を示す図である。

主にy軸初期運動を伴う垂直発射を有する代替的な実施形態を示す。

主にy軸初期運動を伴う垂直発射を有する代替的な実施形態を示す。

乗り手トロリーが下降するための2つのラインを使用する代替の実施形態を示す図である。

技術を必要とするカーニバルゲームまたは娯楽ゲームをしている人ではなく、物体を運動させるために使用される代替的な実施形態を示す図である。

乗り手によって操作されるか、またはセンサシステムを使用して遠隔操作され得るハンドヘルドブレーキの実施形態を示す図である。

乗り手のハーネスまたは乗り手トロリーに組み込まれて、乗り手と乗り手トロリーとの間の相対的な重量を変化させることによって体験を向上させるか、または進行経路によって変化させることができる様々なテーマを示す図である。

乗り手が架線に沿って移動するときに作動スプールがラインを伸長または後退させることができるさらなる、代替の実施形態を示す図である。

ベクトルケーブルシステムを使用して乗り手の運動経路を変更する代替の手段を示す図である。

装置がまた極限/娯楽スポーツに参加する乗り手1200のための発射システムとしてもどのように使用され得るかを示す図である。

上述したように、本明細書において、空中で対象物を制御された再現可能な方法で運ぶ装置および方法が記載される。対象物は人であってもよいが、物体または動物であってもよい。この装置および方法は、対象物が様々な運動感覚を体験することを可能にし、その1つは飛行感または滑空感である。

本明細書の目的では、「約」または「およそ」という用語およびその文法上の変化形は、基準となる量、レベル、程度、値、数、頻度、割合、寸法、サイズ、量、重量または長さに対して30,25,20,15,10,9,8,7,6,5,4,3,2または1%程度だけ変化する量、レベル、程度、値、数、頻度、割合、寸法、サイズ、量、重量または長さを意味する。

用語「実質的に」またはその文法上の変化形は、少なくとも約50%、例えば75%、85%、95%または98%を指す。

用語「含む(comprise)」およびその文法上の変化形は、包括的な意味を有するものとする。すなわち、それが直接参照する列挙された構成要素だけでなく、他の指定されていない構成要素または要素をも含むことを意味する。

用語「連結する」またはその文法上の変化形は、2つの項目が直接的にまたは間接的に連結されることを指す。

ラインの文脈における「弾力性(resilient)」という用語およびその文法的な変化形は、ラインが、張力をかけられていない第1の長さを超えて張力をかけられた第2の長さまで伸長し、材料の形状記憶を通じて実質的に同様の張力をかけられていない第1の長さに戻ることが可能であることを指し、張力をかけられた第2の長さは、張力をかけられていない第1の長さよりも少なくとも1.1倍長い。本明細書で使用される用語「弾力性」は、用語「弾性(elastic)」と同様の意味を有し得る。

用語「部材」およびその文法上の変化形は、少なくとも1つの対象物の実質的にy軸方向および/または設定経路方向への運動を方向付けることができる材料のライン、トラック、コード、ケーブル、ワイヤ、バンドなどを指す。

ラインの文脈における用語「非弾力性」およびその文法上の変化形は、第1の張力をかけられていない長さから第2の張力をかけられた長さまで伸長することができるラインを指すが、伸長の程度は第1の長さの約1.1倍未満である。

第1の態様では、対象物の運動を制御するための装置が提供され、装置は、 (a)少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物であって、少なくとも1つの弾力性部材は、実質的に垂直なy軸方向において少なくとも1つの対象物の運動を制限する、少なくとも1つの対象物と、 (b)少なくとも1つの弾力性部材に固定せずに連結された少なくとも1つの支持部材であって、支持部材に関する設定経路に沿った弾力性部材の運動を制限して、設定経路方向の運動を対象物に与える、少なくとも1つの支持部材とを備え、 使用中に、少なくとも1つの弾力性部材が付勢され、少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾力性部材による垂直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との、実質的に両方が開始される。

発明者らは、少なくとも2方向の制御された対象物運動経路を可能にする装置を開発した。従来技術の制御された運動装置は、一般的には一方向、例えば垂直y軸方向の運動を制御するバンジーラインでの運動のみを可能にする。本明細書に記載された装置は、高加速度および減速、高高度における懸垂、滑空、揺れおよび跳ねなどの対象物に対するより多様な運動感覚を導入する。ベースジャンパが経験し得るが、制御された、それゆえ安全な方法での滑空の感覚は、バンジージャンプのような従来技術の装置では不可能な装置の1つの特定の態様である。

支持部材によって規定される設定経路方向は、実質的に水平なx軸方向、S字状方向、曲線経路、螺旋経路、およびそれらの組み合わせであり得る。理解されるように、設定経路は、ケーブル、スチールビーム、ロープ、レールおよび他の物品を含む様々な支持部材手段を介して達成され得る。

少なくとも1つの弾力性部材は、1つの第1の末端で少なくとも1つの対象物に連結され得る。

対象物の運動中、少なくとも1つの支持部材は、少なくとも1つの弾力性部材の少なくとも一部の上方に配置され得る。

少なくとも1つの支持部材の少なくとも一部分は、水平面に対して上傾または下傾した面に配置され得る。上傾または下傾は、支持部材に対する弾力性部材の運動を促すのに有用であるが、水平支持、および、支持部材運動機構のような相対運動を駆動するための他の何らかの付勢力も使用され得る。

少なくとも1つの連結部材は、少なくとも1つの弾力性部材を少なくとも1つの支持部材に連結することができる。少なくとも1つの連結部材は、支持部材に沿って移動することができる。連結部材は、支持部材に固定されている、支持部材を自由に横切ることができる、または支持部材に対する可動性が制限されている、のいずれかであり得る。一実施形態では、少なくとも1つの連結部材は、少なくとも1つの弾力性部材の少なくとも1つの第2の末端の付近で少なくとも1つの弾力性部材を支持部材またはその一部に連結することができる。少なくとも1つの連結部材は、少なくとも1つのジップライントロリーであってもよいが、他の可動連結部材を使用してもよい。

少なくとも1つの支持部材は、実質的に非弾力性材料から製造することができる。例としては、スチールケーブル、ロープ、スチールビームなどが挙げられ得る。所望の対象物運動プロファイルに応じて弾力性材料を使用することもでき、非弾力性材料への言及は限定であると見なすべきではない。

1つまたは複数の対象物は、人、物品または動物であってもよく、本明細書におけるあるものに対する参照は、他のものを除外するものとして見なされるべきではない。1つまたは複数の対象物は、弾力性部材の第1の末端にポイント重量を与え得る。人が対象物である実施形態は、現在存在する既存のバンジージャンプアトラクションと同様のレクリエーション装置であると考えられるが、水平x軸運動および垂直y軸落下運動によって引き起こされる感覚を人に付加する。

少なくとも1つの弾力性部材は、 (a)少なくとも1つの弾力性部材および少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物に作用する重力ポテンシャルエネルギーを増加させること、ならびに/または、 (b)少なくとも1つの弾力性部材および少なくとも1つの弾力性部材に取り付けられた少なくとも1つの対象物にトリガ時にエネルギーを与える付勢力機構における蓄積エネルギーを増加させること によって付勢することができる。

対象物の運動は、 (a)対象物に作用する重力、および/または (b)対象物にエネルギーを与える蓄積エネルギー機構 によって開始することができる。

一例として、重力開始は、落下、踏み込み、ジャンプ、滑り、転がり、トラップドア、ウォータースライドを含む動作によって引き起こされてもよい。さらなる例として、蓄積エネルギー機構開始は、ゴム(引っ張りまたは圧縮)、ばね(引っ張りまたは圧縮)、落錘、流体圧力(空気または他)、磁気、モータまたは液圧を含むアイテムの使用によって達成され得る。

開始は、対象物、1つまたは複数の外部トリガ、およびそれらの組み合わせによって制御することができる。さらに説明すると、開始制御は、対象物(ユーザ)の運動(落下、踏み込み、ジャンプなど)、ボタンの押下、ケーブルの切断、リリースピンの引っ張り/押下、対象物の発射、またはリモート制御装置の操作のような動作によって引き起こすことができる。

対象物は、横z軸方向に運動することもでき、z軸方向の運動は、z軸方向力発生手段によって駆動される。横z軸方向の運動を付与する方法について考えられる例は、風または空気の動きのような外部刺激を介したもの、および/または、人のような対象物がz軸方向にそれら自体を発射するように、対象物がz軸方向の運動を指示すること、または、z軸方向における運動を駆動する蓄積エネルギー機構を介したものであってもよい。

少なくとも1つの弾力性部材は、ゴム引き材料であってもよい。弾力性部材の伸長の程度は、ライン設計、使用されるライン材料、対象物重量、対象物速度および対象物進行方向を含む様々な要因の関数であり得る。弾力性部材は、弾性作用および/またはバイアス作用を含むことができる。弾性作用は、ゴム引き材料を用いて達成することができる。バイアス作用は、ばねの使用によって達成され得る。

少なくとも1つの支持部材は、部材/ラインの長さの少なくとも一部を通して正または負の傾きを有することができる。上傾または下傾の角度は、水平面に対して約0.1度、または0.5度、または1度、または5度、または10度、または15度、または20度、または25度、または30度、または35度、または40度、または45度、または50度、または55度、または60°度、または65度、または70度、または75度、または80度、または85度、または90度からの範囲であってもよい。一実施形態では、部材/ラインの長さの少なくとも一部を通じた上傾または下傾の勾配は、0.1度から70度まで変化してもよい。代替的に、ラインの長さの少なくとも一部を通じた上傾または下傾の勾配は、5度から45度まで変化してもよい。5〜45度の勾配は、装置が谷を越えて取り付けられるレクリエーション設定において有用であり得る。代替的に、ラインの長さの少なくとも一部を通じた上傾または下傾の勾配は、45度から90度まで変化してもよい。より大きい角度は、代替的な物体運動プロファイル、例えば、レクリエーションの例ではバンジージャンプに発射される前に速い速度を達成する方法に等しい、設定経路に沿った高速垂直または近垂直運動と、それに後続する、弾力性部材/ライン上の実質的に垂直なy軸方向での発射を表し得る。

少なくとも1つの支持部材は、懸垂線形、U字形、湾曲形、螺旋形、J字形およびそれらの組み合わせから選択された形状を有することができる。支持部材の1つの末端は、垂直面内で支持部材の第2の末端よりも高くてもよい。この構成は、重力エネルギーを介して支持部材に対して弾力性部材に運動を与えるか、または阻害するのに有用であり得る。弾力性部材および連結部材(使用される場合)が支持部材の高い端部に位置するとき、運動の付与が起こり得る。弾力性部材および/または連結部材(存在する場合)の進行を遅くするまたは停止させるために、支持部材の一端の付近に妨害運動が起こり得る。

少なくとも1つの支持部材に対する少なくとも1つの弾力性部材の運動は、少なくとも1つのストップまたは方向転換点によって抑制され得る。停止または方向転換を達成する手段の例は、以下を含み得る。 (a)剛性ストップ−剛性衝突点を提供し、連結部材の迅速な捕捉/方向転換を可能にする。 (b)軟質ストップ−エネルギーを吸収する衝突点を提供し、連結部材の漸進的な捕捉/方向転換を可能にする。ストップは、連結部材にエネルギーを与え戻してもよく、与え戻さなくてもよい。これには、ばね、ゴム、バンパ、ダンパ、マグネット、液圧などが含まれる。 (c)指向性ストップ−傾きまたは湾曲を介して進行ラインの方向を離散的に変更することによって、連結部材を停止しまたはその方向を変更する。 (d)環境ストップ−非弾力性ラインの形状、ならびに、限定ではないが、重力、風/空気抵抗、および/または磁力を含む環境条件の相互作用である。

対象物の運動特性は、 (a)少なくとも1つの支持部材の特性を変更すること、および/または (b)少なくとも1つの弾力性部材の特性を変更すること によって調整することができる。

支持部材の特性を変化させて対象物の運動を変更する方法は、以下のようなものであり得る。 (a)少なくとも1つの連結部材/弾力性部材がその上で進行する支持部材の数、 (b)1つまたは複数の支持部材の勾配、すなわち、下傾、上傾、水平、垂直および/または放射状、 (c)支持部材の構成、すなわち、ケーブル、ロープ、トラックおよび/またはレール、 (d)幾何形状−支持部材は、二次元または三次元の形態で作成することができる。選択肢は、直線、特異曲線(懸垂線、放物線など)、または複数曲線(螺旋、ループ、S字など)を含む。支持部材の外形は、静的(受動的伸長を可能にする)または動的(制御された伸長または収縮)張力によって変化させることもできる。その変化は、活動の前または活動中に生じ得る。 (e)動力学−支持部材は静止しているか、または、移動しているものであり得る。支持部材の移動は一方向または往復方向であり得る。

弾力性部材の特性を変化させることによって対象物の運動を変化させる方法は、以下のようなものであり得る。 (a)振動−受動的に(ゴム、スプリング、カウンターウェイト、ダンパなど)または機械的に(液圧、ウインチ、モータ、エンジンなど)、対象物の振動を達成することができる。振動は、対象物/ユーザまたは外部制御(オペレータ)によって直接的または遠隔的に制御することができる。 (b)数−対象物は、1つまたは複数の接続部を介して支持ライン/連結部材に取り付けることができる。 (c)長さ−弾力性部材の長さは、静的または動的であり得る。対象物の運動前または運動中に長さを変更することができる。 (d)剛性/弾性−弾力性部材の剛性は、静的または動的であり得る。剛性は、運動前または運動中に変更することができる。 (e)組成−弾力性部材は、直列および/もしくは並列の1つもしくは複数の材料ならびに/または振動機構から構成することができる。 (f)内部減衰−弾力性部材材料のヒステリシスおよび内部減衰を変化させることができる。

対象物の運動特性は、少なくとも1つの連結部材の特性を変更することによって調整することができる。連結部材を変化させることによって対象物の運動を変化させる方法は、以下の通りであり得る。

運動特性を変化させるための連結部材の調整は、以下のように達成され得る。 (a)数−1つまたは複数の支持部材または弾力性部材上に1つまたは複数の対象物(例えば、乗り手)を支持する1つまたは複数の車輪を有する1つまたは複数の連結部材を介して、活動を達成することができる。 (b)質量−運動の動力学は、連結部材の質量によって大きく影響される。連結部材の質量は、運動に変化をもたらすように変更することができる。これは、対象物の質量に適合するように連結部材の質量を変更すること、または、異なる体験を達成するために対象物/乗り手が連結部材の質量を選択することを可能にすることを含むことができる。連結部材の質量は、質量を追加もしくは除去すること、または、様々な質量の複数の連結部材を有することによって変更することができる。 (c)長さ−運動の動力学は、連結部材の長さによって大きく影響される。連結部材の長さは、運動に変化をもたらすように変更することができる。これは、対象物の質量に適合するように連結部材の長さを変更すること、または、異なる体験を達成するために対象物/乗り手が連結部材の長さを選択することを可能にすることを含むことができる。連結部材の長さは、長さを追加もしくは除去すること、または、様々な長さの複数の連結部材を有することによって変更することができる。 (d)部材/ラインへの接続−運動の動力学は、連結部材の支持部材への接続によって大きく影響される。連結部材は、動的に(車輪、スライダなど)、静的に(クランプ、フックなど)または磁気的に(受動的または電磁気的)接続することができる。 (e)連結部材の制御−連結部材は、運動量によって自由に移動することができ、または連結部材の速度および加速度を変更するための制御装置を備えることができる。これは、受動的に(摩擦、風抵抗、内部抗力など)、ブレーキによって(制御(能動的)または自己調整(受動的))、動力システム(モータ、エンジンなど)を介して、または、蓄積エネルギーを通じて(フライホイール、ばね、磁気など)達成することができる。連結部材の制御は、対象物(ユーザ)ならびに/またはオペレータおよび/もしくは観察者のような外部制御によって達成することができ、直接および/または遠隔制御することができる。

少なくとも1つの対象物は、少なくとも1つのハーネス、少なくとも1つのキャリッジ、少なくとも1つのトロリー、およびそれらの組み合わせを介して少なくとも1つの弾力性部材に連結することができる。人のような対象物を部材に連結することは、運動中の安全性と快適性のためには疑いなく重要である。

運動は、少なくとも1つの対象物の捕捉によって終了することができる。対象物を捕捉することによって、対象物を、以下から選択される点に戻すことができる。 (a)位置−対象物/乗り手は、それらが始動した点または初期開始位置から離れた点で運動を完了することができる。 (b)高さ−対象物/乗り手は、離脱する高さの上、下、またはその高さにおいて活動を完了することができる。対象物/乗り手が離脱の高さの上または下にある場合、それに応じて別のメカニズムを使用して対象物/乗り手を上下させることができる。 (c)取り付け−対象物/乗り手は、接地するまで連結部材および/またはラインに取り付けられたままにすること、または、接地する前に離脱させて、安全な捕捉点(ネット、水、フォームピット等)への自由落下を可能にすることによって、運動を完了することができる。

第2の態様では、制御された態様で対象物を空間内で運動させる方法であって、 (a)実質的に上記のような装置を選択するステップと、 (b)少なくとも1つの対象物を少なくとも1つの弾力性部材に取り付けるステップと、 (c)少なくとも1つの弾性部材を付勢するステップと、 (d)少なくとも1つの対象物の運動を開始するステップと、そして (e)少なくとも1つの対象物の、少なくとも1つの弾性部材による垂直y軸方向の運動と、少なくとも1つの支持部材による設定経路方向の運動との両方を可能にするステップと によって運動させる、方法が提供される。

上記の説明から明らかなように、記載された装置および方法は、少なくとも2つの方向における制御された対象物の運動を可能にする。従来技術の制御される運動装置は、一般的には、1つの主要な方向、例えば、垂直y軸方向の運動を制御するバンジーラインでの運動のみを可能にする。本明細書に記載された装置は、高加速度および減速、高高度における懸垂、滑空、揺れおよび跳ねなどの対象物に対するより多様な運動感覚を導入する。しかしながら、これは、比較的安全かつ調整可能な規定された運動経路において提供される。

上述した実施形態は広範に、本出願の明細書において個別にまたは集合的に参照されるかまたは示される部品、要素および特徴、ならびに、上記部分、要素または特徴の任意の2つ以上のすべての組み合わせからなると広く言及することもでき、実施形態が関係する技術分野において既知の等価物を有する特定の整数が本明細書で言及されている場合、そのような既知の等価物は、個々に記載されているように本明細書に組み込まれると考えられる。

本発明が関係する技術分野において既知の等価物を有する特定の整数が本明細書で言及されている場合、そのような既知の等価物は、個々に記載されているように本明細書に組み込まれると考えられる。

上記の装置および方法を、ここで具体例を参照して説明する。

実施例1 図3〜図10を参照すると、上述の装置の一実施形態の実施形態が示されている。

図3は、対象物2が付勢され、運動開始の準備ができている装置1を示す。装置1は、実質的に非弾力性のケーブルの形態の支持ライン3を備え、ケーブルは、端部4,5に取り付けられ、U字形の側面形状を形成する。支持ライン3の一方の端部4は、支持ライン3の対向する端部5よりも高い。

ゴム引きコードの形態の弾力性ライン6が、連結部材7(ジップライントロリー)を介して支持ライン3に連結されている。

図3の付勢位置では、対象物2は支持ライン3とほぼ同じ高さであり、ゴム引きコード6は緩んだ非張力状態にある。

図4は、運動を開始している対象物2を示す。空間を通る対象物2の経路8が、点線8によって示されている。最初は、y軸の垂直落下運動のみが発生し、ゴム引きコード6が最大伸長点部10に達すると、ジップライントロリー7が、停止位置9から運動を開始する。

図5は、最大伸長点10、および、ジップライントロリー7が支持ラインケーブル3に沿ってx軸方向にどのように運動し始めているかを示している。

図6は、運動経路8に沿ってさらに一段階進んでいる対象物2の運動経路を示す。

図7は、ジップライントロリー7がストップ11または方向転換点に当たっているところを示している。ストップ11は、ジップライントロリー7の運動を停止させ、その後、対象物2の後続する揺動動作が、図8に示すように、ジップライントロリー7のx軸運動を逆転させる。

この実施例で使用されるモデル化された基準に基づいて、図9において対象物2の動作の全経路が示されている。実際には、図9に示す全運動サイクルの前に対象物2を捕捉する(図示せず)ことができ、示されている運動の全範囲の前に運動が減速または停止されてもよい。

理解されるように、運動経路8は、対象物2のパラメータ(例えば、重量)、弾力性ライン6の特性、ジップライントロリー7の特性および支持ライン3の特性を含む、特性の範囲を変更することによって変更することができる。

この点を説明するために、図10は、上で使用したのと同じライン3およびトロリー7の特性を使用するより重い対象物の運動経路12を示す。

特性を調整する方法は、上記の詳細な説明でより詳細に説明されている。

実施例2 実施例1は、対象物50を付勢して運動させるために重力のみに依存していた。この実施例では、図11〜図13を参照して、付加的な力発生機構が、開始時に対象物50に水平x軸方向の力を与えるために使用され、これは、弾力性ライン付勢機構または他のデバイスであり得る。このような追加の力の使用によって、例えば、対象物50が人である場合、飛行または滑空運動の感覚を高めるために、対象物50の運動経路を変更することができる。

図11は、レクリエーション実施形態の装置51を、谷のような1つの地形52の上に付勢された状態で示している。支持ケーブル53は、谷52の一方の側54から他方の側55まで延びている。装置51は発射部位56を含み、対象物50はこの例では人または乗り手50であり、弾力性ライン57の一方の末端に取り付けられている。弾力性ライン57の反対側の端部は、ジップライントロリー58に取り付けられており、発射部位56に向かうトロリー58の運動は、ストップ59によってブロックされる。乗り手50および弾力性ライン57の反対側の端部は、引き戻し手段(図示せず)を介して発射部位56に向かって引き戻され、それによって弾力性ライン57が付勢される。加えて、乗り手50は、支持ライン53とほぼ同じ高さに位置し、それによって乗り手50に重力ポテンシャルエネルギーをも与える。

図12は、運動が開始されたときの乗り手50の経路60(乗り手50の重量に応じて60a、60b、60c、60d)を示しており、この場合、実施例1よりも長いx軸方向の運動によって特徴付けられるより平坦な経路60を呈する。

乗り手50の最終的な全運動経路60が図13に示されている。

実施例3 この実施例では、図14〜図20を参照して、バンジージャンプ/ジップラインジャンプ人間娯楽アプリケーションがより詳細に説明される。

図14において、参加者100が、ジャンプ領域102から外方にある発射プラットフォーム101の左側に安全に配置されている。

図15は、発射プラットフォーム101に配置され、参加者100が接続するために準備された付勢トロリー103および乗り手トロリー104を示す図である。

図16は、安全紐帯105、簡易脱着(冗長性のある)紐帯106、およびバンジーケーブル107を通じてプラットフォーム101に安全に固定されたままで、参加者100が安全に活動に従事しているところを示す。

図17は、参加者100から外方に所定の位置に向かってX方向にオーバーヘッドケーブル108に沿って移動され、バンジーケーブル107に弾性エネルギーを付与している付勢トロリー103および乗り手トロリー104を示す。

図18は、参加者100が解放され、蓄積された弾性エネルギーが参加者100をX方向に発射させているときの第1の動作を示す。

図19は、トロリー104がケーブル108上に位置するハードストップ109に達するか重力が参加者100を止めるまで、参加者100の運動量が乗り手トロリー104をケーブル108に沿ってどのように移動させるかを示す。

最終的に、重力は乗り手トロリー103に付勢トロリー104と再接続するよう促し、その時点で参加者100を回収することができる。図20は、参加者100をプラットフォームに戻し、活動をリセットすることができる、従来技術のバンジージャンプで使用されているのと同様の回収システムの例を示す。

実施例4 この実施例では、プロトタイプテストが、実施例3に示したものと同様の機能を有するテスト装置を使用して説明されているが、テストの目的で、物体を使用した模擬重量が、人の代わりに参加者として使用されている。実施例1および2のシミュレーションは有用であるが、実際の生活からはシミュレートすることが不可能または非常に困難ないくつかの詳細を省略または仮定している場合がある。これらの省略および仮定は、期待されるテスト結果と観察されるテスト結果との間の変動に寄与する場合があるが、テストの目標または目的を損なうものではない。

概念実証試験を提供するために、図21(平面図)および図22(側面図)に示す設定200を開発した。設定200は、自由に移動する乗り手トロリー203を位置決めするために、車両202に接続された付勢トロリー201を使用した。また、設定200は、乗り手トロリー203に取り付けられた弾性ライン(バンジーコード)205に取り付けられた対象物204を使用する。

上記のように、試行の参加者は、一定範囲の代表的な試験質量を有する対象物204であった。これらの質量は、データ収集機器と容器との組み合わせによって提供され、容器は、38kgの発射重量を提供するバレル、または85kgの発射重量を提供するドラムであり、135kgの水でバラストされる能力を有する。

2つのバンジーコード205が使用されており、各々が目から20mの長さを有する。これらのコード205は、 ・22プライ(1200ストランド)のゴムから構成され、予想平均ばね定数が62.1N/mであるコード1(軽量コード)、 ・46プライ(1200ストランド)のゴムから構成され、予想平均ばね定数が99.4N/mであるコード3(重いコード) として構成されている。

2つの同一のトロリー201,203が付勢トロリー201および乗り手トロリー203となるように設計および製造された。2つのトロリー201,203は、それらの間の磁気吸引力を使用して乗り手トロリー203の位置決めおよび引き戻しのための接続を提供した。乗り手トロリー203は、乗り手204の運動量と動的に相互作用して、特定の軌道および体験を提供する自由運動トロリーである。付勢トロリー201は、活動の開始時に乗り手トロリー203を位置決めし、活動の終了時に乗り手トロリー203を回収する。

使用された試験機器は、バンジーライン軸線に沿って測定された質量中心にできるだけ近く配置された3軸加速度計を含んでいた。加速度計の近くに取り付けられたスチールブラケットにヨー、ピッチ、およびロールレートトランスデューサのセットも配置された。

軌道プロファイルを決定するための主要な手段として、ビデオ記録および画像追跡が用いられた。デジタルカメラの組み合わせが、テストの様々な態様を記録するために、側面と他の角度で使用された。

付勢トロリー201の位置、および、その後のバンジーコード205内の張力を制御するために使用される機構は、図21に示す付勢ライン206を介して付勢トロリー201に直接係留される車両202であった。試験の開始に先立ち、付勢ライン206を車両202に取り付けた。適当な距離は、ライン206のたるみおよびライン伸張を考慮して、車両202の前で推定された。

付勢トロリー201の変位の長さが、付勢ライン206上のマーキングによって独立して測定された。付勢されたバンジーライン205の張力が測定された。

使用されるコード、乗り手の質量、およびバンジー205の総延長量(バンジーの初期長さ、取り付けられたスリングおよびバンジー伸張を含む)を変化させて5回の試験を行った。以下の表1は、試験マトリックスの詳細な分析結果を示す。

シミュレーションツールを使用して、フルスケール試験から予想される力および運動学を予測した。バンジー205がその弛緩した長さの3.2倍に伸張されたときに発射される様々な質量に対する予想される運動学の例が図23に示されており、図は、およそ5秒後に3.2倍ラインが伸張している(70m)、35kg、70kg、100kg、および135kgの予測初期発射運動プロファイル210a、210b、210c、210dを示す。

商業の活動は、参加者の質量を45kg〜127kgに制限することに基づき、従来技術のバンジー動作範囲に一致する。重量過多および重量不足の可能性を計上するため、この試験プログラムでは35kg〜135kgに及ぶ質量を調査するよう試みた。

測定された発射力 ロードセルをバンジーコードと直列に配置して、発射およびライン条件を測定した。ロードセルは伸張されたバンジーに含まれる力を測定するために使用された。反射の瞬間に、この力は試験質量に直接伝達され、試験質量を加速させるために使用された。この測定された力は、質量に加えられた加速度の主要な測定値として用いられた。下の表2は、発射の瞬間に先立つバンジーからの測定された力を示す。この力は、試験質量に対する発射加速度およびバンジーラインの近似線形ばね定数を計算するために使用される。

各試行の軌道をマーキングするために、高精細サイドビューカメラが発射を捕捉し、各ビデオフレームをマーキングすることによって重量の位置を追跡した。軌道300a〜eのマーキングの結果が、図24〜図28に示されており、試験質量の進行経路が示されている。 図24−試行1の軌道300a−コード1(軽量コード)−85kg、伸張時55m。 図25−試行2の軌道300b−コード1(軽量コード)−38kg、伸張時40m。 図26−試行3の軌道300c−コード3(重いコード)−38kg、伸張時40m。 図27−試行4の軌道300d−コード3(重いコード)−85kg、伸張時52m。 図28−試行5の軌道300e−コード3(重いコード)−135kg、伸張時70m。

この検証ツールでは、概念的な活動のパフォーマンスを予測するために、多くの設計上の前提および推定が必要であった。シミュレーションモデルの作成中の主な設計推定値の1つは、バンジーコードのばね定数であった。以前に述べたように、各コードについて線形ばね定数が推定された。この推定値を検証するために、コードが伸張している間に加えられた力を測定するために、ロードセルをバンジーコードと直列に配置した。測定されたバンジージャンプコードのばね定数を以下の表3に示す。推定されたばね定数は、測定されたばね定数より常に高かった。

シミュレーションモデルの精度を検証するには、2つの重要な性能要件がある。すなわち、 a)モデルが試験重量の全体的な軌道を予測できること、ならびに、 b)試験中に見られる一般的な運動学および動態が正確であることである。

シミュレーションモデルの精度は、シミュレーションモデルと解析されたビデオとを比較することによって決定された。

シミュレーションモデルの軌道経路に対する実験的試行の直接の比較が実行された。シミュレーションモデルからの軌道と性能プロファイルは、試験中に得られた測定値と合理的に一致することが見出された。

加速度 各直交軸線についてのASTM F2291−14で与えられている加速度制限は、参加者に与えられる許容加速度の制限として図1と図2に示されている。この試験は実際の参加者に対しては行われなかったが、各対象物の発射を中心として加速度が記録された。これらの加速度は、または全商業活動に関連する潜在的な危険性または特定の関心領域を特定するためのガイドとして役立てるために測定された。加速度は図29〜図32に示されている。(注:試験1中はデータロガーが正常に機能せず、データは記録されなかった)。

収集された加速データは、活動始動の直前に始まる約10秒間のデータからなっていた。収集されたデータは、試験された活動が、参加者に与えられる加速度に関して、娯楽規格およびASTM F2291−14の要件を満たすことを実証した。さらに、データは、娯楽基準、特にASTM F2291−14内に設定された加速度制限に準拠したままで、多数の異なる乗り手プロファイルを提供するように活動を調整できることを示している。

収集された加速度データはまた、活動中に見られる可能性が高い最高加速度が初期発射中および最初の方向転換反発中であるという初期仮定をも裏付けた。

以下の表3に示すように、直列ロードセルで測定した加速度と、加速度計からの初期発射加速度とは非常によく一致する。この試験は、制限条件での概念活動の挙動を理解することを目的としていたため、いくつかの加速度は、ASTM F2291−14で許容されているよりも高い。これらの高い加速度は、この試験プログラム中に期待され、所望された。

この試験は、人間娯楽アプリケーションの起動に備えて、シミュレーションツールの精度を検証するという主要な目標を達成した。試験では、現在考えられているように、安全な活動を設計できることが示された。

実施例5 図33は、対象物300の乗り手トロリー301がライン303上の固定剛性ストップ302に当たり、それによって、対象物300がストップ302を越えて飛行し続け、大きな円弧状に揺れる軌道が生じている代替的な実施形態を示している。

実施例6 図34は、実施例5の剛性ストップと同様の代替の実施形態を示しているが、この実施例では、対象物350の乗り手トロリー351は、ライン353上に位置する弾力のある軟質ストップ352に当たる。弾力のある軟質ストップは、対象物350がストップ352を越えて飛行し続け、軟質ストップ352で減衰することによって制御される円弧状に揺動する。この場合、運動エネルギーは、ばね性のある軟質ストップ352によって部分的に吸収されるため、円弧は実施例5よりも誇張されにくい。

実施例7 図35は、図示の例では対象物/乗り手400の乗り手トロリー402をライン401に沿って矢印403で全体的に示す方向に移動させることによって、ライン401の形状および重力を使用して対象物400を停止させる、代替の実施形態を示す。傾斜の度合いおよび方向の変化が、速度変化に影響する。

実施例8 図36は、上の画像において、ライン451の形状に起因して、この実施例では矢印方向451aにおいて下向きに、乗り手450の速度を加速するために方向転換される対象物/乗り手450を示す。中央の画像は、代替的な軟質ストップのオプションを示しており、この場合、乗り手450を遅らせる/停止させる手段としてばねの代わりに磁気反発力を使用する。乗り手450の乗り手トロリー452は、ライン451に沿って位置するストップ453の磁場に対向する磁場を有する。下側の画像は、この実施例では環境ストップを提供するために抗力抵抗(パラシュート454として示される)を使用して乗り手450を停止させるさらなる代替手段を示す。風抵抗を生じさせるパラシュート454が示されているが、抗力抵抗力は代わりに、対象物/乗り手450が水または他の何らかの流体を介して引きずられることによって引き起こされてもよい。パラシュート454は、空気抵抗が人450自身の体を含む任意の断面積によって影響を受けるため、代表的なものであるように意図されている。

実施例9 図37は、対象物/乗り手500の飛行軌道を変更するさらなる代替的な方法を示す。示されている例では、対象物501は対象物/乗り手500の飛行経路にある。対象物/乗り手500が対象物501を通過するとき、それらのテザーライン、例えば、バンジーコード502または別個の安全ライン(図示せず)が対象物501に捕捉され、乗り手500の飛行経路を方向転換する。

実施例10 図38はライン551上の乗り手550の位置および運動を制御するために、支持ライン551の張力/長さが変化される、代替的な実施形態を示す。これが、システムの重力制動を増加させる方法、または乗り手550の速度を増減させるためにシステムから余分なエネルギーを追加/除去する方法である。

実施例11 図39は、ライン601の端点602,603を上下させることによって異なる方法で達成される、実施例10に記載されたものと同様の効果を示す。これにより、ライン601の張力を変化させ、それによって乗り手600の重力を変化させる同様の効果が得られる。

実施例12 図40は、乗り手650の乗り手トロリー651が架線652に沿って進行し、乗り手650に接続されたバンジーライン653が伸長するようにトリガされる点に達しているさらなる実施形態を示す(伸長は、下部の図面において点線654として示されている)。これは、乗り手650にとって非常にユニークな進行経路をもたらし、付加的な伝統的バンジージャンプ(または、乗り手650が、伸長が起こっても前進している場合には、半円弧状バンジージャンプ)を効果的に追加することができる。

実施例13 図41は、乗り手700がz軸方向の運動、すなわち、3次元の運動も包含する飛行経路または軌道701を有する代替の実施形態を示す。上の図は、側面からの運動(側面立面図)を示し、下の図は、横z軸方向の運動を示す平面図または上面図からの運動を示す。

実施例14 図42および図43は、この場合、先行する実施例で説明したほぼ水平(x軸)発射ではなく、垂直発射(主としてy軸運動)を有する装置の2つの代替バージョンを示している。図42は、プラットフォーム751からジャンプする乗り手750を示しており、最初は重力によりy軸に沿って主に下方に運動し、乗り手トロリー752が乗り手750の負荷を吸収すると、乗り手トロリー752は重力によってx軸方向において架線753に沿って付勢され、それによって、乗り手750がx軸運動およびy軸運動を前進させられる。図43は、乗り手750がy軸方向に上下に運動するときに、乗り手750が、ライン753に沿ってx軸方向に運動する2つの乗り手トロリー752の付近で架線753に取り付けられる実施形態を示す。

実施例15 図44は、乗り手トロリー803,804が下降するための2つの支持ライン801,802を使用する代替の実施形態を示し、この例の乗り手800は2つのバンジー(弾力性)ライン805,806を介して連結された2つのライン801,802の間に乗る。ライン801,802は、乗り手800の軌道および飛行経路を変えるために、その長さに沿って平行であってもよく、または平行でなくてもよい。

実施例16 図45は、人ではなく、記載されているシステムによって物体850を運動させるために使用される代替的な実施形態を示す。例えば、技術を必要とするカーニバルまたは娯楽ゲームでは、上述したシステムに接続された物体850が、ポイントを獲得するか、または1つまたは複数の景品を獲得するために、ターゲット851に向けて発射される。さらに、シミュレートされた技術を必要とする戦争ゲームまたは戦闘ゲームにおいて、競技者が互いに物体850a、850bを発射し、および/または発射された物体850aまたは850bを取り出すことを可能にする2つのシステム852,853を確立することができる。

実施例17 図46は、乗り手900によって操作されるか、またはセンサシステム(図示せず)を使用して遠隔操作され得るハンドヘルドブレーキの実施形態901を示す。ブレーキ901の作動は、その後、乗り手トロリー903上のブレーキ902と連通して、乗り手を支持ライン904に対して減速させるのを助けることができる。

実施例18 図47は、乗り手950のハーネスまたは乗り手トロリー951に組み込まれて、乗り手950と乗り手トロリー951との間の相対的な重量を変化させることによって体験を向上させるか、または進行経路によって変化させることができる様々なテーマを示す。例えば、上の図は、乗り手950が運動中に乗るロケット953を示している。中央の図は、乗り手950が乗って、場合によっては壁または対象物に衝突する鉄球954を示している。下の図は、この場合は運動中に乗り手950を運ぶ巨大な鷲の爪955であるテーマライドを示している。

実施例19 図48は、乗り手1000が架線1030に沿って運動するときに作動スプール1010がライン1020を伸長させまたはライン1020を後退させ、それによって、乗り手1000の飛行経路および体験を変化させることができる、さらなる、代替の実施形態を示す。

実施例20 図49は、乗り手1100の運動経路を変更する代替の手段を示す。この例では、ベクトル支持ケーブルシステム1110が使用され、乗り手1100の乗り手トロリー1120がベクトル支持ライン1110に沿って運動し、架線1110の変化がバンジーコード1130の長さ(y軸速度の変化によって)、したがって、乗り手1100の飛行経路を変化させる。

実施例21 図50は、本明細書に記載された装置が極限/娯楽スポーツ、例えば、スキー、スノーボード、マウンテンバイク、リュージュ、ゴーカートなどに参加する乗り手1200のための発射システムとしてどのように使用され得るかを示す。

実施例および図から理解されるように、記載された装置は、制御された方法で人などの対象物を空間内で運動させるための手段および方法を提供する。作成される運動経路および運動経路を調整することができる態様の範囲は、他の運動要素とともに滑空感を与えることを含め、対象物を運動させる新規の方法を提示する。

装置および方法の態様は、単なる例示として記載されており、本明細書の特許請求の範囲から逸脱することなく、修正および追加が可能であることを理解されたい。