ES2828072T3

ES2828072T3 - Simulador de conducción autopropulsado y altamente dinámico

Info

Publication number: ES2828072T3
Application number: ES14730511T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Tischer; Günther Prokop
Original assignee: AMST Systemtechnik GmbH
Current assignee: AMST Systemtechnik GmbH
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: CN105659306B; AT14540U1; US10403164B2; ES2992105T3; EP3751544B1; AT514404B1; US20160140861A1; EP3751544A1; WO2014198861A1; CN105659306A; EP3008715A1; EP3008715B1; AT514404A2; HUE069023T2; EP3751544C0; JP2016528522A; JP6438016B2; AT514404A3; HUE051810T2

Abstract

Simulador de conducción autopropulsado con un bastidor de máquina (1) que puede moverse sobre una base (3) mediante tres, preferentemente cuatro, o más conjuntos de ruedas (2), en el que cada uno de los conjuntos de ruedas (2) comprende al menos una rueda (4) que puede moverse sobre el suelo (3), que está dispuesta de forma giratoria alrededor de un eje de dirección (5), en el que el bastidor de la máquina (1) está acoplado a una cabina de control (6) que comprende un asiento (7) para una persona y elementos operativos para controlar el simulador de conducción, en el que es proporcionado un dispositivo de movimiento (16) a través del cual la cabina de control (6) está conectada al bastidor de la máquina (1), en el que el dispositivo de movimiento (16) permite que la cabina de control (6) se incline con respecto al bastidor de la máquina (1) sobre un eje de inclinación y/o un eje de balanceo, en el que al menos un conjunto de ruedas (2) comprende una rueda motriz (10) para impulsar una rueda (4) sobre el eje de la rueda (11), en el que preferentemente diversos conjuntos de ruedas (2) o todos los conjuntos de ruedas (2) comprenden cada uno al menos una rueda motriz (10) para impulsar una rueda (4) sobre el eje de la rueda respectiva (11), caracterizado porque la cabina de control (6) tiene un grado de libertad de rotación con relación al bastidor de la máquina (1), de modo tal que la cabina de control (6) pueda girar alrededor de un eje principal de rotación (8) con relación al bastidor de la máquina (1), siendo que el eje principal de rotación (8) preferentemente es un vector sustancialmente normal del plano definido por las superficies de contacto (25) de las ruedas (4) en el suelo (3), porque el dispositivo de movimiento (16) permite la rotación activa de la cabina de control (6) con relación al bastidor de la máquina (1) sobre el eje principal de rotación (8), porque los conjuntos de ruedas (2) y/o las ruedas (4) están conectados al bastidor de la máquina (1) mediante una disposición cinemática (12) que está formada como un chasis, y la disposición cinemática (12) que comprende elementos elásticos y/o de amortiguación (13), como una disposición de amortiguación (14) y una suspensión de ruedas (15), para la amortiguación y/o atenuación de las irregularidades del suelo (3).

Description

DESCRIPCIÓN

Simulador de conducción autopropulsado y altamente dinámico

La invención se refiere a un simulador de conducción, en particular un simulador de conducción autopropulsado con un bastidor de máquina que puede ser movido en el suelo por medio de tres, preferentemente cuatro o más conjuntos de ruedas, cada uno de los cuales comprende al menos una rueda que puede ser movida en el suelo y está dispuesta giratoriamente sobre un eje de dirección, el bastidor de la máquina está acoplado a una cabina de control que comprende un asiento para una persona y elementos operativos para controlar el simulador de conducción.

Las áreas de aplicación típicas del simulador se encuentran en los campos de desarrollo de vehículos, seguridad del tráfico, movilidad, seguridad integral, sistemas de asistencia al conductor e investigación automotriz básica.

Son conocidos los simuladores de conducción en los que un carro móvil puede moverse dentro de un rango de movimiento predeterminado por medio de componentes de movimiento. Estos componentes del movimiento están formados, por ejemplo, como vigas transversales, similares a un carro. La dinámica y las áreas de aplicación de estos simuladores de última generación están fuertemente limitadas por la masa de los componentes del movimiento. Esto hace que la simulación de maniobras de conducción altamente dinámicas sea imposible o esté severamente restringida.

Es conocido a partir de la publicación EP 1231 582 A2 un simulador de conducción con una placa base y tres módulos de movimiento con ruedas rodantes, motrices y orientables.

En particular, la invención se refiere a un simulador de conducción según lo descrito en la aplicación del modelo de utilidad austríaco GM202/2013.

El simulador de conducción puede haber sido formado como un vehículo de prueba automotriz que comprende una cabina completamente funcional con asiento, panel de instrumentos, controles de retroalimentación de fuerza, espejo retrovisor y/u otros controles. La cabina de conducción puede ser genérica o, en su caso, de tipo específico. La cabina simulada del vehículo puede corresponder lo más parecido posible a la cabina de un automóvil de pasajeros real en términos de ergonomía y funcionalidad. Esto incluye, por ejemplo, la vista a través de las ventanas delanteras y laterales, los espejos interiores y exteriores y las características correspondientes de la carrocería del automóvil (por ejemplo, pilares A y B, consola central, interior, puerta desde el interior, etc.).

La cabina de conducción y/o la cabina de control están preferentemente fijos y, en particular, conectados rígidamente a un elemento de un dispositivo de movimiento del simulador que permite un movimiento controlado o regulado activamente de la cabina de conducción por grados de libertad predeterminados con respecto al bastidor del motor.

El simulador de conducción preferentemente está formado como un vehículo autopropulsado que puede ser controlado desde una cabina y puede ser dirigido por la persona sentada en la cabina, especialmente en el bucle.

Además, puede haber sido proporcionada una superficie de visualización de imágenes para mostrar una vista exterior real o generada por ordenador.

Las ruedas preferentemente están realizadas como neumáticos. Dependiendo de la carga, pueden ser usados neumáticos estándar de automóvil o de camión.

El vehículo puede moverse esencialmente libre en una superficie.

Los parámetros técnicos seleccionados para una realización preferente son: aceleraciones transversales en x e y: ±1 G; aceleraciones transversales (laterales) de ancho de banda, aceleraciones longitudinales (longitudinales), balanceo: < 4 Hz (la representación de la fase real se refiere en particular a la aceleración transversal, incluyendo balanceo, derrape y también a la aceleración longitudinal, incluyendo cabeceo); área de movimiento en una sala: aprox. 70 x 70 m o más; velocidad hasta aprox. 50 km/h; campo de visión exterior: al menos 220° horizontales.

La presente invención se refiere a un simulador de conducción autopropulsado de gran dinamismo. Está diseñado de tal manera que todos los componentes necesarios para la simulación hayan sido proporcionados en el propio simulador de conducción. Esto se aplica en particular a los componentes necesarios para mover el simulador de conducción. Por esta razón, el simulador de conducción puede ser usado en cualquier superficie de conducción adecuada o en cualquier suelo adecuado (por ejemplo, superficies de conducción con un suelo suficientemente nivelado con un coeficiente de fricción suficientemente alto, por ejemplo, superficies de asfalto, superficies de hormigón, superficies de plástico, etc.), por lo que el ámbito de aplicación o el alcance del movimiento es esencialmente ilimitado. Las superficies ejemplares de conducción o un suelo ejemplar son las superficies de hormigón o las superficies de asfalto, las calles, etc.). Debido a la configuración de acuerdo con la invención, el simulador, por ejemplo, tiene un rango de aplicación de más de 500 metros.

El simulador de conducción de la invención o el procedimiento de acuerdo con la invención sirve, dado el caso, para simular condiciones de conducción altamente dinámicas. Son ejemplos de tales maniobras de conducción la conducción en slalom, la acción evasiva, las maniobras de frenado, etc., así como las maniobras a altas velocidades de más de 50 km/h o más de 80 km/h.

Las características de un vehículo, en particular, el comportamiento de un vehículo real bajo tales cambios de aceleración, son importantes para la percepción de seguridad y calidad del conductor. Los modernos chasis de los automóviles de pasajeros son dispositivos cinemáticos muy complejos y especialmente elastocinemáticos. Por un lado, la tarea de los chasis modernos es optimizar el comportamiento de conducción o la tracción. Por otro lado, la tarea de un chasis es proporcionar al conductor información tangible sobre las condiciones de fuerza prevalecientes. La intensidad de los movimientos de cabeceo o balanceo, por ejemplo, debe reflejar una reproducción trazable de la condición de conducción imperante. Otra tarea fundamental de un chasis es también mejorar el confort de conducción.

El comportamiento de frenado o aceleración, en particular, la graduación de una transmisión, también contribuye directamente a la experiencia de conducción.

El simulador de acuerdo con la invención permite una simulación dinámica flexible de diferentes diseños de chasis, características de frenado, características de aceleración, pasos de transmisión, etc. En particular, estas propiedades y características de conducción simuladas pueden modificarse mediante simples opciones de ingeniería de control en el simulador.

Debido a la conformación del simulador es posible probar en el simulador de conducción las características de conducción virtual generadas por ordenador de un vehículo de acuerdo con la invención, antes de realizarlas en un prototipo. Así, en una fase muy temprana del desarrollo de un vehículo, las propiedades virtualmente existentes del vehículo que se va a diseñar pueden probarse en un entorno real sin tener que gastar los altos costos de un prototipo. Sin embargo, estas pruebas reales de los modelos de conducción virtualmente desarrollados solo son posibles con un simulador de conducción altamente dinámico, ya que de lo contrario los procesos simulados se desviarían demasiado de la realidad.

La tarea de la invención es crear un simulador de conducción que permita mejorar la simulación dinámica mediante la representación de las impresiones sensoriales a simular de la manera más flexible y realista posible.

Esto incluye en particular la interacción sinérgica entre

- la mejora del desacoplamiento de la cabina del suelo mediante la optimización de la cinemática de la rueda dinámica,

- y la optimización de la simulación de las condiciones de aceleración por el movimiento de la cabina de control con relación al suelo y el bastidor de la máquina.

Con ambas medidas juntas puede ser lograda una mejora de la simulación dinámica.

La actividad de acuerdo con la invención es resuelta en particular por las características de las reivindicaciones independientes.

El desacoplamiento de la cabina de las influencias perturbadoras del medio ambiente y del suelo es logrado en particular mediante una disposición cinemática, un dispositivo de movimiento y, dado el caso, mediante un dispositivo de guía y/o una cabina de control cerrada o un revestimiento exterior, mediante los cuales son blindadas las impresiones sensoriales ópticas o acústicas reales del mundo exterior.

La mejora de la cinemática dinámica de la rueda también es lograda mediante estos componentes, por lo que en particular la capacidad de giro de la cabina de control con relación al bastidor de la máquina, así como la capacidad de giro de los conjuntos de ruedas y la disposición cinemática tienen una influencia considerable en el hecho de que el simulador de conducción autopropulsado es adecuado para la simulación de movimientos altamente dinámicos.

La invención se refiere a un simulador de conducción autopropulsado con un bastidor de máquina que puede ser movido en el suelo por medio de tres, preferentemente cuatro, o más conjuntos de ruedas, cada uno de los cuales comprende al menos una rueda motriz que puede ser movida en el suelo y está dispuesto de manera giratoria sobre un eje de dirección, acoplándose el bastidor de la máquina a una cabina de control, que comprende un asiento para una persona así como elementos operativos para controlar el simulador de conducción, en el que la cabina de control tiene un grado de libertad de rotación con respecto al bastidor de la máquina de modo que la cabina de control puede ser girada con respecto al bastidor de la máquina sobre un eje principal de rotación, y en el que el eje principal de rotación es preferentemente un vector sustancialmente normal del plano definido por las superficies de contacto de las ruedas en el suelo.

De acuerdo con la invención, ha sido previsto que al menos un ensamble de rueda comprenda una propulsión de rueda para conducir una rueda en el eje de la rueda, preferentemente diversos ensambles de rueda o todos los ensambles de rueda cada uno comprende al menos una propulsión de rueda para conducir una rueda en el eje de la rueda respectiva.

En su caso, ha sido previsto que la rueda o ruedas de cada conjunto de ruedas sean giratorias por 360°, en particular cualquier 360°, indefinidamente y/o en ambas direcciones de rotación alrededor del eje de dirección.

Dado el caso, ha sido previsto que la cabina de control pueda ser girada en 360°, preferentemente de forma arbitraria, indefinida y/o en ambas direcciones de rotación alrededor del eje principal de rotación.

En su caso, ha sido previsto que las ruedas de uno, dos, tres o todos los conjuntos de ruedas estén dispuestas de manera que puedan ser dirigidas activamente sobre el respectivo eje de dirección por medio de una unidad de dirección.

En su caso, ha sido previsto que sean proporcionadas dos ruedas por cada conjunto de ruedas.

En su caso, ha sido previsto que el accionamiento de la dirección esté formado por un accionamiento giratorio del eje de dirección; o que el accionamiento de la dirección esté impulsado, formado o apoyado por una diferencia de velocidad de dos ruedas de un conjunto de ruedas que están espaciadas y conducidas alrededor de su respectivo eje de rueda.

De acuerdo con la invención, ha sido previsto que los conjuntos de ruedas y/o las ruedas estén conectados al bastidor de la máquina mediante una disposición cinemática, que se diseña en particular como un chasis, la disposición cinemática comprenda elementos elásticos y/o amortiguadores como una disposición de amortiguación de resortes y una suspensión de ruedas para amortiguar y/o atenuar las irregularidades del terreno.

Dado el caso, ha sido previsto que un movimiento relativo del bastidor de la máquina con respecto al suelo, las ruedas y/o los conjuntos de ruedas sea posible mediante la disposición cinemática, por lo que el movimiento relativo se hace posible en particular en o a lo largo de la dirección del eje principal de rotación.

De acuerdo con la invención, ha sido proporcionado un dispositivo de movimiento por el cual la cabina de control esté conectada al bastidor de la máquina, por lo que el dispositivo de movimiento permita la rotación activa de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina sobre el eje principal de rotación.

De acuerdo con la invención, ha sido previsto que la inclinación de la cabina de control con relación al bastidor de la máquina sobre el eje del cabeceo y/o el eje del balanceo sea posible mediante el dispositivo de movimiento.

Dado el caso, ha sido previsto que sea posible un movimiento de traslación de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina mediante el dispositivo de movimiento, por el que se hace posible, en particular, un movimiento de traslación en o a lo largo del eje principal de rotación, un desplazamiento paralelo de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina y/o un movimiento de elevación de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina.

Dado el caso, ha sido proporcionada una suspensión cardánica mediante la cual la cabina de control pueda inclinarse con relación al bastidor de la máquina, en el que preferentemente han sido dispuestos dos elementos de soporte, en el que el primer elemento de soporte está conectado al bastidor de la máquina de manera tal que sea inclinable sobre un primer eje de rotación, en los que el segundo elemento de soporte está conectado al primer elemento de soporte de manera tal que sea inclinable sobre un segundo eje de rotación, y en los que el primer eje de rotación y el segundo eje de rotación son sustancialmente ortogonales entre sí.

Dado el caso, ha sido proporcionada una disposición de cinemática paralela mediante la cual la cabina de control puede ser inclinada con relación al bastidor de la máquina, la disposición de cinemática paralela se diseñará preferentemente como un trípode, un trípode hidráulico, un trípode neumático, un trípode de accionamiento eléctrico, un hexápodo, un hexápodo hidráulico, un hexápodo neumático o un hexápodo de accionamiento eléctrico.

En caso necesario, ha sido prevista la provisión de un dispositivo de guía que se acopla a la cabina de control por un lado y al bastidor de la máquina o a una parte del dispositivo de movimiento por otro lado, estando formado el dispositivo de guía de tal manera que se impida la rotación de la cabina de control con respecto al bastidor de la máquina sobre el eje principal de rotación, se habilita una inclinación de la cabina de control con respecto al bastidor de la máquina sobre el eje de cabeceo y/o el eje de rodadura, y opcionalmente un movimiento de elevación traslacional de la cabina de control con respecto al bastidor de la máquina, en el que todos los demás grados de libertad de la cabina de control con respecto al bastidor de la máquina quedan sustancialmente bloqueados por el dispositivo de guía.

Dado el caso, ha sido previsto que sea proporcionado un soporte giratorio que esté dispuesto de forma giratoria con relación al bastidor de la máquina mediante un cojinete de soporte giratorio y un accionamiento de soporte giratorio y que la disposición cinemática paralela, la suspensión del cardán y/o el dispositivo de guía actúen o sean proporcionados en el soporte giratorio.

En caso necesario, ha sido previsto que el simulador de conducción esté formado como un simulador de conducción que pueda moverse de forma independiente y pueda ser controlado por una persona desde la cabina de control, en el que se proporcione al menos una tracción en las ruedas para mover el simulador de conducción, una tracción de dirección para dirigir el simulador de conducción, un dispositivo de movimiento para mover la cabina de control con relación al bastidor de la máquina y un dispositivo de almacenamiento de energía para proporcionar la energía para los impulsos de la tracción en las ruedas, la tracción de dirección y el dispositivo de movimiento.

En su caso, ha sido previsto que sea proporcionado un revestimiento exterior que esté rígidamente conectado a la cabina de control, la plataforma giratoria o el bastidor del motor y que el revestimiento exterior esté realizado como un cuerpo hueco que rodee la cabina de control, la cabina de conducción y/o el asiento para recibir a la persona al menos parcialmente, preferentemente por completo.

Cuando proceda, ha sido previsto que sea proporcionada una superficie de visualización de imágenes en la revestimiento exterior, preferentemente que se extienda al menos a una gran parte del campo de visión de la persona y que siga preferentemente el interior de la revestimiento exterior.

En su caso, la invención se refiere a un procedimiento para simular una transición de un estado no acelerado a un estado acelerado que comprende las siguientes etapas: conducir y hacer rodar las ruedas de los conjuntos de ruedas sobre el suelo, los ejes de rotación de todas las ruedas que intersecta el eje de rotación principal, de modo que el bastidor de la máquina gira en una primera dirección de rotación alrededor del eje de rotación principal a una primera velocidad angular, girando simultáneamente la cabina de control alrededor del eje de rotación principal en una segunda dirección de rotación a una segunda velocidad angular, siendo la segunda dirección de rotación opuesta a la primera dirección de rotación, y la segunda velocidad angular es opuesta a la primera, de modo que la cabina de control es sustancialmente estacionario y no acelerado con relación al suelo, la rotación de las ruedas motorizadas y rodantes sobre el eje de dirección, de modo que al menos un eje de rotación de las ruedas, preferentemente diversos ejes de rotación de las ruedas, se encuentran a una distancia del eje de rotación principal de la cabina de control, de modo tal que la cabina de control se mueva al menos en la traslación y experimente aceleración.

El simulador de conducción comprende un bastidor de máquina, al menos tres, preferentemente cuatro, cinco, seis, siete, ocho o más conjuntos de ruedas que se acoplan al bastidor de la máquina y permiten mover el bastidor de la máquina. Cada uno de los conjuntos de ruedas comprende al menos una rueda, preferentemente dos ruedas. Esta o estas ruedas ruedan sobre cualquier superficie adecuada. Al menos una rueda puede ser impulsada por una rueda de tracción alrededor de un eje de la rueda. Esto permite que el simulador se mueva. Preferentemente se accionan varias ruedas con una sola tracción o con una sola tracción cada una. Por ejemplo, se pueden proporcionar dos ruedas por cada conjunto de ruedas, ambas de tracción. Además, las ruedas de diversos o todos los conjuntos de ruedas también pueden ser impulsadas.

Los conjuntos de ruedas están dispuestos de manera tal que puedan ser girados sobre un eje de dirección. El eje direccional permite el ajuste de la dirección en la que debe rodar la rueda respectiva. Preferentemente, ha sido proporcionado un eje de dirección por cada conjunto de ruedas, alrededor del cual pueden girar la rueda o ruedas del conjunto de ruedas respectivo. Este eje de dirección puede estar diseñado como un brazo de control de rotación activa cuya rotación es impulsada por un motor giratorio. De modo alternativo o adicional, el conjunto de ruedas también puede ser girado alrededor del eje de dirección por dos ruedas de un conjunto de ruedas que tengan una velocidad diferente o que sean conducidas a diferentes velocidades. Como resultado, un par actúa en el brazo de control y/o alrededor del eje de la dirección, girando así el conjunto de la rueda.

Por ejemplo, dos ruedas de un conjunto de ruedas pueden ser impulsadas cada una por un motor de cubo de rueda, que puede ser direccionado por separado. Para realizar un movimiento en línea recta de las dos ruedas del conjunto de la rueda, la velocidad de ambas ruedas es esencialmente la misma. Para hacer que el conjunto de la rueda gire alrededor del eje de dirección, la velocidad de una rueda del conjunto de la rueda difiere de la otra rueda del mismo conjunto de la rueda, lo que hace que las ruedas del conjunto de la rueda giren alrededor del eje de dirección.

Dado el caso, se puede haber previsto todo tipo de ruedas montadas de manera que giren alrededor de un eje de dirección, pero que no son dirigidas activamente, sino que solo siguen la dirección de viaje del simulador de manera pasiva. En este diseño puede ser ventajoso que las ruedas tengan un cierto avance para mejorar la dirección pasiva de las ruedas.

Además, se pueden haber previsto ruedas en todas las realizaciones que no son propulsadas y que sirven esencialmente para transferir o distribuir mejor la carga.

Las ruedas y/o los conjuntos de ruedas están acoplados al bastidor de la máquina mediante una disposición cinemática. Esta disposición cinemática permite un movimiento relativo de las ruedas y/o los conjuntos de ruedas con relación al bastidor de la máquina. Por ejemplo, la disposición cinemática comprende una combinación de una suspensión de rueda con un elemento de resorte/amortiguador. Esta disposición cinemática corresponde a un chasis en el sentido técnico. La disposición cinemática puede, por ejemplo, funcionar como amortiguación y suspensión de las superficies irregulares del suelo. Esto ayuda a desacoplar la cabina de control del suelo. La suspensión de las ruedas puede, por ejemplo, diseñarse como un eje de doble trapecio, eje de enlace de manivela, eje de brazo de arrastre, eje de puntal MacPherson, eje de balanceo, eje multilink, eje de viga espaciada/multi-link, eje de brazo semiremolcado, brazo de balanceo, etc.

Dado el caso, pueden ser usados cojinetes elásticos para aprovechar los efectos de los chasis elastocinemáticos.

Además, el acoplamiento del bastidor de la máquina con al menos una rueda mediante una disposición cinemática proporciona al menos un grado de libertad que permite que el bastidor de la máquina se mueva con respecto a la rueda y, por lo tanto, con respecto al suelo. De este modo, la disposición cinemática no solo puede utilizarse para eliminar las influencias perturbadoras del suelo, sino que también puede emplearse, por ejemplo, para inclinar el bastidor de la máquina o para un movimiento de elevación del bastidor de la máquina.

De esta manera, los movimientos del bastidor de la máquina con relación al suelo que son posibles gracias a la elasticidad de la disposición cinemática pueden ser usados para representar parte o todo el movimiento a simular. Por ejemplo, los cambios en la aceleración del simulador debido a la disposición cinemática dan lugar a movimientos de cabeceo o balanceo. Estos pueden ser compensados por el dispositivo de movimiento. Sin embargo, si estos movimientos de la disposición cinemática actúan al menos parcialmente en la misma dirección que el movimiento de cabeceo o de balanceo que se va a simular, el movimiento de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina puede reducirse en esta proporción por el dispositivo de movimiento.

Además, los movimientos de elevación también pueden ser llevados a cabo al menos parcialmente por la disposición cinemática.

Cuando es aplicable, dos ruedas de un conjunto de ruedas se articulan a la suspensión, chasis, brazo de control o disposición cinemática, siendo el eje de rotación de la articulación tal que las cargas de las ruedas se distribuyen uniformemente sobre ambas ruedas de un conjunto de ruedas. Por ejemplo, se puede proporcionar un soporte en el que se monta una rueda a cada lado. En el centro, el soporte presenta una articulación giratoria por la que se conecta a la suspensión de la rueda, el chasis, el brazo de control o la disposición cinemática.

Además, el chasis permite la formación de una superficie de contacto de máxima eficacia en función de la situación de conducción y un aumento de la dinámica de conducción favorable a las maniobras de conducción altamente dinámicas.

El bastidor de la máquina también está acoplado a una cabina de control, en el cual o en el cual hay preferentemente un asiento para el operador. La cabina de control se acopla al bastidor de la máquina mediante un dispositivo de movimiento. El dispositivo móvil puede haberse formado como una suspensión de cardán o como un dispositivo cinemático paralelo. En particular, el dispositivo de movimiento está diseñado para permitir que la cabina de control y/o la persona se mueva con relación al bastidor de la máquina.

Esta movilidad puede ser pasiva o activa. En el caso de un movimiento activo, son usados accionamientos que, mediante un sistema de control adecuado, hacen que la cabina de control y/o la persona se mueva con relación al bastidor de la máquina. Ejemplos de tales accionamientos son los dispositivos cinemáticos paralelos como trípodes o dispositivos de seis patas, que funcionan con accionamientos neumáticos, hidráulicos o eléctricos. Otra posibilidad son las suspensiones cardánicas, en las que diversos elementos de soporte se conectan en serie de forma giratoria. Estos elementos de soporte pueden girarse entre sí mediante accionamientos giratorios o lineales, lo que permite inclinar la cabina de control y/o la persona con relación al bastidor de la máquina.

La movilidad pasiva es lograda, por ejemplo, mediante el montaje elástico de la cabina de control en el bastidor de la máquina. Las aceleraciones, por ejemplo, los cambios de dirección del simulador de conducción en movimiento, hacen que las fuerzas de inercia actúen sobre la cabina de control y el bastidor de la máquina. Estas fuerzas de inercia pueden ser usadas para causar movimientos de cabeceo o balanceo de la cabina de control. Por ejemplo, la cabina de control puede ser acoplada al bastidor de la máquina mediante un trípode o un hexápodo de amortiguación por resorte. En su caso, las características de elasticidad o amortiguación de los elementos elásticos individuales pueden variar dinámicamente. Esto puede lograrse, por ejemplo, mediante válvulas de control o mediante fluidos reológicos de viscosidad variable en las unidades de amortiguación.

Además, la presente invención puede haber sido formada de manera tal que sea proporcionado un dispositivo de guía para guiar el movimiento de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina. Este dispositivo de guía corresponde esencialmente a un encadenamiento de elementos individuales articuladamente conectados. Debido a la forma en que los elementos individuales están conectados, el dispositivo de guía tiene un número limitado de grados de libertad. De este modo, el dispositivo de guía puede haber sido formado de manera tal que sea posible realizar movimientos de cabeceo y/o rodadura de la cabina de control con relación al bastidor de la máquina. Además, se puede activar un movimiento de elevación de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina. El dispositivo de guía también puede haber sido formado de manera tal que sean evitados los movimientos de traslación lateral de la cabina de control con relación al bastidor de la máquina. Esto tiene la ventaja de que las fuerzas de inercia que actúan sobre el dispositivo móvil a través de las fuerzas de aceleración lateral o longitudinal son absorbidas por el dispositivo guía. Si, por ejemplo, se acelera el simulador de conducción, la cabina es arrastrada hacia atrás por la fuerza de inercia. Esto provoca un momento sobre un eje de paso en el punto de conexión entre el dispositivo de movimiento y la cabina de control por un lado y una fuerza de inercia lineal, que es esencialmente opuesta al vector de aceleración, por otro lado. Para absorber esas fuerzas de aceleración de marcha horizontal, el dispositivo de guía puede evitar un desplazamiento paralelo lateral o longitudinal de la cabina de control con relación al bastidor de la máquina.

Preferentemente, el dispositivo de guía tiene dos grados de libertad de rotación que permiten inclinar la cabina con respecto al bastidor de la máquina sobre un eje de cabeceo y/o sobre un eje de rodadura. Dado el caso, el punto de conexión está diseñado como una articulación cardánica. Esta articulación cardánica puede ser acoplada al bastidor de la máquina por uno o más brazos. Esto permite un movimiento de elevación. Este movimiento de elevación tiene un componente que es esencialmente paralelo a un eje de derrape o al eje principal de rotación. Sin embargo, un diseño en forma de brazo no permite un movimiento lineal exacto, sino un movimiento de elevación a lo largo de una pista de movimiento curva.

El diseño preferente del dispositivo de movimiento es tal que puede ser girado junto con la cabina. Para esto, el dispositivo móvil y, dado el caso, también el dispositivo de guía está acoplado y/o conectado a un soporte giratorio.

El soporte giratorio es un componente que permite la rotación, en particular la rotación ilimitada de la cabina de control relativo al bastidor de la máquina. Los componentes preferentes que se han dispuesto en el soporte giratorio son el dispositivo de movimiento y/o el dispositivo de guía.

El soporte giratorio puede, por ejemplo, haberse formado en forma de cesta o de depresión. Así, el centro de gravedad del simulador puede mantenerse bajo. Además, el soporte giratorio puede tener también forma de disco, de anillo, de placa giratoria o de anillo giratorio.

El simulador de conducción está formado preferentemente de manera tal que hayan sido proporcionados todos los motores y equipos necesarios para mover el simulador y para la simulación en o sobre el simulador autopropulsado. En un diseño preferente, el simulador está configurado de manera tal que el suministro de energía, en particular los dispositivos de almacenamiento de energía como acumuladores, baterías, combustible para un motor de combustión interna, un generador y/o una pila de combustible, etc., hayan sido dispuestos en o dentro del simulador de conducción. El suministro de energía también puede realizarse mediante baterías y, dado el caso, dispositivos adicionales de almacenamiento de energía (a corto plazo) como los condensadores.

Pero, dado el caso, también puede ser proporcionada una fuente de energía externa, que puede haber sido realizada, por ejemplo, como un contacto deslizante, como un cable de arrastre, como un dispositivo de transmisión de energía sin contacto, como, en particular, un dispositivo de transmisión de energía inductiva o similar.

Para el almacenamiento de energía, se puede haber previsto un dispositivo de almacenamiento de energía, que puede haberse formado en particular como un acumulador. Preferentemente, han sido dispuestos diversos módulos de almacenamiento de energía. Estos pueden haber sido dispuestos en el bastidor de la máquina, por ejemplo. Sin embargo, dado el caso, estos módulos de almacenamiento de energía también pueden ser proporcionados en la cabina de control y en particular en el soporte giratorio. Es preferente colocar los acumuladores lo más bajo posible para que el centro de gravedad del simulador de conducción se mantenga bajo.

Para la transmisión de la energía, son proporcionadas líneas que se extienden desde el almacenamiento de energía hasta los consumidores de energía. Estos consumidores de energía son, por ejemplo, los motores, las unidades de control, los sensores, las superficies de visualización de imágenes, las unidades de procesamiento de datos como ordenadores, iluminación, etc. Para transferir la energía del bastidor de la máquina a los componentes móviles como la cabina de control o del bastidor de la máquina a las ruedas o sus accionamientos, pueden ser proporcionados anillos colectores de acuerdo con una realización preferente. Estos anillos colectores permiten que la energía sea transmitida a los componentes que tienen una capacidad de rotación ilimitada.

Puede haber sido proporcionada una transmisión de anillos colectores, por ejemplo, entre la cabina de control y el bastidor de la máquina y entre los conjuntos de ruedas y el bastidor de la máquina.

Dado el caso, también es necesario el transporte de un medio líquido por medio de uniones giratorias. Por ejemplo, un medio de refrigeración o un medio de un sistema hidráulico puede pueden ser transferidos a componentes dispuestos de forma giratoria. Por ejemplo, un medio de enfriamiento puede ser conducido a las ruedas de tracción, con las ruedas de tracción proporcionadas en los conjuntos de ruedas dispuestos de forma giratoria y la bomba de enfriamiento o el intercambiador de calor en el bastidor de la máquina. Además, un fluido hidráulico, que puede estar bajo presión, puede ser conducido desde el bastidor de la máquina hasta el soporte giratorio y en particular al trípode. En este caso, también, la transmisión puede ser realizada a través de una unión giratoria.

Dado el caso, los datos o las señales de baja corriente son transmitidos también a través de anillos colectores o bujes colectores. De esta manera, las señales de control o las señales de los sensores son transmitidas hacia o desde los componentes que están dispuestos de forma giratoria uno frente al otro. Se pueden proporcionar dispositivos de transmisión giratoria dispuestos concéntricamente, como anillos colectores, transmisores giratorios y/o alimentadores giratorios, para la transmisión de diferentes flujos de datos o de energía.

Las transmisiones de las ruedas pueden ser de cualquier realización, por ejemplo, motores de cubo de rueda. De acuerdo con otra forma de realización alternativa de las transmisiones de las ruedas, pueden diseñarse en todos los ejemplos de realización como transmisiones giratorias acopladas al bastidor de la máquina, que transmiten la rotación a las ruedas a través de un eje. Por ejemplo, el eje está dispuesto coaxialmente con el eje de dirección. La distribución de la energía a varias ruedas de un solo conjunto de ruedas se puede hacer a través de un diferencial. El accionamiento de la rueda puede ser provisto en el conjunto de la rueda o en el bastidor de la máquina. Si la tracción de las ruedas está dispuesta en el bastidor de la máquina, se proporciona preferentemente una junta de cardán para transmitir la energía de rotación de la tracción a las ruedas que están dispuestas de forma móvil con relación al bastidor de la máquina.

La cabina de control del simulador incluye un asiento para una persona. Además, la cabina de control contiene preferentemente elementos de control para controlar el simulador de conducción. Estos elementos de control pueden ser similares a los elementos de control de un automóvil de pasajeros u otro vehículo. Al operar estos controles, el simulador puede ser movido y controlado en el ambiente real y/o virtual simulado. La cabina de control puede estar rodeada por un revestimiento exterior, que puede estar cerrado para evitar que la persona vea el exterior. Las impresiones sensoriales del entorno están representadas en esta versión por superficies de visualización de imágenes. Esta simulación es una simulación de conducción en un entorno virtual generado por ordenador.

Sin embargo, dado el caso, también puede ser posible una vista exterior para que la persona reciba las impresiones sensoriales de un entorno real.

En la cabina de control, preferentemente está formado al menos una parte del vehículo a ser simulado. Por ejemplo, en la cabina de control se puede proporcionar una cabina simulada de un automóvil de pasajeros para permitir una simulación realista.

Además, se puede haber previsto un automóvil de pasajeros completo en o sobre la cabina de control. Sin embargo, esto tiene la desventaja del aumento de la masa y, por lo tanto, del aumento de las fuerzas de inercia.

En todas las formas de realización de la invención, la cabina de control y el revestimiento exterior pueden ser de diferente diseño:

- La cabina de control puede estar unida firmemente a un revestimiento exterior. En este caso el revestimiento exterior es parte de la cabina de control.

- De acuerdo con otro diseño de realización, el revestimiento exterior también puede ser firmemente adherido al bastidor de la máquina. En esta realización, la cabina de control tiene al menos un grado de libertad en relación con el revestimiento exterior. En este caso, la cabina de control está diseñado como soporte del asiento o como soporte de la cabina. Si corresponde, la cabina de control es la sala de control.

- De acuerdo con otra realización, el revestimiento exterior puede estar firmemente conectado al soporte giratorio.

En este caso, la revestimiento exterior gira con el soporte giratorio, lo que permite una inclinación de la cabina de control con respecto al casco exterior sobre el eje de cabeceo y/o rodadura o un movimiento de elevación. También en este caso la cabina de control puede haberse formado como soporte del asiento o como soporte de la cabina o, dado el caso, la cabina de control es la cabina de conducción (cockpit).

- El revestimiento exterior puede haber sido realizada cerrada para evitar una vista exterior.

- El revestimiento exterior puede presentar aberturas para permitir la visión a través.

- Dado el caso, también puede omitirse el revestimiento exterior, lo que proporciona una vista exterior libre.

- Cuando proceda, el revestimiento exterior puede haberse formado de manera tal que sea autoportante.

- Dado el caso, la revestimiento exterior está formado de tal manera que puedan fijarse a ella otros componentes como proyectores para la superficie de reproducción de imágenes, la cabina, u otros componentes como dispositivos de reproducción de sonido, equipo de procesamiento de datos como ordenadores, etc., o que la revestimiento exterior esté diseñada para soportar estos componentes incluso bajo una mayor aceleración.

A continuación, se definen algunos términos para mayor claridad:

Los ejes de desarrollo de vehículos o chasis conocidos por el experto son definidos de la siguiente manera:

El eje de cabeceo corresponde a un eje que se prolonga transversalmente con respecto a la línea visual del operador cuando mira de frente y/o con respecto al eje longitudinal del vehículo simulado. El movimiento de cabeceo de un vehículo real o simulado alrededor del eje de cabeceo es causado, por ejemplo, por la aceleración o desaceleración en línea recta.

El eje de rodadura se prolonga esencialmente en la dirección longitudinal del vehículo simulado y por lo tanto esencialmente paralelo a la dirección de la visión del operador cuando mira hacia adelante. La inclinación del vehículo alrededor del eje de rodadura se produce, por ejemplo, cuando la suspensión de la rueda exterior cede en las curvas. Este movimiento también es conocido por el experto como "balanceo".

El eje de derrape corresponde esencialmente al eje vertical del vehículo o persona simulada. Una rotación alrededor del eje de derrape se produce, por ejemplo, al girar.

Estos ejes no están necesariamente fijados de forma rígida con respecto al simulador de conducción, el vehículo simulado, la cabina de control o el operador, ya que la posición de los ejes puede cambiar debido a los movimientos dinámicos relativos de los componentes individuales.

En el simulador de la invención, estos ejes se definen como ejes fijos con respecto a la persona o la cabina o la cabina de control. Si la cabina de control está esencialmente fijado al casco exterior, las definiciones de los ejes también se aplican al casco exterior.

Los movimientos de cabeceo, balanceo (rodadura) y derrape de la persona pueden ser libremente simulados por el dispositivo de la invención dentro del ámbito de las posibilidades cinemáticas.

A continuación, la invención es descrita con más detalle por medio de las figuras.

La Fig. 1 muestra una vista esquemática en diagonal de una versión del simulador de conducción de acuerdo con la invención.

La Fig. 2 muestra una vista seccional de un simulador de conducción de acuerdo con la invención.

La Fig. 3 muestra un detalle del dispositivo móvil en una vista oblicua.

Las Figs. 4a y 4b muestran detalles del dispositivo de movimiento y en particular del soporte giratorio.

La Fig. 5 muestra un ejemplo de una disposición cinemática.

La Fig. 6 muestra una versión posterior de un dispositivo de movimiento de acuerdo con la invención.

La Fig. 7 muestra cuatro vistas de los componentes para mejorar la transportabilidad

Las Figs. 8 y 9 muestran detalles de la fuente de alimentación del dispositivo.

La Fig. 1 muestra la realización de un simulador de acuerdo con la invención con un bastidor de máquina 1, cuatro conjuntos de ruedas 2, una cabina de control 6, que está conectado o acoplado al bastidor de máquina 1 mediante un dispositivo de movimiento 16. Los conjuntos de ruedas 2 en su forma actual comprenden cada uno dos ruedas 4. Estas ruedas pueden, dado el caso, ser conducidas alrededor de su eje de ruedas 11. Las ruedas de al menos un conjunto de ruedas son propulsadas. Las ruedas de dos, tres o más conjuntos de ruedas son preferentemente propulsadas. De acuerdo con la invención, en el caso de realizaciones en las que se han dispuesto dos ruedas 4 por cada conjunto de ruedas 2, ambas ruedas 4 pueden ser propulsadas juntas por una rueda motriz 10 o por separado por ruedas motrices independientes 10.

Las ruedas de un conjunto de ruedas 2 pueden ser giradas o vueltas sobre el eje de dirección 5 a través de un mecanismo de dirección 9. Esta capacidad de giro o de rotación es preferentemente ilimitada en ambas direcciones. Este movimiento sobre el eje direccional 5 permite seleccionar y controlar la dirección de desplazamiento de los conjuntos de ruedas individuales. Al igual que en la versión actual, el mecanismo de dirección 9 puede haber sido formado como una propulsión giratoria mediante la cual puede ser cambiada la posición de las ruedas 4 y un manillar 27.

De acuerdo con otra realización no mostrada, la rotación de las ruedas 4 alrededor del eje direccional 5 también puede ser lograda controlando las diferencias de velocidad entre las dos ruedas 4 provistas en un conjunto de ruedas 2. Por ejemplo, cada una de las dos ruedas del conjunto de ruedas 2 es impulsada por una rueda de tracción. Se prefieren los motores de cubo de rueda. Las diferencias de velocidad entre las dos ruedas de un conjunto de ruedas dan lugar a diferentes distancias de desplazamiento y, por lo tanto, a un par de dirección de las dos ruedas alrededor del eje de dirección 5. En una realización tal, un accionamiento de dirección activo como accionamiento separado puede ser omitido o apoyado por los accionamientos de las ruedas.

Los conjuntos de ruedas y/o las ruedas 4 están acoplados al bastidor de la máquina 1 mediante una disposición cinemática 12. Esta disposición cinemática preferentemente comprende elementos elásticos y de amortiguación 13, en particular una disposición de suspensión / amortiguación 14 así como una suspensión de la rueda 15. Además, la disposición cinemática puede comprender un soporte de la rueda 26 que se ha previsto de forma pivotante en el brazo de control 27 para efectuar una distribución uniforme de las fuerzas que actúan en el conjunto de ruedas 2 a ambas ruedas 4.

El soporte de la rueda 26 está proporcionado en el manubrio 27 para que pueda ser girado sobre un eje de rotación. El eje de rotación del soporte de la rueda 26 al brazo de control 27 es horizontal o se desvía ligeramente de la dirección horizontal.

Además, el simulador de acuerdo con la invención comprende una cabina de control 6, la cual es representada esquemáticamente con una cabina de conducción (cockpit) 28 del vehículo a simular. Esta cabina 28 es, por ejemplo, la parte delantera de un automóvil de pasajeros, una réplica de una parte delantera de un automóvil de pasajeros, una réplica de un automóvil de pasajeros completo, una cabina de conductor de cualquier vehículo, una réplica de una cabina de conductor de cualquier vehículo e incluye, en particular, un asiento y controles tal como un volante, un acelerador y un freno.

Esta cabina de conducción 28 está preferentemente fijada rígidamente a la cabina 6. Sin embargo, para la sustitución de la cabina de conducción 28 puede ser proporcionada una abertura 29 que puede cerrarse en la revestimiento exterior 40, a través de la cual se pueden insertar o extraer diferentes cabinas en la cabina de control y en la revestimiento exterior. Además, la abertura también puede ser cerrada por una puerta para permitir que un operador entre o salga de la cabina.

La revestimiento exterior 40 en su forma actual es esencialmente un cuerpo hueco cerrado con una abertura que se puede cerrar. Debido a esta conformación, el operador está esencialmente aislado del mundo exterior. Las impresiones ópticas o acústicas pueden ser simuladas por imágenes o sonidos generados artificialmente. Preferentemente, es proporcionada una superficie de reproducción de imágenes en la revestimiento exterior 40, a través del cual puede ser mostrado un entorno virtual. Esta superficie de reproducción puede, por ejemplo, ser diseñada como una pantalla plana o una superficie de proyección. Cuando se utiliza como pantalla de proyección, se pueden proporcionar uno o más proyectores de vídeo en la cabina de control 6 o en el revestimiento exterior.

Dado el caso, el revestimiento exterior puede tener aberturas que permitan una verdadera vista exterior. Así, se puede simular un movimiento en el entorno real.

Preferentemente, el simulador de acuerdo con la invención comprende uno o más dispositivos de almacenamiento de energía 30, que pueden ser tanques de combustible, baterías o acumuladores. El dispositivo de almacenamiento de energía 30 sirve para accionar los diversos dispositivos para mover el simulador, así como para abastecer a otros consumidores, como dispositivos de visualización de imágenes, controladores, equipos de procesamiento de datos, etc. Dado el caso, se puede proporcionar un dispositivo de cambio rápido con estación de carga externa para los módulos de almacenamiento de energía, a fin de permitir un funcionamiento casi permanente.

Además, durante los procesos de frenado, los motores pueden actuar como generadores para recuperar al menos parte de la energía de frenado y/o convertirla en energía eléctrica. Esta energía eléctrica puede almacenarse, por ejemplo, en las baterías, los acumuladores o los dispositivos de almacenamiento de energía a corto plazo. Por un lado, esto aumenta la eficiencia y el alcance del simulador, y, por otro lado, mejora la cinemática dinámica de las ruedas, ya que en todo momento se dispone de suficiente energía para accionar las ruedas de forma altamente dinámica.

Dado el caso, el simulador también puede ser alimentado por una fuente de energía externa. Un cable de arrastre o contactos deslizantes son adecuados para este propósito.

La realización representada aquí presenta un dispositivo de movimiento 16 que comprende una disposición cinemática paralela 22. Esta disposición cinemática paralela 22 está diseñada en la presente realización como un trípode. Además, el simulador de acuerdo con la invención comprende un dispositivo de guía 23. Este dispositivo de guía 23 sirve en particular para guiar el movimiento de la cabina de control 6 con respecto al bastidor de la máquina 1 o con respecto al soporte giratorio 24. En la versión actual, algunos grados de libertad están bloqueados por el dispositivo de guía 23. Ha sido proporcionado un soporte giratorio 24 para girar la cabina de control 6 con relación al bastidor de la máquina 1. Este soporte giratorio 24 comprende al menos un accionamiento de soporte giratorio 31 y un cojinete de soporte giratorio 32.

La opción preferente del soporte giratorio 24 es permitir que la cabina de control 6 gire 360° con relación al bastidor de la máquina. Una opción particularmente preferente es permitir que la cabina de control 6 gire de forma continua y/o ilimitada con relación al bastidor de la máquina 1, especialmente en ambas direcciones de rotación.

Preferentemente, lo mismo se aplica a la capacidad de giro de las ruedas 4 de los conjuntos de ruedas 2 alrededor del respectivo eje de dirección. Estos también pueden ser girados de acuerdo con una realización preferente sobre 360°, de forma arbitraria, continua y/o indefinida, en particular en ambas direcciones de rotación, alrededor del eje de dirección.

Esta configuración especial de los elementos de rotación infinita permite que el bastidor de la máquina 1 gire alrededor de un eje principal de rotación 8, mientras que al mismo tiempo la cabina de control 6 permanece estacionaria o se coloca en posición estacionaria. Esto aporta ventajas en la solución de la tarea de acuerdo con la invención, en particular en la mejora de la cinemática dinámica de las ruedas, lo que incluye también el hecho de que las ruedas pueden ser aceleradas en cualquier posición o situación de conducción del simulador y no se bloquean entre sí, por ejemplo, por una singularidad cinemática.

La rotación de la cabina de control 6 en relación al bastidor de la máquina 1 es preferentemente alrededor del eje principal de la rotación 8, que es preferentemente un vector normal de un plano que se extiende por las superficies de contacto de las ruedas 25 en el suelo 3. Este plano corresponde por lo tanto esencialmente al suelo 3. El eje principal de la rotación 8 se prolonga así esencialmente vertical sobre el suelo horizontal.

Los ejes direccionales 5 también son prolongados de manera esencialmente vertical y preferentemente paralela al eje principal de rotación, de acuerdo con una realización preferente para superficies horizontales.

Los ejes de las ruedas 11 de las ruedas 4, preferentemente, son prolongados esencialmente en dirección horizontal. Sin embargo, también corresponde a la idea de la invención que los ejes sean desviados de la dirección horizontal o vertical. En particular, los ejes direccionales 5 pueden estar ligeramente inclinados, por ejemplo, para provocar el avance. También los ejes de las ruedas 11 pueden estar ligeramente inclinados entre sí, por ejemplo, para provocar una inclinación de la rueda.

La Fig. 2 muestra una vista seccional esquemática de un dispositivo de acuerdo con la invención, que corresponde esencialmente al dispositivo de la Fig. 1. El simulador de conducción autopropulsado comprende una cabina de control 6, que está acoplado al bastidor 1 de la máquina mediante un dispositivo de movimiento 16. El bastidor de la máquina 1 puede moverse y apoyarse en el suelo mediante los conjuntos de ruedas 2. En los conjuntos de ruedas 2 preferentemente cada uno comprende al menos una rueda 4, que descansa en el suelo 3 a través de una superficie de contacto de la rueda 25. Al menos una rueda 4 es impulsada por una rueda 10, de modo que el simulador puede ser movido por esta rueda motriz. Además, la rueda 4 del conjunto de ruedas 2 está acoplada a un brazo de control 27, que es preferentemente giratorio sobre un eje de dirección 5. Es proporcionado un mecanismo de dirección 9 para girar el brazo de control 27 sobre el eje de dirección 5. Esta unidad de dirección puede conformarse como una unidad giratoria separada, según lo descrito en la versión anterior, o, en el caso de varias ruedas 4 por conjunto de ruedas, también puede haberse formado por diferencias en la velocidad de las ruedas individuales.

Si hay varias ruedas 4 por cada conjunto de ruedas 2, las ruedas 4 pueden estar acopladas al bastidor de la máquina mediante un soporte de ruedas 26. Este portarruedas está realizado, por ejemplo, para que pueda girar con relación al brazo de control 27 a fin de lograr una transferencia de carga uniforme de las ruedas. Las ruedas 4 están acopladas al bastidor de la máquina a través de una disposición cinemática 12. Esta disposición cinemática 12 comprende preferentemente elementos elásticos y/o amortiguadores 13, que están diseñados en particular como una disposición de resorte/amortiguador 14, así como una suspensión de rueda 15. En la realización actual, la suspensión de rueda 15 está formada como una suspensión de rueda de doble trapecio. La suspensión de las ruedas sirve para asegurar la movilidad de las ruedas con relación al bastidor de la máquina 1. Para limitar la movilidad ha sido proporcionada una disposición de suspensión / amortiguación 14. En la realización actual, la disposición de suspensión / amortiguación 14 está formada como una configuración de varilla de tracción. Sin embargo, también son posibles diseños de varillas de empuje o configuraciones alternativas.

La disposición cinemática 12 comprende diversos cojinetes 33, algunos de los cuales pueden haberse realizado como cojinetes elásticos. Esto le proporciona al tren de rodaje propiedades elastocinemáticas.

En la realización actual, los dos trapecios son prolongados en forma esencialmente paralela. Sin embargo, también son posibles otras configuraciones. Por ejemplo, los trapecios pueden ser colocados en un ángulo entre sí.

En la realización actual, ambos trapecios funcionan esencialmente en horizontal. Según otro diseño, uno o ambos trapecios también pueden ser inclinados.

La cabina de control 6 se acopla al bastidor de la máquina 1 mediante un dispositivo de movimiento 16. El dispositivo de movimiento 16 en su forma actual comprende una disposición cinemático paralelo 22 y un soporte giratorio 24. El soporte giratorio 24 en su forma actual tiene forma de cesta y se extiende desde la zona superior del bastidor de la máquina 1 a una zona inferior del bastidor de la máquina. El soporte giratorio tiene esencialmente una forma de depresión. La disposición cinemática paralela 22 está unida al fondo de la cuba, que en su forma actual es más bajo que el cuello de la cuba. Esta configuración ofrece ventajas en la solución de la tarea inventiva, en particular, debido a una posición más baja del centro de gravedad.

El soporte giratorio 24 está montado de forma pivotante en el bastidor de la máquina 1 por medio de un cojinete de soporte giratorio 32 y se puede accionar a través de un accionamiento del soporte giratorio 31 (no se muestra). La disposición cinemática paralela 22 comprende diversos accionamientos lineales 34, que están acoplados a la cabina de control 6. Variando la longitud de los accionamientos lineales 34 individuales, la cabina de control 6 puede inclinarse o moverse. Mediante la extensión o retracción simultánea, se puede lograr un movimiento de bajada o elevación de la cabina de control con relación al bastidor de la máquina y posteriormente, dado el caso, con relación al suelo 3. La cabina de control 6 comprende, en particular, un apoyo de la cabina de control 35, que por un lado está firmemente conectado al revestimiento exterior de la cabina de control y por otro lado el dispositivo de movimiento actúa sobre él. Sin embargo, este apoyo de la cabina de control 35, dado el caso, puede omitirse, en particular si la cabina de control es una cabina de control autosuficiente o si la cabina de control y el apoyo a la cabina de control son autosuficientes.

Además, el simulador de acuerdo con la invención comprende un dispositivo de guía 23 que se fija al soporte giratorio 24 y a la cabina de control 6. El dispositivo de guía 23 comprende elementos individuales que están conectados entre sí de manera articulada y que tienen un cierto grado de movilidad o ciertos grados de libertad. En su forma actual, el dispositivo de guía 23 comprende un brazo principal 36 y una articulación cardánica 37, siendo el brazo principal 36 articulado al soporte giratorio 24. El eje de rotación de esta articulación está esencialmente en un plano horizontal. El brazo principal mostrado presenta solo un grado de libertad de rotación comparado con el soporte giratorio 24.

Sin embargo, el brazo principal 36 también puede haber sido formado como un brazo de doble articulación en el que dos brazos principales están conectados entre sí como una articulación de rodilla.

En el extremo libre del brazo principal 36, que no está conectado al soporte giratorio 24, el brazo principal está conectado a una articulación cardánica 37. Esta articulación cardánica 37 está conectada al brazo principal 36 alrededor de un primer eje de articulación cardánica 38. Además, la articulación cardánica 37 presenta un segundo eje de articulación cardánica 39, alrededor del cual la articulación cardánica 37 está conectada a la cabina de control 6 para que pueda girar. Así, la cabina de control puede ser pivotada o inclinada esencialmente sobre el primer eje de la articulación cardánica 38 y el segundo eje de la articulación cardánica 39 con respecto al bastidor de la máquina 1. Preferentemente, el primer eje de la articulación cardánica 38 y el segundo eje de la articulación cardánica 39 corresponden esencialmente al eje de cabeceo y al eje de rodadura de la persona en la cabina de control 6. Además, el diseño cinemático del dispositivo de guía 23 permite un movimiento de elevación de la cabina de control con respecto al bastidor de la máquina 1. En su forma actual, este movimiento de elevación se desarrolla a lo largo de un recorrido curvo que está determinado en particular por la longitud del brazo principal 36. Sin embargo, si el brazo principal está formado como un brazo de doble articulación, también puede ser realizado un movimiento de elevación rectilínea, en particular a lo largo del eje principal de rotación 8.

Otros grados de libertad para mover la cabina de control relativo al bastidor de la máquina 1 son esencialmente bloqueados por el dispositivo de guía 23. Esto tiene el efecto positivo de que las fuerzas de inercia de la masa que actúan horizontalmente, al actuar sobre el dispositivo de movimiento especialmente durante la aceleración o desaceleración del simulador, son absorbidas por el dispositivo de guía. Esto permite optimizar el dimensionamiento del dispositivo de movimiento. Esto tiene un efecto positivo en el peso total del simulador y por lo tanto ayuda a resolver la tarea de acuerdo con la invención.

La Fig. 3 muestra una vista oblicua detallada del dispositivo móvil 16, el dispositivo de guía 23 y el soporte giratorio 24, que está diseñado en forma de cesta o artesa como en las versiones anteriores. La pared frontal del soporte giratorio 24 de esta ilustración está oculta para mejorar la claridad de la vista de la disposición cinemática paralela 22. En el diseño actual, el soporte giratorio 24 está diseñado en forma de cesta o artesa, por lo que al menos partes del soporte giratorio 24 pueden conformarse en forma de celosía para reducir el peso. El soporte giratorio 24 es un cuerpo esencialmente rígido que está dispuesto para ser giratorio con relación al bastidor de la máquina por medio de un cojinete de soporte giratorio 32. El cojinete del soporte giratorio 32 tiene una parte fija, que está acoplada o conectada de forma fija al bastidor de la máquina 1, por ejemplo. La parte móvil del cojinete está fija o acoplada al soporte giratorio 24. El dispositivo de movimiento 16 se proporciona en el soporte giratorio 24. En su forma actual, esto comprende una disposición cinemática paralela 22 que, según lo descrito en los ejemplos anteriores, está diseñada como un trípode. Se trata de diversos accionamientos lineales 34, que se conectan al soporte giratorio 24 por un lado y actúan sobre la cabina de control 6 o el apoyo de la cabina de control 35 por el otro lado. Los accionamientos lineales 34 individuales de la disposición cinemática paralela 22 están conectados al soporte giratorio 24 y a la cabina de control 6 en ubicaciones espaciadas. Esto significa que los diferentes movimientos de los accionamientos lineales 34 pueden provocar una inclinación o giro de la cabina de control 6, por lo que este giro se produce esencialmente sobre el eje de rodadura y/o el eje de cabeceo. Para una rotación de la cabina alrededor del eje vertical, es decir, el eje de derrape, que en el diseño actual corresponde preferentemente al eje principal de rotación 8, todo el soporte giratorio 24 está diseñado para girar alrededor del eje principal 8. Además, el dispositivo de guía 23 se proporciona en el soporte giratorio 24. El dispositivo de guía 23 comprende en particular un brazo principal 36 y una articulación cardánica 37. El brazo principal 36 presenta esencialmente un grado de libertad que permite un movimiento de elevación de la cabina de control 6 con relación al bastidor de la máquina 1. Ha sido proporcionada una articulación cardánica 37 articulada con el brazo principal 36, que se conecta al brazo principal 36 para girar sobre un primer eje de articulación cardánica 38. La articulación cardánica 37 está conectada además con la cabina de control 6 o con el apoyo de la cabina de control 35 de la cabina de control 6.

Las Figs. 4a y 4b muestran dos realizaciones diferentes de un accionamiento del soporte giratorio 31. La cabina de control 6 o su apoyo de la cabina de control 35 se acopla al bastidor de la máquina 1 mediante un dispositivo de movimiento 16. El soporte giratorio 24 puede girar alrededor del eje principal 8 en el bastidor de la máquina 1. Es proporcionado un cojinete del soporte giratorio 32 para permitir la rotación. Es proporcionado un accionamiento del soporte giratorio 31 para impulsar la rotación del soporte giratorio 24. En la Fig. 4a, el accionamiento del soporte giratorio está formado como un accionamiento de piñón, que efectúa una rotación del soporte giratorio 24 a través de una rueda o piñón girado. El piñón o la rueda motriz pueden engranar directamente en el exterior del soporte giratorio para transmitir un movimiento de rotación. En la Fig. 4b la transmisión de la rotación desde el accionamiento del soporte giratorio 31 al soporte giratorio 24 se realiza como propulsión de correa. Puede ser una correa lisa, una correa dentada, una correa en V, una transmisión por cadena o un medio de transmisión similar.

La Fig. 5 muestra una vista lateral esquemática de un detalle de un conjunto de ruedas 2 con ruedas 4 y una disposición cinemática 12, que corresponde, por ejemplo, a un conjunto de ruedas de las formas de diseño mostradas en las Figuras 1 a 4 o 6. En la presente representación esquemática, se han dispuesto dos ruedas 4 por cada conjunto de ruedas 2. Dado el caso, estos son conducidos individualmente o conjuntamente por una unidad de ruedas 10. En cualquier caso, las ruedas 4 están dispuestas de manera que pueden girar alrededor del eje de la rueda 11 para permitir que el simulador se mueva en el suelo 3. De acuerdo con un diseño preferente, las ruedas 4 están conectadas al manubrio 27 a través de un porta-ruedas 26. Dado el caso, los cojinetes de las ruedas 4 en un diseño alternativo enganchan directamente el manillar 27. En el diseño actual, es proporcionado un soporte de rueda 26 giratorio para distribuir la transferencia de carga uniformemente sobre ambas ruedas. El brazo de control 27 sirve para girar las ruedas alrededor del eje de dirección 5, lo que se consigue en particular con un mecanismo de dirección 9. Como se ha descrito en las realizaciones anteriores, se puede proporcionar una unidad de dirección independiente para este fin. De acuerdo con otra forma de diseño, la dirección de las ruedas también puede ser afectada, por ejemplo, por las diferencias en la velocidad de rotación de las ruedas individuales impulsadas. La disposición cinemática 12 comprende preferentemente una suspensión de ruedas 15 y elementos elásticos y/o amortiguadores como una disposición de amortiguadores de resorte 14.

La Fig. 6 muestra otra realización de un dispositivo de movimiento 16 para acoplar la cabina de control 6 al bastidor de la máquina 1, que puede sustituir la disposición de la cinemática paralela y/o el dispositivo de guía en todas las versiones. En el diseño actual, el dispositivo de movimiento 16 comprende un primer elemento de soporte 18, que se acopla al bastidor de la máquina 1 para poder girar sobre un primer eje de rotación 20. En particular, el primer elemento de soporte 18 está conectado al soporte giratorio 24 para poder girar sobre el primer eje de rotación 20. Girando alrededor de un segundo eje de rotación 21, un segundo elemento de soporte 19 está conectado al primer elemento de soporte 18. En esta realización, el dispositivo de movimiento 16 está diseñado como una suspensión cardánica 17. Mediante accionamientos giratorios o lineales, los distintos elementos de soporte 18, 19 pueden inclinarse o girarse entre sí y con relación al bastidor de la máquina o el soporte giratorio 24. Esto permite que la cabina de control 6 conectado al segundo elemento de soporte 19 se incline alrededor de dos ejes de rotación. Esto permite que la cabina de control 6 se incline alrededor del eje de cabeceo y/o el eje de rodadura.

La Fig. 7 muestra un contenedor de 20 pies 50 con dimensiones internas: 5.710 m / 2.352 m / 2.385 m, cuerpo de intercambio de lona deslizante: dimensiones internas: 7,3 m / 2.480 m / 2.465 m y dimensiones de 8 pies de ancho, 20 pies de profundidad y 8 pies de altura. Además, se muestra una pantalla de proyección 51 con un soporte de transporte 52, la pantalla de proyección tiene unas dimensiones de 3,5 m / 2,2 m / 2 m. Además, se muestra una plataforma con cuerpo de trípode: con dimensiones de 5,06 m / 2,235 m / 2,4 m. Además, se muestra un tren de aterrizaje retráctil 55. El simulador de conducción se puede utilizar tanto en interiores (terreno definido y nivelado), como también en exteriores en una zona de pruebas (terreno irregular, clima, suciedad,...). El uso alternado en diferentes instalaciones al aire libre y en la sala de pruebas requiere un transporte sencillo y seguro, así como la carga y descarga de los medios de transporte. Concretamente, puede ser posible un simple transporte en camión. La carga y descarga puede realizarse a través de una rampa o, si se utiliza un contenedor, con una grúa. Para el simulador de conducción esto significa un diseño del chasis preferentemente en forma de estrella, que los brazos de la estrella pueden ser retráctiles y la cúpula de la proyección puede ser removible. Es decir, el simulador de conducción puede ser desmontado o deformado en partes correspondientemente pequeñas. Además, es útil permitir un fácil manejo mediante una construcción ligera. Es posible que se necesiten dispositivos para el proceso de carga y para el desmontaje y montaje. Las respectivas conexiones deben poder cerrarse rápidamente y seguir garantizando la correspondiente estabilidad y seguridad durante el funcionamiento. En todos los diseños, el simulador puede tener un modo de transporte en el que se llevan o se llevarán a cabo las siguientes etapas: doblar las ruedas; bloquear el tren de aterrizaje en la posición de transporte; desmontar la cabina Dado el caso. Por ejemplo, el ancho del vehículo en la posición de transporte es inferior a 3000 mm, en particular, aproximadamente 2630 mm. Puede que no sea necesario separar el cableado y la hidráulica.

La Fig. 8 muestra una interconexión del voltaje de la batería y el voltaje de a bordo y, en particular, una batería 124, un cable con un voltaje predominante de >750 V, un componente CC 128/CC 129 con un voltaje predominante 131 de 24 V CC y un módulo CC 126/CA 127 con un voltaje predominante 130 de 400 V CAy motores 132.

La Fig. 9 muestra una representación esquemática con un brazo 1132, un brazo 2 133, un brazo N 134, en la que cada brazo comprende un suministro de energía 137 con un acumulador 135 y (Super) Ultra-Caps 136, así como un inversor 138 y un motor eléctrico 139.

Conformación indicada a modo de ejemplo de las baterías, en particular, de acuerdo con la Fig. 8 y/o Fig. 9:

El suministro básico es efectuado por medio de acumuladores recargables (baterías), que pueden ser cambiados durante una breve interrupción en el funcionamiento. Con un número adecuado de baterías recargables se puede asegurar un funcionamiento continuo y a largo plazo del simulador. A diferencia del estado de la técnica, el simulador de conducción es, por lo tanto, independiente del suministro de energía externa durante el funcionamiento, dado el caso, ya sea mediante cables de arrastre, contactos deslizantes, cuerdas u otros dispositivos. En comparación con los motores de combustión, el suministro mediante baterías recargables ofrece ventajas en lo que respecta al comportamiento de los gases de escape en espacios cerrados, las vibraciones y el ruido habituales en los motores de combustión y los combustibles transportados. El uso de la energía de tracción eléctrica también ofrece ventajas en lo que respecta a la tracción directa de los neumáticos por medio de transmisiones de cubo de rueda integradas en las ruedas, que se controlan en ambas direcciones en el modo de conducción y en ambas direcciones en el modo de frenado, es decir, se utilizan en el funcionamiento completo de 4 cuadrantes. La energía tomada de los motores en la operación de frenado se almacenará preferentemente de forma completa, preferentemente de forma eléctrica, y se pondrá a disposición para el siguiente ciclo de aceleración. Los dispositivos adicionales de almacenamiento de energía adecuados son, por ejemplo, los Ultracaps o acumuladores. Un suministro de energía autosuficiente también permite que el simulador sea transportado y utilizado en diferentes superficies de conducción, aunque éstas no tengan ninguna infraestructura en términos de suministro de energía.

Estructura indicada a modo de ejemplo:

Las figuras muestran una posible estructura del sistema de accionamiento eléctrico con almacenamiento de energía asociado. En ese caso los Ultra- y Super-Caps son usados para el almacenamiento intermedio/ alisamiento de voltaje del flujo de energía que cambia constantemente. Esto se justifica por la estrategia de operación. Cada brazo de la estrella (o cada nacela) tiene un acumulador asociado. Sin embargo, los acumuladores individuales están conectados en paralelo. Esta estructura permite los caminos más cortos posibles para el flujo de energía y permite que cualquier posible estado de carga de los acumuladores se equilibre durante el traslado.

Conformación indicada a modo de ejemplo de la superficie de conducción / del espacio de movimiento:

Otros requisitos para la construcción del simulador de conducción, dado el caso, provienen de la operación en el exterior. Además de la construcción compacta y ligera, se requiere cierta robustez y resistencia. Un sistema de conducción autosuficiente y un concepto de seguridad que también funciona en el exterior son ventajosos. Dado que el simulador de conducción no necesita instalaciones de suministro fijas, puede utilizarse en cualquier superficie de conducción suficientemente nivelada, suficientemente grande y adecuadamente pavimentada. En particular, la aplicación en superficies de conducción mucho más grandes (de prácticamente cualquier tamaño), a diferencia de las superficies cubiertas, puede beneficiarse de un rango de movimiento mucho mayor.

Conformación indicada a modo de ejemplo del concepto de seguridad, del sistema de control:

Conformación indicada a modo de ejemplo - frenado de emergencia:

En caso de una situación peligrosa (simulador fuera de control, simulador cerca de un límite) el simulador debe ser detenido con los motores apagados. La desaceleración causada por la frenada de emergencia no debe ser tan grande como para causar peligros adicionales. Para esto se pueden utilizar los frenos mecánicos de las unidades de ruedas individuales y otros dispositivos de frenado, como bolsas de freno y rieles de freno con resortes. Estas variantes se examinan en detalle a continuación.

Conformación indicada a modo de ejemplo: detención por medio de ruedas frenadas:

En el funcionamiento normal, las unidades de ruedas transfieren las fuerzas longitudinales y laterales de los neumáticos a través del chasis al bastidor central del vehículo en el que se aloja la carrocería con el conductor. Dependiendo de si la dirección de cada unidad de ruedas se efectúa mediante un control separado de las dos unidades de ruedas o una unidad de dirección adicional, puede resultar difícil controlar el comportamiento de conducción cuando se desconectan todas las unidades y se frenan las ruedas (frenos mecánicos, energía auxiliar). Un desplazamiento de las unidades de las ruedas realizado por el diseño especial del chasis puede posiblemente estabilizar las ruedas en la dirección de la marcha si las ruedas no se bloquean. Un bloqueo de las ruedas, y por lo tanto aproximadamente la misma fuerza de frenado a lo largo y a lo ancho de la rueda, y por lo tanto la independencia del ángulo de dirección, puede hacer posible las paradas de emergencia de una manera positiva. La desaceleración correspondería entonces a la máxima fuerza circunferencial/ fuerza transversal que puede ser generada por la combinación neumático/ carretera con un deslizamiento del 100%.

Conformación indicada a modo de ejemplo - frenado por medio de pastillas de freno / placa de freno:

El efecto de frenado anisotrópico de una rueda frenada, posiblemente todavía rodando en dirección longitudinal y transversal, es desactivado, utilizando para esto un elemento de transmisión de fuerza isotrópica entre el simulador de conducción y el suelo. El elemento de transmisión de fuerza es una placa con un revestimiento de fricción ajustado a una cierta desaceleración, sobre la cual el simulador se desliza en el suelo en lugar de rodar con los neumáticos. El contorno de la zona de contacto debe ser lo más grande posible debido a la resistencia necesaria al vuelco; la zona de contacto debe estar definida (uniformidad del suelo) y debe transmitir fuerzas definidas (coeficiente de fricción). La transición de la operación de conducción con neumáticos de rodadura a la operación de frenado con placas de freno deslizantes puede lograrse mediante dos mecanismos en particular:

- las placas de freno elevan el simulador, o

- las ruedas se retraen, por ejemplo, por medio del chasis y el simulador se apoya en las placas de freno.

La lógica y los mecanismos de disparo deben diseñarse de acuerdo con las indicaciones de construcción de seguridad.

Conformación indicada a modo de ejemplo - detención por medio de bolsas de freno:

El efecto de frenado es generado por las bolsas de freno inflables, que están montadas debajo del vehículo. En caso de liberación, las bolsas (pero al menos una) se llenan de aire en poco tiempo mediante un dispositivo auxiliar a prueba de fallos (depósito de presión lleno con válvula) y producen el correspondiente efecto de fricción en la superficie de la carretera. Este dispositivo puede utilizarse solo o en combinación con los dispositivos de frenado mencionados o para apoyarlos.

El dispositivo de movimiento puede haberse realizado de forma pasiva o semi-pasiva de acuerdo con otra realización. En esta realización, se aprovechan las fuerzas de inercia derivadas del movimiento del simulador de conducción y, en particular, de la aceleración del simulador de conducción para permitir los movimientos de cabeceo o balanceo de la cabina de control 6 con relación al bastidor de la máquina 1. Así, la suspensión cardánica o la disposición cinemática paralela puede diseñarse de tal manera que la disposición cinemática básica permita que la cabina de control se mueva con relación al bastidor de la máquina. Estos grados de libertad cinemática pueden ser amortiguados y limitados por elementos elásticos o elementos de amortiguación como las disposiciones de amortiguación de resortes. Las características elásticas y/o las características de amortiguación pueden modificarse a través de, por ejemplo, válvulas direccionables o fluidos reológicos.

El procedimiento para operar el simulador de acuerdo con la invención es descrito con más detalle a continuación. Para simular, por ejemplo, el arranque en línea recta de un vehículo, el simulador lleva a cabo las siguientes etapas de acuerdo con una ejecución del procedimiento de acuerdo con el procedimiento de la invención:

Las ruedas motrices son accionadas de manera tal que una fuerza de aceleración en línea recta actúa sobre la persona. Al mismo tiempo, la cabina de control es inclinada hacia atrás con relación al bastidor de la máquina, de modo que se simula un ligero movimiento de cabeceo hacia atrás para el conductor. Para simular diferentes comportamientos de arranque en combinación con movimientos de cabeceo, se pueden simular diferentes movimientos de arranque sucesivos en la misma aceleración de arranque. Esto permite determinar cuáles de los movimientos de arranque se perciben como realistas y agradables para un conductor.

Con el fin de mejorar las fuerzas de arranque y, en particular, para superar la fricción estática y mejorar así una simulación altamente dinámica, el procedimiento para simular la aceleración lineal puede incluir las siguientes etapas:

Rotación de los conjuntos de ruedas y del bastidor de la máquina alrededor del eje principal de rotación. En este modo de rotación, los ejes de las ruedas apuntan esencialmente hacia el centro y, en particular, las extensiones de los ejes de las ruedas intersectan el eje principal. Al mismo tiempo, la cabina de control gira en dirección opuesta a la misma velocidad, dejándolo inmóvil con respecto al suelo en el sistema fijo. Aunque las ruedas tienen una cierta velocidad de rodaje, la persona permanece inmóvil. Para poner en marcha el simulador, las ruedas de dirección se pueden dirigir ahora de tal manera que el simulador de conducción empiece a moverse mientras la estructura de la máquina está girando. Sin embargo, este movimiento no tiene por qué ser lineal, sino que también puede ser similar a una curva o un paseo a lo largo de un cicloide, por ejemplo. Para simular una aceleración lineal, la cabina de control puede girarse con relación al bastidor de la máquina por medio del soporte giratorio de tal manera que la aceleración que actúa sobre el conductor sea siempre lineal en una dirección, aunque el propio simulador se mueva en una vía curva.

En todas las realizaciones, se puede disponer que tres conjuntos de tres, los cuatro conjuntos de ruedas, los cinco o más conjuntos de ruedas comprenden una o cada rueda de tracción para impulsar una rueda sobre el eje de la rueda del respectivo conjunto de ruedas.

En todas las realizaciones puede haber sido previsto que los conjuntos de ruedas, en particular cuatro, cinco o más conjuntos de ruedas, estén proyectados hacia el exterior del bastidor de la máquina 1. Preferentemente, los conjuntos de ruedas 2 están dispuestos distribuidos aproximadamente uniformes alrededor de la circunferencia del bastidor de la máquina 1. Preferentemente, los conjuntos de ruedas 2 y en particular las disposiciones cinemáticas 12 se proyectan hacia afuera sustancialmente de forma radial con respecto al eje principal de rotación 8. Los ejes principales de rotación de los trenes de aterrizaje de los dispositivos cinemáticos, sobre los que se mueven o giran las ruedas o los elementos del tren de aterrizaje durante la compresión y el rebote, pueden discurrir aproximadamente tangencialmente a un círculo que discurre alrededor del eje principal de rotación 8, que se encuentra en un plano paralelo al suelo.

En cuatro conjuntos de ruedas, los conjuntos de ruedas dado el caso pueden proyectarse hacia afuera del bastidor de la máquina en un ángulo de 90° entre sí. En este caso, los ejes principales de rotación de los carros de los dispositivos cinemáticos, alrededor de los cuales se mueven las ruedas durante la compresión y el rebote, también se prolongan preferentemente en un ángulo de unos 90° con respecto a los carros adyacentes.

En todas las realizaciones se puede haber previsto que las ruedas o la rueda es o son impulsadas por conjuntos de tres, cuatro o cinco ruedas.

En todas las realizaciones, el dispositivo de guía 23 puede haber sido formado de manera tal que los movimientos deseados de la cabina de control 6 con relación al bastidor de la máquina 1, como, por ejemplo, una inclinación o un movimiento de elevación, sean posibles y que los movimientos de traslación en un plano paralelo al suelo 3 sean bloqueados.

En todas las realizaciones, la disposición cinemática 12 puede ser diseñada como un tren de aterrizaje en el sentido técnico. Un tren de rodaje en el sentido técnico es, por ejemplo, una serie de elementos individuales esencialmente rígidos como trapecios, palancas o brazos cuyos grados de libertad cinemática están restringidos, al menos parcialmente, por una disposición de amortiguadores de muelle. Los elementos esencialmente rígidos están conectados entre sí en particular por cojinetes de pivote, cojinetes giratorios u otros cojinetes.

Dado el caso, el dispositivo de movimiento 16 puede ser usado en todas las realizaciones como un dispositivo de movimiento según la Fig. 6.

En todas las realizaciones, el dispositivo de acuerdo con la invención y el bastidor de la máquina 1 del dispositivo de acuerdo con la invención, en particular, el simulador de conducción, puedan moverse en diferentes y/o cualquier dirección. En particular, el simulador no tiene, por lo tanto, una dirección preferente de movimiento pronunciada. Las disposiciones cinemáticas 12 de los conjuntos de ruedas 2 son también preferentemente adecuadas y/o preparadas para permitir que el simulador se mueva en diferentes y arbitrarias direcciones.

Además, el tren de aterrizaje puede amortiguar las excitaciones causadas por las irregularidades del terreno de tal manera que éstas no son o solo son ligeramente perceptibles por la persona sentada en el simulador. El uso de una cinemática de chasis permite además determinar constructivamente el polo de cabeceo y balanceo del simulador para permitir una compensación de cabeceo y balanceo. Además, las variables de posición de la rueda como la convergencia, la inclinación, etc. pueden ser ajustadas dinámicamente Dado el caso. También es posible la integración de una rueda de la llanta.

Debido a que las ruedas no están fijas en relación con la dirección de desplazamiento, la cinemática del chasis puede estar diseñada de tal manera que sea posible una compensación de cabeceo y balanceo, que depende de la posición de las ruedas y la dirección de desplazamiento. Dado el caso, en todas las realizaciones se puede prever una conexión de dos o más disposiciones cinemáticas del simulador. Esta conexión, que actúa como estabilizador, puede ser de diseño hidráulico, eléctrico o mecánico.

Listado de referencias

1. bastidor de la máquina

2. conjunto de ruedas

3. suelo

4. rueda

5. eje de dirección

6. cabina de control

7. asiento

8. eje principal de rotación

9. mecanismo de dirección

10. tracción de la rueda

11. eje de la rueda

12. disposición cinemática

13. elementos elásticos y/o amortiguadores 14. disposición de suspensión / amortiguación 15. suspensión de ruedas

16. dispositivo de movimiento

17. suspensión cardánica

18. primer elemento de soporte

19. segundo elemento de soporte

20. primer eje de rotación

21. segundo eje de rotación

22. disposición cinemática paralela

23. dispositivo de guía

24. soporte giratorio

25. superficies de contacto de las ruedas 26. soporte de la rueda

27. manillares

28. cabina de conducción

29. abertura de la cabina de control

30. dispositivo de almacenamiento de energía 31. accionamiento del soporte giratorio

32. cojinete del soporte giratorio

33. disposición cinemática del cojinete

34. accionamiento lineal

35. apoyo de la cabina de control

36. brazo principal

Claims

REIVINDICACIONES

1. Simulador de conducción autopropulsado con un bastidor de máquina (1) que puede moverse sobre una base (3) mediante tres, preferentemente cuatro, o más conjuntos de ruedas (2),

en el que cada uno de los conjuntos de ruedas (2) comprende al menos una rueda (4) que puede moverse sobre el suelo (3), que está dispuesta de forma giratoria alrededor de un eje de dirección (5), en el que el bastidor de la máquina (1) está acoplado a una cabina de control (6) que comprende un asiento (7) para una persona y elementos operativos para controlar el simulador de conducción, en el que es proporcionado un dispositivo de movimiento (16) a través del cual la cabina de control (6) está conectada al bastidor de la máquina (1),

en el que el dispositivo de movimiento (16) permite que la cabina de control (6) se incline con respecto al bastidor de la máquina (1) sobre un eje de inclinación y/o un eje de balanceo,

en el que al menos un conjunto de ruedas (2) comprende una rueda motriz (10) para impulsar una rueda (4) sobre el eje de la rueda (11), en el que preferentemente diversos conjuntos de ruedas (2) o todos los conjuntos de ruedas (2) comprenden cada uno al menos una rueda motriz (10) para impulsar una rueda (4) sobre el eje de la rueda respectiva (11),

caracterizado porque la cabina de control (6) tiene un grado de libertad de rotación con relación al bastidor de la máquina (1), de modo tal que la cabina de control (6) pueda girar alrededor de un eje principal de rotación (8) con relación al bastidor de la máquina (1), siendo que el eje principal de rotación (8) preferentemente es un vector sustancialmente normal del plano definido por las superficies de contacto (25) de las ruedas (4) en el suelo (3),

porque el dispositivo de movimiento (16) permite la rotación activa de la cabina de control (6) con relación al bastidor de la máquina (1) sobre el eje principal de rotación (8),

porque los conjuntos de ruedas (2) y/o las ruedas (4) están conectados al bastidor de la máquina (1) mediante una disposición cinemática (12) que está formada como un chasis, y la disposición cinemática (12) que comprende elementos elásticos y/o de amortiguación (13), como una disposición de amortiguación (14) y una suspensión de ruedas (15), para la amortiguación y/o atenuación de las irregularidades del suelo (3).

2. Simulador de conducción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la rueda (4) o las ruedas (4) de cada conjunto de ruedas (2) son giratorias en 360°, en particular de manera arbitraria, indefinida y/o en ambas direcciones de rotación alrededor del eje de dirección (5).

3. Simulador de conducción de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la cabina de control (6) es giratoria con relación al bastidor de la máquina (1) en 360°, preferentemente de forma arbitraria sobre el eje principal de rotación (8).

4. Simulador de conducción de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las ruedas de uno, dos, tres o todos los conjuntos de ruedas (2) están dispuestas de manera tal que puedan ser dirigidas activamente por medio del eje de dirección respectivo (5) mediante un mecanismo de dirección (9).

5. Simulador de conducción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque han sido proporcionadas dos ruedas (4) por cada conjunto de ruedas (2).

6. Simulador de conducción de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque el mecanismo de dirección (9) está formado por un accionamiento giratorio del eje de dirección (5);

o el mecanismo de dirección (9) está impulsado, formado o apoyado por una diferencia de velocidad de rotación de dos ruedas (4) de un conjunto de ruedas (2) que están separadas y son impulsadas alrededor de su respectivo eje de ruedas (11).

7. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque un movimiento relativo del bastidor de la máquina (1) con respecto al suelo (3), las ruedas (4) y/o los conjuntos de ruedas (2) es posible gracias a la disposición cinemática (12), siendo posible el movimiento relativo en particular en o a lo largo de la dirección del eje principal de rotación (8).

8. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque mediante el dispositivo de movimiento (16) se brinda la posibilidad de un movimiento de traslación de la cabina de control (6) con respecto al bastidor de la máquina (1), en particular, un movimiento de traslación en o a lo largo del eje principal de rotación (8), un desplazamiento paralelo de la cabina de mando (6) con respecto al bastidor de la máquina (1) y/o un movimiento de elevación de la cabina de control (6) con respecto al bastidor de la máquina 9. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque ha sido proporcionada una suspensión cardánica (17), mediante la cual la cabina de control (6) puede inclinarse con respecto al bastidor de la máquina (1), en el que han sido dispuestos preferentemente dos elementos de soporte (18, 19), en el que el primer elemento de soporte (18) está conectado al bastidor de la máquina (1) de forma inclinada sobre un primer eje de rotación (20), en el que el segundo elemento de soporte (19) está conectado al primer elemento de soporte (18) de forma inclinada sobre un segundo eje de rotación (21), y en el que el primer eje de rotación (20) y el segundo eje de rotación (21) son sustancialmente ortogonales entre sí.

10. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque está dispuesta una disposición cinemática paralela (22) mediante la cual la cabina de control (6) puede inclinarse con respecto al bastidor de la máquina (1), en el que la disposición cinemática paralela (22) está formada preferentemente como trípode, como trípode hidráulico, como trípode neumático, como trípode de accionamiento eléctrico, como hexápodo, como hexápodo hidráulico, como hexápodo neumático o como hexápodo de accionamiento eléctrico.

11. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque está dispuesto un dispositivo de guía (23), acoplado por un lado a la cabina de control (6) y por otro lado al bastidor de la máquina (1) o a una parte del dispositivo de movimiento (16), en el que el dispositivo de guía (23) está formado de manera tal que sea posible

- una rotación de la cabina de control (6) con relación al bastidor de la máquina (1) sobre el eje principal de rotación (8),

- una inclinación de la cabina de control (6) con respecto al bastidor de la máquina (1) sobre el eje de cabeceo y/o el eje de rodadura,

y un movimiento de elevación traslacional de la cabina de control (6) con respecto al bastidor de la máquina (1),

en el que todos los demás grados de libertad de la cabina de control (6) con respecto al bastidor de la máquina (1) quedan sustancialmente bloqueados por el dispositivo de guía (23).

12. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque ha sido proporcionado un soporte giratorio (24), que está dispuesto de forma giratoria con respecto al bastidor de la máquina (1) a través de un cojinete de soporte giratorio (32) y un accionamiento de soporte giratorio (31), y porque en el soporte giratorio (24) atacan o han sido proporcionados la disposición cinemática paralela (22), la suspensión cardánica (17) y/o el dispositivo de guía (23).

13. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el simulador de conducción está diseñado como un simulador de conducción que puede moverse independientemente y puede ser controlado por una persona desde la cabina de control,

en el que es proporcionada una unidad de dirección para dirigir el simulador de conducción y un dispositivo de almacenamiento de energía para proporcionar la energía para los impulsos de la rueda motriz, la unidad de dirección y el dispositivo de movimiento, estando el simulador de conducción conectado al bastidor de la máquina de forma móvil y apoyado en el suelo mediante los conjuntos de ruedas.

14. Simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque es proporcionada un revestimiento exterior (40) que está rígidamente conectada a la cabina de control, al soporte giratorio o al bastidor de la máquina y que la revestimiento exterior (40) está formada como un cuerpo hueco que rodea la cabina de control, la cabina de conducción y/o el asiento para alojar la persona al menos parcialmente, preferentemente alojarla por completo.

15. Simulador de conducción de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque ha sido proporcionada una superficie de reproducción de la imagen en la revestimiento exterior (40), que se extiende preferentemente sobre al menos una gran parte del campo de visión de la persona y está formada preferentemente para continuar por el interior del revestimiento exterior.

16. Procedimiento de simulación de la transición de un estado no acelerado a un estado acelerado realizado en un simulador de conducción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15 que comprende las siguientes etapas:

a. propulsión de al menos una rueda (4) de al menos un conjunto de ruedas (2) con un accionamiento de rueda (10) y hacer rodar las ruedas de los conjuntos de ruedas en el suelo, en el que los ejes de rotación de todas las ruedas se cruzan con el eje de rotación principal de modo que el bastidor de la máquina gire en una primera dirección de rotación a una primera velocidad angular sobre el eje de rotación principal, b. giro simultáneo de la cabina de control alrededor del eje principal de rotación en una segunda dirección de rotación a una segunda velocidad angular, siendo la segunda dirección de rotación opuesta a la primera dirección de rotación, y siendo la segunda velocidad angular opuesta a la primera velocidad angular de tal manera que la cabina de control se mantenga sustancialmente estacionaria y no esté acelerada con relación al suelo,

c. rotación de las ruedas motrices y rodantes alrededor del eje de dirección, de manera tal que al menos un eje de rotación de las ruedas, preferentemente diversos ejes de rotación de las ruedas, estén a una distancia del eje de rotación principal de la cabina de control, de manera tal que la cabina de control se mueva al menos de manera transitoria y experimente una aceleración.