JPH035185B2 - - Google Patents
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- JPH035185B2 JPH035185B2 JP382384A JP382384A JPH035185B2 JP H035185 B2 JPH035185 B2 JP H035185B2 JP 382384 A JP382384 A JP 382384A JP 382384 A JP382384 A JP 382384A JP H035185 B2 JPH035185 B2 JP H035185B2
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- JP
- Japan
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- board
- mast
- wind
- sail
- angle
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
- A63B69/0066—Training appliances or apparatus for special sports for wind-surfing
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/06—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of ships, boats, or other waterborne vehicles
- G09B9/066—Sailing; Surfing
Landscapes
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はセールボードの操縦を習得するため
のボードセーリングシミユレータ、特にセールの
操作によるボードの方向転換技術を実感的に習得
できるようにしたものである。
のボードセーリングシミユレータ、特にセールの
操作によるボードの方向転換技術を実感的に習得
できるようにしたものである。
第１図は従来のボードセーリングシミユレータ
を示す斜視図であり、図において、１はボード、
２はこのボードにユニバーサルジヨイント３を介
して回転、傾動自在に取り付けられたマスト、４
はこのマストに取り付けられたブーム、５はこの
ブームとマスト２に取り付けられたセール、６は
上記ボード１の下面に設けられた回転軸、７はこ
の回転軸を支承する軸受け、８は上記回転軸６の
回転速度に比例した抵抗を発生させるダンパ、９
はこのダンパと上記軸受け７が固定された据え付
け台である。
を示す斜視図であり、図において、１はボード、
２はこのボードにユニバーサルジヨイント３を介
して回転、傾動自在に取り付けられたマスト、４
はこのマストに取り付けられたブーム、５はこの
ブームとマスト２に取り付けられたセール、６は
上記ボード１の下面に設けられた回転軸、７はこ
の回転軸を支承する軸受け、８は上記回転軸６の
回転速度に比例した抵抗を発生させるダンパ、９
はこのダンパと上記軸受け７が固定された据え付
け台である。
従来のボードセーリングシミユレータは上記の
ように構成され、屋外において自然風を利用して
使用される。操作時に練習者はマスト２をユニバ
ーサルジヨイント３で取り付けてある位置の背後
でボード１の上面に立ち、ブーム４を握る。セー
ル５が受ける自然風の風向きと風力はセール５と
一体になつているブーム４を操作して変化でき
る。練習者はブーム４を経て伝わるセール５が受
けた力とバランスするよう体重を移動し或いはセ
ール５が受ける力を変えるようブーム４を操作す
る。若し練習者が後方からセール５に風を受けて
いて方向転換をしたいとき、彼はセール５を前方
に傾け風力をボード１の先端部に作用させ、セー
ル５のどちらの側面が風にさらされているかに応
じてボード１を左か右に方向転換させる。これに
反して若し練習者が前方からセール５に風を受け
ているときは、彼はセール５を後方に引いて、風
の力をボード１の後方に作用させ、ボード１の後
部を移動させて方向転換をする。換言すれば風力
により、ボード１に回転軸６に直交する面内で回
転軸６に関する回転モーメントが生じ、ボード１
は回転軸６のまわりに回転する。回転軸６にはダ
ンパ８がベルト１０を介して接続されているた
め、ボード１には適当な回転抵抗が発生する。以
上の動作は水上においてセールボードを実際に操
縦する場合を模擬しているため、練習者はセール
ボードの操縦感覚を経験できる。
ように構成され、屋外において自然風を利用して
使用される。操作時に練習者はマスト２をユニバ
ーサルジヨイント３で取り付けてある位置の背後
でボード１の上面に立ち、ブーム４を握る。セー
ル５が受ける自然風の風向きと風力はセール５と
一体になつているブーム４を操作して変化でき
る。練習者はブーム４を経て伝わるセール５が受
けた力とバランスするよう体重を移動し或いはセ
ール５が受ける力を変えるようブーム４を操作す
る。若し練習者が後方からセール５に風を受けて
いて方向転換をしたいとき、彼はセール５を前方
に傾け風力をボード１の先端部に作用させ、セー
ル５のどちらの側面が風にさらされているかに応
じてボード１を左か右に方向転換させる。これに
反して若し練習者が前方からセール５に風を受け
ているときは、彼はセール５を後方に引いて、風
の力をボード１の後方に作用させ、ボード１の後
部を移動させて方向転換をする。換言すれば風力
により、ボード１に回転軸６に直交する面内で回
転軸６に関する回転モーメントが生じ、ボード１
は回転軸６のまわりに回転する。回転軸６にはダ
ンパ８がベルト１０を介して接続されているた
め、ボード１には適当な回転抵抗が発生する。以
上の動作は水上においてセールボードを実際に操
縦する場合を模擬しているため、練習者はセール
ボードの操縦感覚を経験できる。
このシミユレータは上記のように構成されてい
るから、ボードセール時にしばしば要求される行
動を練習できるようにするためには、所要の条件
の風向きと風速の自然風が不可欠である。
るから、ボードセール時にしばしば要求される行
動を練習できるようにするためには、所要の条件
の風向きと風速の自然風が不可欠である。
しかるに、シミユレータの設置場所、日時によ
り自然風の状態は変り、水上での実際の風と著し
く異なり、この装置は練習器として使用できない
状況にしばしば遭遇するという欠点があつた。
り自然風の状態は変り、水上での実際の風と著し
く異なり、この装置は練習器として使用できない
状況にしばしば遭遇するという欠点があつた。
この発明は、所要の条件の風向きと風速の自然
風が無い状態でも仮想的な所定の風の条件下での
セールボードの方向転換に相当するセール操作が
練習できる装置を得ることを目的とする。
風が無い状態でも仮想的な所定の風の条件下での
セールボードの方向転換に相当するセール操作が
練習できる装置を得ることを目的とする。
この発明に係るボードセーリングシミユレータ
は、マストの傾き角度をマスト角度検出器で検出
し、この検出器の出力信号をもとに、仮想的な風
の条件下で、ボードが回転する回転角度を計算
し、その計算された出力によりボード駆動装置で
ボードを回転駆動するようにしたものである。
は、マストの傾き角度をマスト角度検出器で検出
し、この検出器の出力信号をもとに、仮想的な風
の条件下で、ボードが回転する回転角度を計算
し、その計算された出力によりボード駆動装置で
ボードを回転駆動するようにしたものである。
第２図はこの発明を示す側面図、第３図はこの
発明の主要部であるジヨイント周辺の一例の詳細
を示す断面図、第４図はこの発明の制御回路の構
成図である。図において、１，２，４〜６及び９
は上記従来装置と同様のものである。
発明の主要部であるジヨイント周辺の一例の詳細
を示す断面図、第４図はこの発明の制御回路の構
成図である。図において、１，２，４〜６及び９
は上記従来装置と同様のものである。
３ａはボード１の上面に取り付けられたジヨイ
ントで、第３図にその詳細を示す。１２は回転軸
６を駆動するボード駆動装置で、据え付け台９に
固定されている。ａはセール５の風圧中心、ｂは
実際のセールボードにおいてボード１の横流れを
防ぐためにボード１の下面に取り付けられたダガ
ボードと呼ばれる水中に突入した突起物に作用す
る水の抵抗の中心に相当する仮想の抵抗中心であ
る。第３図、第４図では、１３は上記ボード１に
取り付けられた垂直軸受け、１４はこの垂直軸受
けに支承された垂直軸、１５はこの垂直軸に取り
付けられた水平軸受け、１６はこの水平軸受けに
支承された水平軸、１７はこの水平軸と上記垂直
軸１４に固定され、上記マスト２の傾斜角度を検
出するマスト角度検出器である。第２図で示すボ
ード駆動装置１２は、マストのセール面に垂直な
傾動機構及びマストの回転機構とは独立に駆動で
きるようにされている。１８はこの角度検出器の
出力信号をもとに仮想的な風の条件下で上記ボー
ド１の回転速度を計算する演算器、１９はこの演
算器の計算結果に相当した信号を発生する信号発
生器であり、この信号発生器の出力信号により上
記ボード駆動装置１２は動作する。ここでいう仮
想的な風とは自然風を模擬したもので、風速と風
向きを訓練の目的に応じて適宜プログラムされ変
化するものを言う。
ントで、第３図にその詳細を示す。１２は回転軸
６を駆動するボード駆動装置で、据え付け台９に
固定されている。ａはセール５の風圧中心、ｂは
実際のセールボードにおいてボード１の横流れを
防ぐためにボード１の下面に取り付けられたダガ
ボードと呼ばれる水中に突入した突起物に作用す
る水の抵抗の中心に相当する仮想の抵抗中心であ
る。第３図、第４図では、１３は上記ボード１に
取り付けられた垂直軸受け、１４はこの垂直軸受
けに支承された垂直軸、１５はこの垂直軸に取り
付けられた水平軸受け、１６はこの水平軸受けに
支承された水平軸、１７はこの水平軸と上記垂直
軸１４に固定され、上記マスト２の傾斜角度を検
出するマスト角度検出器である。第２図で示すボ
ード駆動装置１２は、マストのセール面に垂直な
傾動機構及びマストの回転機構とは独立に駆動で
きるようにされている。１８はこの角度検出器の
出力信号をもとに仮想的な風の条件下で上記ボー
ド１の回転速度を計算する演算器、１９はこの演
算器の計算結果に相当した信号を発生する信号発
生器であり、この信号発生器の出力信号により上
記ボード駆動装置１２は動作する。ここでいう仮
想的な風とは自然風を模擬したもので、風速と風
向きを訓練の目的に応じて適宜プログラムされ変
化するものを言う。
上記のように構成されたボードセーリングシミ
ユレータにおいて、セール５の風圧中心ａがボー
ド１の仮想抵抗中心ｂの真上に位置し、第２図に
示すｌ＝０の場合、ボード１には回転軸６のまわ
りの回転トルクは発生せず、ボードは直進するも
のと想定できる。この時の風圧中心ａと抵抗中心
ｂの直線距離をＬ、マスト２の方向を基準方向と
すると、基準方向から前後へのマストの傾き角度
αを変えれば、風圧中心ａと抵抗中心ｂの間の距
離の水平方向成分ｌが生じ、その値は次式で定ま
る。
ユレータにおいて、セール５の風圧中心ａがボー
ド１の仮想抵抗中心ｂの真上に位置し、第２図に
示すｌ＝０の場合、ボード１には回転軸６のまわ
りの回転トルクは発生せず、ボードは直進するも
のと想定できる。この時の風圧中心ａと抵抗中心
ｂの直線距離をＬ、マスト２の方向を基準方向と
すると、基準方向から前後へのマストの傾き角度
αを変えれば、風圧中心ａと抵抗中心ｂの間の距
離の水平方向成分ｌが生じ、その値は次式で定ま
る。
ｌ＝Ｌ・tanα …（）
今、風圧中心ａに風力と風向きが夫々Ｆ，θの
風が仮想的に作用した時、ボード１には回転軸６
のまわりの回転トルクＴが生じ、ボード１の進路
が変化するものと想定できる。
風が仮想的に作用した時、ボード１には回転軸６
のまわりの回転トルクＴが生じ、ボード１の進路
が変化するものと想定できる。
Ｔ＝Ｆ・ｌ・sinθ …（）
ここに、Ｔ：抵抗中心ｂに作用するボード１へ
の回転トルク Ｆ：風圧中心ａに作用する風力 ｌ：風圧中心ａと抵抗中心ｂの水平距離 θ：風圧中心ａと抵抗中心ｂを含む垂直
な平面と、風圧中心ａにおける風向き
のなす角度を表わす。
の回転トルク Ｆ：風圧中心ａに作用する風力 ｌ：風圧中心ａと抵抗中心ｂの水平距離 θ：風圧中心ａと抵抗中心ｂを含む垂直
な平面と、風圧中心ａにおける風向き
のなす角度を表わす。
さらに、このトルクＴがボード１に作用したと
きのボード１の力の釣り合いは下記（）式のご
とく表わされる。
きのボード１の力の釣り合いは下記（）式のご
とく表わされる。
Iγ″＋Cγ′＝Ｔ …（）
ここに、Ｉ：ボード１、マスト２、ブーム４、
セール５および練習者の体重を考慮し
た慣性モーメント γ：ボード１がトルクＴを受けて回転し
方向転換する角度即ち新しい進行方向 γ′：ボード１の回転角速度 γ″：ボード１の回転角加速度 Ｃ：水による減衰抵抗を表わす。
セール５および練習者の体重を考慮し
た慣性モーメント γ：ボード１がトルクＴを受けて回転し
方向転換する角度即ち新しい進行方向 γ′：ボード１の回転角速度 γ″：ボード１の回転角加速度 Ｃ：水による減衰抵抗を表わす。
仮想的な風力Ｆと風向きθを設定すれば、風圧
中心ａと抵抗中心ｂの水平距離ｌはマスト３のセ
ール５の面内での基準方向からの傾角αから式
（）で算出できるので、上記（），（）式を
満足する解としてボード１の回転すべき角度γが
決まる。そこでボード１を角度γだけ方向転換さ
す出力信号がボード駆動装置１２に入力され、ボ
ード１は回転軸６のまわりに回転駆動する。
中心ａと抵抗中心ｂの水平距離ｌはマスト３のセ
ール５の面内での基準方向からの傾角αから式
（）で算出できるので、上記（），（）式を
満足する解としてボード１の回転すべき角度γが
決まる。そこでボード１を角度γだけ方向転換さ
す出力信号がボード駆動装置１２に入力され、ボ
ード１は回転軸６のまわりに回転駆動する。
以上の動作を第４図の制御回路構成図を用いて
更に詳しく以下のとおり説明する。マスト角度検
出器１７で検出されたマストの傾角の検出信号は
演算器１８に入力され。演算器１８はデジタル計
算機から構成され、式（），（）及び（）を
満足する解γを、例えば線形加速度法による積分
によつて算出する。この演算は浮動小数点の積算
を約20回必要とするが、数値演算回路を用いるこ
とにより１ミリ秒以内で実施することができる。
こゝで算出されたボード１の回転角度γの値は信
号出力発生器１９に入つて、ボード駆動装置１２
を動作させる電気信号に変換される。ボード駆動
装置１２は例えば電気−油圧サーボを用いた駆動
装置であり、信号発生器１９からの出力信号を受
けて回転軸６を駆動し、この回転軸６に取り付け
られたボード１は回転駆動される。上記の制御回
路系の演算過程は10分の１秒以内の高速で連続し
て繰り返えし行なわれるよう設定してあるので、
ボード１はマスト２の傾角αに応じて円滑に回転
運動を行ない、実際のセールボードを操縦する場
合と同様の状態が実現される。それ故、練習者は
ボード１が円滑に動作していると感じ、仮想的な
風の条件下で実際の場合に即したボードの方向転
換技術を習得することができる。
更に詳しく以下のとおり説明する。マスト角度検
出器１７で検出されたマストの傾角の検出信号は
演算器１８に入力され。演算器１８はデジタル計
算機から構成され、式（），（）及び（）を
満足する解γを、例えば線形加速度法による積分
によつて算出する。この演算は浮動小数点の積算
を約20回必要とするが、数値演算回路を用いるこ
とにより１ミリ秒以内で実施することができる。
こゝで算出されたボード１の回転角度γの値は信
号出力発生器１９に入つて、ボード駆動装置１２
を動作させる電気信号に変換される。ボード駆動
装置１２は例えば電気−油圧サーボを用いた駆動
装置であり、信号発生器１９からの出力信号を受
けて回転軸６を駆動し、この回転軸６に取り付け
られたボード１は回転駆動される。上記の制御回
路系の演算過程は10分の１秒以内の高速で連続し
て繰り返えし行なわれるよう設定してあるので、
ボード１はマスト２の傾角αに応じて円滑に回転
運動を行ない、実際のセールボードを操縦する場
合と同様の状態が実現される。それ故、練習者は
ボード１が円滑に動作していると感じ、仮想的な
風の条件下で実際の場合に即したボードの方向転
換技術を習得することができる。
この発明は以上説明したとおり、マストの傾き
角度をマスト角度検出器で検出し、この検出器の
出力信号をもとに、仮想的な風の条件下でボード
が回転する回転角度を計算し、その計算された出
力によりボード駆動装置でボードを回転駆動する
ようにしたので、所要の条件の風向きと風速の自
然風が無い状態でも仮想的な所定の風の条件下で
のセールボードの方向転換を生じさせてそれに相
当するセール操作を練習できる効果がある。
角度をマスト角度検出器で検出し、この検出器の
出力信号をもとに、仮想的な風の条件下でボード
が回転する回転角度を計算し、その計算された出
力によりボード駆動装置でボードを回転駆動する
ようにしたので、所要の条件の風向きと風速の自
然風が無い状態でも仮想的な所定の風の条件下で
のセールボードの方向転換を生じさせてそれに相
当するセール操作を練習できる効果がある。
第１図は従来のボードセーリングシミユレータ
を示す斜視図、第２図はこの発明を示す側面図、
第３図はこの発明の主要部であるジヨイント周辺
の一例の詳細を示す断面図、第４図はこの発明の
制御回路の構成図である。 図において、１はボード、２はマスト、４はブ
ーム、５はセール、６は回転軸、１２はボード駆
動装置、１７はマスト角度検出器、１８は演算
器、１９は信号発生器である。なお、図中、同一
符号は同一または相当部分を示すものとする。
を示す斜視図、第２図はこの発明を示す側面図、
第３図はこの発明の主要部であるジヨイント周辺
の一例の詳細を示す断面図、第４図はこの発明の
制御回路の構成図である。 図において、１はボード、２はマスト、４はブ
ーム、５はセール、６は回転軸、１２はボード駆
動装置、１７はマスト角度検出器、１８は演算
器、１９は信号発生器である。なお、図中、同一
符号は同一または相当部分を示すものとする。
Claims (1)
- １ ブームを取り付けたマストと、このマストと
ブームの両者に取り付けられたセール、上記マス
トをジヨイントを介して保持するボード、このボ
ードを回転可能に保持する回転軸、この回転軸と
上記マストとに取付けられ、上記マストの傾き角
度を検出するマスト角度検出器、このマスト角度
検出器からの出力信号をもとに、仮想的な風の条
件下で、上記ボードが実際に回転する回転角度を
計算する演算器、この演算器からの計算されたボ
ードの回転角度に対応した電気信号を発生する信
号発生器、この信号発生器からの電気信号に対応
して上記ボードを上記回転軸のまわりに回転駆動
するボード駆動装置を備えたボードセーリングシ
ミユレータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP382384A JPS60146284A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | ボ−ドセ−リングシミユレ−タ |
| DE19853500406 DE3500406A1 (de) | 1984-01-10 | 1985-01-08 | Segelsurf-simulator |
| FR8500252A FR2557995B1 (fr) | 1984-01-10 | 1985-01-09 | Simulateur de navigation sur planche a voile. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP382384A JPS60146284A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | ボ−ドセ−リングシミユレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60146284A JPS60146284A (ja) | 1985-08-01 |
| JPH035185B2 true JPH035185B2 (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=11567912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP382384A Granted JPS60146284A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | ボ−ドセ−リングシミユレ−タ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60146284A (ja) |
| DE (1) | DE3500406A1 (ja) |
| FR (1) | FR2557995B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0275665B1 (en) * | 1986-12-18 | 1993-03-17 | Michael Anthony Smithard | Improvements in and relating to educational devices |
| DE4436432A1 (de) * | 1994-10-12 | 1996-04-18 | Otto Krauledat | Segelboot-Trockensimulator als Kombination aus motorischem Re-Li-Lauf-Antrieb mit stufenloser feinfühliger Kupplung |
| CN119408650B (zh) * | 2025-01-03 | 2025-04-11 | 闽江学院 | 一种带水帆脱离检测的漂流浮球及其监测方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2756085A1 (de) * | 1977-12-16 | 1979-06-21 | Friedrich Martin | Uebungs- und konditionsgeraet |
| FR2496472A1 (fr) * | 1980-12-23 | 1982-06-25 | Daninos Christian | Dispositif pour l'apprentissage et le perfectionnement du maniement d'une planche a voile |
-
1984
- 1984-01-10 JP JP382384A patent/JPS60146284A/ja active Granted
-
1985
- 1985-01-08 DE DE19853500406 patent/DE3500406A1/de active Granted
- 1985-01-09 FR FR8500252A patent/FR2557995B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2557995A1 (fr) | 1985-07-12 |
| FR2557995B1 (fr) | 1987-10-30 |
| JPS60146284A (ja) | 1985-08-01 |
| DE3500406A1 (de) | 1985-07-18 |
| DE3500406C2 (ja) | 1990-08-02 |
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