专利名称:方向感觉校正系统的制作方法
本实用新型涉及到人的方向感觉与实际方向不一致时的校正问题。当某人的方向感觉与实际不符时(称为转向)，他可以将其感觉中的方向输入给本系统的方向感觉校正装置，该装置就会根据转向者的感觉中的东西南北与实际方向相差的角度对其进行校正。在校正过程中，该装置未改变转向者的原有的方向印象(或感觉)，却使转向者的方向感觉与实际相符合。
现有的指示方向的装置就是古老的指南针，它可以给人们指示出东西南北的方向，使人们不会迷途，但它对解决人的方向感觉与实际不符时怎样校正的问题却是无能为力。尽管有时人们从外界的景物、太阳和星斗的位置可以知道哪个方向是南方或北方，但可能他的感觉却是另一回事。有可能他印象中的南方却是东北方向。这给人们的生活带来诸多别扭和不便。
本实用新型的任务是提供一种能使人们的方向感觉与实际方向一致的装置。
大家都会有这样的感觉，当你坐在汽车中沉思问题的时候，汽车突然拐了一个弯改变了行驶的方向，而这时你从沉思中醒来，却会感觉车还是按原来的方向行驶。或者你从青岛乘火车去北京路过济南站，在列车未到济南站之前，你感觉到列车是自东向西行驶的，这无疑是正确的。如果列车驶过济南站后你仍感到车在向西开，那么你的感觉就错了。因为这时铁路已向北方向拐去。于是到达北京后，你的感觉就与当地人的感觉相差90度。如果你在北京永久定居，这种感觉将会伴随着你终生。而若是在出北京站之前经过本校正装置校正后，就永远不会有此烦恼。
这样，发生转向的原因就是你所处的小环境参照物在你不知觉的情况下与地理环境参照物之间发生了转动。所以，当你走出这个小环境进入大环境时，你会仍保持原来的相对于小环境参照物的方向印象，这就发生了转向现象。实现转向校正的原理也一样，为此设置了一个与外景物隔离的装置，它会根据转向者转向的角度，将这个装载转向者的装置在转向者不知不觉中转到转向者所认为的方向在实际方向中的位置上。那么当被校正者走出这个装置时，尽管他仍保持着原来的方向印象，但这个印象却是经过校正后与实际方向相符的，从而达到校正的目的。
如图4所示，〔02〕是校正装置的门，圆表示校正装置，门〔02〕处在实际方向坐标系中的位置是北方。图5表示的是校正装置处在转向者的方向感觉坐标系中的状态(这是假设的)，他认为的南方却是实际的东南方向，门(02)在他的感觉中处在东北方向。图6表示校正装置经过转动校正后停止的位置，这时门〔02〕被转到了实际的东北方。由于被校正者的感觉相对于校正装置是不变的，所以他的方向感觉坐标系的轴也被转到与实际方向重合的位置上来，从而达到校正的目的。
本实用新型适用于一次校正，即转向者首次到达一个陌生的地方，或者即使不是第一次到达，但他对周围环境的景物印象不深，也可以实现校正。而对类似于在居住地生活很久而长期处在转向状态的人，则校正后达不到预期的效果。在一个地区的机场、车站、港口等外来人口流量较大的地点或易发生转向的地点安装本装置后，可以使以后到达本地的人不会发生转向，或者说经过校正他们的方向感觉将与当地人的感觉一样。
以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是本实用新型的总体建筑与设备布置示意图。
图2是本实用新型的方向感觉指向盘的盘面布置图。
图3是本实用新型的校正装置的传动结构示意图。
图4至图6是校正装置在实际方向坐标系和转向者感觉方向坐标系中所处的位置示意图及经过校正后装置所处的位置示意图。
图1是校正室的总体建筑与校正装置布置示意图。假设它是按图中所标的方向正南正北设置的。它分三层结构，最外层的方框表示校正室的外墙(1)。中间的一层是校正室的内墙(4)，它采用八边形对称的建筑结构。最里层的是校正装置(8)。在校正室的外层墙(1)的入口处与八边形内墙(4)之间有一通道。其具体情况介绍如下外墙(1)把外界的景物同校正室内的景物隔离开来，使被校正者在走出校正室之前看不到外界的景物。门(2)是校正室的入口，(3)是入口指示灯，它在校正装置(8)内有人正在被校正时指示禁止入内信号，而在校正完毕时指示允许入内信号。
校正室的内墙(4)采用八边形对称式建筑结构，墙的相邻两边之间的夹角为135°，其目的是使转向者在被校正后走出校正装置(8)时，他所看到的景物和方向与在进入校正装置(8)之前的印象相同，从而证实他对校正装置(8)的箱体(05)未发生转动的感觉是“正确”的。在校正室的内墙(4)上，每边上各设一个门(5)，平时都是关闭着的。当校正装置的箱体(05)转到任何一个方向时(180度转向的除外)，被校正者都可以从装置(8)的门(02)所正对着的校正室的内墙上的门(5)走出，然后根据校正室外墙(1)内壁上所标示的出口方向走出校正室。而对180度转向者，箱体(05)转到正对着转向者原来进入校正室内墙(4)上的门(5)，这时门上方的指示灯(10)指示“勿从此门出”信号，被校正者就可以从其它门走出校正室。(6)是校正装置(8)的箱体(05)的照明灯，它安装在校正室的天花板上，不与校正装置(8)的箱体(05)固定在一起，但箱体(05)的顶层正对着照明灯(6)的地方装有灯罩(25)(见图3)，灯光透过灯罩(25)给箱体内以照明，使箱体(05)在转动的情况下一直得到照明。(7)是方向指示灯，在校正室的八边形内墙(4)的门(5)上方各设一个，每个方向指示灯可显示4种字形即“东”、“西”、“南”、“北”，同一时刻每个灯只显示一个字或无显示。(9)是校正室出口处的门，转向者经过校正后可以从此门走出校正室。
校正装置(8)的箱体(05)是长方体形状的，其底部结构是正方形的。在箱体(05)的底盘(01)的上面有一圆盘(03)，其用途是支承被校正者的，即转向者是站在圆盘(03)上被校正的。圆盘(03)固定在地面上，它不随着箱体(05)旋转。(02)是箱体(05)的门，在校正装置的前后两侧各设一个。它是一种自复式门，平时靠弹簧的弹力保持在关闭状态。转向者从一个门(02)进入箱体，校正后从箱体的另一个门出，这样整个箱体(05)在对转向者进行校正时是与外界的景物隔绝的，转向者在校正装置(8)中看不到装置外的景物。(04)是方向感觉指向盘，它通过一个连接管固定在圆盘(03)上。方向感觉指向盘(041)同(04)盘面布置相似，它安装在校正室的入口处，它的第一个作用是在第一个转向者操作指向盘(041)后，其它人如果看到指向盘(041)上的方向指向与自己的感觉相同，那么他们可以与第一个转向者一同进入校正。其二是控制校正室八边形内墙上的方向指示灯(7)，使其显示的“东”、“西”、“南”、“北”方向与转向者的感觉一致。
图2是方向指向盘(4)的盘面布置图(001)是方向指向开关的旋钮。在本实施方案中，指向盘(04)是水平放置的。指向开关设有8个档位，相邻两档位之间夹角为45度。各档位分别正对着东、西、南、北、东南、西南、东北、西北各方向。转向者感觉到哪个方向是南即可将指向开关(001)旋向哪个位置。假设指向旋钮(001)被旋到图2中所示的位置，即该转向者感觉的南却是实际的东北位置，即其方向感觉与实际方向按逆时针方向相差135度。这样，控制电路测出这个角度后就控制校正装置(8)的箱体(05)旋转到实际的西北方向时停转即顺时针方向转过135度的位置，这时转向者的感觉就与实际相符了。
图2中(003)是“直接出门”指示灯，当指向开关的旋钮(001)被旋到实际的南方向时，指示灯(003)点亮，说明此人未转向不需要校正，直接出门即可。(002)是“确认”按钮，当转向者确认指向开关旋钮(001)的指向与自己的感觉相符时按下该按钮，校正装置即开始工作对转向者进行校正。
图1中方向开关(041)其结构与图2所示的相似，区别仅在于多了一个“锁闭”指示灯。“确认”按钮被按下后“锁闭”指示灯点亮(只有在开关(001)被旋到实际的“南”方向时不点亮)，表示指向开关旋钮(001)被锁闭旋转不动，只有校正完毕时才灭灯表示解锁。这时下批转向者才可以将指向开关旋向自己感觉的方向。
在本实施方案中选择了具有8个档位的方向感觉指向开关来测量转向者转向的角度，其测量的结果和由此进行校正的结果是近似的。原因是人的方向感觉不是十分精确的和固定不变的。它会随着人所处的周围的环境特别是建筑物所处的方向而发生稍微的调整。而校正的目的并不是仅为了给被校正者一个精确的方向感，更重要的是使被校正者的方向感与当地人的方向感一致，故无须精确校正亦可达到校正的效果。
图3是校正装置(8)的传动结构示意图。其中(11)是蜗轮蜗杆减速器。在减速器(11)的输入轴(12)与电动机轴之间的带制动轮的联轴器上装有电磁制动器(图中未画出)。(13)是减速器(11)的输出轴。主动齿轮(14)通过键联结固定在输出轴(13)上。(22)和(21)分别是回轴支承的上圈(动圈)和下圈(固定圈)。回转支承的下圈(21)通过垫板(19)固定在水泥坑道的槽肩上。上圈(22)带有内齿，它与主动齿轮(14)啮合实现回转。(20)是箱体(05)的底架，它通过垫板(23)与回路支承的上圈(22)固定在一起。这样箱体可在电动机的驱动下转动。(01)是踏板，它固定在箱体底架(20)上，同时借以挡住被校正者的视线，使其觉察不出箱体(05)在转动。(17)是圆盘(03)的支承体，其底座固定在地面上，上座与圆盘(03)固定在一起。(15)是磁性体，它固定在底架(20)的某一确定的位置上。(16)是控制电路板，上面装有若干干簧管开关。磁性体(15)与控制电路板(16)配合控制箱体(05)的制动时机和停转位置。方向感觉指向盘(04)，通过圆管(18)固定在圆盘(03)上。(24)是指向盘(04)与电路板(16)和地面电路、电源之间的联系电缆。(25)是照明灯罩，它固定在箱体(05)的顶部。固定在校正室天花板上的照明灯(6)通过灯罩(25)为校正装置的箱体(05)内部提供照明。(02)是箱体(05)的门，在箱体(05)的前后侧各设一个，平时门(02)靠弹簧的弹力处于关闭状态。
在本实施方案中，采用的校正装置(8)的箱体(05)是随着箱体底板(01)一起旋转的，而承载转向者的圆盘(03)是固定不转的，其目的是利用一定条件下人视觉的逆反效应来达到校正的效果。乘过火车的人都有过这样的体验，两列火车同时停靠在火车站的两个相邻的轨道上，当其中的一列火车启动向前移动时，坐在另一列火车上的旅客会发现已启动的列车不动而自己所乘的列车在向后退去。运用这个原理，当人进入校正装置后站在圆盘(03)上时，箱体(8)开始转动，这时站在圆盘(03)上的被校正者会发现箱体(05)未转动而自己却被圆盘(03)带着向另一个方向转动，只不过圆盘(03)转动得相当平稳。所以不论被校者感觉到自己被圆盘(03)带着转到什么位置，他在校正装置箱体(05)停止转动时，被校正者还会从校正装置(8)的另一个门(02)(非原来进入的门)出来。当他走出校正装置(8)时，他的方向印象虽未改变，但他的方向感觉实际上已与进入装置前的方向感觉相差了一个角度，并且他会一直保持着这种方向感觉，从而达到校正的目的。
下面以对逆时针方向转向45度即感觉到的南方却是实际的东南方向的转向者进行校正为例说明本校正系统的动作程序。
如图1所示，当入口处指示灯(3)显示允许入内信号时，转向者将装在校正室外的方向开关旋钮(001)旋到指向自己感觉中的“南”方向，然后按下“确认按钮”(002)，转向者经过门(2)再进入门(5)内，这时指向者可发现八边对称式校正室的内墙(4)的上方的各个方向指示灯(7)显示的“东”、“西”、“南”、“北”与自己的感觉中方向相同，然后进入校正装置(8)的箱体(05)内站在圆盘(03)上，按同样的手续操作指向盘(04)后，箱体(05)开始转动，而被校正者却会感觉到箱体(05)未转而自己被圆盘(03)带着转到另一个位置，当箱体的出口门(02)转到实际方向的东北位置时停止转动，这时由于被校正者其方向印象中箱体(05)的出口门(02)仍处在东北方向，所以他会从他感觉的东北方向同时也是实际的东北方向走出校正装置。延时一段时间后箱体转回到原来的位置上。而转向者走出校正装置时校正室的内墙上显示的“东、西、南、北”方向在装置停转时变换成与实际方向一致的位置上，这样就更加证实了他出、入校正装置前后的方向感觉未发生一点改变，而这时他的感觉却是正确的。
然后被校正者从校正室的内墙(4)内走出，再按外墙(1)内壁上标示的出口方向走出校正室。这样一个完整的校正过程就完成了。
权利要求
1.一个由方向感觉指向盘[04]、[041]、方向感觉校正室内墙[4]、校正装置[8]、方向指示灯[7]组成的方向感觉校系统，其特征是校正室内嵌套着校正室内墙[4]，校正装置[8]又安装在校正室内墙[4]内，而方向感觉指向盘[041]安装在校正室外，[04]安装在校正装置内，方向指示灯[7]安装在校正室内墙[4]上。
2.按权利要求
1规定的方向感觉指向盘〔04〕和〔041〕，其特征是具有一个八档位的转换开关，其各个档位分布在相邻两档之间相差45度角的位置上，并且各个档位分别对准东、西、南、北、东南、东北、西南、西北八个方向，还具有一个直“接出门指示灯”〔003〕和“确认按钮”〔002〕，对方向感觉指向盘〔041〕还具有一个“锁闭指示灯”。
3.按权利要求
1规定的校正室内墙〔4〕和方向指示灯〔7〕，其特征是校正室的内墙〔4〕具有八边形对称式的建筑结构，其相邻两边之间的夹角为135度，内墙〔4〕的每边上各带有自复式门〔5〕，方向指示灯〔7〕安装在校正室内墙〔4〕的各门〔5〕的上方，每个指示灯〔7〕可显示“东”、“西”、“南”、“北”字符或无显示，且其显示的字符是可以变换的。
4.按权利要求
1规定的校正装置〔8〕，其特征是具有一个可以回转的箱体〔05〕，在箱体〔05〕上开有自复式门(02)。
5.按权利要求
1和4规定的箱体〔05〕，其特征是它与装在其内部的，与固定在地面上的圆盘〔03〕是分离的，其底盘〔01〕与箱体〔05〕固定在一起可以转动，而圆盘〔03〕是不转的。
专利摘要
本实用新型提供了一种可以对人的方向感觉与实际方向不一致时进行校正的系统。它主要由八边形对称式校正室内墙、方向感觉校正装置、方向感觉指向盘和方向指示灯组成。转向者将方向感觉指向盘的指向旋钮旋到指向自己感觉中的“南”方向后，承载转向者的、与外界景物隔离的校正装置就会在转向者不知不觉中转到实际的“南”方向，这个过程虽然被校正者的方向印象未改变，但当他走出该装置时他的感觉却是正确的。
文档编号G01C17/00GK87201516SQ87201516
公开日1988年3月30日 申请日期1987年5月9日
发明者于建波 申请人:于建波导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan