朝向α计算（步骤810)在链接到可移动元件的方位标（R2)内的移位以及因此 移位力，这被用来利用PID类型的控制器计算（步骤815)用于可移动元件的机械元件（例 如，振动器）的控制。
[0178] 然后，计算出的控制被发送到可移动元件，以便应用到机械元件（步骤820)。
[0179] 如利用虚线表示的，步骤800至820根据需要被重复许多次。
[0180] 在这里观察到，虽然参考图8所述的步骤在这里是在链接到感测表面的计算机系 统的软件模块中实现的，但是它们作为替代可以至少部分地在可移动元件中实现。
[0181] 图9，包括图9a至9c，表示能够被集成到可移动元件中并且包括电机、被电机驱动 的偏心重块以及弹性和/或可移动垂直挡块的振动器类型的机械元件。
[0182] 如所示出的，机械元件900包括电机905,其旋转速度并且，优选地，旋转方向可以 被控制。重块910偏心安装在电机的轴915上。作为替代，重块910可以偏心安装在被电 机的轴驱动的轴上。机械元件900还包括垂直挡块920,其一端可移动紧固到机械元件并且 另一端可以在重块910旋转时被重块910撞击。
[0183] 作为替代，或者以补充的方式，垂直挡块920是弹性的。在这种情况下，它可以刚 性紧固到机械元件900。
[0184] 因此，弹性和/或可移动垂直挡块被放在重块的路径上，使得其在每次转动都被 撞击。
[0185] 图9a不出了在垂直挡块的两次撞击之间重块的位置，而图9b和9c分别不出了在 撞击开始和结束时重块的位置。
[0186] 在这里应当指出的是，当可移动元件相对于感测表面不移动并且关于可移动元件 的移位是动态的时，感测表面与可移动元件之间接触的本质和状态形成静态摩擦力，直接 影响对于产生和维护可移动元件的运动所必需的移位力。
[0187] 因此，在重块撞击到垂直挡块时产生的瞬时力和由重块在由可移动元件剩余部分 构成的系统上产生的瞬时力向量（在重块撞击到垂直挡块上的时刻之外）应当根据感测表 面与可移动元件之间的摩擦力（静态，然后动态）来确定。
[0188] 为了产生运动，在重块撞击到垂直挡块上的时刻之外由重块在可移动元件上产生 的瞬时力向量，沿着与接触表面平行的轴，应当保持小于可移动元件在感测表面上的摩擦 力，而在重块撞击到垂直挡块上时产生的瞬时力应当超过这个与可移动元件运动相反的摩 擦力。
[0189] 在这里扭矩，优选地基本上是恒定的，由电机施加到其轴上并且以基本上恒定的 加速度驱动重块。由于可移动元件与感测表面之间的静态摩擦力，可移动元件在重块旋转 的大部分时间内（相对于感测表面）不移动。
[0190] 就在重块与弹性和/或可移动垂直挡块撞击之前，可移动元件在重块中存储了一 定量的动量（如图9中由箭头所指示的），但是可移动元件不移位。
[0191] 由于可移动元件的动量守恒，当重块与弹性和/或可移动垂直挡块撞击时，可移 动元件具有向左移动的趋势，从而导致重块被挡块急剧减慢。如果起作用的参数，尤其是电 机的旋转速度、重块的质量和垂直挡块对重块撞击的阻力，被调整，以便让由于重块在垂直 挡块上撞击所生成的力大于静态摩擦力，则可移动元件向左移动。
[0192] 通过逆转重块的旋转方向，可移动元件向右移动。
[0193] 通过在可移动元件中集成多个优选地具有彼此水平和垂直旋转轴的振动器类型 的机械元件，诸如参考图9所描述的，通过调制相对速度并控制电机的旋转方向，可移动元 件可以被指向任何方向。
[0194] 作为替代，或者以补充的方式，电机的旋转可以被控制，使得，经小于电机回转时 间的时间，其轴的正或负加速度产生非零的动量量并且因此产生移位力。
[0195] 在这里观察到，如果诸如参考图9所述的机械元件的机械元件可以被用来移动可 移动元件，则它们也可以被用来产生特定效果，例如跳动。为了这些目的，尤其有可能使用 弹性和/或可移动的水平挡块。弹性和/或可移动倾斜挡块的实现使得有可能结合可移动 元件的移位与诸如跳动的移位的特定效果。
[0196] 虽然被集成到可移动元件中的振动器类型的机械元件使得能够对可移动元件移 位，但是它们也可以被用来在玩家尝试将可移动元件持在手中时生成加速度和/或振动。
[0197] 由于当可移动元件在感测表面附近时其位置和朝向是被实时知晓的，因此有可能 不仅触发振动效果而且在期望的方向生成加速度（并且因此生成力），即，基于链接到感测 表面的方位标在特定方向指向的触觉力。
[0198] 应当指出的是，如今操纵杆或控制杆类型的设备一般配备振动器但是这些不是定 向的。所产生的效果是模拟例如在碎石上的车辆向前移动或者触摸网球的动作的简单振 动。
[0199] 作为例子，在这里假设可移动元件被用来指导2D或3D视频游戏中的人物。如果 人物被某个方向中的射击触及，则有可能让玩家感到射击来的方向。
[0200] 为了这些目的，优选地是规格化正交的第一方位标RA i，j与感测表面（例如，板 105)关联，并且优选地也是规格化正交的第二方位标R2P，u，v与所考虑的可移动元件关联。 在向量?与δ之间形成的角度表示为α。角度α的值是实时获得的，通常利用以上所述的 获得可移动元件的位置和朝向的算法。
[0201] 在这里假设要在所考虑的可移动元件中生成的力F在方位标&中具有坐标 (Xl，yi)并在方位标R2中具有坐标（x2，y 2)。因此，力F在方位标私中的坐标可以按以下形 式表示：
[0202] x2= X p cos ( a ) +5^· sin ( α )
[0203] y2= y cos ( a ) -χλ. sin ( a )
[0204] 因此，基于力F在链接到感测表面的方位标中的、由联系感测表面实现的应用确 定的坐标，有可能实现其在可移动元件的方位标中坐标的实时计算。当后者坐标被计算时， 适于相应地控制可移动元件的振动器类型机械元件（通常包括两个或四个振动器，诸如参 考图9所描述的那些）。要在可移动元件中生成的力基于可移动元件的位置被伺服。为了 这些目的，这是根据可移动元件的位置被实时计算的。
[0205] 自然，为了满足具体需求，本发明领域的技术人员将能够对前面的描述进行修改。 特别地，虽然为了说明，本发明可以特别地参考RFID协议来描述，但是本发明不限于其实 现。
【主权项】
1. 一种用于生成并伺服可移动元件的移位力的设备，所述可移动元件的位置和朝向被 实时确定，所述设备的特征在于包括以下装置： -用于生成至少一个移位力的装置（535)，所述用于生成至少一个移位力的装置能够 被控制以生成沿多个不同方向的力； -接收装置（505, 520)，用于接收射频信号； -用于发射电磁信号的发射装置（515)，所述电磁信号是响应于激活信号而被发射的 并使得能够实时定位包括所述设备的可移动元件； -控制装置（510)，连接到所述接收装置并连接到所述用于发射电磁信号的发射装置， 所述控制装置被配置为用于 〇响应于接收到的射频信号的控制信息而控制所述用于生成至少一个移位力的装置， 和 〇响应于接收到的射频信号的同步信息而生成激活信号。2. 如权利要求1所述的设备，其中所述用于生成至少一个移位力的装置包括振动器类 型的机械元件。3. 如权利要求2所述的设备，其中所述机械元件包括至少一个电机（905)和被所述至 少一个电机直接或间接驱动的至少一个偏心重块（910)。4. 如权利要求3所述的设备，还包括至少一个弹性和/或可移动挡块（920)，所述至少 一个挡块被安装以使得所述至少一个挡块在所述至少一个重块的每次旋转时被所述至少 一个重块撞击。5. 如权利要求3或权利要求4所述的设备，其中所述至少一个电机具有与所述设备的 移位平面基本上垂直的旋转轴。6. 如权利要求1至5中任何一项所述的设备，包括两个或四个振动器类型的机械元件。7. 如权利要求1至6中任何一项所述的设备，其中用于接收射频信号的所述接收装置 包括双端口存储器，所述双端口存储器被配置为能够通过由射频信号和所述控制装置读和 /或写而被访问。8. 如权利要求1至7中任何一项所述的设备，其中用于接收射频信号的所述接收装置 包括用于从接收到的射频信号识别同步信息和/或控制信息的识别装置以及用于将识别 出的同步信息和/或识别出的控制信息发送到所述控制装置的发送装置。9. 如权利要求7所述的设备，其中所述控制装置包括用于访问存储在所述双端口存储 器中的值的装置，同步和/或控制信息是根据存储在所述双端口存储器中的值来识别的。10. 如前面任何一项权利要求所述的设备，其中用于接收射频信号的所述接收装置符 合RFID类型标准。11. 一种用于伺服可移动元件的移位力的系统，所述可移动元件的位置和朝向被实时 确定，所述系统的特征在于包括以下装置： -至少一个可移动元件，包括如权利要求1至10中任何一项所述用于生成和伺服可移 动元件的移位力的设备；和 -感测表面，包括： 〇位置检测引航装置，用于顺序激活可移动元件的电磁发射； 〇用于定位电磁信号的装置；及 〇控制引航装置，用于发射控制信息，以使得能够控制所述用于生成所述至少一个可 移动元件的所述设备的至少一个移位力的装置。12. 如权利要求11所述的系统，其中所述至少一个可移动元件的所述设备的所述至少 一个移位力是响应于由所述定位装置确定的所述至少一个可移动元件的位置信息而确定 的。13. 如权利要求11或权利要求12所述的系统，其中所述控制引航装置包括用于计算所 述至少一个可移动元件的实际路径与所述至少一个可移动元件的期望路径之间的误差的 装置。14. 如权利要求11至13中任何一项所述的系统，其中所述控制引航装置包括PID类型 调节器。
【专利摘要】本发明尤其涉及生成并伺服实时定位的可移动元件的移位力。设备包括用于生成移位力的装置，所述装置可被控制以便在多个不同方向生成力。所述设备还包括：用于接收无线电信号的装置，用于发送电磁信号的装置，所述电磁信号是响应于激活信号被发送的并且使得能够实时定位包括所述设备的可移动元件，以及连接到所述接收装置并连接到所述用于发送电磁信号的装置的控制装置。控制装置被配置为用于响应于接收到的射频信号的控制信息而控制所述用于生成至少一个移位力的装置、以及响应于接收到的射频信号的同步信息而生成激活信号。
【IPC分类】G06F3/046, A63F9/24, G06F3/01, A63F13/90
【公开号】CN105246566
【申请号】CN201480028815
【发明人】L·沙班, V·勒菲弗, C·迪泰伊
【申请人】Epawn公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年4月4日
【公告号】EP2983802A1, US20160038832, WO2014167229A1