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TAPIS ADAPTE AUX DEPLACEMENTS DANS UNE REALITE
VIRTUELLE.
La présente invention se rapporte à un dispositif adapté à des
déplacements dans une réalité virtuelle, sans risque de rencontrer un obstacle
de la réalité physique.
Lorsqu'une personne porte un casque de réalité virtuelle, cette
personne n'a plus la vision de la réalité physique du lieu dans lequel elle se
trouve. En outre, les déplacements qui lui sont proposés dans la réalité
virtuelle
ne sont pas toujours compatibles avec la configuration et les dimensions de ce
lieu physique.
L'art antérieur apporte plusieurs solutions complexes qui tendent à
maintenir la personne dans un espace physique restreint en la faisant se
déplacer sur un dispositif qui compense dans l'espace réel les déplacements
qu'elle effectue dans l'espace virtuel.
Un premier parmi ces dispositifs comprend plusieurs tapis roulants
transversaux entrainés longitudinalement dans une boucle sans fin. La boucle
permet de déplacer les tapis vers l'avant ou l'arrière de la boucle, et chaque
tapis peut se déplacer vers la droite ou vers la gauche de la boucle, de façon
indépendante, sous les pas de la personne et dans la direction inverse à celle
du
déplacement de cette personne dans la réalité virtuelle. Ainsi, dans la
réalité
physique, la personne reste sensiblement à la même place, au milieu du
dispositif. Un tel dispositif est particulièrement encombrant et complexe et
3o notamment inadapté à une utilisation du type loisir.
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Un deuxième de ces dispositifs comprend plusieurs plaques se
déplaçant sur le sol du lieu réel, venant au devant des pas de la personne et
la
ramenant en sens inverse de ses déplacements. Ainsi, dans la réalité physique,
la personne évolue dans un espace restreint et contrôlé. Un tel dispositif est
moins encombrant que le premier. Il est cependant difficile de mise en ouvre.
Il est en outre peu réactif, notamment en cas de déplacements rapides de la
personne dans la réalité virtuelle.
L'invention a pour but de proposer un dispositif, pour le déplacement
d'une personne dans la réalité virtuelle, qui permette à cette personne
d'évoluer
1o dans un espace restreint de la réalité physique, simple à fabriquer et à
mettre en
oeuvre et qui puisse être adapté à une utilisation ludique.
Pour atteindre ce but, l'invention propose de réaliser un dispositif
caractérisé en ce qu'il comprend un noyau sensiblement rigide et une
enveloppe disposée pour pouvoir se déplacer dans toutes les directions autour
du noyau, l'enveloppe formant avec le noyau une surface pour le déplacement
d'une personne, l'ensemble formé par le noyau et son enveloppe reposant sur
des moyens de soutien appropriés. L'enveloppe peut être montée glissante
contre le noyau, contre une partie au moins du noyau.
Des moyens sont avantageusement prévus pour pour maintenir le
noyau sensiblement immobile dans l'espace. Ces moyens pour maintenir le
noyau immobile peuvent comprendre des moyens de butée latérale à billes ou
des moyens d'emboitement mutuels, par exemple une forme convexe qui vient
en prise avec une forme complémentaire concave dans le noyau, de préférence
une forme convexe des moyens de soutien.
Avantageusement, le dispositif pourra comprendre une matrice de
billes en contact avec l'enveloppe. Les billes en sont avantageusement
motorisées de sorte qu'elles participent au déplacement de l'enveloppe autour
du noyau. La matrice peut être comprise dans les moyens de soutien ou dans le
noyau. Notamment lorsque le noyau comprend des billes motorisées le
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dispositif comprend avantageusement une alimentation par induction du
noyau, notamment pour la motorisation des billes.
Un dispositif selon l'invention comprend avantageusement des moyens
pour asservir un déplacement de l'enveloppe à un déplacement d'un utilisateur
dans la réalité virtuelle.
La surface de déplacement est de préférence sensiblement plane.
L'enveloppe est de préférence telle qu'elle serait susceptible de prendre la
forme d'une sphère si elle était tendue de manière uniforme. Les moyens de
soutien comprennent avantageusement des moyens pour incliner la surface de
déplacement.
La face supérieure du noyau peut comprend des capteurs de pression
qui y sont de préférence régulièrement répartis, notamment pour connaitre la
position des pieds de la personne utilisant le dispositif.
L'enveloppe peut être sensiblement translucide ou transparente et la
face supérieure du noyau comprendre un affichage lumineux pour un affichage
à l'attention de la personne utilisant le dispositif.
Plusieurs modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à
titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans
lesquels :
- la figure 1 illustre un premier mode de réalisation pour un dispositif
selon l'invention ;
- la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation pour un dispositif
selon l'invention ;
- la figure 3 est une coupe schématique axiale d'un troisième mode de
réalisation, préféré, pour un dispositif selon l'invention ;
- la figure 4 illustre une vue schématique en plan des moyens
d'entraînement du tapis, dans le mode de réalisation de la figure 3 ;
- la figure 5 illustre le principe du mode d'entraînement utilisé notamment
dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, et particulièrement
illustré à la figure 4 ; et
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- la figure 6 illustre une utilisation du dispositif des figures 3 et 4.
Les figures 1 à 3 représentent chacune un dispositif 1 adapté au
déplacement d'un utilisateur 2 dans une réalité virtuelle. Chaque dispositif
forme un tapis multidirectionnel 4,5, c'est-à-dire qui offre une surface de
déplacement 3 qui permet à l'utilisateur de se déplacer selon toutes les
directions, parallèlement à cette surface 3. Dans les exemples illustrés, la
surface de déplacement 3 est sensiblement plane et horizontale.
La surface de déplacement 3 est formée par l'association d'un noyau 4
et d'une enveloppe 5. Aux figures 1 à 3, le noyau est représenté en coupe. Le
lo noyau 4 est sensiblement rigide, il peut être en un matériau plein, ou
creux.
L'enveloppe est montée mobile par glissement autour du noyau. Elle
est réalisée en un matériau souple et peu ou pas élastique. Elle a une forme
telle qu'en tout point elle est sensiblement identique, c'est-à-dire
sensiblement
isotrope, dans chacune des directions de l'enveloppe à partir de ce point là.
Ainsi, l'enveloppe est de préférence prévue telle qu'elle prendrait
sensiblement
la forme d'une sphère si on appliquait une pression uniforme à l'intérieur de
cette enveloppe, à l'exception de toute autre contrainte. L'enveloppe peut
être
formée de la même façon qu'une balle de tennis, par l'assemblage et la couture
de deux éléments identiques et complémentaires.
L'ensemble formé par l'enveloppe autour du noyau repose sur des
moyens de soutien 6 formés par un socle 6. Le socle 6 est sensiblement rigide,
et il est prévu pour reposer sur le sol d'un lieu de la réalité physique.
L'ensemble formé du socle 6 et du tapis 4,5 a une forme sensiblement
de révolution autour d'un axe vertical.
Dans l'exemple illustré à la figure 1, le socle 6 a une forme supérieure
7 généralement convexe et complémentaire d'une forme concave 8 du noyau.
Ainsi, le noyau 4 présente une coupe axiale sensiblement en forme de haricot,
telle qu'illustré à la figure 1. Le tapis 4,5 repose simplement sur le socle
6, par
emboitement de sa forme concave 8 sur la forme convexe complémentaire 7
3o du socle 6.
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Une zone supérieure 10 du socle 6, porte des billes 12. Cette zone 10
occupe sensiblement la forme convexe 7 sur laquelle repose le tapis 4,5.
Chacune des billes 12 est montée en rotation autour d'un point respectif fixe
relativement au socle 6. Chaque bille est montée de sorte qu'elle peut
effectuer,
sensiblement sans frottement, une rotation quelconque autour de son point fixe
respectif. Les billes 12 sont régulièrement réparties sur la zone 10 du socle
6.
Le tapis 4,5 est prévu pour reposer uniquement sur les billes 12, par contact
des billes sur la surface extérieure de l'enveloppe 5.
Du fait des formes complémentaires 7,8 du socle 6 et du noyau 4, le
1o noyau 4 est maintenu sensiblement immobile relativement au socle 6.
Le contact entre l'enveloppe 5 et son noyau 4 est prévu tel que
lorsqu'une personne 2 se déplace sur la surface 3, le fortement exercé par la
personne sur l'enveloppe et le frottement exercé par l'ensemble des billes à
l'endroit de leur contact avec l'enveloppe soient chacun nettement supérieur
au
frottement de l'enveloppe sur son noyau. De préférence, on utilise un
lubrifiant
entre l'enveloppe et le noyau pour limiter les frottements qui s'y exercent.
La
disposition de l'enveloppe 5, tout autour du noyau, particulière à
l'invention,
permet d'assurer une bonne étanchéité, de sorte que le lubrifiant reste
confiné.
En outre, la circulation de l'enveloppe autour du noyau permet une bonne
répartition du lubrifiant et la récupération du lubrifiant qui serait entrainé
vers
le bas par l'effet de la gravité.
L'enveloppe est de préférence choisie en un matériau très peu ou pas
élastique, de sorte que le contact avec la personne 2, ou les billes 12, ne
provoque pas de déformation locale de l'enveloppe. L'enveloppe peut, par
exemple, être une toile.
De préférence, les billes 12 sont motorisées et leur rotation est de
préférence asservie au déplacement de la personne dans la réalité virtuelle.
Ainsi, lorsque la personne se déplace d'un pas dans la réalité virtuelle,
l'enveloppe, à l'endroit de la surface de déplacement 3, se déplace
sensiblement
de la même distance selon une direction opposée. De ce fait, dans la réalité
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physique, la personne est sans cesse ramenée ou maintenue dans la surface de
déplacement 3, dans une position telle qu'elle lui offre quelques pas d'avance
dans une direction qui peut être déterminée statistiquement par le dispositif
en
fonction du déplacement instantané de la personne et de l'orientation
instantanée de sa tête. Une telle position est généralement située près d'un
bord
du dispositif 1, de sorte que devant la personne s'étend le plus grand champ
possible de déplacement. Ainsi, le tapis peut se déplacer progressivement sous
les pas de la personne, en lui laissant prendre d'abord un peu d'avance dans
sa
direction de déplacement, ce qui permet d'avoir une accélération très
1o progressive du tapis, faiblement ou pas ressentie par l'utilisateur.
L'asservissement peut être calculé à partir d'une détection des efforts
exercés par la personne sur le tapis, lorsqu'elle s'y déplace.
L'asservissement peut aussi être calculé à partir des mesures d'un
capteur gyroscopique porté par le corps de la personne 2, comme cela sera
décrit en référence à la figure 2.
Ainsi, quel que soit la distance que la personne 2 parcourt dans la
réalité virtuelle, elle reste confinée dans un espace restreint de la réalité
physique, espace qui est défini par la surface de déplacement 3, sans qu'elle
quitte le tapis 4,5.
On va maintenant décrire le mode de réalisation de la figure 2 en ce
qu'il diffère du mode de réalisation précédemment décrit. Dans le mode de
réalisation de la figure 2, le noyau 4 présente une coupe axiale sensiblement
oblongue et le socle 6 a une forme de cuvette. Le tapis 4,5 est logé dans la
cuvette formé par le socle.
Des billes de support 12 sont disposées au fond de la cuvette. D'autres
billes 13, formant butées latérales, sont disposées à la périphérie intérieure
du
socle 6 afin de maintenir le tapis 4,5, sensiblement sans frottement, immobile
à
l'intérieur du socle 6. Les billes de butées 13 peuvent être montées folles,
ou,
motorisées et asservies de sortent qu'elles participent avec les billes de
support
3o au déplacement de l'enveloppe 4.
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Dans l'exemple de la figure 2, le dispositif comprend en outre un
casque 21 pour l'affichage de la réalité virtuelle devant les yeux de la
personne
2 qui utilise le dispositif, une console 22, pour générer la réalité
virtuelle, et
une ceinture portant un capteur gyroscopique 23.
Les données recueillies par le capteur 23 sont transmises à la console
22, comme illustré à la figure par la flèche T I. A partir de ces données, la
console 22 calcule en temps réel les images qui doivent être affichées par le
casque 21 et lui transmet les informations nécessaires, comme illustré à la
figure par la flèche T2. De même, et sensiblement simultanément, la console
22 calcule en temps réel les déplacements qui doivent être effectués par
l'enveloppe autour du noyau et transmet, selon T2, les informations
nécessaires
à l'asservissement correspondant des billes 12, 13. Dans cette configuration,
le
déplacement de la personne dans la réalité virtuelle est pris en compte, même
si elle n'est pas en contact constant avec le tapis, par exemple lors d'une
course
ou d'un saut.
Les figures 3 et 4 décrivent un dispositif 1 selon un troisième mode de
réalisation, préféré de l'invention. On va d'abord en décrire le noyau 4 et le
socle 6, en référence à la figure 3. Pour plus de lisibilité, l'enveloppe 5
n'est
pas représentée aux figures 3 et 4. En outre, à la figure 3, le socle et le
noyau
sont représentés verticalement éloignés l'un de l'autre. Néanmoins, dans ce
troisième mode de réalisation, comme dans ceux précédemment décrits,
l'enveloppe est prévue pour envelopper le noyau et être pincée, dans sa partie
inférieure, entre le noyau et le socle, le tapis formé par le noyau et son
enveloppe reposant sur le socle.
Le socle 6 est de forme sensiblement de révolution autour d'un axe
vertical Z. il comprend une face inférieure 41 sensiblement plane qui repose
sur trois pieds 40 régulièrement répartis à proximité de la périphérie de
ladite
face inférieure 41. Le socle 6 comprend en outre une face supérieure 42 de
forme complexe. La face 42 comprend une dépression annulaire 43,
sensiblement plane. La dépression 43 est limitée à l'extérieur par un talus
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extérieur 44 annulaire et à l'intérieur par un talus intérieur 45 annulaire.
La
face supérieure 42 comprend en outre un puits central 46, ouvert vers le haut
et
délimité extérieurement, dans sa partie supérieure, par le talus intérieur 45.
Dans l'exemple illustré, le puits est fermé vers le bas par un fond 47 dont le
niveau est inférieur à celui de la dépression 43. Les bords extérieurs de la
face
inférieure 41 et la face supérieure 42 du socle 6 sont reliés entre eux par
une
portion sensiblement cylindrique 48.
Dans ce troisième mode de réalisation, le noyau 6 est creux. Il
comprend une face supérieure 51 sensiblement plane et horizontale. Il
comprend aussi une face inférieure 52 de forme complexe complémentaire de
celle de la face supérieure 42 du socle 6. La face inférieure 52 du noyau
comprend un appendice 53 prévu pour s'insérer verticalement dans le puits 46.
L'appendice 53 est entouré d'une gorge intérieure 54 annulaire,
complémentaire du talus intérieur 45. La face inférieure 52 forme en outre une
jupe 55 prévue pour venir s'étendre autour du socle 6 le long de sa portion
cylindrique 48. La jupe 55 est limitée intérieurement par une gorge extérieure
56 annulaire complémentaire du talus extérieur 44. Les gorges 54,56
délimitent entre elles un plateau 57 annulaire sensiblement horizontal,
complémentaire de la cuvette 43.
La forme du noyau, et celle complémentaire du socle est prévue pour
absorber au moins une partie des déformations de l'enveloppe 5, conçue
comme une sphère mais utilisée sous une forme aplanie, au moins dans la zone
de déplacement de l'utilisateur, sur la face supérieure 51 du noyau.
Le socle 6 comprend des billes 60 disposées en quatre couronnes
horizontales 61-64. Chaque bille 60 est montée folle au travers de la face
supérieure 42 du socle 6, dans un logement respectif. Une première couronne
61 de billes 60 est disposée sensiblement à mi-hauteur du puits 46, elle
permet
notamment le maintien de l'enveloppe 5, tendue, à distance des parois du puits
46. Une deuxième couronne 62 de billes 60 est disposée au sommet du talus
intérieur 45, et une troisième couronne 63 de billes 60 est disposée
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sensiblement à la jonction du talus intérieur 45 et de la dépression 43. Les
couronnes 61, 62, 63 coopèrent notamment pour maintenir l'enveloppe 5,
tendue, à distance des parois du talus intérieur 45. Une quatrième couronne 64
de billes 60 est disposée au sommet du talus extérieur 44, le long de son bord
surplombant la dépression 43.
Le dispositif 1 est prévu pour que la couronne de billes 65 serve
d'appui pour le tapis sur le socle, c'est à dire pour que seule cette couronne
reprennent les charges du tapis 4,5 et de ce qu'il porte, notamment le poids
de
la personne qui utilise le dispositif.
Le socle comprend en outre une autre couronne de billes 65, disposées
au sommet du talus extérieur 44, le long de son bord en vis-à-vis de la jupe
55.
Le noyau et le socle comprennent aussi un capteur angulaire 71, dont une
partie est disposée au fond 47 du puits 46 et l'autre partie est disposée en
vis-à-
vis de la première, à l'extrémité de l'appendice 53. Le capteur angulaire est
prévu pour déterminer la position angulaire relative du socle 6 et du noyau 4.
L'une au moins des billes 65 est motorisée, de sortent qu'elle permet de
positionner angulairement, autour de l'axe vertical Z, le noyau relativement
au
socle. Elle permet aussi de sensiblement maintenir le tapis 4,5 dans une
position angulaire donnée relativement au socle 6. Le tapis est prévu pour
pouvoir librement tourner autour de son axe sur 360 . Le dispositif 1 est
prévu
pour que la couronne de billes 65 serve d'appui pour le tapis sur le socle,
c'est à
dire pour que seule la couronne reprennent les charges du tapis 4,5 et de ce
qu'il porte, notamment le poids de la personne qui utilise le dispositif
Le socle comprend une couronne de billes disposée à la périphérie de
l'extrémité de l'appendice 53, de sortent qu'elles évitent le fortement de
l'enveloppe 5 contre l'appendice 53.
L'appendice 53 comprend en outre des moyens d'extension verticale
67, schématisés par des soufflets à la figure 3. Les moyens d'extension
verticale 67 permettent de maintenir l'enveloppe 5 tendue, notamment pour
offrir une surface plane et régulièrement déplacée, aux pieds de
l'utilisateur.
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Cela permet aussi de compenser une dilatation de l'enveloppe, par exemple due
à son échauffement lors de son utilisation, ou compenser des déformations, par
exemple liées au vieillissement de l'enveloppe. Le puits 46 est donc prévu
pour
y permettre l'extension libre de l'appendice 53, dans des limites prévues.
Le plateau 57 porte une matrice de billes motrices 72, plus
particulièrement illustrée à la figure 4. Les billes sont montées dans le
plateau,
chacune dans un logement respectif de sorte qu'elles peuvent se mouvoir en
rotation selon un axe quelconque relativement audit logement, tout en étant
maintenue immobile en translation relativement audit logement. Les billes
motrices 72 sont prévues pour avoir simultanément le même mouvement
relativement à leur logement respectif. Elles sont entrainées par deux moteurs
uniques Ml et M2, selon un principe qui sera expliqué en référence à la figure
5.
A la figure 4, toutes les billes 72 portées par le plateau 57 sont prévues
motorisées. Cependant, l'une 73, illustrée hachurée à la figure 3, ou
plusieurs,
d'entre elles peut être prévue montée folle dans son logement respectif, de
sorte qu'elle est entrainée en mouvement, uniquement par son contact avec
l'enveloppe en déplacement. La bille 73 ne transmet aucun effort. Ainsi, par
des moyens de captage, on peut comparer sa vitesse et son axe de rotation
instantanés et les comparer à ceux d'une bille 72 motrice. La différence, sera
un dérapage correspondant à un glissement des billes 72 sur l'enveloppe. Le
dispositif 1 est prévu pour corriger le déplacement de l'enveloppe pour
compenser ce dérapage.
Dans l'exemple illustré, l'alimentation électrique du tapis se fait sans
contact, par des moyens inductifs 75,76. Les moyens inductifs 75,76
comprennent une première bobine 75 disposée dans le socle autour du puits 46
et une deuxième bobine 76, disposée dans l'appendice 53, de sorte qu'elles
soient coaxiales.
Des capteurs 78, par exemple des capteurs magnétiques, sont
3o avantageusement prévus à la périphérie du socle, pour coopérer avec un
casque
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porté par l'utilisateur, afin de déterminer la position de la tête de
l'utilisateur, et
les mouvements de sa tête, relativement au tapis.
La face supérieure du noyau 4 comprend des capteurs de pression 81,
régulièrement répartis sur sa surface. Ils sont illustrés à la figure 3 par un
s alignement de rectangles blancs. Ils permettent de déterminer la position
des
pieds de l'utilisateur, de mesurer des variations de pression, et par exemple
contribuer à anticiper un déplacement ou un saut.
La face supérieure du noyau 4 comprend en outre des éléments
lumineux, formant des pixels, illustrés à la à la figure 3 par un alignement
de
rectangles alternativement blancs et noirs. Les pixels forment ensemble un
écran et permettent un affichage lumineux. L'enveloppe est avantageusement
prévue translucide ou transparente de sorte que l'affichage est visible au
travers de l'enveloppe.
Dans un mode d'utilisation immersif, c'est-à-dire que la réalité
virtuelle est par exemple projetée sur les murs d'une pièce où se trouve le
dispositif 1, l'affichage peut être adapté pour reproduire le sol du lieu de
la
réalité virtuelle. L'affichage 82, combiné aux capteurs de pression 81, peut
constituer un écran tactile, qui peut être utilisé pour commander le
dispositif
avec le pied, par exemple en affichant des commandes telles que démarrage,
pause, ou arrêt.
Comme particulièrement illustré à la figure 6, l'affichage 82 peut
représenter un jeu, telle une marelle. La croix 83 lorsqu'elle est touchée du
pied, permet d'arrêter le fonctionnement du dispositif. La croix peut être
déplacée sur l'affiche, de façon à rester toujours accessible, bien que le
dispositif 1 tende à ramener l'utilisatrice 2 toujours vers une position
optimale,
qui laisse devant elle une plus grande possibilité de déplacement.
Dans un mode de réalisation préféré, l'affichage est réalisé à l'aide de
diodes électroluminescentes (LED).
La jupe 55 permet de limiter la possibilité que des choses puissent
s'introduire entre le socle 6 et le tapis 4,5. Notamment, la jupe limite
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l'introduction de poussières ou de petits objets susceptibles de perturber le
fonctionnement du dispositif 1.
Les pieds 40 comprennent des capteurs de pression. Les informations
données par ces capteurs peuvent être utilisées de plusieurs façons.
Premièrement, la somme des pressions doit rester sensiblement constante. Une
variation de pression au-delà d'une valeur donnée est interprétée comme
l'apparition d'une deuxième personne sur le tapis, ce qui est potentiellement
dangereux, et provoque l'arrêt automatique et immédiat du dispositif 1.
Deuxièmement, elles permettent de déterminer par triangulation la position et
le déplacement du centre de gravité de l'utilisateur du tapis, et de piloter
le
déplacement de l'enveloppe en conséquence. Troisièmement, elles servent à
déterminer l'effort à fournir pour déplacer l'enveloppe.
Les pieds son réglables en hauteur, de sorte qu'il soit possible de
compenser certaines irrégularité du sol sur lequel repose le dispositif. En
outre,
les pieds peuvent comprendre des moyens de vérin, de sorte que le dispositif
peut être incliné, pour simuler une pente pour l'utilisateur. Les moyens de
vérin
peuvent être prévus, par exemple pour simuler une pente pouvant varier de 0%
à6%.
Bien que les deux modes précédemment présentés soient de
fabrication relativement simple, la disposition des billes 12 les y prédispose
à
un encrassement, notamment par accumulation gravitaire de poussières dans le
logement de chaque bielle, ou par l'entrainement de poussières à la surface
des
billes. Dans le troisième mode de réalisation, des billes motrices 72 sont
portées par le noyau 4 et disposées en dessous du noyau. Ainsi, l'enveloppe 5
(non représentée aux figures 3 et 4), étant prévue pour envelopper le noyau,
les
billes se trouvent protégées des poussières extérieures par l'enveloppe. En
outre, les logements des billes sont orientés vers le bas, de sorte qu'aucune
poussière ou petit élément ne peut y pénétrer par gravité.
En outre, l'enfermement des billes motrices et de leur motorisation
permet de limiter le bruit qu'elles émettent. En effet, ce bruit, notamment
lors
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des accélérations est un indice qui relie l'utilisateur au monde réel et peut
perturber sa vision du monde virtuel, et notamment perturber son équilibre.
Dans ce troisième mode de réalisation préféré de l'invention, le
dispositif tel qu'illustré a les caractéristiques suivantes
- diamètre extérieur D4 du tapis : 1m80
- épaisseur Hl du dispositif : 16cm
- nombre de billes motrices 72 : 300 billes environ
- diamètre de chaque bille motrice : 30 à 40 mm, de préférence 35 mm
Le grand nombre de billes et leur faible diamètre permet une meilleure
répartition des efforts.
Bien entendu, ces dimensions ne sont pas limitatives.
Il peut être avantageux que le dispositif soit intégré dans un plancher,
de sorte qu'il ne présente pas de dénivelé avec le plancher. Par exemple, le
dispositif peut être disposé au fond d'une fosse, ou à l'intérieur d'un faux
plancher.
On va maintenant décrire le fonctionnement de la motorisation des
billes 12,72 en référence à un exemple de motorisation simplifiée 90 illustrée
à
la figure 5. Trois colonnes 91A, 91B, 91C de deux billes 92, représentatives
des billes 12 ou 72 des exemples ci-dessus, y sont représentées. Les colonnes
sont parallèles à un axe Y chaque colonne 91 est disposée entre deux arbres
93, 93A-93D parallèles entre eux et avec l'axe Y. Chaque bille est montée pour
pouvoir effectuer une rotation quelconque autour d'un point respectif maintenu
fixe. Les billes d'une même colonne sont écartées d'un pas P selon l'axe Y. Un
axe X, perpendiculaire à l'axe Y, définit, avec l'axe Y, un plan passant par
le
centre des billes et comprenant les axes des arbres 93. Un axe Z est défini
perpendiculaire au plan X,Y.
La motorisation comprend deux moteurs M1, M2. Un premier arbre
93A est directement en prise avec le moteur Ml, et un deuxième arbre 93B est
directement en prise avec le moteur M2. Un troisième arbre 93C est
indirectement entrainé par le moteur M1, grâce à un renvoi par poulie et
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courroie 94. Le quatrième arbre 93D est indirectement entraîné par le moteur
M2, grâce à un autre renvoi par poulie et courroie 94. Chaque arbre 93 porte
trois disques 95 de dimensions identiques entre eux, coaxiaux à l'arbre 93 et
séparés entre eux, selon l'axe Y, du même pas P que les billes.
Les billes et les disques sont disposés de sorte que chaque bille est en
contact sans glissement avec un disque respectif de chacun des arbres entre
lesquels elle se trouve. Pour chaque bille 92, le contact est déporté d'une
distance D95 d'un côté ou de l'autre d'un plan équatorial PE, perpendiculaire
à
l'axe Y. la distance D95 est identique quelle que soit la bille 92. Pour les
billes
1o des premières et troisièmes colonnes 91A, 91C, le déport est positif, c'est-
à-
dire selon le sens de l'axe Y. Au contraire, pour les billes de la deuxième
colonne, le déport est négatif, c'est-à-dire selon le sens opposé à l'axe Y.
Ainsi,
pour un plus grand nombre de colonnes, on a alternativement un déport positif
puis négatif.
Les moteurs M1 et M2 sont contrôlés en vitesse et en sens de rotation,
afin de d'entraine les billes, toutes simultanément de façon identique.
Lorsque
les deux moteurs tournent dans le même sens à la même vitesse, toutes les
billes 92 tournent ensemble dans le même sens autour d'un axe respectif
parallèle à l'axe X. Lorsque les deux moteurs tournent à la même vitesse, mais
dans des sens, opposés, les billes 92 tournent ensemble dans le même sens
autour d'un axe respectif parallèle à l'axe X. Ainsi, selon les vitesses et
les sens
de rotation des moteurs, il est possible de faire tourner les billes ensemble
dans
le même sens autour d'un axe respectif choisi, du plan X, Y.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être
décrits.
Les moyens décrits notamment en référence au troisième mode de
réalisation ne lui sont pas propres, pour autant qu'ils soient compatibles
avec
un mode de réalisation considéré. Ainsi, il peut être prévu sur un mode
réalisation, par exemple le premier ou le deuxième, des moyens pour incliner
CA 02796423 2012-10-15
WO 2010/122261 - 15 - PCT/FR2010/050754
le socle de sorte que la surface de déplacement offre à l'utilisateur la
sensation
de parcourir une montée une descente ou un dévers.
Des aimants ou électro-aimants en opposition, peuvent être placés
dans le socle et dans le noyau de façon à ce qu'ils tendent à soulever le
noyau,
et ainsi, limiter le pincement de l'enveloppe entre le socle et le noyau, de
afin
de limiter les efforts à appliquer à l'enveloppe pour la déplacer autour du
noyau. Ils peuvent aussi être disposés de sortent qu'ils tendent à recentrer
le
noyau relativement au socle, compensant ainsi des déplacements du tapis sous
l'action des pieds de l'utilisateur. Ces deux actions peuvent être combinées
ou
lo pas.
Un ou des capteurs peuvent être disposés entre le socle et le noyau afin
de détecter un soulèvement effectif accidentel du noyau relativement au socle,
qui peut être le signe de l'introduction d'un vêtement, happé par le
dispositif.
Le dispositif est alors avantageusement prévu pour s'arrêter à ce signal, par
mesure de sécurité.
Le socle peut inclure la console qui définit la réalité virtuelle. Il peut
aussi comprendre des moyens de réglage ou de configuration, notamment un
lecteur d'un média de stockage, notamment pour pouvoir être associé à un ou
plusieurs type(s) de console du commerce.
Les moyens de gyroscope peuvent être intégrés au casque plutôt qu'à
une ceinture. Ainsi, il peut être prévu, lorsque l'utilisateur tourne la tête
selon
une direction, d'anticiper un déplacement de l'utilisateur selon la même
direction, et d'amorcer le déplacement du tapis en conséquence.
Dans le troisième mode de réalisation, le puits peut ne pas comprendre
de fond et être prévu ouvert vers le bas, c'est à dire traversant
verticalement le
socle.
Dans le troisième mode de réalisation, au lieu d'avoir une transmission
inductive de l'énergie nécessaire au fonctionnement du tapis 4,5, il peut être
prévu une transmission par conduction. Pour chaque pôle, par exemple phase
et neutre, on peut prévoir des bornes en vis-à-vis, l'une portée par le socle
6,
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l'autre par le tapis. Il peut être prévu que l'enveloppe comporte des
pastilles de
contact traversant son épaisseur et régulièrement réparties, de sorte qu'à
tout
instant, quelle que soit la position de l'enveloppe autour du noyau, pour
chaque
pôle au moins une pastille soit en contact simultané avec les deux bornes du
pôle. Ainsi, une alimentation continue du tapis est assurée par le socle.
Pour éviter que des objets ou de la poussière s'introduise entre le socle
et le tapis, il peut être prévu un système de balai disposé sur la périphérie
du
socle et venant lécher la surface se l'enveloppe.
Un dispositif selon l'invention peut être associé à une console de jeux.
lo Il peut aussi être utilisé dans une salle de gymnastique ou pour de la
rééducation musculaire, par exemple de la rééducation à la marche.
