集成有物理和虚拟工具的用于创建和管理风格原型的设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆(外部和内部)的设计、审阅、以及展示设计和/或原型解决方案的设备，并且更特别地，本发明涉及如下这种设备，该设备允许物理支撑部(至少一个底板、一对座椅、包括方向盘的前头部)与数字介质之间的无缝连接。


背景技术：

2.由于乘用汽车的外部和内部的设计已经成为其销售成功的基本方面，因此主体形状和内部人体工程学的定义、创建、完善和展示已经成为对于设计者的主要挑战，这些设计者面临着关于工具的新技术和风格问题、尤其是对于模型的改进和展示——其从经济和环境的视角来看不是足够的。
3.当前，例如，在新汽车的设计过程期间，按照惯例是以全尺度来创建物理模型，以既完善表面的形状、又将模型展示给技术人员和客户。
4.迄今为止，计算机的使用已经允许将大多数设计过程数字化，以向设计者提供对所寻求形状的定义和创建的更快且更直接的控制。然而，当前不存在如下设备：该设备允许设计者通过集成物理和虚拟工具来完善并展示其项目，以便减少对于传统实物模型(3d打印、木制和粘土模型、粘土等)的创建而言典型的时间、成本和浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的是要克服上述缺点。为了实现该目的，本发明涉及权利要求1的前序部分中定义的一种用于集成物理和虚拟环境以进行类型的风格原型的准备、评估和展示的设备，所述设备包括物理支撑部、cpu、以及显示和控制设备，所述显示和控制设备包括可以由用户佩戴的至少一个3d虚拟或增强现实显示器(44)，其中所述物理支撑部的位置与数字介质的位置相关，是可借助于多个相应致动器来移动和调整的，并且其中所述cpu被配置成实行以下动作中的至少一个：致动所述致动器中的一个或多个，以便将所述物理支撑部的定位调整到预定位置，所述预定位置是借助于所述显示和控制设备来设置的，和/或借助于所述显示和控制设备来显示所述物理支撑部的位置，所述位置是通过致动所述致动器来设置的。
6.归功于该解决方案思想，根据本发明的单个设备可以用于不同项目的完善和展示，从而减少了通常需要的物理实物支撑部的生产，并且在模型的成本、时间、存储空间和运送方面带来优势。本发明的另外优点在于提供了一种允许减少设计过程的时间和成本的设备。物理支撑部和虚拟模型的这种组合允许设计者利用几乎完全数字的设计、审阅和展示模型来代替物理模型。
7.此外，归功于3d虚拟或增强现实护目镜，可以实时观看、验证、展示以及可能地修改组件的颜色、形状、人体工程学等，同时向用户保证视觉与触觉感觉之间的完全集成。
8.在一实施例中，显示和控制设备可以包括直接地或远程地连接到所述cpu的平板电脑、计算机、平面屏幕等，所述平板电脑、计算机、平面屏幕等除了能够管理物理对象的移
动之外，还表示再现整个人体工程学序列的移动的布局。这允许与多个用户分享、甚至远程地分享例如新汽车模型的展示。
9.在本发明的实施例中，所述多个可移动的物理支撑部可以包括可以与显示设备上再现的虚拟现实直接对接的以下支撑部中的一个或多个：布置在方向盘下方的至少一个汽车踏板；侧向地布置在座椅中的一个处的至少一个扶手，所述扶手能够集成可能的压力传感器，所述压力传感器适合于向虚拟现实以及从虚拟现实提供人体工程学反馈；布置在前头部上的至少一个开关和/或至少一个屏幕。
10.在本发明的优选实施例中，前和后头部以及底板包括承载来自以下各项当中的至少一个的部分：设有凹槽的四边形区段、螺纹孔和/或钕磁体，以用于耦合要安装在所述设备上的附加功能、视觉和实物元件。事实上，根据本发明的设备被设计为“开放”平台，即，在其上可以添加各种类型的物理支撑部(诸如cnc铣削的泡沫组件、附加支撑部和屏幕等)的基部，以尽可能多地对设计形状和人体工程学进行仿真。
11.根据本发明的另外方面，用于创建和管理风格原型的设备包括至少一个手动开关，以用于致动所述致动器中的至少一个。
12.根据本发明的另外方面，所述设备能够借助于一个或多个另外的调整设备和/或至少一个手动开关来对座椅的多个配置进行仿真，所述多个配置不同于座椅的标称设计配置。
13.此外，根据本发明的设备方便地由可移动单元组成。
14.本发明还涉及一种数字介质，其可以与3d虚拟或增强现实护目镜对接，并且它被设计成将感官感觉和反馈与多个物理支撑部的移动和/或调整相连接，所述物理支撑部优选地包括底板、至少一个座椅、以及包括方向盘的前头部。所述数字介质包括cpu以及显示和控制设备(44、45、46)，并且所述cpu被配置成：致动一个或多个致动器，以便将所述物理支撑部的定位调整到预定位置，其中所述预定位置是由所述显示和控制设备来设置的；借助于所述显示和控制设备来显示所述物理支撑部的位置，其中所述位置是通过致动所述致动器来设置的。所述预定位置是对新的或现有车辆的所有所述组件和致动器的再现，以便再现所有物理支撑部的适居性(habitability)、可接近性(accessibility)和可到达性(reachability)。
15.因此，本发明提供了一种用于创建和管理风格原型的设备，所述设备允许用户：
[0016]-在设计过程期间既在现场又远程地审阅并展示汽车内部和外部的设计，
[0017]-开发并验证与扶手高度、仪器定位和驾驶舱屏幕等的设计相关的人体工程学，
[0018]-使用单个设备展示不同的汽车模型，以便甚至远程地展示给客户，从而与参与者分享相同的体验，减少对于设计管理者所需的行进量，并且消除在世界各地运输物理模型的时间和成本。
[0019]
此外，本发明提供了可以由用户佩戴的3d虚拟或增强现实护目镜的使用，其中屏幕连接到cpu，其中所述cpu被配置成实行以下动作中的至少一个：致动一个或多个致动器，以便将物理支撑部的定位调整到预定位置，其中所述预定位置是借助于显示和控制设备来设置的；借助于显示和控制设备来显示物理支撑部的位置，所述位置是通过致动所述致动器来设置的，其中所述预定位置是借助于新的或现有车辆的所有组件和致动器的例程移动的再现，例如再现物理支撑部的适居性、可接近性和可到达性。
[0020]
本发明的目的是要创建物理世界与数字世界之间的关联，以便与遵循“常规工作流程”的展示相比，增加其原创性和通信能力。
[0021]
此外，本发明的目的是要在过程的最早阶段中验证设计，并且使其更快且更具成本效益；它是一种设计工具，该设计工具使设计的开发更加高效且有效。
[0022]
从开始到结束，该设计过程经历许多步骤，并且在每个步骤的结束时，结果是“规范”的列表：本发明允许使这些规范可实现且可显示，并且因此通过连续验证来降低错误或误解释的风险：这允许定义可以被定义为“物理数字原型化过程(phygital prototyping process)”的新工作流程。
[0023]
因此，本发明创建了物理与数字之间的动态实时关联，其允许设计的早期验证，这导致了节省时间和金钱，从而使常规的车辆设计过程更简单且更灵活。
[0024]
此外，本发明允许在项目开始时的用户测试步骤，而不是在结束时(如通常情况那样)：例如，用户可以使用根据本发明的用于集成物理和虚拟环境的设备来测试并验证人体工程学，以便能够预先针对每个不同的项目定义最合适的布局。
[0025]
该解决方案思想允许将数字技术与周围的物理环境进行组合，例如允许虚拟设计，以准备特定设计的动画，并且然后根据本发明的设备允许物理地再现它：该新的过程允许通过在物理环境中映射车辆的虚拟设计来对车辆的虚拟设计进行仿真。
[0026]
此外，根据本发明的设备允许仅添加被认为与设计验证相关的组件/限制，从而使该整体更具成本效益且更简单。
[0027]
此外，根据本发明的设备允许物理地观看并测试用户在虚拟现实中正在观看的事物，在标准屏幕或平板电脑上传输内容，并且保持它们在两个方向上同步。因此，观看者可以具有对虚拟现实中正在发生的事情的反馈，从而将值添加到展示，其中只有有限数量的用户将通常使用vr技术。
[0028]
此外，除了视觉效果之外，根据本发明的解决方案思想还允许提供触觉反馈。
附图说明
[0029]
现在将参考附图来详细地描述本发明，附图仅作为非限制性示例来提供，在附图中：
[0030]-图1是根据本发明的用于创建和管理风格原型的设备的第一实施例的正面示意性透视图，
[0031]-图2是根据本发明的设备的第二实施例的后部示意性透视图，
[0032]-图3是图1的部分分解视图，
[0033]-图4是图1的细节的示意性透视图，
[0034]-图5是图4的分解视图，
[0035]-图6是图4的一部分的以放大尺度的竖直截面视图，以及
[0036]-图7是图1的另一个细节的分解视图。
具体实施方式
[0037]
首先参考图1，在一实施例中图示了根据本发明的用于集成物理和虚拟环境以创建和管理风格原型的设备，该设备包括底板8，该底板8可以借助于布置在其端部角附近的
两对致动器9、10、11、12而竖直地移动。底板8设有一对前矩形开口22和一对后矩形开口23，分别用于安装一对前座椅1、2和一对后座椅3、4。每个座椅1设有将在下文中描述的相应的电气移动和调整设备13。根据本发明的设备进一步包括前头部5和后头部7，前头部5包括方向盘6——也是可移动和可调整的，后头部7包括将在下文中描述的数字介质的一部分。
[0038]
图2示出了本发明的替代实施例，其中与上面已经描述的那些部分等同或相似的部分使用相同的附图标记来指示，该替代实施例仅包括一对座椅1、2。此外，图2示出了一对汽车踏板15、用于移动和调整方向盘6的电气设备14、布置在前头部5上的屏幕46、3d虚拟或增强现实护目镜44、以及平板电脑45，它们将在下文中描述。
[0039]
现在，参考图3，底板8在其顶面包括：一对侧向部分16，其设有承载凹槽的四边形区段；和中间部分48，其设有螺纹孔和/或钕磁体，以用于耦合附加的功能元件和实物，诸如门；一个或多个扶手40，其设有压力传感器41，该压力传感器41适合于向虚拟现实以及从虚拟现实提供人体工程学反馈；等等，它们已经安装或将在需要时安装在根据本发明的设备上。此外，前头部5和后头部7还包括相应的上面板17、18，上面板17、18也设有螺纹孔和/或钕磁体，用于耦合附加的功能和视觉元件，诸如例如图2中所示的平面屏幕46。前/后头部5、7进一步包括用于支撑上面板17、18的固定框架24以及前/后覆盖网27。
[0040]
仍然参考图3，底板8的致动器9、10、11、12中的每一个包括连接到底板8的端部部分的相应可移动支架19，以便能够相对于根据本发明的设备的其他物理支撑部来升高和降低它。此外，前致动器9、10中的每一个设有相应的可轴向移动的柱20、21以用于其调整和移动，该柱20、21在顶部部分处连接到前头部5的侧向部分。后头部7包括框架24——包括cpu 25和覆盖面板26的数字介质的一部分。
[0041]
图4、5、6示出了用于移动和调整座椅1、2、3、4中的每一个的电气设备13，座椅1、2、3、4可以沿着三个轴线x、y、z被移动和调整。移动和调整设备13包括：支撑框架28，在该支撑框架28上，滑块29可沿着由致动器31致动的纵向滑动导轨30移动；以及支撑部32，其可沿着导轨33相对于滑块29横向地移动。在支撑部32内部，布置有中空元件34，在中空元件34内部，有圆柱形致动器35，该致动器35可以沿着箭头方向被竖直地致动，其借助于板43连接到相应的座椅1。
[0042]
图7示出了承载耦合凹槽的前头部5的一部分16、可借助于致动器38沿着横向导轨移动以用于方向盘6的侧向调整的支撑部36、以及用于方向盘6的竖直调整的设备，该设备包括一对导轨37、铰接到固定支撑部36并且可借助于致动器39旋转的支架14。
[0043]
根据本发明的设备可以被用于至少两个不同的操作模式中。
[0044]
在第一操作模式中，例如为了展示新的汽车模型，设计者可以使用计算机或平板电脑45关于车辆的技术、人体工程学和法律布局来定位前述移动支撑部中的每一个。因此，潜在客户可以同时地使用例如3d虚拟或增强现实护目镜44或屏幕46来观看设计的视觉方面、以及使用对应地定位的物理支撑部来测试现代汽车的基本控制和命令的实际功能性以及人体工程学。
[0045]
在第二操作模式中，根据本发明的设备可以允许设计者例如使用3d虚拟或增强现实护目镜44或屏幕46来观看正在被设计的机动车辆的物理元件的预定配置，并且同时测试其人体工程学和风格，使得如果有必要，用户可以使用例如计算机或平板电脑45来实时地修改它们。
[0046]
显然，构造细节和实施例可以相对于已经描述和图示的内容宽广地变化，而不脱离如所附的权利要求中所限定的本发明的保护范围。因此，例如，座椅、方向盘6以及踏板的总体配置可以不同于附图中所示的配置，并且适配于全世界的汽车模型的模型。

技术特征：
1.一种用于集成物理和虚拟环境的设备，包括：-多个物理支撑部，其是可借助于多个相应致动器(9、10、11、12、13、38、39)来移动和/或调整的，优选地包括底板(8)、至少一个座椅(1、2)、以及包括方向盘(6)的前头部(5)，以及-包括cpu以及显示和控制设备(44、45、46)的数字介质(25)，所述显示和控制设备(44、45、46)包括可以由用户佩戴的至少一个3d虚拟或增强现实护目镜(44)，并且其中所述cpu被配置成实行以下动作中的至少一个：-致动所述致动器(9、10、11、12、13、38、39)中的一个或多个，以便将所述物理支撑部(1、2、5、6、8)的定位调整在预定位置中，所述预定位置是借助于所述显示和控制设备(44、45、46)来设置的，-通过所述显示和控制设备(44、45、46)来显示所述物理支撑部的位置，所述位置是通过致动所述致动器(9、10、11、12、13、38、39)来设置的。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述显示和控制设备包括直接地或远程地连接到所述cpu的平板电脑(45)、计算机、平面屏幕(46)等，所述平板电脑(45)、计算机、平面屏幕(46)等除了能够管理物理对象的移动之外，还表示再现整个人体工程学序列的移动的布局。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述多个可移动的物理支撑部包括可以与显示设备(44、45、46)上再现的虚拟现实直接对接的所述支撑部中的一个或多个：-布置在方向盘(6)下方的至少一个汽车踏板(15)，-侧向地布置在所述座椅(1)中的一个处的至少一个扶手(40)，所述扶手(40)能够集成可能的压力传感器(41)，所述压力传感器(41)适合于向虚拟现实以及从虚拟现实提供人体工程学反馈，-布置在所述头部(5)上的至少一个开关(47)和/或至少一个屏幕(46)。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，它包括后头部(7)，所述底板(8)、所述前头部(5)和所述后头部(7)包括承载来自以下各项当中的至少一个的部分(16、17、18、49)：-设有凹槽的四边形区段，-螺纹孔，-钕磁体，以用于耦合要安装在所述设备上的附加功能、视觉和实物元件。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，它包括至少一个手动开关(47)，以用于致动所述致动器(9、10、11、12、13、38、39)中的至少一个。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备能够借助于一个或多个另外的调整设备(50)来对座椅(1)的多个配置进行仿真，所述多个配置不同于座椅的标称设计配置。7.一种数字介质(25)，其可以与所述3d虚拟或增强现实护目镜(44)对接，并且被设计成将感官感觉和反馈与多个物理支撑部的移动和/或调整相连接，包括多个物理支撑部，优选地包括底板(8)、至少一个座椅(1、2)、以及包括方向盘(6)的前头部(5)，所述数字介质(25)包括cpu以及显示和控制设备(44、45、46)，其中所述cpu被配置成实行以下动作中的至
少一个：-致动一个或多个致动器(9、10、11、12、13、38、39)，以便将所述物理支撑部(1、2、5、6、8)的定位调整在预定位置中，所述预定位置是借助于所述显示和控制设备(44、45、46)来设置的，-通过所述显示和控制设备(44、45、46)来显示所述物理支撑部的位置，所述位置是通过致动所述致动器(9、10、11、12、13、38、39)来设置的。8.根据权利要求7所述的数字介质，其特征在于，所述显示和控制设备(44、45、46)包括可以由一个或多个用户佩戴的至少一个3d虚拟或增强现实护目镜(44)。9.可以由用户佩戴的3d虚拟或增强现实护目镜(44)的使用，其中所述屏幕(46)连接到cpu，其中所述cpu被配置成实行以下动作中的至少一个：-致动一个或多个致动器(9、10、11、12、13、38、39)，以便将物理支撑部(1、2、5、6、8)的定位调整在预定位置中，所述预定位置是借助于所述显示和控制设备(44、45、46)来设置的，-通过所述显示和控制设备(44、45、46)来显示所述物理支撑部的位置，所述位置是通过致动所述致动器(9、10、11、12、13、38、39)来设置的，其中所述预定位置是借助于新的或现有车辆的所有所述组件和致动器(9、10、11、12、13、38、39)的移动例程的再现，例如再现所述物理支撑部(1、2、5、8)的适居性、可接近性和可到达性。

技术总结
一种用于创建和管理风格原型的设备，包括多个物理支持部(1、2、5、6、8)和数字介质(25)，数字介质(25)包括CPU以及显示和控制设备(44、45、46)。物理支撑部(1、2、5、6、8)是可借助于多个相应致动器(9、10、11、12、13、38、39)来移动和调整的。所述CPU被配置成致动所述致动器(9、10、11、12、13、38、39)，以将物理支撑部(1、2、5、6、8)的定位调整到预定位置，或者显示物理支撑部的位置。部的位置。部的位置。


技术研发人员：L
受保护的技术使用者：观作坊股份有限公司
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2023/7/12