專利名稱：駕馭類電子游戲設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種駕馭類電子游戲設備，尤其涉及一種可配合游戲內容對方向盤提供電子式回饋力的駕馭類電子游戲設備。
背景技術：
駕馭類電子游戲包含賽車、潛艇、賽馬、宇宙飛船等，在大型游戲機臺市場中，一向占有相當受歡迎的一席之地，其賣點在于通過視覺場景與硬件的設計去模擬駕駛的真實狀況，借以提供玩家擬真競速的快感與樂趣。以賽車類游戲為例，在現(xiàn)有技術中，駕馭類電子游戲設備常利用機構設計對游戲設備的方向盤提供一阻力，以使游戲設備的方向盤與真實世界的方向盤具有更相近的操縱手感。請參閱圖1A，其是現(xiàn)有技術中駕馭類電子游戲設備的局部機構示意圖。同時，為了清楚顯示主要的作動部位，請一并參閱圖1B，圖IB是圖IA中圈A所顯示的局部放大圖。如圖IA所示，過去的駕馭類電子游戲設備是將一方向盤PAl的轉軸PAll固設于一固定座PA2并樞接一偏心凸輪PA3，同時，如圖IB的放大顯示，在固定座PA2上設置一從動件PA4以受該偏心凸輪PA3的帶動。從動件PA4的一固定端固定于固定座PA2，固定端以外的另一端則連接一彈簧PA5;該彈簧PA5與從動件PA4連接的一端以外的另一端固定于固定座PA2上。當方向盤PAl受玩家轉動時，轉軸PAll帶動偏心凸輪PA3轉動而帶動從動件PA4 以固定端為軸心旋轉，進而拉伸彈簧PA5，而使彈簧PA5產(chǎn)生一彈性阻力。借由此設置，可利用彈簧PA5適度阻滯該轉軸PAll的轉動，使玩家在轉動方向盤PAl的同時，感受到一回饋阻力而體驗到逼真的駕駛手感。當游戲結束后，此回饋阻力還可使方向盤自動回轉至一初始位置。然而，彈簧PA5在使用上具有一定的壽命限制，這樣的機構設計也使游戲機臺在結構組裝上變得較為復雜。另外，在玩家對方向盤PAl施予一相同大小的操作力矩的情況下，彈簧PA5僅能以一定的彈性系數(shù)產(chǎn)生該回饋阻力，無法針對駕馭游戲中多種駕馭對象反應出不同大小的回饋阻力，降低駕馭游戲的擬真效果與樂趣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一目的在于解決現(xiàn)有技術中，方向盤的動力機構結構過于復雜的問題，利用一轉向感應器感應操縱者操縱方向操控器的一操作轉向，并使一馬達驅動方向操控器以產(chǎn)生一回饋動力，以電子式的方式取代現(xiàn)有技術中機械式的方式，簡化機構的復雜度以降低組裝成本。本發(fā)明的第二目的在于解決現(xiàn)有技術中，方向盤的動力機構僅能提供固定回饋阻力的問題，利用一耦接于該轉向感應器的控制模塊預設多組控制參數(shù)，使該回饋動力可根據(jù)該多組控制參數(shù)套用不同的變化模式，達到更為精密而具有多變化的阻力回饋功能。本發(fā)明的駕馭類電子游戲設備是利用于執(zhí)行一駕馭游戲，并在一顯示單元的游戲畫面中顯示多種駕馭對象以供任選其中之一加以控制，在本發(fā)明的一較佳實施例中，該駕馭游戲是為一賽車游戲，該多種駕馭對象是為多種賽車對象。該駕馭類電子游戲設備包含一固定座、一方向操控器、一轉向感應器、一控制模塊及一馬達。該方向操控器借由一轉軸固設于固定座，該轉向感應器設置于該固定座以感應該方向操控器的一操作轉向，且該馬達通過一傳動機構連接于該轉軸。其中，該方向操控器可為一圓型方向盤、一 H形方向盤與轉向控制桿中的其中之一；該轉向感應器可為一可變磁阻(Variable Reluctance ；VR)感應器；該馬達可為一脈波寬度調整(Pulse Width Modulation ；PWM)馬達與一電壓控制馬達中的之一；該傳動機構可為一皮帶、一鏈條與一齒輪組中的至少之一。控制模塊包含一處理單元與一輸入/出(input/output ；I/O)單元，并耦接于該顯示單元、該馬達與該轉向感應器。處理單元是執(zhí)行該駕馭游戲并產(chǎn)生該游戲畫面，輸入/出單元是供預設多組對應該多種駕馭對象的控制參數(shù)，并耦接于處理單元、馬達與轉向感應器。其中，該多組控制參數(shù)中的每一組還包含一彈性系數(shù)模擬參數(shù)與一阻尼參數(shù)(Damping Parameter)，彈性系數(shù)模擬參數(shù)是被設定以計算出一回復扭力值，而阻尼參數(shù)是被設定以計算出一阻尼扭力值。當方向操控器受一操作力操作以控制該駕馭對象時，控制模塊是依據(jù)前述多組控制參數(shù)中與該駕馭對象對應者產(chǎn)生一回饋信號，使馬達依據(jù)回饋信號驅動方向操控器產(chǎn)生一回饋動力。該回饋動力包含一與該操作轉向的方向相反的回復扭力以及一阻尼扭力。該回復扭力是根據(jù)彈性系數(shù)模擬參數(shù)所計算出的回復扭力值而產(chǎn)生，并在釋放該操作力時， 該回復扭力可使該方向操控器回轉至一初始位置。該阻尼扭力是根據(jù)阻尼參數(shù)所計算出的阻尼扭力值而產(chǎn)生，且與該回復扭力的方向相反。相較于現(xiàn)有技術的駕馭類電子游戲設備通過機械式的方式產(chǎn)生回饋阻力，本發(fā)明的駕馭類電子游戲設備可利用轉向感應器感應該方向操控器的操作轉向，并通過控制模塊依據(jù)不同控制參數(shù)驅動馬達產(chǎn)生不同回饋動力，不僅簡化硬件結構而降低組裝成本，更可通過不同的彈性系數(shù)模擬參數(shù)產(chǎn)生不同的回復扭力以模擬不同種類的駕馭對象的駕駛特性，并且通過對應的阻尼參數(shù)所產(chǎn)生的阻尼扭力增加該方向操控器在轉動過程中的穩(wěn)定性。以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖IA為現(xiàn)有技術中駕馭類電子游戲設備的局部機構示意圖；圖IB為圖IA中圈A所顯示的局部放大圖；圖2為本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的立體外觀圖；圖3為本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的內部機構放大示意圖；圖4為本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的內部機構放大示意圖；圖5為本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的功能方框圖；圖6A為本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的使用狀態(tài)示意圖；及圖6B為本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的使用狀態(tài)示意圖。其中，附圖標記
4
100駕馭類電子游戲設備
PAl方向盤
PA2固定座
PA3偏心凸輪
PA4從動件
PA5彈簧
PAll轉軸
1方向操控器
2固定座
3轉向感應器
4馬達
5控制模塊
6顯示單元
7傳動機構
11轉軸
51處理單元
52輸入/出單元
61游戲畫面
71馬達齒輪
72齒輪
73皮帶
521a,521b,521c控制參數(shù)
611a,611b,611c駕馭對象
I操作轉向
RT回復扭力
DT阻尼扭力
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的結構原理和工作原理作具體的描述本發(fā)明的駕馭類電子游戲是利用于執(zhí)行一駕馭游戲，以下列舉一較佳實施例以茲所屬技術領域技術人員據(jù)以實施。在本發(fā)明的較佳實施例中，該駕馭游戲是為一賽車游戲， 但應注意的是，該駕馭游戲亦可為一賽馬游戲、一潛艇游戲或一宇宙飛船駕駛游戲等，并不以本實施例為限。請參閱圖2，其是本發(fā)明的駕馭類電子游戲設備的立體外觀圖。如圖所示，駕馭類電子游戲設備100在外觀上可見一本體外殼(未標示)，與裝設于該本體外殼的一方向操控器1與一顯示單元6。該方向操控器1可為一圓型方向盤、一 H形方向盤與轉向控制桿中的至少之一，在本實施例中，方向操控器1為圓型方向盤。顯示單元6是配合駕馭游戲顯示一游戲畫面61，游戲畫面61中包含各式各樣不同種類的多種駕馭對象611a、611b與611c，以供操控者由該多種駕馭對象611a、611b與611c中任選之一，作為接下來駕馭游戲進行時駕馭操控的標的。其中，在本實施例中，該多種駕馭對象611a、611b與611c是為多種賽車對象。請參閱圖3，其是本發(fā)明的駕馭類電子游戲設備的內部機構放大示意圖。如圖，駕馭類電子游戲設備100除了方向操控器1與顯示單元6 (未顯示)，在本體外殼中還包含一固定座2、一轉向感應器3與一馬達4。固定座2固定設置于本體外殼(未顯示)的內部。方向操控器1借由一轉軸11 固設于該固定座2上，當操控者對方向操控器1施予一操作力矩，使方向操控器1沿一操作轉向I轉動而帶動轉軸U轉動。轉向感應器3可為一可變磁阻(Variable Reluctance ；VR)感應器，是設置于固定座2上鄰近于轉軸11的位置，以感應該轉軸11的轉向，借此檢測方向操控器1的操作轉向 I。馬達4可為一脈波寬度調整(Pulse Width Modulation ；PWM)馬達與一電壓控制馬達中的之一，是借由一傳動機構連接于該轉軸11，其中該傳動機構可為一皮帶、一鏈條與一齒輪組中的至少之一。請參閱圖4，其是本發(fā)明的駕馭類電子游戲設備的內部機構放大示意圖。如圖所示，在本實施例中，傳動機構7具有一馬達齒輪71、一轉軸齒輪72與一皮帶73，皮帶73連接馬達齒輪71與轉軸齒輪72，以使馬達4所產(chǎn)生的動力通過皮帶73驅動轉軸11。接著，請參閱圖5，其是本發(fā)明的駕馭類電子游戲設備的功能方框圖。如圖，駕馭類電子游戲設備100除了方向操控器1、顯示單元6、轉向感應器3與馬達4，還包含一控制模塊5。控制模塊5供預設對應該多種駕馭對象611a、611b與611c的多組控制參數(shù)521a、 521b與521c，并耦接于顯示單元6、轉向感應器3與馬達4。較佳者，可通過在控制模塊5 內預設人機界面、預植芯片或預寫運算程序等方式，利用人為輸入、預先寫入或參數(shù)運算等方式，預設該多組控制參數(shù)521a、521b與521c。該控制模塊5包含一處理單元51與一輸入/出(input/output ； I/O)單元52。處理單元51可為處理器或是具有處理器等相關電子組件的控制機板，是用以執(zhí)行駕馭游戲并產(chǎn)生游戲畫面61。輸入/出單元52為一固件，是用以設定上述多組控制參數(shù)521a、521b 與521c，并耦接于處理單元51、馬達4與轉向感應器3。該多組控制參數(shù)521a、521b與521c中的每一組還包含一彈性系數(shù)模擬參數(shù)與一阻尼參數(shù)(Damping Parameter)。彈性系數(shù)模擬參數(shù)是被設定以計算出一回復扭力值，該阻尼參數(shù)是被設定以計算一阻尼扭力值。接著，請參閱圖3，并同時一并參閱圖5。駕馭類電子游戲設備100是利用處理單元51執(zhí)行駕馭游戲，并產(chǎn)生對應的游戲畫面61。該游戲畫面61包含多種駕馭對象611a、 611b與611c并顯示于顯示單元6，操控者可在該多種具有不同駕駛特性的駕馭對象611a、 611b與611c中任選其中一駕馭對象611a，并施予方向操控器1 一操作力以輸入一操控信號加以操控。方向操控器1轉動會帶動轉軸11轉動，轉向感應器3感應方向操控器1的操作轉向I并將之傳輸至輸入/出單元52。輸入/出單元52依據(jù)操作轉向I搭配上述多組控制參數(shù)521a、521b與521c中與所選擇的駕馭對象611a相對應者，產(chǎn)生一回饋信號，并將回饋信號傳輸至馬達4。馬達4依據(jù)回饋信號通過傳動機構7驅動轉軸11帶動方向操控器1產(chǎn)生一回饋動力。其中，回饋動力包含一與操作轉向I的方向相反的一回復扭力RT，以及一阻尼扭力 DT(Damping Torque)。請參閱圖6A，其是本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的使用狀態(tài)示意圖。操控者沿操作轉向I轉動方向操控器1，輸入/出單元52依據(jù)該操作轉向I搭配彈性系數(shù)模擬參數(shù)計算出回復扭力值，使馬達4根據(jù)該回復扭力值產(chǎn)生與操作轉向I反方向的回復扭力RT。此時， 操控者會再操控過程中感受到一股阻力。若是操控者放掉該操作力，該回復扭力RT可使該方向操控器1回轉至一初始位置，達到回正的效果。請參閱圖6B，其是本發(fā)明駕馭類電子游戲設備的使用狀態(tài)示意圖；當操控者釋放操作力，使方向操控器1借由回復扭力RT自動回正時，輸入/出單元52還依據(jù)回復扭力RT 的轉向，搭配所對應的阻尼參數(shù)計算出阻尼扭力值，使馬達4根據(jù)該阻尼扭力值產(chǎn)生與回復扭力RT反方向的阻尼扭力DT，達到緩沖與提高穩(wěn)定性的效果。同時，阻尼扭力DT也可在游戲過程中發(fā)揮避免震蕩的功能，加強駕駛狀況的穩(wěn)定度。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的駕馭類電子游戲設備100可利用轉向感應器3感應該方向操控器1的操作轉向I，并通過控制模塊5依據(jù)控制參數(shù)521a、521b與521c驅動馬達 4產(chǎn)生不同回饋動力，不僅簡化硬件結構降低組裝成本，還可通過不同的彈性系數(shù)模擬參數(shù)產(chǎn)生不同的回復扭力RT以模擬不同的駕馭對象611a、611b與611c的特性，并且通過對應的阻尼參數(shù)所產(chǎn)生的阻尼扭力DT增加該方向操控器1轉動時的穩(wěn)定度，避免方向操控器1 產(chǎn)生不必要的晃動。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種駕馭類電子游戲設備，利用于執(zhí)行一駕馭游戲，并在一顯示單元的游戲畫面中顯示多種駕馭對象以供任選其中之一加以控制，其特征在于，該駕馭類電子游戲設備包含一固定座；一方向操控器，借由一轉軸固設于該固定座，并供一操作力操作以控制該駕馭對象；一轉向感應器，設置于該固定座以感應該方向操控器的一操作轉向；一控制模塊，耦接于該轉向感應器，可供預設分別對應該多種駕馭對象的多組控制參數(shù)；及一馬達，耦接于該控制模塊，并借由一傳動機構連接于該轉軸；其中，當該方向操控器受該操作力操作以控制該多種駕馭對象中的其中之一者，該控制模塊依據(jù)所選擇的該多種駕駛對象的其中之一所對應的該多組控制參數(shù)中的其中之一而產(chǎn)生一回饋信號，以使該馬達依據(jù)該回饋信號驅動該轉軸，使該方向操控器產(chǎn)生一回饋動力。
2.根據(jù)權利要求1所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該回饋動力包含一與該操作轉向的方向相反的回復扭力。
3.根據(jù)權利要求2所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該多組控制參數(shù)中的每一組包含一彈性系數(shù)模擬參數(shù)，該彈性系數(shù)模擬參數(shù)被設定以計算出一回復扭力值，借以使該馬達依據(jù)該回復扭力值提供該回復扭力，并在釋放該操作力時，該回復扭力使該方向操控器回轉至一初始位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該回饋動力包含一與該回復扭力的方向相反的阻尼扭力。
5.根據(jù)權利要求4所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該多組控制參數(shù)中的每一組包含一阻尼參數(shù)，該阻尼參數(shù)是被設定以計算出一阻尼扭力值，借以使該馬達依據(jù)該阻尼扭力值提供該阻尼扭力。
6.根據(jù)權利要求1所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該方向操控器為一圓型方向盤、一H形方向盤與轉向控制桿中的其中之一。
7.根據(jù)權利要求1所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該控制模塊包含一處理單元，用以執(zhí)行該駕馭游戲并產(chǎn)生該游戲畫面；以及一輸入/出單元，用以設定該多組控制參數(shù)，并耦接于該處理單元、該馬達與該轉向感應器。
8.根據(jù)權利要求1所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該傳動機構為一皮帶、一鏈條與一齒輪組中的至少之一。
9.根據(jù)權利要求1所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該馬達為一脈波寬度調整馬達與一電壓控制馬達中的之一，且該轉向感應器為一可變磁阻感應器。
10.根據(jù)權利要求1所述的駕馭類電子游戲設備，其特征在于，該駕馭游戲為一賽車游戲，該多種駕馭對象為多種賽車對象。
全文摘要
一種駕馭類電子游戲設備，執(zhí)行一駕馭游戲并包含一方向操控器、一轉向感應器、一控制模塊及一馬達，方向操控器軸設于一固定座，轉向感應器感應方向操控器的操作轉向，控制模塊供預設對應多種駕馭對象的控制參數(shù)，各組控制參數(shù)還包含分別被設定以計算出一回復扭力值與一阻尼扭力值的一彈性系數(shù)模擬參數(shù)與一阻尼參數(shù)，以在方向操控器受操作時，依據(jù)所選擇駕駛對象所對應的控制參數(shù)產(chǎn)生一回饋信號，使馬達依據(jù)回饋信號驅動方向操控器產(chǎn)生一回饋動力，回饋動力包含依據(jù)回復扭力值產(chǎn)生的一回復扭力，以及一依據(jù)阻尼扭力值產(chǎn)生的阻尼扭力。
文檔編號A63F13/10GK102210933SQ201010151230
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者吳啟豪, 黃品儒 申請人:鈊象電子股份有限公司