Entwicklung eines angetriebenen omnidirektionalen Laufbandes

Abstract

Die Technologie Virtual Reality spielt in unserer Zeit eine wichtige Rolle in den unterschiedlichsten Einsatzgebieten. Speziell im Entertainmentbereich wie z. B. bei Videospielen ist es dabei wichtig, sich möglichst gut in die virtuelle Welt hineinversetzen zu können. Dies funktioniert nur mit geeigneten Interaktions-Eingabegeräten. So setzt sich diese Arbeit die Entwicklung und Konstruktion eines omnidirektionalen Laufbandes zum Ziel, welches dem Benutzer ein natürliches Gehen in jede Richtung ermöglichen soll, ohne dass er sich von der Stelle bewegt. Im ersten Kapitel dieser Arbeit wird ein kurzer Überblick über Virtual Reality und omnidirektionale Laufbänder geboten. In Kapitel 2 werden die theoretische Grundlagen des Entwicklungs- und Konstruktionsprozess nach VDI-Richtlinie 2221 (1993) und Pahl et al. (2005) angeführt. Im dritten Kapitel beginnt die Entwicklung des Laufbandes mit dem Aufstellen einer Anforderungsliste. In Kapitel 4 werden die wesentlichen Funktionen des Laufbandes erarbeitet, dafür dann Wirkprinzipien gesucht und anschließend zu Wirkstrukturen zusammengeführt. Abschließend werden potentielle Lösungsvarianten bewertet und ausgewählt. Im fünften Kapitel erfolgt das Entwerfen des Laufbandes, wo die einzelnen Bauteile und Baugruppen ausgelegt und konstruiert werden. Das Ergebnis dieser Arbeit ist die dreidimensionale, mechanische Konstruktion des omnidirektionalen Laufbandes, anhand dessen nach Ausarbeitung der Fertigungsunterlagen ein Prototyp gefertigt werden soll.

Virtual reality technology plays an important role in a variety of fields of application today. Especially in entertainment, such as when playing video games, it is important to enable users to immerse themselves into the virtual world. This only works with suitable interactive input devices. The goal of this thesis is the development and design of an omnidirectional treadmill, which allows the user to experience natural walking in any direction, without moving from the center, without moving from the spot. The first chapter of this thesis consists of a brief overview of virtual reality and omnidirectional treadmills. Chapter 2 describes the theoretical basis of the development and design process according to VDI regulation 2221 (1993) and Pahl et al. (2005). In the third chapter, the development of the treadmill begins with the compilation of a list of requirements. In Chapter 4, the essential functions of the treadmill will be developed, then operating principles are sought for them, thereafter they will be merged to several solutions. Finally, alternative potential solutions are evaluated and selected. The fifth chapter documents the design of the treadmill, where the individual components and assemblies are designed and constructed occurs. The result of this thesis is the three-dimensional mechanical design of an omnidirectional treadmill which lays the foundations for the drafting of the production documents and the building of a prototype.