Head Mounted Display

Eduard stelde deze vraag op 17 december 2013 om 11:32.

Hallo!

Ik had een vraag over momenten.

Ik ben bezig met een Head-Mounted Display (HMD) dat door middel van een GoPro-mount op de helm bevestigd kan worden.

In de bijlage even vlug de mount-bevestiging getekend op deze HMD.

Het doel is dat de HMD zo stabiel mogelijk voor het hoofd hangt zodat je geen grote bewegingen hebt waardoor je ogen maar moeten blijven scherpstellen.

Nu was ik van mening dat de HMD stabieler zou zijn als je het contact van de mount en HMD vergroot, ofwel een langere arm geeft tov de resulterende kracht/moment in het midden. In plaats van een smalle mount dat de gehele massa stabiel probeert te houden. Dat was althans mijn gedachtegang, ik kan het alleen maar niet met een berekening weergeven.

Zo zat ik te denken; als je hetzelfde moment hebt in beide situaties, dan is er juist bij de linker versie minder kracht nodig om een moment te creeëren en bij de rechter is er meer kracht nodig om hetzelfde moment te behalen. Dit gaat dan ook geheel tegen mijn gedachte in.

Waar zit ik nu precies fout hierin?

Alvast bedankt!

Reacties

Eduard op 17 december 2013 om 12:35

NB. Met de kracht op de mount bedoel ik de kracht als gevolg van het heen en weer gaan van het hoofd

Theo op 17 december 2013 om 15:38

Voorlopig spreek je voor me in raadselen omdat ik geen idee heb wat HMD of GoPro zou moeten zijn. Google suggereert een camera gemonteerd op een helm of op je hoofd gefixeerd.

Maar je bijlage ontbreekt. Wellicht bij invoer een verkeerde "Captcha" code ingetypt? Deze site heeft als vervelende eigenschap dat dan meteen ook alle bijlagen worden verwijderd. Die moet je opnieuw toevoegen voordat je een nieuwe Captcha intypt...

Bij momenten is het zo dat naarmate een massa verder weg is (langere arm) dichtbij een grote kracht moet worden uitgeoefend in tegengestelde richting om die massa stabiel te houden. Vergelijk een deur: deze open duwen aan het handvat gaat makkelijk (handkracht Fh op grote afstand r1 van het draaischarnier). Dit open duwen proberen tegen te gaan door een kracht op de deur vlak bij het scharnier Fs , vereist een zeer grote kracht omdat de afstand tot het draaipunt r2 zo klein is.

Maar voor evenwicht geldt dan
  armkracht x deurbreedte = tegenkracht x afstand tot scharnier

  Fh . r1 = Fs . r2

Een camera voor je oog bevestigen zal dus ook een moment geven van gewicht x afstand tot bevestigingspunt. Dit tegenhouden met een tegengewicht aan de andere kant van het bevestigingspunt (maar er vlak bij) zal ook een grote kracht eisen. Klemzetten in het draaipunt gaat op den duur zeker fout (lostrillen) tenzij de bevestigingsarm met een soort ribbel-verbinding in een van de ribbelsleuven kan worden vastgezet.

Eduard op 17 december 2013 om 16:06

Hallo!

Bedankt voor je reactie! Een head mounted display wordt gebruikt bij bijvoorbeeld virtuele realiteit. Bekenste HMD op gebied van gaming is de toekomstige Oculus Rift.

Hierbij de bijlage zoals ik wilde meesturen.



Is het dan niet zo dat doordat je nu de kracht bij de aansluiting van de HMD hebt verspreid op een langere arm, dat de HMD hierdoor stabieler is dan dat alle kracht geconcentreerd is op een kleine mount ( het rechter figuur)?

 

Alvast bedankt!

Theo op 17 december 2013 om 16:37

Ik weet niet of ik je figuren goed interpreteer, maar de linker lijkt simpeler in balans te houden dan de rechter omdat de arm veel groter is: een groot tandrad/wiel kan ook beter onder controle worden gehouden omdat de straal veel groter is tov het draaipunt.

Maar zie ik dat het draaiende deel met rechthoekige tanden ingrijpt op passende openingen? Dan heb je met rotatie niet zoveel te maken: de krachten worden geleverd door de tanden (die willen draaien) en de wanden van de gaten (sleuven) waarin ze vallen: die duwen in tegengestelde richting. Een dergelijke montage, die eigenlijk maar een paar hoeken toelaat (als de tanden in een gat vallen) is zeer stevig - en naar mate ze groter zijn, zijn de spelende krachten kleiner (omdat de armen van het moment groter zijn)

Eduard op 17 december 2013 om 16:54

Theo de Klerk, 17 dec 2013

 

Ik weet niet of ik je figuren goed interpreteer, maar de linker lijkt simpeler in balans te houden dan de rechter omdat de arm veel groter is: een groot tandrad/wiel kan ook beter onder controle worden gehouden omdat de straal veel groter is tov het draaipunt.

 

 

Dat was dus ook mijn gedachte betreft het in balans houden; maar hoe kan ik dat verduidelijken natuurkundig gezien?

De afbeelding is een weergave vanaf de voorkant gezien, zoals bij deze HMD te zien is http://en.souvr.com/product/UploadFiles_4114/200712/20071210152626577.jpg

Als dus van de afbeelding in de link de mount(het koppelstuk dat de HMD met de hoofdband verbind) breder is dan dat die nu is, dan zou die stabieler moeten zijn door de langere as. Maar waarom?

Alvast heel erg bedankt voor de hulp!

Theo op 17 december 2013 om 17:24

Het gewicht van de display moet volledig worden gedragen/op de plaats gehouden, door het vierkante verbindingsstukje dat zeer vast gemonteerd moet worden om de display op zijn plek te houden.

Als dit vierkantje kan worden verbreed tot een rechthoek die de volledige breedte van de display beslaat, dan is dezelfde kracht nodig als eerder, maar nu verdeeld over een veel langere verbinding.

Je kunt de display en verbinding in partjes gesneden denken (evenwijdig aan de kijkrichting). Je hebt dan een heleboel stukjes display (met elk een klein gewicht maar tezamen net zo zwaar als de hele display). Elk stukje zit met een klein verbindingsstukje vast. Dat stukje moet een tegenkracht opwekken die zorgt dat dat display niet gaat draaien (zakken). Die kracht is nu veel kleiner omdat het gewicht van het stukje display zoveel kleiner is (terwijl de arm gelijk blijft). 

De totale tegenkracht om de display te fixeren ipv te laten draaien is nu "uitgesmeerd" over het hele rechthoekige verbindingsstuk.  Dus waar eerst bijv.  100 N over een breedte van 5 cm van het vierkante verbindingsstuk werkte, is deze 100 N nu over 25 cm verdeeld.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft drie appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)