申请/专利权人：司徒健伟

申请日：2017-06-06

公开（公告）日：2020-09-04

公开（公告）号：CN107219773B

主分类号：G05B17/02(20060101)

分类号：G05B17/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.04#授权;2017.10.27#实质审查的生效;2017.09.29#公开

摘要：本发明涉及一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，包括机架、环境模拟装置、行进模拟装置、保护装置以及控制器，环境模拟装置包括混合箱、若干喷头、头盔；行进模拟装置包括与机架转动连接的圆台、与圆台相互传动连接的第一电机、滑块、第一液压缸、第二液压缸、连接件以及踏板；保护装置包括腰带、第二电机、卷筒、气缸、阻尼辊筒、钢丝绳以及腰带连接器；腰带上设置有陀螺仪、第一连接件以及重力感应器。本发明所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其结构合理，具有结构简单、使用方便、参与感强、智能化程度高等优点，有效解决传统虚拟现实设备不能感知虚拟环境的问题。

主权项：1.一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：包括具有框架结构的机架1、环境模拟装置2、行进模拟装置3、保护装置4以及设置在机架1上的控制器5，所述的环境模拟装置2包括设置在机架1上的混合箱21、若干喷头22、头盔23；所述的混合箱21内设置有气泵211、装有气味精油的第一罐体212、设置在第一罐体212底部的加热盘213以及装有高压蒸馏水的第二罐体214；所述的第一罐体212、第二罐体214分别与气泵211的出气管通过电磁阀215相互连接，且气泵211的储气罐分别与喷头相互连接；所述的行进模拟装置3包括与机架1转动连接的圆台31、与圆台31相互传动连接的第一电机32、对称设置在圆台31上的两块滑块33、第一液压缸34、第二液压缸35、连接件36以及踏板37；所述的保护装置4包括腰带41、设置在机架1上的第二电机42、与第二电机42传动连接的卷筒43、一对气缸44、设置在卷筒43上方的一对阻尼辊筒45、钢丝绳46以及腰带连接器47；所述的腰带41上设置有用于检测使用人员身体倾斜程度的陀螺仪411、第一连接件412以及重力感应器413；所述气缸44的两端分别与机架1、阻尼辊筒45相互固定连接；所述的圆台31上对称设置有与两块滑块33相互适配的滑槽331；所述第一液压缸34的底部是固定设置在圆台31上，第一液压缸34的主轴是与滑块33相互固定连接；所述第二液压缸35的底部是固定设置在滑块33上，第二液压缸35的主轴是与连接件36相互固定连接；所述的头盔23上设置有液晶屏幕231以及耳麦232；所述的耳麦232与头盔23是一体式结构。

全文数据：一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台技术领域[0001]本发明涉及虚拟现实设备领域，尤其是涉及一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台。背景技术[0002]已知虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研宄领域。虚拟现实技术VR主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。[0003]随着今年来虚拟现实技术的不断发展，虚拟现实设备也不断推陈出新，但目前的虚拟现实设备大多着眼于视觉和听觉的模拟，导致现有的虚拟现实设备能看、能听，但却不能真正的感知到虚拟环境，其模拟程度不强，使得虚拟设备的使用体验大打折扣，所以有必要发明一种能让用户能看、能听还能身临其境感知到虚拟环境的设备。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其结构合理，具有结构简单、使用方便、参与感强、智能化程度高等优点，有效解决传统虚拟现实设备不能感知虚拟环境的问题。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，包括具有框架结构的机架、环境模拟装置、行进模拟装置、保护装置以及设置在机架上的控制器，所述的环境模拟装置包括设置在机架上的混合箱、若干喷头、头盔；所述的混合箱内设置有气泵、装有气味精油的第一罐体、设置在第一罐体底部的加热盘以及装有高压蒸馏水的第二罐体;所述的第一罐体、第二罐体分别与气泵的出气管通过电磁阀相互连接，且气泵的储气罐分别与喷头相互连接；[0006]所述的行进模拟装置包括与机架转动连接的圆台、与圆台相互传动连接的第一电机、对称设置在圆台上的两块滑块、第一液压缸、第二液压缸、连接件以及踏板；[0007]所述的保护装置包括腰带、设置在机架上的第二电机、与第二电机传动连接的卷筒、一对气缸、设置在卷筒上方的一对阻尼辊筒、钢丝绳以及腰带连接器;所述的腰带上设置有用于检测使用人员身体倾斜程度的陀螺仪、第一连接件以及重力感应器;所述气缸的两端分别与机架、阻尼辊筒相互固定连接。[0008]作为优选的方案，所述的圆台上对称设置有与两块滑块相互适配的滑槽;所述第一液压缸的底部是固定设置在圆台上，第一液压缸的主轴是与滑块相互固定连接;所述第二液压缸的底部是固定设置在滑块上，第二液压缸的主轴是与连接件相互固定连接。[0009]作为优选的方案，所述的连接件是圆环形结构，连接件内环设置有轴承;所述的踏板包括带有连接轴的支撑板、固定板、束缚带以及若干压力传感器;所述的支撑板上设置有凹槽，压力传感器是埋设在支撑板凹槽的左右两侧、底面以及固定板上;所述的固定板一端是与支撑板相互铰接，固定板的另一端是通过束缚带与支撑板相互连接;所述的连接轴是与连接件内环设置的轴承相互连接。[0010]作为优选的方案，所述的腰带连接器包括壳体、拉力传感器、设置在壳体上的套筒以及与套筒相互套设的滑杆;所述的滑杆两端设置有环形挡板，且在滑杆两端对称套设有张紧弹簧，张紧弹簧的两端是分别与套筒、挡板相互抵接;滑杆的一端与拉力传感器相互连接，滑杆的另一端是与第一连接件相互连接;所述的钢丝绳一端是与卷筒相互连接，钢丝绳的另一端是与腰带连接器的上的连接环相互连接。[0011]作为优选的方案，所述的头盔上设置有液晶屏幕以及耳麦;所述的耳麦与头盗是一体式结构。[0012]作为优选的方案，所述的圆台上设置有齿条，第一电机是通过齿轮与齿条相互传动连接。[0013]作为优选的方案，所述的壳体与套筒是由铝合金制成的一体式结构。[0014]作为优选的方案，所述的控制器分别与气栗、加热盘、电磁阀、头盔、第一电机、第一液压缸、第二液压缸、压力传感器、第二电机、气缸、陀螺仪、重力感应器、拉力传感器相互电连接。[0015]作为优选的方案，所述的阻尼辊筒包括支架、辊筒以及设置在辊筒两端的阻尼轴；所述的阻尼轴两端是分别与支架、辊筒相互固定连接。[0016]本发明的有益效果是:一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，包括具有框架结构的机架、环境模拟装置、行进模拟装置、保护装置以及控制器，环境模拟装置利用混合箱将各种气味精油、水等通过气栗加压、混合从喷头喷出，可模拟虚拟世界中的风、湿度、气味等环境要素，行进模拟装置通过检测踏板上压力的变化，由控制器控制液压缸动作，配合圆台的转动模拟人在虚拟环境中的自由行走，同时也可以通过控制液压缸和圆台的转动创造和虚拟环境相同的地形地貌、风向等，充分增强虚拟场景的现实感;保护装置通过检测人的倾斜角度，及时通过钢丝绳调整人的姿态，当人从装置上突然跌落时，阻尼辊筒下压辊筒产生阻尼，防止人员跌落受伤;其结构合理，具有结构简单、使用方便、参与感强、智能化程度高等优点，有效解决传统虚拟现实设备不能感知虚拟环境的问题。附图说明[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0018]图1是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的左侧结构示意图；[0019]图2是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的正面结构示意图；[0020]图3是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的混合箱结构放大示意图；[0021]图4是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的头盔结构示意图；[0022]图5是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的踏板结构示意图；[0023]图6是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的腰带结构示意图；[0024]图7是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的腰带连接器结构示意图；[0025]图8是本发明所述一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台的阻尼辑筒结构示意图。[0026]附图中标记分述如下：1、机架，2、环境模拟装置，21、混合箱，211、气栗，212、第一罐体，213、加热盘，214、弟一罐体，215、电磁阀，22、喷头，23、头盗，231、液晶屏幕，232、耳麦，3、行进模拟装置，31、圆台，32、第一电机，3夂滑块，331、滑槽，M、第一液压缸，35、第二液压缸，36、连接件，37、踏板，371、支撑板，3了2、固定板，373、束缚带，374、连接轴，375、压力传感器，376、第一压板，4、保护装置，41、腰带，411、陀螺仪，412、第一连接件，413、重力感应器，42、第二电机，43、卷筒，44、气缸，45、阻尼辊筒，451、支架，452、阻尼轴，453、辊筒，46、钢丝绳，47、腰带连接器，471、壳体，472、拉力传感器，473、套筒，474、滑杆，475、挡板，476、张紧弹簧，477、连接环，5、控制器。具体实施方式[0027]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。[0028]如图1、2、3、4、5、6、7、8所示的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，包括具有框架结构的机架1、环境模拟装置2、行进模拟装置3、保护装置4以及设置在机架1上的控制器5,所述的环境模拟装置2包括设置在机架1上的混合箱21、若干喷头22、头盔23;所述的混合箱21内设置有气栗211、装有气味精油的第一罐体212、设置在第一罐体212底部的加热盘213以及装有高压蒸馏水的第二罐体214;所述的第一罐体212、第二罐体214分别与气泵211的出气管通过电磁阀215相互连接，且气栗211的储气罐分别与喷头相互连接；[0029]所述的行进模拟装置3包括与机架1转动连接的圆台31、与圆台31相互传动连接的第一电机32、对称设置在圆台31上的两块滑块33、第一液压缸34、第二液压缸35、连接件36以及踏板37;[0030]所述的保护装置4包括腰带41、设置在机架1上的第二电机似、与第二电机42传动连接的卷筒43、一对气缸44、设置在卷筒43上方的一对阻尼辊筒45、钢丝绳站以及腰带连接器47;所述的腰带41上设置有用于检测使用人员身体倾斜程度的陀螺仪411、第一连接件412以及重力感应器413;所述气缸44的两端分别与机架1、阻尼辊筒45相互固定连接。[0031]所述的圆台31上对称设置有与两块滑块33相互适配的滑槽331;所述第一液压缸34的底部是固定设置在圆台31上，第一液压缸34的主轴是与滑块33相互固定连接;所述第二液压缸35的底部是固定设置在滑块33上，第二液压缸35的主轴是与连接件36相互固定连接。[0032]所述的连接件36是圆环形结构，连接件36内环设置有轴承;所述的踏板37包括带有连接轴374的支撑板371、固定板372、束缚带373以及若干压力传感器375;所述的支撑板上设置有凹槽，压力传感器375是埋设在支撑板371凹槽的左右两侧、底面以及固定板372上;所述的固定板372—端是与支撑板371相互铰接，固定板372的另一端是通过束缚带373与支撑板371相互连接;所述的连接轴374是与连接件36内环设置的轴承相互连接。[0033]所述的腰带连接器47包括壳体471、拉力传感器472、设置在壳体471上的套筒473以及与套筒473相互套设的滑杆474;所述的滑杆474两端设置有环形挡板475,且在滑杆474两端对称套设有张紧弹簧4了6,张紧弹簧476的两端是分别与套筒473、挡板475相互抵接;滑杆474的一端与拉力传感器472相互连接，滑杆4了4的另一端是与第一连接件412相互连接；所述的钢丝绳46—端是与卷筒43相互连接，钢丝绳46的另一端是与腰带连接器47的上的连接环477相互连接。[0034]所述的头盔23上设置有液晶屏幕231以及耳麦2：32;所述的耳麦232与头盔23是一体式结构;所述的圆台3丨上设置有齿条，第一电机32是通过齿轮与齿条相互传动连接;所述的壳体471与套筒473是由铝合金制成的一体式结构。[0035]所述的控制器5分别与气栗211、加热盘213、电磁阀215、头盔23、第一电机32、第一液压缸34、第二液压缸35、压力传感器375、第二电机42、气缸44、陀螺仪411、重力感应器413、拉力传感器472相互电连接；[0036]所述的阻尼辊筒45包括支架奶1、辊筒453以及设置在辊筒453两端的阻尼轴452;所述的阻尼轴452两端是分别与支架451、辊筒453相互固定连接。[0037]本发明所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，包括具有框架结构的机架、环境模拟装置、行进模拟装置、保护装置以及控制器，环境模拟装置利用混合箱将各种气味精油、水等通过气栗加压、混合从喷头喷出，可模拟虚拟世界中的风、湿度、气味等环境要素，行进模拟装置通过检测踏板上压力的变化，由控制器控制液压缸动作，配合圆台的转动模拟人在虚拟环境中的自由行走，同时也可以通过控制液压缸和圆台的转动创造和虚拟环境相同的地形地貌、风向等，充分增强虚拟场景的现实感;保护装置通过检测人的倾斜角度，及时通过钢丝绳调整人的姿态，当人从装置上突然跌落时，阻尼辊筒下压辊筒产生阻尼，防止人员跌落受伤；其结构合理，具有结构简单、使用方便、参与感强、智能化程度高等优点，有效解决传统虚拟现实设备不能感知虚拟环境的问题。[0038]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

权利要求：1.一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是:包括具有框架结构的机架（1、环境模拟装置2、行进模拟装置3、保护装置⑷以及设置在机架（1上的控制器5，所述的环境模拟装置2包括设置在机架⑴上的混合箱21、若干喷头22、头盔23;所述的混合箱21内设置有气泵211、装有气味精油的第一罐体212、设置在第一罐体（212底部的加热盘213以及装有高压蒸馏水的第二罐体（214;所述的第一罐体212、第二罐体214分别与气栗211的出气管通过电磁阀（215相互连接，且气泵211的储气罐分别与喷头相互连接；所述的行进模拟装置3包括与机架（1转动连接的圆台（31、与圆台（31相互传动连接的第一电机32、对称设置在圆台（31上的两块滑块33、第一液压缸34、第二液压缸35、连接件36以及踏板37;所述的保护装置4包括腰带（41、设置在机架（1上的第二电机（42、与第二电机42传动连接的卷筒43、一对气缸44、设置在卷筒43上方的一对阻尼辊筒45、钢丝绳46以及腰带连接器47;所述的腰带41上设置有用于检测使用人员身体倾斜程度的陀螺仪411、第一连接件412以及重力感应器413;所述气缸44的两端分别与机架1、阻尼辊筒45相互固定连接。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：所述的圆台（31上对称设置有与两块滑块（33相互适配的滑槽（331;所述第一液压缸34的底部是固定设置在圆台（31上，第一液压缸34的主轴是与滑块33相互固定连接;所述第二液压缸35的底部是固定设置在滑块33上，第二液压缸35的主轴是与连接件36相互固定连接。3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：所述的连接件36是圆环形结构，连接件36内环设置有轴承;所述的踏板37包括带有连接轴374的支撑板371、固定板372、束缚带373以及若干压力传感器375;所述的支撑板上设置有凹槽，压力传感器375是埋设在支撑板C371凹槽的左右两侧、底面以及固定板372上，压力传感器375的检测端伸出支撑板3H并设置有第一压板376;所述的固定板372—端是与支撑板371相互铰接，固定板37¾的另一端是通过束缚带373与支撑板371相互连接;所述的连接轴374是与连接件36内环设置的轴承相互连接。4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：所述的腰带连接器（47包括壳体（471、拉力传感器（47¾、设置在壳体（471上的套筒473以及与套筒（473相互套设的滑杆474;所述的滑杆474两端设置有环形挡板475，且在滑杆町4两端对称套设有张紧弹簧476，张紧弹簧4了6的两端是分别与套筒473、挡板475相互抵接;滑杆4了4的一端与拉力传感器472相互连接，滑杆474的另一端是与第一连接件412相互连接;所述的钢丝绳46—端是与卷筒43相互连接，钢丝绳46的另一端是与腰带连接器47的上的连接环477相互连接。5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：所述的头盔23上设置有液晶屏幕231以及耳麦232;所述的耳麦（232与头盔23是一体式结构。6.根据权利要求1或2所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是:所述的圆台（31上设置有齿条，第一电机32是通过齿轮与齿条相互传动连接。7.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：所述的壳体471与套筒473是由铝合金制成的一体式结构。^'8.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：所述的控制器⑸分别与气泵211、加热盘213、电磁阀（215、头盔2¾、第一电机32、第一液压缸34、第二液压缸（35、压力传感器（375、第二电机42、气缸44、陀螺仪411、重力感应器413、拉力传感器472相互电连接。~9.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台，其特征是：所述的阻尼辊筒（45包括支架（451、辊筒（453以及设置在辊筒（453两端的阻尼轴45¾;所述的阻尼轴452两端是分别与支架451、辊筒453相互固定连接。

百度查询： 司徒健伟 一种基于虚拟现实技术的多自由度漫游行进平台

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