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VR万向行走平台的制作方法
时间:2024-02-16 15:55 点击次数:95

  本实用新型涉及一种VR万向行走平台,特别是一种涉及虚拟现实技术领域的VR万向行走平台。

  现有技术的跑步机式的VR模拟步行移动平台,其脚步移动模式有以下几种形式:一、采用摩擦滑动平台,体验者要通过长时间学习,才能适应这种行走模式,且步伐感觉生涩,模拟行走感不真实;或者需配备专用游戏鞋,操作及管理繁琐;二、无动力万向滚珠平台,由于平台的旋转模拟采用体验者主动旋转,操作易受平台惯性影响,体验者会有负重感;三、采用传送带式移动平台,这种形式机构非常庞大复杂,造价高昂,市场推广应用受到限制。

  本实用新型提供一种操作简单,算法简洁,空间节约,成本低廉,移动平稳,信号精准连续,行走模式感觉真实的VR万向行走平台。

  本实用新型为解决上述问题所采用的VR万向行走平台,包括底座、旋转电机、旋转支撑单元、支架、滚筒组、腰带和控制器,所述旋转电机安装在底座上,所述旋转电机的输出轴与旋转支撑单元传动连接,所述支架固定在旋转支撑单元的上方,所述滚筒组的滚筒成直线排布,所述滚筒组安装在支架的上部,所述滚筒组中设置有光电传感器,所述光电传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接,所述腰带上设置有陀螺仪,所述陀螺仪的信号输出端与控制器的信号输入端连接,所述控制器的信号输出端与旋转电机的控制信号输入端连接。

  进一步的是,还包括立柱,所述立柱固定在支架上,所述立柱上设置有滑轨,所述滑轨上安装有滑块,所述滑块与腰带为可转动连接。

  进一步的是,还包括圆环形的安装架,所述安装架上设置有一对三角形的安装耳,所述安装架底部与支架固定连接,所述立柱的端部与安装耳固定连接,所述立柱相对于垂直方向倾斜设置。

  进一步的是,所述旋转支撑单元上设置有旋转角度传感器,所述旋转电机为伺服旋转电机,所述旋转角度传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接。

  进一步的是,所述滚筒组包括支撑框架,辊轴和滚筒,所述辊轴固定在支撑框架上,所述滚筒套设在辊轴上。

  本实用新型的有益效果是:本装置采用单方向滚筒平台实现无摩擦滑动步伐模拟,配合由旋转电机、旋转支撑单元组成的同步电动旋转系统。以单向直线排布滚筒代替放射状或矩阵式滚珠排布,简化了滚动摩擦面的机构排布及软件算法;以同步电动旋转平台替代人力旋转平台,避免了旋转机构给人体的负重,增强了体验真实感。具有操作简单、算法简洁、空间节约、成本低廉、移动平稳、信号精准连续、行走模式感觉真实等特点。

  图中零部件、部位及编号:底座1、旋转电机2、旋转支撑单元3、支架4、滚筒组5、光电传感器6、立柱7、滑轨8、滑块9、腰带10。

  如图1、图2、图3所示的VR万向行走平台,包括底座1、旋转电机2、旋转支撑单元 3、支架4、滚筒组5和腰带10和控制器,所述旋转电机2安装在底座1上,所述旋转电机2 的输出轴与旋转支撑单元3传动连接,所述支架4固定在旋转支撑单元3的上方,所述滚筒组5的滚筒成直线,所述光电传感器6的信号输出端与控制器的信号输入端连接,所述腰带10上设置有陀螺仪,所述陀螺仪的信号输出端与控制器的信号输入端连接,所述控制器的信号输出端与旋转电机2的控制信号输入端连接。其中旋转电机2用来旋转支撑单元3转动,从而带动支架4和安装在支架4上的滚筒组5一起转动。滚筒组5包括10个左右固定在同一框架内的一组轴承滚筒,呈直线所示,体验者站在滚筒组5上,当体验者在平台上走动时,脚底驱动滚筒组5做自由滚动,脚底相对于平台滑动,从而实现相对行走的模拟。布置在滚筒组5中的光电传感器6,通过反射采集体验者的脚部位置与相对运动轨迹,光电传感器6的信号输出端与控制器的信号输入端连接,光电传感器6所采集到的脚部位置与相对运动轨迹信号通过控制线路传输给控制器,控制器采用专用的成熟的单片机微控制器,对光电传感器6的信号进行运算处理,信号处理方法可以采用现有的运算处理方法,从而实现对移动步阀的跟踪模拟。腰带10固定在体验者的腰部,设置在腰带10中的陀螺仪采集旋转、升降等躯体姿势,并将采集到的信号传输给控制器,从而实现对躯体姿势的跟踪模拟。陀螺仪与控制器之间的数据通信可以采用有线传输的方式,也可以采用wifi、zigbee、蓝牙等无线通信的方式。

  本申请还包括立柱7,所述立柱7固定在支架4上,所述立柱7上设置有滑轨8,所述滑轨8上安装有滑块9,所述滑块9与腰带10可转动连接。可转动连接的方式可以采用销轴连接或者轴承连接等。

  立柱7固设在支架4上,可以随旋转支撑单元3沿平台中心做360度同步旋转,滑轨8 安装在立柱7上端,滑块9安装在滑轨8上,可以沿滑轨8上下滑动,腰带10安装在滑块9 上,腰带10与滑块9可以作相对旋转,体验者通过腰带10固定相对位置,并保证不滑倒。

  其中滑块9和腰带10通过轴承可转动连接,采用轴承实现转动连接,连接可靠,转动摩擦阻力小,转动时的同轴度高。

  为了提高结构稳定性,本申请还包括圆环形的安装架,所述安装架上设置有一对三角形的安装耳,所述安装架底部与支架4固定连接,所述立柱7的端部与安装耳固定连接,所述立柱7相对于垂直方向倾斜设置。圆环形安装架便于与支架4进行固定连接,三角形安装耳既方便了安装有可以增加结构的强度,立柱7相对于垂直方向倾斜设置可以增加结构在水平方向的刚度。

  所述旋转支撑单元3上设置有旋转角度传感器,所述旋转电机2为伺服旋转电机2,所述旋转角度传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接。内置旋转角度传感器的角度信号同时反馈给控制器,以便控制器根据实时检测到的角度信号作出相应的修正补偿,从而进一步精准模拟行走的转向。

  所述滚筒组5包括支撑框架,辊轴和滚筒,所述辊轴固定在支撑框架上,所述滚筒套设在辊轴上。支撑框架可以有效支撑滚筒并准确固定滚筒的位置,使体验者可以在平台上稳定移动。

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