CN106445175A - 虚拟现实体验舱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种虚拟现实体验舱，设计虚拟现实辅助设备领域，它包括舱体、控制器、虚拟现实穿戴装置和虚拟现实体验平台；虚拟现实穿戴装置包括方向控制力臂和固定部件，方向控制力臂一端连接于舱体的顶部，方向控制力臂的另一端与固定部件连接，固定部件用于固定人体；虚拟现实体验平台设于舱体的底面上；控制器设于舱体内，控制器控制虚拟现实体验平台动作。本发明的虚拟现实体验舱是是一种可站立进行虚拟现实体验，动感方式更加多元、自由的虚拟现实体验舱。

Description

虚拟现实体验舱

技术领域

本发明涉及虚拟现实辅助设备领域，具体而言，涉及一种虚拟现实体验舱。

背景技术

众所周知，虚拟现实体验处于发展初期，有诸多需求未能得到有效解决，行业空白较多，绝大部分从业单位都在使用高度雷同的动感座椅系统，不但体验形式、题材单一，系统本身也较为简单，产品生命周期非常短。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供是一种可站立进行虚拟现实体验，动感方式更加多元、自由的虚拟现实体验舱。

为解决上述问题，本发明提供的解决方案如下：

一种虚拟现实体验舱，包括舱体，还包括控制器、虚拟现实穿戴装置和虚拟现实体验平台；

所述虚拟现实穿戴装置包括方向控制力臂和固定部件，所述方向控制力臂一端连接于所述舱体的顶部，所述方向控制力臂的另一端与所述固定部件连接，所述固定部件用于固定人体；

所述虚拟现实体验平台设于所述舱体的底面上；

所述控制器设于所述舱体内，所述控制器控制所述虚拟现实体验平台动作。

在示例性实施例中，所述固定部件为盔甲。

在示例性实施例中，所述虚拟现实体验平台包括平台本体、动力桩和万向轴，所述动力桩圆周设于所述平台本体上，每一所述动力桩通过分别通过万向轴与所述平台本体连接；

每一动力桩均在竖直方向做往复直线运动；

所述控制器分别控制每一动力桩的直线运动。

在示例性实施例中，所述动力桩包括外壳和直线执行机构，所述直线执行机构设于所述外壳中；

所述万向轴第一端与所述平台本体连接，所述万向轴的另一端与所述直线执行机构连接。

在示例性实施例中，所述直线执行机构为电缸，所述万向轴的一端与所述电缸连接。

在示例性实施例中，所述方向控制力臂包括力臂本体、第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端分别设于所述力臂本体的两端；

所述力臂本体呈杆状；

所述第一连接端包括第一连接端本体和滑动组件，所述力臂本体通过滑动组件滑动连接于所述第一连接端本体；

所述第二连接端枢接连接于所述力臂本体转动，所述固定部件连接于所述第二连接端。

在示例性实施例中，所述滑动组件包括第一滑轨、第二滑轨、第一滑块、第二滑块；

所述第一滑块沿所述第一滑轨滑动，所述第一滑轨与所述连接端本体连接；

所述第二滑轨与所述第一滑块连接，所述第二滑块沿所述第二滑轨滑动；

所述第一滑轨和所述第二滑轨相互垂直；

所述力臂本体与所述第二滑块连接。

在示例性实施例中，所述方向控制力臂还包括滑动臂；所述滑动臂可相对所述力臂本体滑动；

所述力臂本体一端连接所述第一连接端，所述力臂本体的另一端通过所述滑动臂连接所述第二连接端。

在示例性实施例中，所述舱体呈C形，所述舱体并排拼接呈走廊状，所述舱体可相对拼接呈房间状。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本方案的虚拟现实体验舱是一种站立式体验舱，控制器控制虚拟现实体验平台进行实时倾斜动作，通过固定部件和方向控制力臂对人体提供实时的保护防止摔倒，同时又能保证人体有较大的活动自由度，是一种可站立进行虚拟现实体验，动感方式更加多元、自由的虚拟现实体验舱。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种虚拟现实体验舱的局部结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种虚拟现实体验舱的虚拟现实穿戴装置结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种虚拟现实体验舱的虚拟现实体验平台的第一结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种虚拟现实体验舱的虚拟现实体验平台的第二结构示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种虚拟现实体验舱的虚拟现实体验平台的动力桩以及万向轴的结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的一种虚拟现实体验舱的方向控制力臂的结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的一种虚拟现实体验舱的方向控制力臂的第一连接端的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-虚拟现实体验舱；10-虚拟现实穿戴装置；20-虚拟现实体验平台；21-平台本体；22-动力桩；221-外壳；23-万向轴；24-底座；25-折弯板；26-连接板；27-轨道；30-舱体；31-显示屏；32-储物柜；33-照明装置；40-控制器；50-方向控制力臂；51-第一连接端；511-第一连接端本体；512-滑动组件；5121-第一滑轨；5122-第二滑轨；5123-第一滑块；5124-第二滑块；5125、5126-弹性件；52-第二连接端；521-转动轴；53-力臂本体；531-锁紧件；54-滑动臂；541-滑槽；55-伸出杆；60-固定部件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对虚拟现实体验舱进行更全面的描述。附图中给出了虚拟现实体验舱的优选实施例。但是，虚拟现实体验舱可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对虚拟现实体验舱的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在虚拟现实体验舱的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例

请一并参阅图1和图2，虚拟现实体验舱100，包括虚拟现实穿戴装置10、虚拟现实体验平台20、舱体30和控制器40。虚拟现实穿戴装置10包括方向控制力臂50和固定部件60，方向控制力臂50一端连接于舱体30的顶部，方向控制力臂50的另一端与固定部件60连接，固定部件60用于固定人体。虚拟现实体验平台20设于舱体30的底面上。控制器40设于舱体30内，控制器40控制虚拟现实体验平台20动作。

上述，虚拟现实体验舱100是一种站立式体验舱，控制器40控制虚拟现实体验平台20进行实时倾斜动作，通过固定部件60和方向控制力臂50对人体提供实时的保护防止摔倒，同时又能保证人体有较大的活动自由度，是一种可站立进行虚拟现实体验，动感方式更加多元、自由的虚拟现实体验舱100。

请一并参阅图3和图4，虚拟现实体验平台20包括平台主体21、动力桩22和万向轴23，动力桩22圆周设于平台主体21，每一动力桩22通过分别通过万向轴23与平台主体21连接。每一动力桩22均可在竖直方向做往复直线运动。控制器40分别控制每一动力桩22的直线运动。

本实施例中，平台主体21为正六边形，三个动力桩22设于平台主体21的三个互不相邻的边的中点上。即三个动力桩22圆周呈120°间隔分布。正六边形的平台主体21外形较为美观，且该形状便于三个动力桩22与平台主体21的连接。在其他的实施例中，平台主体21还可以是圆形或其他多边形的形状。动力桩22对平台主体21起到支撑作用，三个动力桩22的均匀分布使得每一动力桩22的受力相对平衡。且三个动力桩22的均匀分布使得动力桩22对平台主体21的角度控制更容易计算和控制，即平台主体21在不同的角度时各个动力桩22的位置的计算更加简单，对控制器40的程序的编写更加简单。

通过在平台主体21上加设三个动力桩22，三个动力桩22与平台主体21有三个连接点，由三点一面的原理可知，无论三个点在什么位置上，均能构成一个平面。控制器40分别控制三个动力桩22的动作，三个动力桩22的不同的推拉高度使得平台主体21具有不同的倾斜角度。采用万向轴23连接保证了平台主体21可以在多个角度倾斜。

上述，平台主体21成平直的板状，平台主体21用于作为使用者的站立平台，平台主体21表面设有防滑结构211。使用者体验虚拟现实体验平台20时需站立在平台主体21上，由于虚拟现实体验平台20会不停的倾斜晃动，在平台主体21的表面加设防滑结构211可有效的防止使用者滑倒，增强使用的安全性。平台主体21表面的防滑结构211可以是分布于平台的表面的球面凸台，也可以是铺与平台表面的橡胶垫，其目的在于增大人体的脚部与平台主体21的摩擦力，防止使用者滑倒。

请一并参阅图5，具体的，动力桩22包括外壳221和直线执行机构(图中未示出)，直线执行机构设于外壳221中。万向轴23一端与平台主体21连接，万向轴23的另一端与直线执行机构连接。

虚拟现实体验平台20还包括底座24，每一动力桩22连接在底座24上。三个外壳221垂直连接在底座24上，底座24呈正六边形状，底座24的面积大于平台主体21的面积。通过将底座24连接于舱体30的底面上来将虚拟现实体验平台20连接在舱体30上。

直线执行机构使用液体、气体、电力或其他能源通过电机、气缸或其它装置将其转化成直线驱动。

本实施例中，直线执行机构为电缸。可以知道，电缸包括电机、螺杆和螺母，电机带动螺杆转动，螺母连接在螺杆上；万向轴23的一端与螺母连接。螺杆、螺母即为丝杠，电机为伺服电机。电缸是将电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将电机的旋转运动转换成螺母的直线运动，同时将电机的精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制的优点转变成螺母的精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制。除上述外，电缸很容易与PLC等控制系统连接。本文中，控制器40控制电缸的动作，实现高精密运动控制。电缸具有噪音低，节能，干净，高刚性，抗冲击力，超长寿命，操作维护简单的优点。另外，电缸可以在恶劣环境下无故障，防护等级可以达到IP66。

本实施例中，万向轴23与平台主体21通过可拆卸连接，万向轴23与动力桩22通过可拆卸连接。具体的，螺母上连接有折弯板25，折弯板25从外壳221中露出，螺母连接有折弯板25后，该折弯板25与万向轴23的连接面平行于平台主体21。万向轴23的另一端通过一个连接板26与平台主体21连接，该连接板26平行于平台主体21。万向轴23分别与平台主体21、动力桩22的可拆卸连接使得虚拟现实体验平台20更加容易安装与维修。

电机的转动变为了折弯板25的直线运动，折弯板25连接在万向轴23上，通过万向轴23向平台主体21输入驱动力。可以理解，折弯板25始终受到一个来自万向轴23的扭力，在做直线运动时，折弯板25的移动路径容易受到扭力的影响。

外壳221上设有轨道27，折弯板25沿轨道27滑动。在外壳221上加设轨道27，使折弯板25在轨道上滑动，能对折弯板25起到一个较好的导向性，避免了螺杆的变形，保证折弯板25的准确的直线运动。

万向轴23即为万向联轴器，在将直线执行机构与平台主体21连接的同时，又能使二者能够相对转动。万向轴23最大的特点是：其结构有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高。

请一并参阅图6和图7，虚拟现实穿戴装置10包括方向控制力臂50和固定部件60。方向控制力臂50包括第一连接端51、第二连接端52和力臂本体53，第一连接端51和第二连接端52分别设于力臂本体53的两端。力臂本体53呈杆状。第一连接端51包括第一连接端本体511和滑动组件512，力臂本体53通过滑动组件512滑动连接在第一连接端本体511上。第二连接端52枢接连接于力臂本体53。固定部件60用于固定人体，固定部件60连接于第二连接端52。

上述，方向控制力臂50用于在进行虚拟现实体验时牵引人体。第一连接端51用于将方向控制力臂50固定，第二连接端52用于与人体连接实现对人体的牵引。滑动组件512的滑动使得方向控制力臂50在限制人体的位置的同时又使得人体有一定的活动自由度。增强了人体使用的舒适度和体验感。

具体的，方向控制力臂50通过第一连接端本体511连接在舱体30的顶部，从而将方向控制力臂50悬挂起来。力臂本体53连接在滑动组件512上并可以相对第一连接端本体511滑动。滑动组件512包括第一滑轨5121、第二滑轨5122、第一滑块5123、第二滑块5124。第一滑块5123沿第一滑轨5121滑动，第一滑轨5121与第一连接端本体511连接。第二滑轨5122与第一滑块5123连接，第二滑块5124沿第二滑轨5122滑动。第一滑轨5121和第二滑轨5122相互垂直。力臂本体53与第二滑块5124连接。力臂本体53在第二滑轨5122方向滑动时，力臂本体53带动第二滑块5124在第二滑轨5122方向滑动。力臂本体53在第一滑轨5121方向滑动时，力臂本体53带动第二滑块5124连同第二滑轨5122，从而带动第一滑块5123，从而使得第一滑块5123在第一滑轨5121上滑动。

采用两个滑块和滑轨的结构使得力臂本体53可以在两个方向上滑动，两个轨道相互垂直，使得两个滑块在滑动时，滑动方向的单一性更强，不存在两个方向同时偏移，因此方向控制力臂50的对位置的控制更加精准。

第一滑块5123在其滑动方向的两端各连接有弹性件5125。

第一滑块5123的两端设有弹性件5125，在第一滑块5123滑动位置发生变化时，一边的弹性件5125被拉伸，另一边的弹性件5125被压缩。第一滑块5123始终受到一个复位力，以保证方向控制力臂50对人体有一定的拉动效果，又能使人的位置发生相应的变化，满足在进行虚拟现实体验时的动作需求。弹性件5125为弹簧，两个弹簧有一个预拉伸或预压缩。第一滑块5123两端的弹簧的预压缩或预拉伸的特性使得第一滑块5123具有一个更好的复位效果，使方向控制力臂50对人体位置的控制在具有弹性的同时还对人体有一个较好的约束。

第二滑块5124在其滑动方向的两端各连接有弹性件5126。

第二滑块5124的两端设有弹性件5126，在第二滑块5124滑动位置发生变化时，一边的弹性件5126被拉伸，另一边的弹性件5126被压缩。第二滑块5124始终受到一个复位力，以保证方向控制力臂50对人体有一定的拉动效果，又能使人的位置发生相应的变化，满足在进行虚拟现实体验时的动作需求。弹性件5126为弹簧，两个弹簧有一个预拉伸或预压缩。第二滑块5124两端的弹簧的预压缩或预拉伸的特性使得第二滑块5124具有一个更好的复位效果，使方向控制力臂50对人体位置的控制在具有弹性的同时还对人体有一个较好的约束。

本实施例中，方向控制力臂50还包括滑动臂54。滑动臂54可相对力臂本体53滑动。具体的，滑动臂54上设有滑槽541，力臂本体53可相对滑槽541滑动。力臂本体53一端连接第一连接端51，力臂本体53的另一端通过滑动臂54连接第二连接端52。

加设滑动臂54于力臂本体53上，并且可相对力臂本体53滑动，使得方向控制力臂50的长度可变，通过伸缩的结构与人体形成较佳的匹配，增强了方向控制力臂的适配性，使用体验感更好。力臂本体53可在滑动臂54的滑槽541上滑动，从而改变方向控制力臂50的长度，力臂本体53上设有锁紧件531，在调节好滑动臂54与力臂本体53的相对位置后，将锁紧件531锁紧，从而固定该相对位置。

具体的，滑动臂54上连接有电缸，电缸的伸出杆55与第二连接端52连接。

上述，在力臂本体53上加设滑动臂54根据使用者体态的不同，实现一个大范围的方向控制力臂50长度的调节。加设的电缸即为实现在使用方向控制力臂50过程中使用长度需求的变化，自动控制该方向控制力臂50的长度。该电缸的伸缩通过控制器40控制，控制器40根据虚拟现实体验平台20的倾斜角度来控制该电缸的伸出杆55的伸出长度。

第二连接端52相对力臂本体53的转动轴521平行于第一滑轨5121或平行于第二滑轨5122。第二连接端52连接人体，第二连接端52与力臂本体53的相对转动即为人体相对于力臂本体53的转动，转动轴521与第一滑轨5121或第二滑轨5122平行使得人体在前后和左右可以移动，使人体具有较为舒适的移动特性。本实施例中，第二连接端52与伸出杆55的连接转动轴521平行于第二滑轨5122。

上述，第二连接端52上连接的固定部件60用于连接固定人体。固定部件60为盔甲。通过穿戴盔甲来固定人体，盔甲与人体的连接更加贴合，更加牢靠，在约束人体的位置时，对人体的拉扯感小，人体的受力更均匀，穿戴体验感好。

舱体30呈C形，舱体30可并排拼接呈走廊状，舱体30可相对拼接呈房间状。C形的舱体30是一种半封闭式的舱体，其具有底面、顶面和一个将顶面和底面连接的侧面。虚拟现实体验平台20的平台主体21平行的设于舱体30的底面，盔甲通过方向控制力臂50悬挂于舱体30的顶面，垂直于平台主体21。舱体30侧面上设有控制器40和显示屏31，在舱体30的侧面上还可以设置储物柜32，在舱体30的顶面和侧面上加设照明装置33，使得虚拟现实体验舱100的结构更加完整，自带装修效果。可以单排拼接形成一条走廊状的虚拟现实体验舱100。双C开口相对截面呈封闭的口状，多个舱体30相对拼接后再并排拼接形成一个房间状的虚拟现实体验舱100。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种虚拟现实体验舱，包括舱体，其特征在于，

还包括控制器、虚拟现实穿戴装置和虚拟现实体验平台；

所述虚拟现实穿戴装置包括方向控制力臂和固定部件，所述方向控制力臂一端连接于所述舱体的顶部，所述方向控制力臂的另一端与所述固定部件连接，所述固定部件用于固定人体；

所述虚拟现实体验平台设于所述舱体的底面上；

所述控制器设于所述舱体内，所述控制器控制所述虚拟现实体验平台动作。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述固定部件为盔甲。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述虚拟现实体验平台包括平台主体、动力桩和万向轴，所述动力桩设于所述平台主体的圆周，每一所述动力桩分别通过万向轴与所述平台主体连接；

每一动力桩均在竖直方向做往复直线运动。

4.根据权利要求3所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述动力桩包括外壳和直线执行机构，所述直线执行机构设于所述外壳中；

所述万向轴第一端与所述平台主体连接，所述万向轴的另一端与所述直线执行机构连接。

5.根据权利要求4所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述直线执行机构为电缸，所述万向轴的一端与所述电缸连接。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述方向控制力臂包括力臂本体、第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端分别设于所述力臂本体的两端；

所述力臂本体呈杆状；

所述第一连接端包括第一连接端本体和滑动组件，所述力臂本体通过滑动组件滑动连接于所述第一连接端本体；

所述第二连接端枢接连接于所述力臂本体转动，所述固定部件连接于所述第二连接端。

7.根据权利要求6所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述滑动组件包括第一滑轨、第二滑轨、第一滑块、第二滑块；

所述第一滑块沿所述第一滑轨滑动，所述第一滑轨与所述连接端本体连接；

所述第二滑轨与所述第一滑块连接，所述第二滑块沿所述第二滑轨滑动；

所述第一滑轨和所述第二滑轨相互垂直；

所述力臂本体与所述第二滑块连接。

8.根据权利要求6所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述方向控制力臂还包括滑动臂；所述滑动臂相对所述力臂本体滑动；

所述力臂本体一端连接所述第一连接端，所述力臂本体的另一端通过所述滑动臂连接所述第二连接端。

9.根据权利要求1所述的虚拟现实体验舱，其特征在于，所述舱体呈C形，所述舱体并排拼接呈走廊状，所述舱体可相对拼接呈房间状。