CN107373826A - 一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，包括手套本体，所述手套本体的手指部位设有手指端感应模块；所述手套本体的手掌及手背部位套设有控制模块腕带，所述控制模块腕带手背位置上设有红外接收装置和控制模块；所述手套本体的手腕部位设有电池仓腕带，所述电池仓腕带上设有电池仓；所述电池仓通过电源线连接控制模块，所述控制模块通过感应芯片数据连接线与手指端感应模块，所述控制模块还与红外接收装置连接；所述手指端感应模块所采集的手指动作数据，通过控制模块处理后，再由红外接收装置将手部的动态数据实时传输给VR设备自带的激光定位基站，经处理后再经红外接收装置反馈给控制模块。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实系统技术领域，具体涉及一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套。
背景技术
通常用于虚拟现实的数据手套包含多个安装于手套内部的传感器，同时在手套中拥有数据采集、发射及控制模块。本发明所设计的数据手套，拥有独立的可充电电池仓、指端传感器、红外发射和接受模块，用于数据收发的控制主板，且极大的缩小了传统数据手套的体积，可完全替代VR设备的手柄，是实现电力等虚拟现实仿真模拟培训的理想外接设备。
传统的数据手套多采用励磁线圈和手掌姿态传感器来实现佩戴者手部数据的收集和处理，但这样的设计方式，往往存在以下问题：
传统的数据手套采用了过多的传感器和励磁线圈，让手套更加厚重，会影响到让使用者的舒适度和使用灵活性；
传统的数据手套为适应大量电子设备集成到数据手套上，需采用更大容量的电池仓；
传统的数据手套多采用励磁线圈作为手指动作捕捉，手套的使用受到磁场的影响，在磁场异常的环境下会影响数据手套精度。
传统的数据手套采用有线或者无线电方式作为数据收发方式，有线方式影响使用者动作且极为不便，无线电方式数据的发射和接收存在一定延迟，在虚拟现实设备中可能形成拖影。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，本发明致力于改变当前的虚拟现实数据手套设计上存在的不足，设计一种结构简单、使用灵活、精度更高的数据手套结构，让使用者能够更好的对真实操作环境进行模拟，从而更好的完成模拟培训任务。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，包括手套本体，所述手套本体的手指部位设有手指端感应模块；
所述手套本体的手掌及手背部位套设有控制模块腕带，所述控制模块腕带手背位置上设有红外接收装置和控制模块；
所述手套本体的手腕部位设有电池仓腕带，所述电池仓腕带上设有电池仓；所述电池仓通过电源线连接控制模块，所述控制模块通过感应芯片数据连接线与手指端感应模块，所述控制模块还与红外接收装置连接；
所述手指端感应模块所采集的手指动作数据，通过控制模块处理后，再由红外接收装置将手部的动态数据实时传输给VR设备自带的激光定位基站，经处理后再经红外接收装置反馈给控制模块。
本发明能够让虚拟现实仿真模拟培训时的使用者灵活的表现手部动作，极大的提高沉浸感，对于一些需要手部精细操作的设备，也能够做到超过九成的精确模拟。且本发明的数据传输采用最新的红外激光传输技术，该技术基于高端VR头盔自带的红外激光位置追踪技术，只需对接相应的数据接口，无需另行开发，可极大的节省开发成本，更无需担心传统数据手套受到磁场干扰的问题。
进一步的，所述手指端感应模块包括手指端感应芯片和永磁线圈，所述手指端感应芯片所采用红外感应芯片。
进一步的，所述电池仓腕带上还设有电源开关，所述电源开关可让手套处于打开或关闭状态。
进一步的，所述电池仓上后端拥有电池充电接口用于充电。
进一步的，所述红外接收装置通过塑料立柱设置在控制模块上。所述的仿真模拟数据手套红外接收装置位于手背位置控制模块上方，不易被遮挡，且下方独立设计的红外接收装置塑料立柱，将红外接收装置托起高出手背位置，即保证了稳固性，又方便接收VR设备红外基站信号，同时不影响手指灵活。
进一步的，所述手套本体为半指手套。提升手指灵活性，手套本体1为“露指”设计，可保证良好的通风透气性。
进一步的，所述手套本体上的拇指和小指上均设有一套手指端感应模块，所述手套本体上的食指、中指和无名指上均有两套手指端感应模块，两套手指端感应模块也通过感应芯片数据连接线串接。
进一步的，所述食指、中指和无名指上的两套手指端感应模块设置在手套本体对应指套的第一指关节两侧上。
进一步的，所述控制模块内包括有控制芯片和九轴陀螺仪，所述九轴陀螺仪来实现手套在空间中重力定位。
进一步的，所述手套本体有弹性的织物制成。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明能够让虚拟现实仿真模拟培训时的使用者灵活的表现手部动作，极大的提高沉浸感，对于一些需要手部精细操作的设备，也能够做到超过九成的精确模拟。且本发明的数据传输采用最新的红外激光传输技术，该技术基于高端VR头盔自带的红外激光位置追踪技术，只需对接相应的数据接口，无需另行开发，可极大的节省开发成本，更无需担心传统数据手套受到磁场干扰的问题。
通常用于虚拟现实的数据手套包含多个安装于手套内部的传感器，同时在手套中拥有数据采集、发射及控制模块。本发明所设计的数据手套，拥有独立的可充电电池仓、指端传感器、红外发射和接受模块，用于数据收发的控制主板，且极大的缩小了传统数据手套的体积，可完全替代VR设备的手柄，是实现电力等虚拟现实仿真模拟培训的理想外接设备。
本发明通过在手套本体通过上设置携带式电池仓，这样相对于现有技术需要通过电源线通电，本发明可以不受电源线的限制，增大活动空家，并且避免了电源线对仿真模拟数据手套体验感受产生影响。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套的主视结构示意图；
图2为本发明一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套的后视结构示意图；
图3为本发明手指端感应模块的结构示意图；
图4为本发明控制模块腕带的结构示意图；
图5为本发明电池仓腕带的结构示意图；
附图中标记及对应的零部件名称：
1-手套本体；
2-红外接收装置；
3-控制模块；
4-控制模块腕带；
5-电池仓腕带；
6-电池仓；
7-电源线；
8-手指端感应模块；
9-感应芯片数据连接线；
10-电池充电接口；
11-腕带紧固装置；
12-塑料立柱；
13-手指端感应芯片；
14-永磁线圈；
15-电池仓电源线接口；
16-电源开关。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-5所示，本发明一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，包括手套本体1，手套本体1的手指部位设有手指端感应模块8；手套本体1的手掌及手背部位套设有控制模块腕带4，所述控制模块腕带4手背位置上设有红外接收装置2和控制模块3；手套本体1的手腕部位设有电池仓腕带5，所述电池仓腕带5上设有电池仓6；所述电池仓6通过电源线7连接控制模块3，所述控制模块3通过感应芯片数据连接线9与手指端感应模块8，所述控制模块3还与红外接收装置2连接；手指端感应模块8所采集的手指动作数据，通过控制模块3处理后，再由红外接收装置2将手部的动态数据实时传输给VR设备自带的激光定位基站，经处理后再经红外接收装置2反馈给控制模块3。
本发明通过在手套本体通过上设置携带式电池仓，这样相对于现有技术需要通过电源线通电，本发明可以不受电源线的限制，增大活动空家，并且避免了电源线对仿真模拟数据手套体验感受产生影响。
如图1-5所示，本发明一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，提升手指灵活性，手套本体1为“露指”设计，可保证良好的通风透气性。
佩戴数据手套时，手指需平伸，穿过控制模块腕带4后，将手指一一伸入每个指头的永磁线圈14，最后再固定电池仓腕带5；使用数据手套时，需要先打开位于电池仓右侧的电源开关16。
手套的控制模块内部，除控制芯片外是通过内置的九轴陀螺仪来实现手套在空间中重力定位。控制芯片采用VR芯片ANX7530；九轴陀螺仪作为集成化传感器模块，减少了电路板和整体空间，更适合用在轻巧便携的电子设备和可穿戴产品中。集成化传感器的数据准确度除了器件本身的精度外，还涉及到焊接装配后的矫正，以及针对不同应用的配套算法。合适的算法可以将来自多种传感器的数据融合，弥补了单个传感器在计算准确的位置和方向时的不足，从而实现高精度的运动检测。
数据手套的空间定位，有高端VR头盔自带的红外激光基站完成，通过数据手套的红外接收装置2将手部的动态数据实时传输给红外激光基站，快速完成现实中的手部姿态朝虚拟空间中的手部姿态的实时数据传递。
所述的仿真模拟数据手套的手套1部分，由具有弹性的织物制成，以适应不同佩戴者的手型大小；所述的仿真模拟数据手套的电池仓6采用区别于传统数据手套电池内置或有线连接的方式，通过电池仓腕带5将电池仓6固定在手腕背部，电池仓不易脱落，更可有效减轻手掌部分负重，不影响手指灵活性；
所述的仿真模拟数据手套所采用的手指端感应芯片13所采用的技术为红外感应芯片，相较于传统数据手套的磁感应芯片，优势在于可避免磁场变化带来的不稳定性；
仿真模拟数据手套红外接收装置2位于手背位置控制模块3上方，不易被遮挡，且下方独立设计的红外接收装置12塑料立柱，将红外接收装置2托起高出手背位置，即保证了稳固性，又方便接收VR设备红外基站信号，同时不影响手指灵活。
通常用于虚拟现实的数据手套包含多个安装于手套内部的传感器，同时在手套中拥有数据采集、发射及控制模块。本发明所设计的数据手套，拥有独立的可充电电池仓、指端传感器、红外发射和接受模块，用于数据收发的控制主板，且极大的缩小了传统数据手套的体积，可完全替代VR设备的手柄，是实现电力等虚拟现实仿真模拟培训的理想外接设备。
实施例2
如图1-5所示，本发明一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，在实施例1的基础上，手指端感应模块8包括手指端感应芯片13和永磁线圈14，所述手指端感应芯片13所采用AS081红外感应芯片。电池仓腕带5上还设有电源开关16，所述电源开关16可让手套处于打开或关闭状态。电池仓6上后端拥有电池充电接口10用于充电。红外接收装置2通过塑料立柱12设置在控制模块3上。手套本体1为半指手套。手套本体1上的拇指和小指上均设有一套手指端感应模块8，手套本体1上的食指、中指和无名指上均有两套手指端感应模块8。
手套本体1上的食指、中指和无名指上的两套手指端感应模块8设置在手套本体1对应指套的第一指关节两侧上。
控制模块3内包括有控制芯片和九轴陀螺仪，所述九轴陀螺仪来实现手套在空间中重力定位。
手套本体1有弹性的织物制成，所述电池仓腕带5通过腕带紧固装置连接套设在手套本体1手腕部位。
由图1可以看出，数据手套的手指端感应模块8均藏在手套本体1之中，通过感应芯片数据连接线9和控制模块3连接。
从图1和图2可以看出，整个数据手套的供电，由电池仓6通过电源线7连接控制模块3进行，通过电源开关16可让手套处于打开或关闭状态，在电池仓6后端拥有电池充电接口10用于充电。同时电池仓可通过调节电池仓腕5带适应佩戴者不同的手腕大小。
由图2可以看出，红外接收装置2通过塑料立柱12和控制模块3相连，通过红外激光技术，配合高端VR设备自带的激光定位基站进行手套的数据采集和发送。
由图3中的手指端感应模块8放大图还可看出，该感应模块分为两部分组成，即13-手指端感应芯片和14-永磁线圈，8-手指端感应模块所采集的手指动作数据，通过9-感应芯片数据连接线和3-控制模块连接后，再由2-红外接收装置发送给激光定位基站，经计算后再反馈给数据手套。
本发明能够让虚拟现实仿真模拟培训时的使用者灵活的表现手部动作，极大的提高沉浸感，对于一些需要手部精细操作的设备，也能够做到超过九成的精确模拟。且本发明的数据传输采用最新的红外激光传输技术，该技术基于高端VR头盔自带的红外激光位置追踪技术，只需对接相应的数据接口，无需另行开发，可极大的节省开发成本，更无需担心传统数据手套受到磁场干扰的问题。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，包括手套本体(1)，其特征在于：所述手套本体(1)的手指部位设有手指端感应模块(8)；
所述手套本体(1)的手掌及手背部位套设有控制模块腕带(4)，所述控制模块腕带(4)手背位置上设有红外接收装置(2)和控制模块(3)；
所述手套本体(1)的手腕部位设有电池仓腕带(5)，所述电池仓腕带(5)上设有电池仓(6)；所述电池仓(6)通过电源线(7)连接控制模块(3)，所述控制模块(3)通过感应芯片数据连接线(9)与手指端感应模块(8)，所述控制模块(3)还与红外接收装置(2)连接；
所述手指端感应模块(8)所采集的手指动作数据，通过控制模块(3)处理后，再由红外接收装置(2)将手部的动态数据实时传输给VR设备自带的激光定位基站，经处理后再经红外接收装置(2)反馈给控制模块(3)。
2.根据权利要求1所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述手指端感应模块(8)包括手指端感应芯片(13)和永磁线圈(14)，所述手指端感应芯片(13)所采用红外感应芯片。
3.根据权利要求1所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述电池仓腕带(5)上还设有电源开关(16)，所述电源开关(16)可让手套处于打开或关闭状态。
4.根据权利要求1所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述电池仓(6)上后端拥有电池充电接口(10)用于充电。
5.根据权利要求1所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述红外接收装置(2)通过塑料立柱(12)设置在控制模块(3)上。
6.根据权利要求1所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述手套本体(1)为半指手套。
7.根据权利要求6所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述手套本体(1)上的拇指和小指上均设有一套手指端感应模块(8)，所述手套本体(1)上的食指、中指和无名指上均有两套手指端感应模块(8)。
8.根据权利要求7所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述食指、中指和无名指上的两套手指端感应模块(8)设置在手套本体(1)对应指套的第一指关节两侧上。
9.根据权利要求1所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述控制模块(3)内包括有控制芯片和九轴陀螺仪，所述九轴陀螺仪来实现手套在空间中重力定位。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种用于虚拟现实仿真模拟数据手套，其特征在于：所述手套本体(1)有弹性的织物制成，所述电池仓腕带(5)通过腕带紧固装置连接套设在手套本体(1)手腕部位。
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