CN108006030B - 伸缩省力机构及虚拟现实体验设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种伸缩省力机构及虚拟现实体验设备，涉及虚拟现实技术领域，以解决调节势能力臂长度时费力的问题，该伸缩省力机构包括：固定臂、伸缩臂、牵引组件、第一伸缩组件；所述伸缩臂位于固定臂下方，并且，所述伸缩臂插入所述固定臂，所述牵引组件设置在所述固定臂顶端，所述第一伸缩组件与所述伸缩臂连接，所述牵引组件与所述第一伸缩组件连接。该虚拟现实体验设备包括该伸缩省力机构。在调节所述伸缩臂插入所述固定臂的深度时，所述牵引组件通过所述第一伸缩组件给与所述伸缩臂一个向上的牵引力，从而节省调节势能力臂长度的人力。

Description

伸缩省力机构及虚拟现实体验设备

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其是涉及伸缩省力机构及虚拟现实体验设备。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

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。

虚拟现实体验设备中的势能力臂是保证体验者安全的重要装置，势能力臂为适应不同身材的体验者以及不同虚拟场景需要对其长度进行调节，现在的势能力臂在进行调节时，需要人用手托住势能力臂的伸缩臂，体验者调节起来十分费力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在势能力臂调节长度时节省人力的伸缩省力机构及虚拟现实体验设备。

一种伸缩省力机构，用于虚拟现实体验设备的势能力臂，包括：固定臂、伸缩臂、牵引组件、第一伸缩组件；

所述伸缩臂位于固定臂下方，并且，所述伸缩臂插入所述固定臂，所述牵引组件设置在所述固定臂顶端，所述第一伸缩组件与所述伸缩臂连接，所述牵引组件与所述第一伸缩组件连接；

在调节所述伸缩臂插入所述固定臂的深度时，所述牵引组件通过所述第一伸缩组件给与所述伸缩臂一个向上的牵引力。

更进一步地，

所述牵引组件包括：第一牵引线、弹性组件和支架；

所述支架与所述固定臂上端连接，所述弹性组件安装在所述支架上，所述第一牵引线两端分别连接弹性组件和所述第一伸缩组件。

更进一步地，

所述弹性组件包括：涡卷弹簧、牵引壳体、固定轴、旋转件、调节盘、调节杆；

所述固定轴一端与所述支架连接，所述旋转件的一端套装在所述固定轴的另一端，所述旋转件的另一端与所述支架连接，所述旋转件上并排设置所述涡卷弹簧和所述调节盘，并且，所述涡卷弹簧内侧一端与所述旋转件连接，所述调节盘靠近外缘处间隔设置有多个通孔，所述牵引壳体设置在所述涡卷弹簧的外侧并与所述涡卷弹簧外侧一端连接，所述支架沿垂直于调节盘的方向上设置有调节杆，所述调节杆插入所述调节盘上不同的孔来调节牵引组件的牵引力。

更进一步地，

所述第一伸缩组件包括：第一连接管、第一顶杆和第一弹性件；

所述第一连接管的一端与所述第一牵引线连接，所述第一顶杆位于所述第一连接管的另一端，所述第一弹性件安装于所述第一连接管内，并且，所述第一弹性件两端分别与所述第一顶杆尾部和所述第一连接管连接，

当调节所述伸缩臂至下限位置时，所述第一弹性件驱动所述第一顶杆依次穿过所述伸缩臂和所述固定臂，以固定所述伸缩臂和所述固定臂的相对位置。

更进一步地，

所述伸缩臂内还设置有第二伸缩组件，所述第二伸缩组件位于第一伸缩组件下方；

所述第二伸缩组件包括：第二连接管、第二顶杆和第二弹性件；

所述第二弹性件安装于第二连接管内，并且，所述第二弹性件两端分别与所述第二顶杆尾部和所述第二连接管连接，所述第二顶杆的伸出方向与所述第一顶杆的伸出方向相反，所述固定臂与所述第一顶杆伸出方向相对的一面上沿竖直方向间隔设置有多个供所述第二顶杆的头部伸出的通孔。

当调节所述伸缩臂至所述固定臂适当位置时，在所述第二弹性件的作用下所述第二顶杆依次伸出所述伸缩臂和所述固定臂。

更进一步地，

所述第二伸缩组件还包括定位杆和第二牵引线；

所述定位杆设置在所述第二连接管内，并且，所述定位杆位于所述第二顶杆尾部相对的一端，所述第二牵引线一端与所述第二顶杆尾部连接，所述第二牵引线的另一端绕过所述定位杆并从所述伸缩臂中部穿过。

更进一步地，

所述伸缩臂下端设置有操作机构，所述操作机构包括：把手和旋转轴；

所述旋转轴与所述伸缩臂连接，所述把手与所述旋转轴连接，所述第二牵引线两端分别与所述旋转轴和所述第二顶杆的尾部连接。

当操作者下压所述把手时，所述把手带动所述旋转轴转动，所述旋转轴的转动通过所述第二牵引线拉动所述第二顶杆使所述第二顶杆退至所述第二连接管，从而调节所述伸缩臂至所述固定臂的适当位置，此时操作者松开所述把手，在所述第二弹性件作用下所述第二顶杆依次穿过所述伸缩臂和所述固定臂完成一次调节。

更进一步地，

所述操作机构还包括：扭力弹簧；

所述扭力弹簧设置在所述旋转轴的两端；

当操作者下压所述把手将所述伸缩臂调整至所述固定臂的适当位置后，松开所述把手所述扭力弹簧给所述把手一个回复力。

更进一步地，

所述操作机构还包括：限位杆；

所述限位杆与所述伸缩臂的下端连接，并且，所述限位杆位于所述旋转轴旁用于限制所述把手的下压时的活动范围。

一种虚拟现实体验设备，该虚拟现实体验设备的势能力臂包括以上所述的伸缩省力机构。

结合以上技术方案，本发明带来的有益效果分析如下：

本发明所述牵引组件设置在所述固定臂顶端，所述第一伸缩组件与所述伸缩臂连接，所述牵引组件与所述第一伸缩组件连接，在调节伸缩臂插入所述固定臂的深度时，所述牵引组件通过所述第一伸缩组件给与所述伸缩臂一个向上的牵引力，该牵引力能够抵消所述伸缩臂及所述伸缩臂上连接的部件的所受部分或全部重力，从而节省调节势能力臂长度的人力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明中省力伸缩机构的整体结构示意图；

图2为本发明中省力伸缩机构内部的上部分结构示意图；

图3为本发明中省力伸缩机构内部的下部分结构示意图；

图4为本发明中省力伸缩机构的牵引组件的整体结构示意图；

图5为本发明中省力伸缩机构的牵引组件的内部结构示意图；

图6为本发明中虚拟现实体验设备的势能力臂的结构示意图。

图标：1－固定臂；2－伸缩臂；3－牵引组件；4－第一伸缩组件；5－第二伸缩组件；6－操作机构；31－第一牵引线；32－弹性组件；33－支架；41－第一连接管；42－第一顶杆；51－第二连接管；52－第二顶杆；53－定位杆；54－第二牵引线；61－把手；62－旋转轴；63－扭力弹簧；64－限位杆；321－涡卷弹簧；322－牵引壳体；323－固定轴；324－旋转件；325－调节盘；326－调节杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：

实施例1

本实施例提供一种用于虚拟现实体验设备的伸缩省力机构，请一并参照图1、图2、图3、图4和图5。

该伸缩省力机构，包括：固定臂1、伸缩臂2、牵引组件3、第一伸缩组件4；

伸缩臂2位于固定臂1下方，并且，伸缩臂2插入固定臂1，牵引组件3设置在固定臂1顶端，第一伸缩组件4与伸缩臂2连接，牵引组件3与第一伸缩组件4连接；

在调节伸缩臂2插入固定臂1的深度时，牵引组件3通过第一伸缩组件4给与伸缩臂2一个向上的牵引力，该牵引力能够抵消伸缩臂2及伸缩臂2上连接的部件的所受部分或全部重力，从而节省调节势能力臂长度的人力。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

牵引组件3包括：第一牵引线31、弹性组件32和支架33；

支架33与固定臂1上端连接，弹性组件32安装在支架33上，第一牵引线31两端分别连接弹性组件32和第一伸缩组件4。

弹性组件32通过第一牵引线31、第一伸缩组件4给予伸缩臂2一个向上的牵引力，该牵引力能够抵消伸缩臂2及伸缩臂2上部件所受的部分或全部重力，从而，操作者在调节伸缩臂2插入固定臂1深度的时候能够节省部分或全部向上托举的力。

具体实施过程中，第一牵引线31优选为钢丝，第一牵引线31还可以是尼龙绳等柔性的、有一定承重能力的绳体。

具体实施过程中，弹性组件32是只要能够提供向上的牵引力的结构即可，弹性组件32的主要组成部分可以为拉伸弹簧、压缩弹簧、涡卷弹簧321等部件。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

弹性组件32包括：涡卷弹簧321、牵引壳体322、固定轴323、旋转件324、调节盘325、调节杆326；

固定轴323一端与支架33连接，旋转件324的一端套装在固定轴323的另一端，旋转件324的另一端与支架33连接，旋转件324上并排设置涡卷弹簧321和调节盘325，并且，涡卷弹簧321内侧一端与旋转件324连接，调节盘325靠近外缘处间隔设置有多个通孔，牵引壳体322设置在涡卷弹簧321的外侧并与涡卷弹簧321外侧一端连接，支架33沿垂直于调节盘325的方向上设置有调节杆326，调节杆326插入调节盘325上不同的孔来调节牵引组件3的牵引力。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

第一伸缩组件4包括：第一连接管41、第一顶杆42和第一弹性件；

第一连接管41的一端与第一牵引线31连接，第一顶杆42位于第一连接管41的另一端，第一弹性件安装于第一连接管41内，并且，第一弹性件两端分别与第一顶杆42尾部和第一连接管41连接，

当调节伸缩臂2至下限位置时，第一弹性件驱动第一顶杆42依次穿过伸缩臂2和固定臂1，以固定伸缩臂2和固定臂1的相对位置，从而，防止伸缩臂2在调节过程中掉出固定臂1造成损坏或者操作者受伤。

具体实施过程中，第一弹性件可以为圆柱弹簧、锥形弹簧、橡胶弹簧等，第一弹性件优选为圆柱弹簧。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

伸缩臂2内还设置有第二伸缩组件5，第二伸缩组件5位于第一伸缩组件4下方；

第二伸缩组件5包括：第二连接管51、第二顶杆52和第二弹性件；

第二弹性件安装于第二连接管51内，并且，第二弹性件两端分别与第二顶杆52尾部和第二连接管51连接，第二顶杆52的伸出方向与第一顶杆42的伸出方向相反，固定臂1与第一顶杆42伸出方向相对的一面上沿竖直方向间隔设置有多个供第二顶杆52的头部伸出的通孔。

在第二弹性件的作用下第二顶杆52依次伸出伸缩臂2和固定臂1；需要调节伸缩臂2插入固定臂1的深度时，用手按压第二顶杆52，使第二顶杆52退至第二连接管51，然后调节伸缩臂2插入固定臂1的深度。

具体实施过程中，第二弹性件可以为圆柱弹簧、锥形弹簧、橡胶弹簧等，第二弹性件优选为圆柱弹簧。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

第二伸缩组件5还包括定位杆53和第二牵引线54；

定位杆53设置在第二连接管51内，并且，定位杆53位于第二顶杆52尾部相对的一端，第二牵引线54一端与第二顶杆52尾部连接，第二牵引线54的另一端绕过定位杆53并从伸缩臂2中部穿过。

具体实施过程中，第二牵引线54优选为钢丝，第二牵引线54还可以是尼龙绳等柔性的、有一定承重能力的绳体。

具体实施过程中，用手向下拉第二牵引线54，第二牵引线54拉动第二顶杆52的尾部使第二顶杆52退至第二连接管51内，上下移动伸缩臂2至合适位置，松开第二牵引线54，第二顶杆52在第二弹性件的作用下依次穿过伸缩臂2和固定臂1，从而完成伸缩臂2插入固定臂1深度的调节。

本实施方式的可选方案中，较为优选地

伸缩臂2下端设置有操作机构6，操作机构6包括：把手61和旋转轴62；

旋转轴62与伸缩臂2连接，把手61与旋转轴62连接，第二牵引线54两端分别与旋转轴62和第二顶杆52的尾部连接。

当操作者下压把手61时，把手61带动旋转轴62转动，旋转轴62的转动通过第二牵引线54拉动第二顶杆52使第二顶杆52退至第二连接管51，从而调节伸缩臂2至固定臂1的适当位置，此时操作者松开把手61，在第二弹性件作用下第二顶杆52依次穿过伸缩臂2和固定臂1完成一次调节。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

操作机构6还包括：扭力弹簧63；

扭力弹簧63设置在旋转轴62的两端；

当操作者下压把手61将伸缩臂2调整至固定臂1的适当位置后，松开把手61扭力弹簧63给把手61一个回复力。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

操作机构6还包括：限位杆64；

限位杆64与伸缩臂2的下端连接，并且，限位杆64位于旋转轴62旁用于限制把手61的下压时的活动范围。

作为对比地，现有的势能力臂在调节长度时，需要操作者在按压第二顶杆52的同时，用手托住伸缩臂2和伸缩臂2上的部件来进行调节，调节过程中较为费力，并且，由于在第二弹性件的作用下第二顶出杆经过的固定臂1上的每个通孔都会伸出，所以按压一次第二顶杆52只能移动固定臂1上两个通孔之间的距离，通常在调节时需要多次按压第二顶杆52。

实施例2

本实施例提供一种虚拟现实体验设备，请参照图6。

该虚拟现实体验设备的势能力臂包括实施例1所述的伸缩省力机构。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种伸缩省力机构，用于虚拟现实体验设备的势能力臂，其特征在于，

包括：固定臂、伸缩臂、牵引组件、第一伸缩组件；

所述伸缩臂位于固定臂下方，并且，所述伸缩臂插入所述固定臂，所述牵引组件设置在所述固定臂顶端，所述第一伸缩组件与所述伸缩臂连接，所述牵引组件与所述第一伸缩组件连接；

在调节所述伸缩臂插入所述固定臂的深度时，所述牵引组件通过所述第一伸缩组件给与所述伸缩臂一个向上的牵引力；

所述牵引组件包括：第一牵引线、弹性组件和支架；

所述支架与所述固定臂上端连接，所述弹性组件安装在所述支架上，所述第一牵引线两端分别连接弹性组件和所述第一伸缩组件；

所述弹性组件包括：涡卷弹簧、牵引壳体、固定轴、旋转件、调节盘、调节杆；

所述固定轴一端与所述支架连接，所述旋转件的一端套装在所述固定轴的另一端，所述旋转件的另一端与所述支架连接，所述旋转件上并排设置所述涡卷弹簧和所述调节盘，并且，所述涡卷弹簧内侧一端与所述旋转件连接，所述调节盘靠近外缘处间隔设置有多个通孔，所述牵引壳体设置在所述涡卷弹簧的外侧并与所述涡卷弹簧外侧一端连接，所述支架沿垂直于调节盘的方向上设置有调节杆，所述调节杆插入所述调节盘上不同的孔来调节牵引组件的牵引力；

所述第一伸缩组件包括：第一连接管、第一顶杆和第一弹性件；

所述第一连接管的一端与所述第一牵引线连接，所述第一顶杆位于所述第一连接管的另一端，所述第一弹性件安装于所述第一连接管内，并且，所述第一弹性件两端分别与所述第一顶杆尾部和所述第一连接管连接，

当调节所述伸缩臂至下限位置时，所述第一弹性件驱动所述第一顶杆依次穿过所述伸缩臂和所述固定臂，以固定所述伸缩臂和所述固定臂的相对位置。

2.根据权利要求1所述的伸缩省力机构，其特征在于，

所述伸缩臂内还设置有第二伸缩组件，所述第二伸缩组件位于第一伸缩组件下方；

所述第二伸缩组件包括：第二连接管、第二顶杆和第二弹性件；

所述第二弹性件安装于第二连接管内，并且，所述第二弹性件两端分别与所述第二顶杆尾部和所述第二连接管连接，所述第二顶杆的伸出方向与所述第一顶杆的伸出方向相反，所述固定臂与所述第一顶杆伸出方向相对的一面上沿竖直方向间隔设置有多个供所述第二顶杆的头部伸出的通孔；

当调节所述伸缩臂至所述固定臂适当位置时，在所述第二弹性件的作用下所述第二顶杆依次伸出所述伸缩臂和所述固定臂。

3.根据权利要求2所述的伸缩省力机构，其特征在于，

所述第二伸缩组件还包括定位杆和第二牵引线；

所述定位杆设置在所述第二连接管内，并且，所述定位杆位于所述第二顶杆尾部相对的一端，所述第二牵引线一端与所述第二顶杆尾部连接，所述第二牵引线的另一端绕过所述定位杆并从所述伸缩臂中部穿过。

4.根据权利要求3所述的伸缩省力机构，其特征在于，

所述伸缩臂下端设置有操作机构，所述操作机构包括：把手和旋转轴；

所述旋转轴与所述伸缩臂连接，所述把手与所述旋转轴连接，所述第二牵引线两端分别与所述旋转轴和所述第二顶杆的尾部连接；

当操作者下压所述把手时，所述把手带动所述旋转轴转动，所述旋转轴的转动通过所述第二牵引线拉动所述第二顶杆使所述第二顶杆退至所述第二连接管，从而调节所述伸缩臂至所述固定臂的适当位置，此时操作者松开所述把手，在所述第二弹性件作用下所述第二顶杆依次穿过所述伸缩臂和所述固定臂完成一次调节。

5.根据权利要求4所述的伸缩省力机构，其特征在于，

所述操作机构还包括：扭力弹簧；

所述扭力弹簧设置在所述旋转轴的两端；

当操作者下压所述把手将所述伸缩臂调整至所述固定臂的适当位置后，松开所述把手所述扭力弹簧给所述把手一个回复力。

6.根据权利要求4所述的伸缩省力机构，其特征在于，

所述操作机构还包括：限位杆；

所述限位杆与所述伸缩臂的下端连接，并且，所述限位杆位于所述旋转轴旁用于限制所述把手的下压时的活动范围。

7.一种虚拟现实体验设备，其特征在于，该虚拟现实体验设备的势能力臂包括权利要求1-6任一项所述的伸缩省力机构。