CN109188696A - 一种航空模拟训练用交互式智能可调节mr头盔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，包括MR显示器、前弧形壳、后弧形壳、耳机和调节带，所述MR显示器的顶部通过销轴与前弧形壳转动连接，且前弧形壳与后弧形壳活动连接，所述后弧形壳内部活动连接有可调节装置，所述可调节装置包括固定壳、转动电机、转轴、支撑块、主动齿轮、第一齿轮条、第二齿轮条和压力传感器，所述固定壳与后弧形壳外侧固定连接，且转动电机固定连接在固定壳内部，所述转动电机与手腕控制环电性连接，此航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，根据使用者的需求自动调节头盔的松紧度，进而提高使用者的学习效率，同时提高MR头盔的使用效率。

Description

一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔

技术领域

本发明涉及MR头盔技术领域，具体为一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔。

背景技术

混合虚拟现实，即MR(MixedReality)，它是虚拟现实VR(VirtualReality)和扩增实境AR(AugmentedReality)的结合体，MR就是综合利用多个图像传感器对现实环境进行图像的采集、物体的定位、和相对位置的跟踪，然后利用计算机图像成像系统在现实场景里叠加计算机生成的3D影像或动画，最终通过USB或HDMI等连接线在眼镜显示器件上对合成后的图像进行显示，人们通过MR眼镜终端可以沉浸在计算机生成的真实世界和虚拟事务叠加后的三维视觉环境中。

目前，MR在航空方面有两种使用方式，其一是可以帮助飞行员为天气的各种变化做准备的新模拟方式，另一个应用是一款交互式MR应用程序，可让学生摸索飞机的各种组件，使用者在佩戴MR头盔能够灵活的体验虚拟现实的感觉，但是MR头盔在使用佩戴时，无法快速的调节头盔的松紧度，在体验航空过程中的使用者需大幅度运动，现有的MR头盔无法根据使用者的需求自动调节头盔的松紧度，需要使用者对头盔进行手动调节，进而降低使用者的学习效率，为此，我们提出一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，包括MR显示器、前弧形壳、后弧形壳、耳机和调节带，所述MR显示器的顶部通过销轴与前弧形壳转动连接，且前弧形壳与后弧形壳活动连接，所述后弧形壳内部活动连接有可调节装置，所述可调节装置包括固定壳、转动电机、转轴、支撑块、主动齿轮、第一齿轮条、第二齿轮条和压力传感器，所述固定壳与后弧形壳外侧固定连接，且转动电机固定连接在固定壳内部，所述转动电机与手腕控制环电性连接，所述转动电机输出端与转轴固定连接，且转轴远离转动电机的一端穿过后弧形壳与支撑块转动连接，所述转轴与后弧形壳滑动连接，且支撑块与后弧形壳内壁固定连接，所述主动齿轮固定套接在转轴的外侧，且主动齿轮分别与第一齿轮条和第二齿轮条啮合，所述第一齿轮条和第二齿轮条分别滑动连接在前弧形壳的内部，且第一齿轮条与第二齿轮条远离后弧形壳的一端分别与前弧形壳滑动连接，所述压力传感器固定贯穿前弧形壳的内侧，且压力传感器与转动电机电性连接，所述耳机设有两个，且两个耳机分别固定连接有旋转件，所述旋转件固定连接在前弧形壳的外侧，所述调节带的两端分别固定连接有连接件，所述前弧形壳的顶部对称固定有限位壳，且两个连接件分别与两个限位壳卡接。

优选的，所述前弧形壳与后弧形壳的内侧分别固定连接有接触海绵。

优选的，所述旋转件包括定位块、旋转壳、驱动齿轮、阻尼转轴、连接块、从动齿轮、转动轴、限位块、支撑杆和限位件，所述定位块固定连接在前弧形壳的外侧，且旋转壳与定位块底部固定连接，所述阻尼转轴的两端分别与连接块固定连接，且两个连接块分别固定连接在旋转壳内部，所述驱动齿轮通过轴承转动套接在阻尼转轴的外侧，且驱动齿轮与从动齿轮啮合，所述驱动齿轮活动贯穿旋转壳的一侧，且驱动齿轮与旋转壳滑动连接，所述从动齿轮固定套接在转动轴的外侧，且转动轴的两端分别与限位块转动连接，所述限位块固定连接在旋转壳内部，所述支撑杆固定套接在转动轴的外侧，且支撑杆远离转动轴的一端与耳机固定连接，所述限位件固定连接在旋转壳内部，且限位件输出端与驱动齿轮啮合。

优选的，所述前弧形壳内部设有定位槽，且压力传感器固定连接在定位槽内部，所述压力传感器一端穿过定位槽与接触海绵接触。

优选的，所述调节带上固定有减压垫。

优选的，所述连接件包括缓冲板、卡接块、限位弹簧、卡接板和滑动块，所述缓冲板固定连接在调节带的一端，且卡接块与缓冲板固定连接，所述卡接块内部对称开设有两个凹槽，且限位弹簧的一端固定连接在凹槽内部，所述限位弹簧的另一端与卡接板固定连接，且滑动块与卡接板远离限位弹簧的一端固定连接，所述限位壳内部对称开设有两个卡接口，且滑动块与卡接口卡接。

优选的，所述凹槽内部对称设有两个缓冲块，且两个缓冲块位于卡接板远离限位弹簧的一端。

优选的，所述滑动块为弧形卡接块。

优选的，所述耳机的内侧固定套接有保护套。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过转动电机与手腕控制环电性连接，使用者可以根据自身使用情况，按动手腕控制环按钮，调节转动电机转动，同时也可以根据前弧形壳上的压力传感器，压力传感器与转动电机电性连接，调节压力传感器，从而使调节转动电机转动，转动电机运行带动主动齿轮运行，第一齿轮条与第二齿轮条分别与主动齿轮啮合，同时第一齿轮条和第二齿轮条的一端分别与前弧形壳滑动连接，从而实现了前弧形壳与后弧形壳之间的距离的调节，使用者在航空模拟训练中，快速调节MR头盔的松紧度，同时使用者在使用耳机时，根据模拟训练环境，调节耳机与自身的贴合度，通过手动调节驱动齿轮，驱动齿轮与从动齿轮啮合，且驱动齿轮与支撑杆均固定套接在转动轴的外侧，从而转动驱动齿轮，使支撑杆带动耳机旋转一定的角度，通过调节带的两端分别固定连接的卡接块，从而使调节带可以根据使用者的需要，将调节带快速安装和取出，从而提高了MR头盔的使用效率。

2、本发明通过所述调节带上固定有减压垫，通过减压垫，从而减少调节带对人力产生的压力。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体结构侧视图；

图3为本发明整体结构俯视图；

图4为本发明固定壳俯视剖视图；

图5为本发明主动齿轮与第一齿轮条侧视剖视图；

图6为本发明主动齿轮与第二齿轮条侧视剖视图；

图7为本发明旋转件主视剖视示意图；

图8为本发明旋转件侧视剖视示意图；

图9为本发明连接件侧视剖视示意图；

图10为本发明保护套侧视图；

图11图3中A区域放大剖视图。

图中：1-MR显示器；2-前弧形壳；3-后弧形壳；4-耳机；5-调节带；6-可调节装置；7-固定壳；8-转动电机；9-转轴；10-支撑块；11-主动齿轮；12-第一齿轮条；13-第二齿轮条；14-压力传感器；15-旋转件；16-连接件；17-限位壳；18-接触海绵；19-定位块；20-旋转壳；21-驱动齿轮；22-阻尼转轴；23-连接块；24-从动齿轮；25-转动轴；26-限位块；27-支撑杆；28-缓冲板；29-卡接块；30-限位弹簧；31-卡接板；32-滑动块；33-缓冲块；34-保护套；35-凹槽；36-定位槽；37-减压垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，包括MR显示器1、前弧形壳2、后弧形壳3、耳机4和调节带5，所述MR显示器1的顶部通过销轴与前弧形壳2转动连接，且前弧形壳2与后弧形壳3活动连接，所述后弧形壳3内部活动连接有可调节装置6，所述可调节装置6包括固定壳7、转动电机8、转轴9、支撑块10、主动齿轮11、第一齿轮条12、第二齿轮条13和压力传感器14，所述固定壳7与后弧形壳3外侧固定连接，且转动电机8固定连接在固定壳7内部，所述转动电机8与手腕控制环电性连接，所述转动电机8输出端与转轴9固定连接，且转轴9远离转动电机8的一端穿过后弧形壳3与支撑块10转动连接，所述转轴9与后弧形壳3滑动连接，且支撑块10与后弧形壳3内壁固定连接，所述主动齿轮11固定套接在转轴9的外侧，且主动齿轮11分别与第一齿轮条12和第二齿轮条13啮合，所述第一齿轮条12和第二齿轮条13分别滑动连接在前弧形壳2的内部，且第一齿轮条12与第二齿轮条13远离后弧形壳3的一端分别与前弧形壳2滑动连接，所述压力传感器14固定贯穿前弧形壳2的内侧，且压力传感器14与转动电机8电性连接，所述耳机4设有两个，且两个耳机4分别固定连接有旋转件15，所述旋转件15固定连接在前弧形壳2的外侧，所述调节带5的两端分别固定连接有连接件16，所述前弧形壳2的顶部对称固定有限位壳17，且两个连接件16分别与两个限位壳17卡接。

所述前弧形壳2与后弧形壳3的内侧分别固定连接有接触海绵18，通过接触海绵18，从而实现使用者使用MR头盔更加舒适。

所述旋转件15包括定位块19、旋转壳20、驱动齿轮21、阻尼转轴22、连接块23、从动齿轮24、转动轴25、限位块26、支撑杆27和限位件28，所述定位块19固定连接在前弧形壳2的外侧，且旋转壳20与定位块19底部固定连接，所述阻尼转轴22的两端分别与连接块23固定连接，且两个连接块23分别固定连接在旋转壳20内部，所述驱动齿轮21通过轴承转动套接在阻尼转轴22的外侧，且驱动齿轮21与从动齿轮24啮合，所述驱动齿轮21活动贯穿旋转壳20的一侧，且驱动齿轮21与旋转壳20滑动连接，所述从动齿轮24固定套接在转动轴25的外侧，且转动轴25的两端分别与限位块26转动连接，所述限位块26固定连接在旋转壳20内部，所述支撑杆27固定套接在转动轴25的外侧，且支撑杆27远离转动轴25的一端与耳机4固定连接，所述限位件28固定连接在旋转壳20内部，且限位件28输出端与驱动齿轮21啮合，通过转动驱动齿轮21，从而实现了耳机4的转动。

所述前弧形壳2内部设有定位槽36，且压力传感器14固定连接在定位槽36内部，所述压力传感器14一端穿过定位槽36与接触海绵18接触，通过压力传感器14与海绵接18触的同时，防止提高压力传感器14的测量精度，同时避免了压力传感器14直接与人体接触。

所述调节带5上固定有减压垫37，通过减压垫37，从而减少调节带5对人力产生的压力。

所述连接件16包括缓冲板28、卡接块29、限位弹簧30、卡接板31和滑动块32，所述缓冲板28固定连接在调节带5的一端，且卡接块29与缓冲板28固定连接，所述卡接块29内部对称开设有两个凹槽35，且限位弹簧30的一端固定连接在凹槽35内部，所述限位弹簧30的另一端与卡接板31固定连接，且滑动块32与卡接板31远离限位弹簧30的一端固定连接，所述限位壳17内部对称开设有两个卡接口，且滑动块32与卡接口卡接，通过按动滑动块32，从而使调节带5快速拆卸。

所述凹槽35内部对称设有两个缓冲块33，且两个缓冲块33位于卡接板31远离限位弹簧30的一端，防止卡接板31脱离凹槽35。

所述所述滑动块32为弧形卡接块，从而使滑动块32可以快速卡接入限位壳17。

所述耳机4的内侧固定套接有保护套34，增强耳机4的播放效果，同时保护使用者耳朵。

工作原理：本发明在使用时通过转动电机8与手腕控制环电性连接，使用者可以根据自身使用情况，按动手腕控制环按钮，调节转动电机8转动，同时也可以根据前弧形壳2上的压力传感器14，压力传感器14与转动电机8电性连接，调节压力传感器14，从而使调节转动电机转动，转动电机8运行带动主动齿轮11运行，第一齿轮条12与第二齿轮条13分别与主动齿轮11啮合，同时第一齿轮条12和第二齿轮条13的一端分别与前弧形壳2滑动连接，从而实现了前弧形壳2与后弧形壳3之间的距离的调节，使用者在航空模拟训练中，快速调节MR头盔的松紧度，同时使用者在使用耳机4时，根据模拟训练环境，调节耳机4与自身的贴合度，通过手动调节驱动齿轮21，驱动齿轮21与从动齿轮24啮合，且驱动齿轮21与支撑杆27均固定套接在转动轴25的外侧，从而转动驱动齿轮21，使支撑杆27带动耳机4旋转一定的角度，通过调节带5的两端分别固定连接的卡接块29，从而使调节带5可以根据使用者的需要，将调节带5快速安装和取出，从而提高了MR头盔的使用效率。

本方案中，驱动电机采用N2311S020型号，压力传感器采用CM79型号，本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，包括MR显示器（1）、前弧形壳（2）、后弧形壳（3）、耳机（4）和调节带（5），其特征在于：所述MR显示器（1）的顶部通过销轴与前弧形壳（2）转动连接，且前弧形壳（2）与后弧形壳（3）活动连接，所述后弧形壳（3）内部活动连接有可调节装置（6），所述可调节装置（6）包括固定壳（7）、转动电机（8）、转轴（9）、支撑块（10）、主动齿轮（11）、第一齿轮条（12）、第二齿轮条（13）和压力传感器（14），所述固定壳（7）与后弧形壳（3）外侧固定连接，且转动电机（8）固定连接在固定壳（7）内部，所述转动电机（8）与手腕控制环电性连接，所述转动电机（8）输出端与转轴（9）固定连接，且转轴（9）远离转动电机（8）的一端穿过后弧形壳（3）与支撑块（10）转动连接，所述转轴（9）与后弧形壳（3）滑动连接，且支撑块（10）与后弧形壳（3）内壁固定连接，所述主动齿轮（11）固定套接在转轴（9）的外侧，且主动齿轮（11）分别与第一齿轮条（12）和第二齿轮条（13）啮合，所述第一齿轮条（12）和第二齿轮条（13）分别滑动连接在前弧形壳（2）的内部，且第一齿轮条（12）与第二齿轮条（13）远离后弧形壳（3）的一端分别与前弧形壳（2）滑动连接，所述压力传感器（14）固定贯穿前弧形壳（2）的内侧，且压力传感器（14）与转动电机（8）电性连接，所述耳机（4）设有两个，且两个耳机（4）分别固定连接有旋转件（15），所述旋转件（15）固定连接在前弧形壳（2）的外侧，所述调节带（5）的两端分别固定连接有连接件（16），所述前弧形壳（2）的顶部对称固定有限位壳（17），且两个连接件（16）分别与两个限位壳（17）卡接。

2.根据权利要求1所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述前弧形壳（2）与后弧形壳（3）的内侧分别固定连接有接触海绵（18）。

3.根据权利要求1所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述旋转件（15）包括定位块（19）、旋转壳（20）、驱动齿轮（21）、阻尼转轴（22）、连接块（23）、从动齿轮（24）、转动轴（25）、限位块（26）和支撑杆（27），所述定位块（19）固定连接在前弧形壳（2）的外侧，且旋转壳（20）与定位块（19）底部固定连接，所述阻尼转轴（22）的两端分别与连接块（23）固定连接，且两个连接块（23）分别固定连接在旋转壳（20）内部，所述驱动齿轮（21）通过轴承转动套接在阻尼转轴（22）的外侧，且驱动齿轮（21）与从动齿轮（24）啮合，所述驱动齿轮（21）活动贯穿旋转壳（20）的一侧，且驱动齿轮（21）与旋转壳（20）滑动连接，所述从动齿轮（24）固定套接在转动轴（25）的外侧，且转动轴（25）的两端分别与限位块（26）转动连接，所述限位块（26）固定连接在旋转壳（20）内部，所述支撑杆（27）固定套接在转动轴（25）的外侧，且支撑杆（27）远离转动轴（25）的一端与耳机（4）固定连接 。

4.根据权利要求1所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述前弧形壳（2）内部设有定位槽（36），且压力传感器（14）固定连接在定位槽（36）内部，所述压力传感器（14）一端穿过定位槽（36）与接触海绵（18）接触。

5.根据权利要求1所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述调节带（5）上固定有减压垫（37）。

6.根据权利要求1所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述连接件（16）包括缓冲板（28）、卡接块（29）、限位弹簧（30）、卡接板（31）和滑动块（32），所述缓冲板（28）固定连接在调节带（5）的一端，且卡接块（29）与缓冲板（28）固定连接，所述卡接块（29）内部对称开设有两个凹槽（35），且限位弹簧（30）的一端固定连接在凹槽（35）内部，所述限位弹簧（30）的另一端与卡接板（31）固定连接，且滑动块（32）与卡接板（31）远离限位弹簧（30）的一端固定连接，所述限位壳（17）内部对称开设有两个卡接口，且滑动块（32）与卡接口卡接。

7.根据权利要求6所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述凹槽（35）内部对称设有两个缓冲块（33），且两个缓冲块（33）位于卡接板（31）远离限位弹簧（30）的一端。

8.根据权利要求6所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述滑动块（32）为弧形卡接块。

9.根据权利要求1所述的一种航空模拟训练用交互式智能可调节MR头盔，其特征在于：所述耳机（4）的内侧固定套接有保护套（34）。