CN110694223B - 一种搭载划船机的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术，旨在提供一种搭载划船机的车辆。包括带有蓄电池的车辆本体，在车辆本体中固定安装了划船机；划船机包括底座、滑轨、坐垫、踏板、传动支架、能量回收装置、运算模块和显示设备；在车辆本体上设有多个传感器，分别用于检测车辆的相对位置、速度、线加速度、角加速度；各传感器通过信号线连接至划船机的运算模块，运算模块通过信号线分别连接能量回收装置和显示设备；能量回收装置通过导线连接至车辆本体的蓄电池，蓄电池通过导线分别连接运算模块和显示设备。通过利用本发明，乘客可以在车辆行进过程中执行划船锻炼，同时转移注意力以减轻晕动症带来的身体不适感受；划船动作产生的能量被回收为电能进行储能以供进一步使用。

Description

一种搭载划船机的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术，特别涉及一种搭载划船机以用于实现模拟划船情景的车辆。

背景技术

晕动症，即晕车病、晕船病、晕机病和由于各种原因引起的摇摆、颠簸、旋转、加速运动等所致疾病的统称。主要是3-30岁的青年人常发，且女性多于男性。有研究表明，中国是世界上晕动症发生率最高的国家之一，80％的人都曾经历过不同程度的晕动反应。晕动症发生的原因有很多，环境、饮食、身体状况等都有较大影响，而对于绝大多数有过晕动病病史的患者来说，心理因素作为一个重要诱发因素也尤为重要。由于预期运动与实际感知的运动之间的不协调，加之个体身体、心理素质因素，时常导致晕车现象。

划船机是一种模拟划船运动的器材，锻炼时，锻炼人曲腿坐在滑凳上，腿部伸直后腰部后仰，双臂克服阻力向两侧后划，模拟划船运动。划船机通常只能放置在固定健身场所或家庭居所中使用。但如能在车辆中搭载划船机，让乘客在运动过程中转移注意力，将能很好地解决晕动症的问题。

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)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，常见的VR设备有VR眼镜。如将车辆在行使过程中的周边场景、加减速或震动起伏动作结合至仿真虚拟现实中，将给与车载划船机使用者更贴近真实情景的体验，使其从心理上完全克服乘坐车辆带来的紧张情绪。

目前，尚且没有综合应用车辆、划船机和虚拟现实技术以解决晕动症的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种搭载划船机的车辆。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种搭载划船机的车辆，包括带有蓄电池的车辆本体，在车辆本体中固定安装了划船机；该划船机包括底座、滑轨、坐垫、踏板、传动支架、能量回收装置、运算模块和显示设备；其中，底座固定在车辆本体内，滑轨沿车辆长度方向安装在底座上，坐垫活动安装在滑轨上，踏板、传动支架和能量回收装置固定安装在滑轨前端的底座上；能量回收装置是包括多组绕组的发电机，在其转轴上固定设置拉绳轮；在传动支架上设置滑轮，拉绳的一端绕在拉绳轮上，另一端经滑轮后连接拉把；

在车辆本体上设有多个传感器，分别用于检测车辆的相对位置、速度、线加速度、角加速度；各传感器通过信号线连接至划船机的运算模块，运算模块通过信号线分别连接能量回收装置和显示设备；能量回收装置通过导线连接至车辆本体的蓄电池，蓄电池通过导线分别连接运算模块和显示设备。

本发明中，所述运算模块是具备运算功能的计算机主机，或者是内嵌处理器的电路模块。

本发明中，所述划船机还包括用于遮挡或包覆传动支架和能量回收装置的前台，在前台上设有控制面板和拉把架；控制面板通过信号线连接运算模块，用于实现运动参数调节；拉把架用于放置拉把，前台上设置用于穿过拉绳的通孔或开槽。

本发明中，所述踏板通过踏板架固定安装在底座上。

本发明中，所述坐垫底部中央设有契合滑轨的开槽或凸出部，用于将坐垫活动安装在滑轨上；在坐垫底部设有两个夹持在滑轨两侧的电动滚轮，电动滚轮通过导线分别连接蓄电池和运算模块。

本发明中，所述显示设备是VR设备或车载显示器。

本发明中，所述滑轨的中部活动安装在带销轴的支撑座上，滑轨的末端活动安装在调节安装座中，调节安装座固定在底座上；调节安装座中设有电机和驱动部件，用于调节滑轨末端的高度从而实现对滑轨倾斜角度的调整。

本发明中，所述车辆本体上还装有一个360度全景摄像头，或者多个摄像头，摄像头通过信号线连接至运算模块。

本发明中，所述拉绳轮由左压环、棘轮、棘齿、拉绳轮外环、簧芯轮、涡簧和右压环组成，并依次嵌套安装发电机的转轴上。

本发明中，所述坐垫上配置用于固定使用者的腰腹部的安全带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过利用本发明，乘客可以在车辆行进过程中执行划船锻炼，在运动锻炼的同时转移注意力以减轻晕动症带来的身体不适感受。

2、乘客划船动作产生的能量可以被回收为电能进行储能，以供车辆进一步使用。

3、运算模块通过传感器获得车辆运动状态，能够用于模拟船只或皮划艇的运动状态；通过将运动状态与虚拟场景进行融合形成模拟划船的场景，给使用者更贴近自然条件下的体验；如果进一步利用摄像头的影像数据，还可以形成模拟船只在道路两侧实景条件下的河流中划船的场景，这将会给使用者带来全新的运动体验。

附图说明

图1为本发明车载划船机的立体图；

图2为本发明车载划船机的爆炸图；

图3为传动支架部分的爆炸图；

图4为滑轨部分的爆炸图；

图5为拉绳轮的爆炸图。

图中附图标记：1底座；2电动滚轮；3坐垫；4滑轨；5踏板；6踏板架；7拉把架；8拉把；9控制面板；10前台；11传动支架；12拉绳轮；13发电机；14滑轮；15左压环；16棘轮；17棘齿；18拉绳轮外环；19簧心轮；20涡簧；21右压环。

具体实施方式

首先需要说明的是，本发明中的运算模块是指具有计算功能的硬件产品，可选设备包括计算机主机，或者是内嵌处理器的电路模块。通过其内置的软件功能模块，可以实现本发明实施例部分所述运动状态计算、虚拟场景模拟融合等内容。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现相应软件功能。鉴于本发明内容仅涉及产品具体构造，故不再对软件功能部分的内容进行详细表述。

附图中示出了本发明的各种示意图。其中为了清楚地表达，放大了某些细节，并且可能地省略了某些细节。图中所示出的各个部件的形状以及他们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的。

本发明所述搭载划船机的车辆，包括带有蓄电池的车辆本体，在车辆本体中固定安装了划船机；该划船机包括底座1、滑轨4、坐垫3、踏板5、传动支架11、能量回收装置、运算模块和显示设备；其中，底座1固定在车辆本体内，滑轨4沿车辆长度方向安装在底座1上，坐垫3活动安装在滑轨4上，踏板5、传动支架11和能量回收装置固定安装在滑轨4前端的底座1上；能量回收装置是包括多组绕组的发电机13，在其转轴上固定设置拉绳轮12；在传动支架11上设置滑轮14，拉绳的一端绕在拉绳轮12上，另一端经滑轮14后连接拉把8；拉绳动作时带动拉绳轮12和发电机13同轴转动，将使用者运动产生的机械能转化为电能，并送至蓄电池储存以供车辆使用；发电机13的电枢由多组绕组线绕制而成，通过控制面板9可控制能量回收装置中的开关元件实现不同组数的绕线接通，改变运转过程中切割磁感线的导线量，从而调节划船机的多档位阻力以适应使用者的不同运动需求。使用者可以通过控制面板9输入指令实现换挡，其配套的电子显示屏可随时显示调节情况。

在车辆本体上设有多个传感器，分别用于检测车辆的相对位置、速度、线加速度、角加速度；传感器可选激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等类型中的一种或多种。各传感器通过信号线连接至划船机的运算模块，运算模块通过信号线分别连接发电机13和显示设备；发电机13通过导线连接至车辆本体的蓄电池，蓄电池通过导线分别连接运算模块和显示设备。显示设备可选VR设备或车载显示器，用于显示运算模块输出的与车辆实时行驶状态相符的划船场景。当然，也可以将控制面板9的操作结果显示在显示设备中。

踏板5通过踏板架6固定安装在底座1上。在底座1的前端设有用于遮挡或包覆传动支架和能量回收装置的前台10，在前台10上设有拉把架7和带液晶显示屏的控制面板9。控制面板9通过信号线连接运算模块，用于实现运动参数调节；拉把架7用于放置拉把8，前台10上设置用于穿过拉绳的通孔或开槽。车载显示器可以安装在前台10上，也可以安装在车辆本体适当位置。VR设备则直接由使用者佩戴使用。

滑轨4的中部活动安装在带销轴的支撑座上，滑轨4的末端活动安装在调节安装座中，调节安装座固定在底座1上；调节安装座中设有电机和驱动部件。滑轨4可绕支撑座的销轴转动，通过安装座中的电机和驱动部件，可以调节滑轨4末端在调节安装座中相对高度，进而实现滑轨4倾斜角度的调整。当然，调节安装座也可以采用手动方式调节。坐垫3的底部中央设有契合滑轨4的开槽或凸出部，用于将坐垫3活动安装在滑轨4上；在坐垫3底部设有两个夹持在滑轨4两侧的电动滚轮2，电动滚轮2通过导线分别连接蓄电池和运算模块。电动滚轮4可以接受来自运算模块的控制信号，为坐垫3提供额外的阻力或者动力。为符合安全标准，在坐垫3上配置用于固定使用者的腰腹部的安全带。当运算模块通过各传感器获得车辆运动状态并经与预置规则相比判断为发生碰撞时，运算模块将向坐垫3底部的电动滚轮2发出指令使其卡紧滑轨4，避免使用者发生大幅度位移。此外，也可以进一步在前台10的面板中安装安全气囊，以进一步提高发生碰撞时的安全系数。

拉绳轮由左压环15、棘轮16、棘齿17、拉绳轮外环18、簧芯轮19、涡簧20和右压环21组成，并依次嵌套安装发电机13的转轴上。簧芯轮19和棘轮17固定于发电机13的转轴上，拉绳带动拉绳轮外环18转动，拉绳轮外环18通过棘齿17带动棘轮16，从而进一步带动发电机13转动，同时使涡簧20压缩；拉绳轮12与发电机13的转轴之间以棘轮17连接，使发电机13只有在拉绳被拉出时提供阻力。当使用者泄力时，涡簧20带动拉绳轮外环18反向转动将拉把8回至原位置，此时发电机13不转。

运算模块可选具备运算功能的计算机主机，或者是内嵌处理器的电路模块。运算模块中内置软件功能模块，能够通过各传感器获得车辆运动状态，并利用车辆运动状态数据模拟船只或皮划艇的运动状态；然后将其与虚拟场景进行融合，形成模拟划船的场景；该部分运算将直接调用预先设置的场景影像数据，例如自然环境中的河流、湖泊等，使模拟影像呈现出在江河湖泊中划船的场景。进一步地，还可以在车辆本体上安装有一个360度全景摄像头，或者多个摄像头，各摄像头通过信号线连接至运算模块。运算模块通过各传感器获得车辆运动状态，并将车辆运动状态模拟成船只或皮划艇的运动状态；然后将其与预置的水面场景以及摄像头获取的实时场景进行融合，形成模拟在道路两侧实景条件下的河流中划船的场景，这将会给使用者带来全新的运动体验。

以VR眼镜为例：在其显示范围内，以使用者坐姿观察视角设定场景视野，该视野中包括船只或皮划艇的头部、前方及两侧的水面、前方及两侧的景观(山野或经摄像头获取的实时街景)，甚至可以加入跟随使用者动作变化的桨叶动作。当车辆加速时VR眼镜可呈现加速划船的情景，当车辆减速时呈现减速划船的情景，当车辆转弯时呈现转弯划船的情景，当车辆匀速行驶时呈现的情景移动速度与使用者的运动频率成正比，该运动频率的信息是由发电机13的输出电子电路采集送至运算模块进行处理。

考虑到车载划船机的体积、使用者安全性、以及正常乘坐需求，搭载划船机的车辆通常建议使用可供改装的巴士、厢式旅行车、房车等车体较大的休旅性质车辆，对于全新设计的轿车车型可在前排乘客位置加以改造并布置，而全自动驾驶车辆中所有乘客位置均可改造并布置。

具体操作过程如下：

使用者手握拉把8，蹬腿使身体向后运动的同时往后拉拉把8，拉把8上的拉绳带动拉绳轮12转动(此时拉绳轮12内的涡簧20处于弯曲弹性变形状态)，同时拉绳轮12通过棘轮16带动发电机13转动.为克服发电机13中的磁阻力，使用者需要更加用力达到健身的作用。而当拉绳回程时借由拉绳轮12中涡簧20的回复作用，将拉把8恢复至原来位置。控制电机电枢内绕线组的通断数量以调节磁阻的大小，让使用者可以体验多档位划船乐趣，此时由使用者通过控制面板9输入指令即可。

Claims (8)

1.一种搭载划船机的车辆，包括带有蓄电池的车辆本体，其特征在于，在车辆本体中固定安装了划船机；该划船机包括底座、滑轨、坐垫、踏板、传动支架、能量回收装置、运算模块和显示设备；其中，底座固定在车辆本体内，滑轨沿车辆长度方向安装在底座上，坐垫活动安装在滑轨上，踏板、传动支架和能量回收装置固定安装在滑轨前端的底座上；能量回收装置是包括多组绕组的发电机，在其转轴上固定设置拉绳轮；在传动支架上设置滑轮，拉绳的一端绕在拉绳轮上，另一端经滑轮后连接拉把；

在车辆本体上设有多个传感器，分别用于检测车辆的相对位置、速度、线加速度、角加速度；各传感器通过信号线连接至划船机的运算模块，运算模块通过信号线分别连接能量回收装置和显示设备；能量回收装置通过导线连接至车辆本体的蓄电池，蓄电池通过导线分别连接运算模块和显示设备；

所述运算模块是具备运算功能的计算机主机，或者是内嵌处理器的电路模块；

所述划船机还包括用于遮挡或包覆传动支架和能量回收装置的前台，在前台上设有控制面板和拉把架；控制面板通过信号线连接运算模块，用于实现运动参数调节；拉把架用于放置拉把，前台上设置用于穿过拉绳的通孔或开槽。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述踏板通过踏板架固定安装在底座上。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述坐垫底部中央设有契合滑轨的开槽或凸出部，用于将坐垫活动安装在滑轨上；在坐垫底部设有两个夹持在滑轨两侧的电动滚轮，电动滚轮通过导线分别连接蓄电池和运算模块。

4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述显示设备是VR设备或车载显示器，用于接收显示控制模块提供的信息。

5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述滑轨的中部活动安装在带销轴的支撑座上，滑轨的末端活动安装在调节安装座中，调节安装座固定在底座上；调节安装座中设有电机和驱动部件，用于调节滑轨末端的高度从而实现对滑轨倾斜角度的调整。

6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述车辆本体上还装有一个360度全景摄像头，或者多个摄像头，摄像头通过信号线连接至运算模块。

7.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述拉绳轮由左压环、棘轮、棘齿、拉绳轮外环、簧芯轮、涡簧和右压环组成，并依次嵌套安装发电机的转轴上。

8.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述坐垫上配置用于固定使用者的腰腹部的安全带，以保证在车辆内的运动安全。

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