CN111097144B - 一种全向运动平台的防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全向运动平台的防护装置，包括：平台、设置在平台上的若干个万向球以及设置在平台外侧的防护组件；防护组件包括首尾相连的环形滑道，与滑道配合连接的多个调节机构以及与调节机构配合连接的第一气囊；调节机构包括与滑道配合连接固定件，固定件能够沿滑道滑动，固定件顶部配合连接有伸缩件，伸缩件能够竖直伸缩；伸缩件端部配合连接有第一转轴，第一转轴一侧配合连接有第一转动部，第一转动部一端通过第二转轴连接有第二转动部，第一转动部与第二转动部均能够转动；第一气囊设置在多个调节机构的内侧，且第二转动部与第二转动设置在第一气囊内部，同时第一转动部部分插入第一气囊内部。

Description

一种全向运动平台的防护装置

技术领域

本发明涉及一种防护装置，尤其涉及一种全向运动平台的防护装置。

背景技术

随着虚拟现实技术的兴起，新的设备和解决方案层出不穷，传统的设备人体只能再一个方向以不同的速度行走，不能满足虚拟现实要求的人体可以以不同速度沿任意方向走动的要求。

而现有的一些运动装置只能实现单向运动，无法做到全向运动，用户体验较差，且在用户使用过程中，由于没有设置防护装置，用户使用过程中安全性较差，此外，防护装置不能通过气囊的充放气，进行调整角度或调整预留孔的大小，无法实现不同身高，不同体重的多用户人群使用。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种全向运动平台的防护装置，该防护装置用于全向运动装置或平台或虚拟现实模拟场景运动平台。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种全向运动平台的防护装置，包括：平台、设置在平台上的若干个万向球以及设置在平台外侧的防护组件；

所述防护组件包括首尾相连的环形滑道，与滑道配合连接的多个调节机构以及与调节机构配合连接的第一气囊；

所述调节机构包括与所述滑道配合连接固定件，所述固定件能够沿所述滑道滑动，所述固定件顶部配合连接有伸缩件，所述伸缩件能够竖直伸缩；

所述伸缩件端部配合连接有第一转轴，所述第一转轴一侧配合连接有第一转动部，所述第一转动部一端通过第二转轴连接有第二转动部，所述第一转动部与所述第二转动部均能够转动；

所述第一气囊设置在多个所述调节机构的内侧，且所述第二转动部与所述第二转动设置在所述第一气囊内部，同时所述第一转动部部分插入所述第一气囊内部；

所述第一气囊底部设置有凹槽，所述凹槽内部设置有第二气囊与所述第三气囊，所述第二气囊与所述第三气囊并列设置；

所述第一气囊中间位置设置有预留孔，当所述第二气囊或/和所述第三气囊排气时，所述第一气囊弯曲预定角度，此时所述预留孔尺寸增加；

反之，当所述第二气囊或/和所述第三气囊充气时，所述第一气囊形状复位。

本发明一个较佳实施例中，所述第一气囊、所述第二气囊与所述第三气囊一侧均设置有向对应的第一气孔、第二气孔与所述第三气孔，所述第一气孔与所述第二气孔与所述第三气孔通过气管连接有气泵，通过所述气泵调节所述第一气囊与所述第二气囊、所述第三气囊内的空气量。

本发明一个较佳实施例中，当所述第一转轴带动所述第一转动部向上转动时，所述气囊倾斜向上，同时通过气泵向所述第二气囊与所述第三气囊内充入空气，以支撑所述第一气囊；或

当所述第一转轴带动所述第一转动部向下转动时，所述第一气囊倾斜向下，同时通过所述气泵对所述第二气囊与所述第三气囊进行抽气，以使所述第一气囊能够向下弯曲。

本发明一个较佳实施例中，所述固定件能够是3个，3个所述固定件沿所述滑道周向间隔分布，任二所述固定件之间的角度为120度。

本发明一个较佳实施例中，所述第一气囊为U型结构，所述第二转动部转动过程中，能够通过所述第二转动部挤压气囊，使所述凹槽内的所述第二气囊与第三气囊快速排气。

本发明一个较佳实施例中，所述平台内部设置有若干个运动单元，所述运动单元包括与所述万向球相配合的容腔以及环绕在所述万向球外侧的多个线圈，多个线圈不在同一平面内。

本发明一个较佳实施例中，所述万向球外侧设置有若干个偏置磁体，所述线圈通电产生的磁场能够控制所述万向球转动。

本发明一个较佳实施例中，所述万向球外侧设置有橡胶套。

本发明一个较佳实施例中，所述容腔的尺寸不小于所述万向球的尺寸，且所述容腔包裹万向球的面积大于万向球表面积的2/3。

本发明一个较佳实施例中，所述平台内部位于容腔的下方设置有若干个重力传感器，所述重力传感器能够根据监测到的使用人员脚掌压力区域变化量进行检测使用人员的移动方向。

本发明一个较佳实施例中，所述防护装置能够配合VR头盔使用，所述VR头盔与所述防护装置无线连接，所述防护装置能够根据VR头盔模拟场景进行调整第一气囊、第二气囊、第三气囊的充放气量，所述所述防护装置能够根据所述VR头盔的模拟场景进行调整防护装置的高度。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)防护装置能够配合VR头盔使用，VR头盔与防护装置无线连接，防护装置能够根据VR头盔模拟场景进行调整第一气囊、第二气囊、第三气囊的充放气量，防护装置能够根据VR头盔的模拟场景进行调整防护装置的高度，使用人员具有很好的沉浸式体验。

(2)三个固定件与滑道配合连接，任意两个固定件之间的角度均为120度，能够通过固定件牢固固定第一气囊，且在固定件沿滑道旋转的过程中能够保证第一气囊的稳定性。

(3)通过线圈通电，万向球外侧的偏置磁体受到磁场的作用下，能够带动万向球转动，线圈设置在平台内部，每个线圈均能够独立控制通电，通电电流的大小能够改变磁场强度，从而控制万向球旋转速率，进行灵活控制万向球转动，使用人员与运动装置始终保持相对静止。

(4)通过调整第二气囊与第三气囊内空气量进行控制第一气囊的倾斜角度，实现使用人员在使用过程中站立或下蹲时，均能够使预留孔贴合在使用人员腰部，起到很好的防护作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的防护组件局部结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的第一气囊底部结构示意图；

图3是本发明的优选实施例的第一气囊局部剖视图。

图4是本发明的优选实施例的第一转动部与第二转动部连接示意图。

图5是本发明的优选实施例的平台俯视图；

图6是本发明的优选实施例的A放大图；

图7是本发明的优选实施例的运动单元爆炸图；

图中：

头盔100；使用人员101；

第一气囊10；预留孔11；第一气孔12；凹槽13；

滑道20；固定件21；伸缩件22；第一转轴23；第一转动部24；第二转轴25；第二转动部26；

第二气囊30；第三气囊31；第二气孔32；第三气孔33；

平台40；万向球41；偏置磁体42；

运动单元50；线圈51；容腔52。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示,本发明公开了一种全向运动平台的防护装置。

需要说明的是，全向运动平台40的防护装置，包括平台40、设置在平台40上的若干个万向球41以及设置在平台40外侧的防护组件；

防护组件包括首尾相连的环形滑道20，与滑道20配合连接的多个调节机构以及与调节机构配合连接的第一气囊10；

调节机构包括与滑道20配合连接固定件21，固定件21能够沿滑道20滑动，固定件21顶部配合连接有伸缩件22，伸缩件22能够竖直伸缩；

伸缩件22端部配合连接有第一转轴23，第一转轴23一侧配合连接有第一转动部24，第一转动部24一端通过第二转轴25连接有第二转动部26，第一转动部24与第二转动部26均能够转动；

第一气囊10设置在多个调节机构的内侧，且第二转动部26与第二转动设置在第一气囊10内部，同时第一转动部24部分插入第一气囊10内部；

第一气囊10底部设置有凹槽13，凹槽13内部设置有第二气囊30与第三气囊31，第二气囊30与第三气囊31并列设置；

第一气囊10中间位置设置有预留孔11，当第二气囊30或/和第三气囊31排气时，第一气囊10弯曲预定角度，此时预留孔11尺寸增加；

反之，当第二气囊30或/和第三气囊31充气时，第一气囊10形状复位。

具体而言，防护装置能够配合VR头盔100使用，VR头盔100与防护装置无线连接，防护装置能够根据VR头盔100模拟场景进行调整第一气囊10、第二气囊30、第三气囊31的充放气量，防护装置能够根据VR头盔100的模拟场景进行调整防护装置的高度，使用人员101具有很好的沉浸式体验。

固定件21通过配合件配合连接在滑道20上，其中配合件能够是滑轮或其他的结构，只要是能够将固定件21固定在滑道20内侧，且固定件21能够在第一滑道20内灵活滑动，且不会脱离滑道20均可，滑道20为首尾相连的环形结构，可以理解的是，滑道20能够根据实际使用时进行选择，如圆环、方形环或其他形状均可，伸缩件22连接在第一固定件21顶部，伸缩件22顶部设置有第一转轴23，第一转轴23连接有摆臂，第一转动部24与第二转动部26配合连接形成摆臂，摆臂为两段结构，包括第一转动部24与第二转动部26，第一转动部24与第二转动部26之间通过第二转轴25配合连接，摆臂仅且仅有的靠近第一转轴23的一部分裸露在第一气囊10外部，其余部分均在第一气囊10内部。

根据本发明实施例，固定件21通过配合连接在滑道20上，伸缩件22连接在固定件21顶部，三个伸缩件22顶部均设置有第一转轴23，三个第一转轴23一侧均连接有摆臂，摆臂包括第一转动部24与第二转动部26，第一转动部24与第二转动部26之间通过第二转轴25配合连接，气囊2全包裹结构，将摆臂包裹，摆臂仅且仅有的靠近第一转轴23的一部分裸露在第一气囊10外部，其余部分均在第一气囊10内部，三个摆臂之间的角度为120度，能够进行腰部支撑固定，第一气囊10中心位置处设置有预留孔11，在使用前，第一气囊10、第二气囊30、第三气囊31内均没有充气，三个气囊均为干瘪状，随后对第一气囊10进行缓慢充气，随后对第二气囊30、第三气囊31进行充气，也可以快速充入一定量的空气后，在进行缓慢充气，根据不同腰围的使用人群进行调整第一气囊10内的充气量，同时根据第一气囊10内的充气量，进行调整第二气囊30与第三气囊31内的充气量，使第二气囊30与第三气囊31能够支撑第一气囊10，也能够进行调整预留孔11的大小，使预留孔11的边缘处贴合使用人员101的腰部。

需要说明的是，在使用时，将伸缩件22降下，伸缩件22缓慢升起，第一气囊10的中心位置的预留孔11位于使用人员101腰部时，则伸缩件22停止升降，然后对第一气囊10进行充气，直到充入的气体使第一气囊10逐渐膨胀，第一气囊10中心处的预留孔11逐渐减小，预留孔11边缘处接触到使用人员1011的腰部的外侧即可，当然，也可以控制充气量调整第一气囊10强度，第一气囊10接触使用人员101腰部后，继续进行充气，此过程第一气囊10对使用人员101腰部固定强度逐渐增加，但需要根据使用人员101的腰围进行控制充其量，保证第一气囊10固定牢固的同时，使用人员101具有很好的舒适性，及松紧度在合适的范围内。

图2示出了第一气囊10、第二气囊30与第三气囊31的位置示意图；

根据本发明实施例，第一气囊10底部设置有凹槽13，第二气囊30与第三气囊31并列设置在凹槽13内，第二气囊30与第三气囊31环绕在预留孔11的外侧，且第二气囊30与第三气囊31的尺寸小于第一气囊10的尺寸。

需要说明的是，第一气囊10、第二气囊30与第三气囊31一侧均设置有向对应的第一气孔12、第二气孔32与第三气孔33，第一气孔12与第二气孔32与第三气孔33通过气管连接有气泵，通过气泵调节第一气囊10与第二气囊30、第三气囊31内的空气量，当第一转轴23带动第一转动部24向上转动时，气囊倾斜向上，同时通过气泵向第二气囊30与第三气囊31内充入空气，以支撑第一气囊10；或当第一转轴23带动第一转动部24向下转动时，第一气囊10倾斜向下，同时通过气泵对第二气囊30与第三气囊31进行抽气，以使第一气囊10能够向下弯曲，通过调整第二气囊30与第三气囊31内空气量进行控制第一气囊10的倾斜角度，实现使用人员101在使用过程中站立或下蹲时，均能够使预留孔11贴合在使用人员101腰部，起到很好的防护作用。

图3示出了第一气囊10的局部剖视图；图4是本发明的优选实施例的第一转动部24与第二转动部26连接示意图，以及第一转动部24与伸缩件22连接示意图；

根据本发明实施例，第二转动部26与第二转轴25全部设置在第一气囊10内，而第一转动部24一部分设置在第一气囊10内，另一部分设置在第一气囊10外，第一转动部24仅且仅有的靠近第一转轴23的一部分裸露在第一气囊10外部，其余部分均在第一气囊10内部，这样设置，在第一转轴23旋转过程中，能够整体将第一气囊10倾斜一定的角度，调整速度较快。

需要说明的是，通过调整第二气囊30与第三气囊31内空气量进行控制第一气囊10的倾斜角度，实现使用人员101在使用过程中站立或下蹲时，均能够使预留孔11贴合在使用人员101腰部，起到很好的防护作用，第一转动部24与第二转动部26之间通过第二转轴25连接，使得第二转动部26能够单独进行旋转，第一转动部24一端端部通过第一转轴23与伸缩件22进行配合连接，且在伸缩件22伸缩过程中，第一转动部24与第二转动部26均能够单独转动，能够实现广角调整，三个固定件21与滑道20配合连接，任意两个固定件21之间的角度均为120度，能够通过固定件21牢固固定第一气囊10，且在固定件21沿滑道20旋转的过程中能够保证第一气囊10的稳定性。

图5示出了万向球41的分布示意图，图6-7示出了运动单元50的结构示意图；

根据本发明实施例，万向球41间隔均匀分布在平台40上，保证使用人员101在平台40上运动时，万向球41受力偏差在合理的范围内，不会出现使用人员101踩在相同区域内两次，重力传感器检测到的压力出现较大偏差。

需要说明的是，万向球41卡在平台40内部的容腔52内，且万向球41外侧设置有橡胶套，容腔5291的尺寸不小于万向球41的尺寸，且容腔52包裹万向球41的面积大于万向球41表面积的2/3，万向球41外侧设置有至少一个偏置磁体42，平台40内部位于万向球41下方设置有与若干个万向球41相配合的运动单元50,运动单元50包括一个容腔52与5个线圈51，万向球41能够在容腔52内转动，5个线圈51环绕在容腔52外侧，多个线圈51不在同一平面内，线圈51通电产生的磁场能够控制偏置磁体42移动。

具体而言，每一个运动单元50都包括一个容腔52，容腔52内有万向球41，万向球41能够在球腔内自由灵活移动，在运动单元50的顶部有一个开口，保证万向球41顶部高于开口端面，万向球41顶部会有部分结构突出开口外，每一个运动单元50有5个线圈51，除了带有开口的一侧没有线圈51，其他面均有一个线圈51，本发明的优选实施例中，万向球41外侧设置有6个线圈51，但不限于6个，可以根据实际需要设置，如2个、3个或6个以下，7个、8个或8个以上等等，偏置磁体42在磁场的作用下能够带动万向球41运动，每一个运动单元50外侧设置有隔离磁场的隔磁面，可以保证每一个运动单元50均可以单独控制万向球41运动，且不会受到相邻运动单元50内磁场的影响，保证万向球41能够根据使用人员1011的位移进行精准控制万向球41的转动，隔磁面的使用不仅可以隔离相邻运动单元50的干扰，同时还有防止磁场对人体产生一定的伤害，安全性较高，当然可以理解的是，只要能够产生磁场的物体均可以替代线圈51进行控制万向球41的运动，例如电磁铁，永磁体。

通过线圈51通电，万向球41外侧的偏置磁体42受到磁场的作用下，能够带动万向球41转动，线圈51设置在平台40内部，每个线圈51均能够独立控制通电，通电电流的大小能够改变磁场强度，从而控制万向球41旋转速率，进行灵活控制万向球41转动，使用人员101与运动装置始终保持相对静止。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (9)

1.一种全向运动平台的防护装置，包括：平台、设置在平台上的若干个万向球以及设置在平台外侧的防护组件；其特征在于；

所述防护组件包括首尾相连的环形滑道，与滑道配合连接的多个调节机构以及与调节机构配合连接的第一气囊；

所述调节机构包括与所述滑道配合连接固定件，所述固定件能够沿所述滑道滑动，所述固定件顶部配合连接有伸缩件，所述伸缩件能够竖直伸缩；

所述伸缩件端部配合连接有第一转轴，所述第一转轴一侧配合连接有第一转动部，所述第一转动部一端通过第二转轴连接有第二转动部，所述第一转动部与所述第二转动部均能够转动；

所述第一气囊设置在多个所述调节机构的内侧，且所述第二转动部与所述第二转动设置在所述第一气囊内部，同时所述第一转动部部分插入所述第一气囊内部；

所述第一气囊底部设置有凹槽，所述凹槽内部设置有第二气囊与第三气囊，所述第二气囊与所述第三气囊并列设置；

所述第一气囊中间位置设置有预留孔，当所述第二气囊或/和所述第三气囊排气时，所述第一气囊弯曲预定角度，此时所述预留孔尺寸增加；

反之，当所述第二气囊或/和所述第三气囊充气时，所述第一气囊形状复位；

所述第一气囊、所述第二气囊与所述第三气囊一侧均设置有对应的第一气孔、第二气孔与第三气孔，所述第一气孔与所述第二气孔与所述第三气孔通过气管连接有气泵，通过所述气泵调节所述第一气囊与所述第二气囊、所述第三气囊内的空气量。

2.根据权利要求1所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：当所述第一转轴带动所述第一转动部向上转动时，所述第一气囊倾斜向上，同时通过气泵向所述第二气囊与所述第三气囊内充入空气，以支撑所述第一气囊；或当所述第一转轴带动所述第一转动部向下转动时，所述第一气囊倾斜向下，同时通过所述气泵对所述第二气囊与所述第三气囊进行抽气，以使所述第一气囊能够向下弯曲。

3.根据权利要求1所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：所述固定件为3个，3个所述固定件沿所述滑道周向间隔分布，任二所述固定件之间的角度为120度。

4.根据权利要求1所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：所述第一气囊为U型结构，所述第二转动部转动过程中，能够通过所述第二转动部挤压第一气囊，使所述凹槽内的所述第二气囊与第三气囊快速排气。

5.根据权利要求1所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：所述平台内部设置有若干个运动单元，所述运动单元包括与所述万向球相配合的容腔以及环绕在所述万向球外侧的多个线圈，多个线圈不在同一平面内。

6.根据权利要求1所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：所述万向球外侧设置有若干个偏置磁体，线圈通电产生的磁场能够控制所述万向球转动。

7.根据权利要求1所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：所述万向球外侧设置有橡胶套。

8.根据权利要求5所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：所述容腔的尺寸不小于所述万向球的尺寸，且所述容腔包裹万向球的面积大于万向球表面积的2/3。

9.根据权利要求5所述的一种全向运动平台的防护装置，其特征在于：所述平台内部位于容腔的下方设置有若干个重力传感器，所述重力传感器能够根据监测到的使用人员脚掌压力区域变化量进行检测使用人员的移动方向。

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