CN111514566A - 双向摆动自平衡机构及模拟滑雪设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双向摆动自平衡机构及模拟滑雪设备；双向摆动自平衡机构包括：连接座、第一摆动杆、第二摆动杆和限位轴组件；所述限位轴组件固定在所述连接座上，用于支撑所述第一摆动杆和所述第二摆动杆进行动作；所述第一摆动杆、所述第二摆动杆分别设置在所述连接座的两侧且位于所述限位轴组件的上方；所述第一摆动杆和所述第二摆动杆均一端与所述连接座枢接，另一端能够与摆动部枢接。本申请的双向摆动自平衡机构，使枢接于摆动杆的摆动部能够绕限位轴组件的两侧进行摆动动作，并且在没有施加外力的时候自动平衡在水平位置；该机构能够应用于模拟滑雪设备，从而降低模拟滑雪和真实滑雪之间体验效果的差异程度。

Description

双向摆动自平衡机构及模拟滑雪设备

技术领域

本申请涉及运动娱乐体验设备技术领域，具体涉及一种双向摆动自平衡 机构及模拟滑雪设备。

背景技术

为了满足滑雪爱好者对滑雪运动的需求，使他们能够更方便、更多地接 触滑雪运动，模拟滑雪设备应运而生。模拟滑雪设备，是结合虚拟现实技术 并综合生物学、物理学、力学、工程学等学科，以用于实现模拟滑雪运动的 设备。模拟滑雪设备能够在室内或室外非滑雪场地进行逼真有效地滑雪训练， 使用户获得真实、动感、刺激的体验。此外，由于未经训练的青少年直接在 雪地进行体育运动存在擦伤、摔伤的风险，因此模拟滑雪设备的产生具有重 大意义。

相关技术中，现有的模拟滑雪设备中，滑雪板安装结构多为固定结构， 单个滑雪板单独摆动的形式；和真实的滑雪效果出入比较大；不能保证脚部 及腿部的摆动与数字画面的配合。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种双向 摆动自平衡机构及模拟滑雪设备。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种双向摆动自平衡机构，包括： 连接座、第一摆动杆、第二摆动杆和限位轴组件；

所述限位轴组件固定在所述连接座上，用于支撑所述第一摆动杆和所述 第二摆动杆进行动作；

所述第一摆动杆、所述第二摆动杆分别设置在所述连接座的两侧且位于 所述限位轴组件的上方；所述第一摆动杆和所述第二摆动杆均一端与所述连 接座枢接，另一端能够与摆动部枢接。

进一步地，所述第一摆动杆和所述第二摆动杆平行设置，所述第一摆动 杆的第一端与所述第二摆动杆的第一端为同一方向的一端；

所述第一摆动杆的第一端与所述连接座枢接，第二端用于与摆动部枢接；

所述第二摆动杆的第二端与所述连接座枢接，第一端用于与摆动部枢接。

进一步地，所述限位轴组件包括第一限位轴和第二限位轴，分别固定设 置在所述连接座的两侧；

所述第一摆动杆和所述第二摆动杆分别位于所述第一限位轴和所述第二 限位轴的上方。

进一步地，所述第一限位轴/第二限位轴设置在所述第一摆动杆/第二摆动 杆的第一端和第二端之间；

所述第一摆动杆/第二摆动杆处于初始位置时，其下端面与所述第一限位 轴/第二限位轴相接触。

进一步地，所述限位轴组件还包括固定杆；所述固定杆穿过所述连接座， 并在所述连接座的两侧有延伸出的部分；

所述第一限位轴和所述第二限位轴均为环形结构，分别套设于所述固定 杆在所述连接座的两侧延伸出的部分。

进一步地，所述第一摆动杆和所述第二摆动杆均通过阻尼轴与所述连接 座枢接。

进一步地，所述阻尼轴为中空结构，其中设置有角度传感器。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种模拟滑雪设备，包括：滑雪板， 以及设置在所述滑雪板两端的活动机构；所述滑雪板的两端分别与所述活动 机构活动连接，所述滑雪板能够向两侧双向摆动；

所述活动机构采用如上任意一种实施例所述的双向摆动自平衡机构。

进一步地，所述滑雪板包括：固定板和滑动板；所述固定板的两端分别 与所述活动机构活动连接；

所述滑动板设置在所述固定板上，二者滑动连接。

进一步地，所述固定板上设置有直线导轨，所述滑动板与所述直线导轨 滑动连接。

本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：

本申请的双向摆动自平衡机构，通过第一摆动杆、第二摆动杆和限位轴 组件之间的配合，使枢接于摆动杆的摆动部能够绕限位轴组件的两侧进行摆 动动作，并且在没有施加外力的时候自动平衡在水平位置；该机构能够应用 于模拟滑雪设备，从而降低模拟滑雪和真实滑雪之间体验效果的差异程度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性 的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申 请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种双向摆动自平衡机构的结构示意 图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种模拟滑雪设备的初始状态结构示 意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种模拟滑雪设备的摆动状态结构示 意图。

图4是图3中活动机构的局部放大示意图之一。

图5是图3中活动机构的局部放大示意图之二。

图中：1-连接座；2-限位轴组件；201-固定杆；202-环形结构；3-摆动杆； 301-第一摆动杆；3011-第一端；3012-第二端；302-第二摆动杆；4-阻尼轴； 5-固定板；6-连接杆；7-滑动板；8-传感器连接轴；9-角度传感器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的 描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的 要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所 有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一 些方面相一致的装置和设备的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种双向摆动自平衡机构的结构示意 图。该双向摆动自平衡机构包括：连接座1、第一摆动杆301、第二摆动杆302 和限位轴组件2。

所述限位轴组件2固定在所述连接座1上，用于支撑所述第一摆动杆301 和所述第二摆动杆302进行动作。

所述第一摆动杆301、所述第二摆动杆302分别设置在所述连接座1的两 侧且位于所述限位轴组件2的上方；所述第一摆动杆301和所述第二摆动杆 302均一端与所述连接座1枢接，另一端能够与摆动部枢接。

本申请的双向摆动自平衡机构，通过第一摆动杆301、第二摆动杆302和 限位轴组件2之间的配合，使枢接于摆动杆的摆动部能够绕限位轴组件2的 两侧进行摆动动作，并且在没有施加外力的时候自动平衡在水平位置；该机 构能够应用于模拟滑雪设备，从而降低模拟滑雪和真实滑雪之间体验效果的 差异程度。

一些实施例中，所述第一摆动杆301和所述第二摆动杆302平行设置， 所述第一摆动杆301的第一端与所述第二摆动杆302的第一端为同一方向的 一端。

所述第一摆动杆301的第一端3011与所述连接座1枢接，第二端3012 用于与摆动部枢接。所述第二摆动杆302的第二端与所述连接座1枢接，第 一端用于与摆动部枢接。

参照图1，第一摆动杆301和第二摆动杆302位于同一水平高度，二者平 行且对称设置在连接座1的两侧。为了使摆动杆3能够两侧摆动，两个摆动 杆与连接座1枢接的位置需要错开。第一摆动杆301左侧的第一端3011与连 接座1枢接，右侧的第二端3012留出安装孔，与摆动部枢接。相对地，第二 摆动杆302右侧的第一端与连接座1枢接，左侧的第二端留出安装孔，与摆 动部枢接。

一些实施例中，所述限位轴组件2包括第一限位轴和第二限位轴，分别 固定设置在所述连接座1的两侧。

所述第一摆动杆301和所述第二摆动杆302分别位于所述第一限位轴和 所述第二限位轴的上方。

参照图1，限位轴组件2可以分为两部分，分别设置在连接座1的两侧， 分别与两侧的摆动杆相配合。限位轴组件2的作用有两方面，一是限制摆动 杆向下的位移，二是在摆动杆摆动时起到支撑作用。

一些实施例中，所述第一限位轴/第二限位轴设置在所述第一摆动杆301/ 第二摆动杆302的第一端和第二端之间。

所述第一摆动杆301/第二摆动杆302处于初始位置时，其下端面与所述 第一限位轴/第二限位轴相接触。

参照图1，为了使整个机构能够达到自平衡，需要限位轴组件2位于摆动 杆的中间位置的下方，以支撑摆动杆的重心，使摆动杆能够自平衡。

一些实施例中，所述限位轴组件2还包括固定杆201；所述固定杆201穿 过所述连接座1，并在所述连接座1的两侧有延伸出的部分。

所述第一限位轴和所述第二限位轴均为环形结构202，分别套设于所述固 定杆201在所述连接座1的两侧延伸出的部分。

参照图1，限位轴组件2可以包括固定杆201。先在连接座1上打孔，固 定杆201设置在通孔中，两端伸出；然后采用两个环形结构202套设在固定 杆201的两端，形成限位轴组件2。

一些实施例中，所述第一摆动杆301和所述第二摆动杆302均通过阻尼 轴与所述连接座1枢接。阻尼轴保证了滑雪板姿态更容易保持，并且能够在 摆动时产生一些阻力，从而使模拟滑雪时的感觉更加接近真实。

一些实施例中，所述阻尼轴为中空结构，其中设置有角度传感器。角度 传感器能够检测运动时产生的角度偏转，从而与其它的VR设备相配合，比如 VR头盔、显示屏等，提供更加沉浸式的娱乐体验。

本申请还提供如下的实施例：

一种模拟滑雪设备，包括：滑雪板，以及设置在所述滑雪板两端的活动 机构；所述滑雪板的两端分别与所述活动机构活动连接，所述滑雪板能够向 两侧双向摆动；

所述活动机构采用如上任意一种实施例所述的双向摆动自平衡机构。

如图2和图3所示，本申请的模拟滑雪设备为双板滑雪模拟器，其中每 个板的运动结构一致，均由连接座1与滑动结构连接。两处连接座1中部由 连接杆6进行连接，连接座1上部通过摆动杆和阻尼轴4进行连接；从而固 定板5可以左右任意摆动且保持姿态；阻尼轴4为中空结构，中间可以通过 传感器连接轴8和角度传感器9进行连接作为信号输出；滑动安装板组件分 为三个部分，固定板-直线滑块-直线导轨，这个部分可以保证身体滑动的时候 两个脚可以前后错动，从而更接近真实的滑雪状态。

一些实施例中，所述滑雪板包括：固定板5和滑动板7；所述固定板5的 两端分别与所述活动机构活动连接；

所述滑动板7设置在所述固定板5上，二者滑动连接。

如图4和图5所示，在向左侧摆动时，由于第一摆动杆301的右侧端与 连接座1枢接，因此第一摆动杆301不动，并且限位轴组件2支撑第一摆动 杆301，固定板5以第一摆动杆301的左侧端为轴向左摆动。同时，由于第二 摆动杆302的左侧端与连接座1枢接，右侧端与固定板5枢接，因此第二摆 动杆302跟随固定板5，以第二摆动杆302的左侧端为轴向左摆动。

如图5所示，角度传感器9仅安装在摆动杆与连接座1枢接的阻尼轴4 中，摆动杆与固定板5的枢接出没有传感器。

一些实施例中，所述固定板5上设置有直线导轨，所述滑动板7与所述 直线导轨滑动连接。

模拟滑雪设备的工作原理：将成品双板滑雪板固定器安装到滑动安装板 组件上，通过人体摆动，从而带动固定板5进行摆动，从而产生角度输出； 再经由角度传感器9输出为角度数值，提供给控制器或IO接口，从而驱动模 拟器运动。本结构采用了阻尼轴4作为连接轴，使得固定板5可以保持±90° 任意姿态；而且由于摆动杆如图示的连接方式，保证人员垂直站立时，固定 板5位水平姿态不会发生偏转；限位轴组件2保证了固定板5的初始位置为 水平，不会过冲。

本申请的模拟滑雪设备更接近于真实滑雪的姿态；该结构保证模拟滑雪 者可以直接踏上保持水平的固定器上，降低了体验者的使用难度；阻尼轴4 的选用保证了滑雪板姿态更容易保持；前后错动的滑动安装板可以更真实的 复现高山滑雪时双腿的姿态；空心阻尼轴4和角度传感器9的配合使用，使 得运动反馈精度更高。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些 实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，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。此外，在本申请的描述中， 除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示 例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描 述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例 中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或 示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多 个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施 例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申 请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种双向摆动自平衡机构，其特征在于，包括：连接座、第一摆动杆、第二摆动杆和限位轴组件；

所述限位轴组件固定在所述连接座上，用于支撑所述第一摆动杆和所述第二摆动杆进行动作；

所述第一摆动杆、所述第二摆动杆分别设置在所述连接座的两侧且位于所述限位轴组件的上方；所述第一摆动杆和所述第二摆动杆均一端与所述连接座枢接，另一端能够与摆动部枢接。

2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：所述第一摆动杆和所述第二摆动杆平行设置，所述第一摆动杆的第一端与所述第二摆动杆的第一端为同一方向的一端；

所述第一摆动杆的第一端与所述连接座枢接，第二端用于与摆动部枢接；

所述第二摆动杆的第二端与所述连接座枢接，第一端用于与摆动部枢接。

3.根据权利要求2所述的机构，其特征在于：所述限位轴组件包括第一限位轴和第二限位轴，分别固定设置在所述连接座的两侧；

所述第一摆动杆和所述第二摆动杆分别位于所述第一限位轴和所述第二限位轴的上方。

4.根据权利要求3所述的机构，其特征在于：所述第一限位轴/第二限位轴设置在所述第一摆动杆/第二摆动杆的第一端和第二端之间；

所述第一摆动杆/第二摆动杆处于初始位置时，其下端面与所述第一限位轴/第二限位轴相接触。

5.根据权利要求4所述的机构，其特征在于：所述限位轴组件还包括固定杆；所述固定杆穿过所述连接座，并在所述连接座的两侧有延伸出的部分；

所述第一限位轴和所述第二限位轴均为环形结构，分别套设于所述固定杆在所述连接座的两侧延伸出的部分。

6.根据权利要求1-5任一项所述的机构，其特征在于：所述第一摆动杆和所述第二摆动杆均通过阻尼轴与所述连接座枢接。

7.根据权利要求6所述的机构，其特征在于：所述阻尼轴为中空结构，其中设置有角度传感器。

8.一种模拟滑雪设备，其特征在于，包括：滑雪板，以及设置在所述滑雪板两端的活动机构；所述滑雪板的两端分别与所述活动机构活动连接，所述滑雪板能够向两侧双向摆动；

所述活动机构采用如权利要求1-7任一项所述的双向摆动自平衡机构。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述滑雪板包括：固定板和滑动板；所述固定板的两端分别与所述活动机构活动连接；

所述滑动板设置在所述固定板上，二者滑动连接。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于：所述固定板上设置有直线导轨，所述滑动板与所述直线导轨滑动连接。

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