CN112193356A - Vr自行车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及VR技术设备领域，尤其是VR自行车。针对目前市场上现有VR自行车问题，公开了VR自行车，包括：自行车本体以及虚拟装置；所述自行车本体包括车龙头以及骑行装置，所述车龙头包括转动主杆、设置转动主杆两侧的避震器；所述骑行装置包括前轮以及设置在前轮下面的一个可旋转的多结杆；所述虚拟装置包括控制单元、与控制单元电连接的VR设备、云服务终端、设置在所述车龙头中间部位正下方的1号传感器以及设置在车龙头的转动主杆一侧的2号传感器；所述1号传感器和所述2号传感器分别电连接所述控制单元。解决了现有技术无法实现的VR自行车尤其表演活动中能够跃起的功能，满足日后更多的竞技和表现内容需要。

Description

VR自行车

技术领域

本发明涉及VR技术设备领域，尤其是VR自行车。

背景技术

VR开创了沉浸式体验新篇章，它将一个虚拟的世界与我们连接。随着VR技术的发展，很多公司都在想办法从VR设备出发，加强沉浸体验的感受。VR自行车便是这么一种VR产品，它在沉浸视觉体验的基础上增加了触觉沉浸体验，增强我们与虚拟世界的连接，从而使得感受更真实。现有的VR自行车设备，大部分是在自行车的前方设置显示屏幕或者VR设备，用户可以边踩自行车，边能在显示屏幕上欣赏虚拟的沿路风景，在虚拟环境感受真实的骑自行车观光的体验。

但是，现有的VR自行车还是未能将虚拟和现实充分融合，不能给用户全方位的虚拟现实体验，另外现有的VR自行车，一般在笼头部分安装由水平方向的传感器，在虚拟环境中，自行车可以向左、右转弯。但是在表演类的自行车运动中，无法满足当将车笼头提起，使自行车能够在虚拟环境中向上跃起，并且在仿真的环境中显现自行车在不平的道路上颠簸的需求。

专利CN 109529296 A 公开了一种基于虚拟现实技术的自行车设备，包括主控制器，与主控制器相连接的VR设备，固定地面固定架上的自行车本体，设置在自行车本体把手上的用于识别把手的转向的平衡感应器；设置在自行车踏板上的用于识别压力增减的压力感应器，以及设置在踏板轴上的用于识别踏板轴转速的转速感应器；其中，平衡感应器、压力感应器以及转速感应器分别与主控制器相连接；另外，固定架前端设置有喷雾机，喷雾机也与主控制器相连接。本发明提供的基于虚拟现实技术的自行车设备从而能够使用户能够全方位浸入视频画面中的世界，大大提高用户体验。在方案中也无法满足对于表演类自行车的全程运动规律实时再现以满足用户全方位的虚拟现实体验的需求。

发明内容

本发明目的在于针对目前市场上现有的VR自行车还是未能将虚拟和现实充分融合，不能给用户全方位的虚拟现实体验，无法满足对于表演类自行车的全程运动规律实时再现以满足用户全方位的虚拟现实体验的需求。提供VR自行车。

本发明提供的技术方案是：一种VR自行车，其特征在于，包括：自行车本体和虚拟装置；所述自行车本体包括车龙头以及与车龙头机械连接的骑行装置；所述车龙头包括转动主杆、转动支杆和连接块，所述转动支杆位于所述转动主杆两侧；

所述转动支杆的另一端和所述连接块固定连接；

所述转动支杆设有减震器，并且所述转动支杆通过所述减震器和所述转动主杆进行螺栓固定连接；

所述骑行装置包括前轮和一个可旋转的多结杆，所述多结杆包括活结杆A和活结杆B以及控制所述活结杆A的电机马达；

所述多结杆A一端固定连接所述转动主杆，另一端垂直连接所述多结杆B中间位置；所述多结杆B两端分别螺栓连接所述前轮的中心连接轴；

所述电机马达位于多结杆A顶部，所述电机马达设有万向节，通过所述万向节一端驱动所述多结杆A和所述结杆B以所述多结杆A的轴心旋转动作，另一端带动所述转动主杆转动；

所述虚拟装置包括控制单元、用于检测所述车龙头水平方向旋转角度变化的1号传感器以及用于检测所述车龙头抬起过程中所述车龙头相对位置变化的2号传感器；所述1号传感器和所述2号传感器分别电连接所述控制单元。

进一步的，所述车龙头还包括车把固定板、垫片、交叉滚子轴承、连接块以及法兰阻尼装置，所述车把固定板下方连接所述垫片，所述垫片的下方连接所述交叉滚子轴承,所述交叉滚子轴承下方连接所述连接块，所述连接块下方螺栓固定连接所述法兰阻尼装置。

进一步的，所述连接块为类长方体构造，在所述连接块一横截端面的中间设有圆形穿孔，在所述横截端面两端对称于所述中间圆形穿孔分别设有一个用于机械连接所述转动支杆的圆形穿孔；在所述连接块的另一横截端面设有弓形凹槽，机械连接所述法兰阻尼装置。

进一步的，所述法兰阻尼装置包括法兰盘、法兰连轴器、旋转阻尼器以及旋转阻尼器挡块；所述法兰联轴器一端连接连接块，另一端连接所述法兰盘一端；所述法兰盘另一端连接所述旋转阻尼器一端，所述旋转阻尼器另一端设有凸出轴；所述旋转阻尼挡块形状为凹型，在所述旋转阻尼挡块的底面设有一圆孔，所述旋转阻尼器的凸出轴穿过所述旋转阻尼挡块的底面圆孔。

进一步的，所述1号传感器位于所述连接块中间圆形穿孔的内壁，并和圆孔内壁通过螺丝固定，用于检测所述车龙头水平方向旋转角度变化的1号传感器；减震器上端设有外凸状支撑片，所述2号传感器安装在该支撑片上，用于检测所述车龙头抬起过程中所述车龙头相对位置变化，所述1号传感器和所述2号传感器分别电连接所述控制单元；所述多结杆上，所述2号传感器电连接所述控制单元。

进一步的，所述VR设备设有仿真模拟环境系统，所述仿真模拟环境系统包括用于结算仿真数据的核心结算模块、用于将外部设备的数据的信号提供给所述核心结算模块的信号采集模块。

进一步的，所述信号采集模块包括用于将数据信号提供给所述核心结算模块的系统试验台信号采集装置、与核心结算模块电连接的用于向核心结算模块输入控制指令并且用于输出核心结算模块结算出的仿真数据的输入输出模块，所述输入输出模块设有触摸屏显示器，所述触摸屏显示器关联所述输入输出模块并互相通信。

本发明的一个方面带来的有益效果是： 本发明提高了虚拟VR自行车的表现能力，解决了现有技术无法实现的VR自行车尤其表演活动中能够跃起的功能，满足日后更多的竞技和表现内容需要。

附图说明

图1为本发明一款新颖的VR自行车车龙头部件结构分布示意图；

图2为本发明一款新颖的VR自行车车龙头车把固定部件结构分布示意图；

图3为本发明一款新颖的VR自行车环境仿真系统内部结构示意图，其中显示了在系统内部的数据传递过程；

图4为本发明一款新颖的VR自行车虚拟软件组成架构示意图；

图5为本发明一款新颖的VR自行车一个实施例中多结杆结构示意图；

图6为本发明一款新颖的VR自行车一个实施例中VR自行车构架示意图

其中，100、交叉滚子轴承，101、避震器，102、车把固定板，103、2号传感器，104、铝合金板，105、垫片，106、法兰连轴器，107、法兰盘，108、旋转阻尼器，109、1号传感器、110、信号采集模块，111、核心结算模块，112、环境数据结算模块，113、数据传输网络，114、系统试验台信号采集装置，115、输入输出模块，116、控制单元，117、VR设备，118、云服务终端，119、转动支杆，120、连接块，121、转动主杆，122、前轮，123、多结杆，124、活结杆A，125、活结杆B，126、电机马达，127、旋转阻尼器挡板。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例的目的是对上述技术方案的实施方式及注意要点做进一步举例阐述，具体如下：

VR自行车，包括自行车本体以及用于通信自行车本体的虚拟装置。

其中：自行车本体包括车龙头以及与车龙头连接的骑行装置。如图1、图2所示，车龙头包括转动主杆、设置转动主杆两侧的避震器101、车把固定板102、垫片105、交叉滚子轴承100、连接块以及法兰阻尼装置，其中1号传感器109位于交叉滚子轴承100正下方的连接块的凹槽内。连接块类长方体构造，在其一横截端面中间设有用于安装1号传感器109并机械连接交叉滚子轴承100的圆型穿孔，在横截端面两端对称于中间圆形穿孔分别设有一个用于机械连接避震器101连接杆，在连接块的另一横截端面设有弓形凹槽用于机械连接法兰阻尼装置。其中法兰阻尼装置包括法兰盘107、用于连接法兰盘107的法兰连轴器106以及连接法兰盘107的旋转阻尼器108。

骑行装置包括前轮以及设置在前轮下面的一个可旋转的多结杆，可旋转的多结杆由安装在多结杆上的电机驱动，当虚拟环境中出现颠簸的不平的如石头路面时，所述多结杆转动，使前轮产生震动，从而使体验者感到颠簸。

其中2号传感器103设在旋转的多结杆装置上，多结杆装置一端机械连接所述连接块的侧面，另一端固定在骑行装置上，用于检测颠簸过程中车龙头的位置变化。

在本实施例中，通过2号传感器103和1号传感器109的信号检测同时配合连接法兰盘107的旋转阻尼器108以及避震器101，完成让体验者对VR自行车尤其在表演活动中体验车身旋转、颠簸全方位的感觉体验。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上对2号传感器103和1号传感器109的信号工作模式做进一步功能横展延伸，增添虚拟软件仿真模拟环境系统，让体验者经理视觉冲击的体验。具体过程如下：

虚拟装置如图4所示，包括控制单元116、与控制单元电连接的VR设备117、云服务终端118、设置在车龙头中间部位正下方用于检测车龙头水平方向旋转角度变化的1号传感器109以及设置在车龙头的转动主杆一侧的用于检测车龙头抬起过程中位置变化的2号传感器103；1号传感器109和2号传感器103分别电连接控制单元。

VR设备117安装的仿真模拟环境系统，如图3所示，包括用于结算仿真数据的核心结算模块111、用于将外部设备的数据的信号提供给核心结算模块111的信号采集模块110以及模式选择模块，其与核心结算模块111、信号采集模块110分别电连接，从而实现多个模式的切换，便于将核心结算模块111替换成真实或者仿真的外部设备。信号采集模块110包括用于将数据信号提供给所述核心结算模块的系统试验台信号采集装置114、与核心结算模块111电连接的用于向核心结算模块111输入控制指令并且用于输出核心结算模块111结算出的仿真数据的输入输出模块115。1号传感器109和2号传感器103分别获取感应数据后，将数据输送至控制单元116，控制单元116接收所述感应数据后将该感应数据输送至云服务器终端终端118，使得云服务终端118根据感应数据对视频画面进行处理，并根据将处理后的视频画面数据返回所述控制单元116，控制单元116再将所述处理后的视频画面数据输送至所述VR设备进行显示。为了数据的完整性防止溢出，增设云端服务终端118，将数据同一管理和分享。

通过本实施例，由控制器116接收来自1号传感器109和2号传感器103的信号并综合分析提取，由云服务器终端终端118传递至VR设备117，使VR自行车全过程可以情景再现，给予体验者一个视觉体验。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上，对本发明一款新颖的VR自行车，其虚拟装置工作时的数据流程进一步说明，是对所述虚拟装置的进一步完善以及功能的进一步延伸。如图4所示，具体过程如下：

本实施例中基于虚拟软件虚拟技术实现VR自行车全方位视觉冲击体验，其实施方式包括：

主控单元116，与主控单元116电连接的VR设备117，与控制器116点连接的2号传感器103以及水平检测传感器109，与控制器116电连接的云端服务终端118，其中云端服务终端118和VR设备117双向通信，进行数据的传递。

虚拟装置如图4所示，包括控制单元116、与控制单元电连接的VR设备117、云服务终端118、设置在车龙头中间部位正下方用于检测车龙头水平方向旋转角度变化的1号传感器109以及设置在车龙头的转动主杆一侧的用于检测车龙头抬起过程中位置变化的2号传感器103；1号传感器109和2号传感器103分别电连接控制单元。

VR设备117安装的仿真模拟环境系统，如图3所示，包括用于结算仿真数据的核心结算模块111、用于将外部设备的数据的信号提供给核心结算模块111的信号采集模块110以及模式选择模块，其与核心结算模块111、信号采集模块110分别电连接，从而实现多个模式的切换，便于将核心结算模块111替换成真实或者仿真的外部设备。信号采集模块110包括用于将数据信号提供给所述核心结算模块的系统试验台信号采集装置114、与核心结算模块111电连接的用于向核心结算模块111输入控制指令并且用于输出核心结算模块111结算出的仿真数据的输入输出模块115。1号传感器109和2号传感器103分别获取感应数据后，将数据输送至控制单元116，控制单元116接收所述感应数据后将该感应数据输送至云服务器终端终端118，使得云服务终端118根据感应数据对视频画面进行处理，并根据将处理后的视频画面数据返回所述控制单元116，控制单元116再将所述处理后的视频画面数据输送至所述VR设备进行显示。为了数据的完整性防止溢出，增设云端服务终端118，将数据同一管理和分享。

体验者在体验设备过程中，2号传感器103以及水平检测传感器109对自行车本体的横向和纵向的位置变化即车龙头左右旋转角度以及车龙头上下的相对位置变化进行检测，并将提取的相关数据传至控制器116；控制器116在获得2号传感器103以及水平检测传感器109传递过来的数据进行综合分析，一路直接传递给VR设备117，在另一路是在VR设备117数据存储装置即云端服务终端118；云端服务终端118和VR设备117进行双向数据的沟通，并最终已视频的方式将仿真环境在VR设备117的上位机展示出来。

实施例4

本实施例是在实施例1、实施例2以及实施例3的基础上，对于VR自行车本体、VR设备以及虚拟转件装置三者的具体关联以及如何实现完美实现VR虚拟现实体验做进一步的实施。如图5所示，具体方案如下：

VR自行车本体前轮和后轮机械连接在具有弹簧特性的地板上，且连接支架保证了VR自行车可以原地行走。在VR自行车车龙头以及前轮区域设有2号传感器103以及水平检测传感器109，分别用于对车龙头的左右旋转角度以及车龙头的上下浮动相对位置进行检测。VR自行车车座设有与控制器116电连接，其目的是VR自行车的监控信息数据将通过自行车车座部位传递给控制器116，而为了增加VR自行车动感体验，将2号传感器103以及水平检测传感器109提取的数据信号单独和控制器116通信传递，控制器116会对提取的数据信息以仿真虚拟技术传递给VR设备117并在VR设备117的上位机上进行呈现。

虚拟装置如图4所示，包括控制单元116、与控制单元电连接的VR设备117、云服务终端118、设置在车龙头中间部位正下方用于检测车龙头水平方向旋转角度变化的1号传感器109以及设置在车龙头的转动主杆一侧的用于检测车龙头抬起过程中位置变化的2号传感器103；1号传感器109和2号传感器103分别电连接控制单元。

VR设备117安装的仿真模拟环境系统，如图3所示，包括用于结算仿真数据的核心结算模块111、用于将外部设备的数据的信号提供给核心结算模块111的信号采集模块110以及模式选择模块，其与核心结算模块111、信号采集模块110分别电连接，从而实现多个模式的切换，便于将核心结算模块111替换成真实或者仿真的外部设备。信号采集模块110包括用于将数据信号提供给所述核心结算模块的系统试验台信号采集装置114、与核心结算模块111电连接的用于向核心结算模块111输入控制指令并且用于输出核心结算模块111结算出的仿真数据的输入输出模块115。1号传感器109和2号传感器103分别获取感应数据后，将数据输送至控制单元116，控制单元116接收所述感应数据后将该感应数据输送至云服务器终端终端118，使得云服务终端118根据感应数据对视频画面进行处理，并根据将处理后的视频画面数据返回所述控制单元116，控制单元116再将所述处理后的视频画面数据输送至所述VR设备进行显示。为了数据的完整性防止溢出，增设云端服务终端118，将数据同一管理和分享。

为了数据的完整性防止溢出，增设云端服务终端118，将数据同一管理和分享。

实施例5

在实施例4的基础上，为了增加VR自行车的动感体验，将自行车前轮的固定方式做了进一步功能改造，具体过程如图6所示：

VR自行车本体前轮和后轮机械连接在具有弹簧特性的地板上，且连接支架保证了VR自行车可以原地行走。对VR自行车本体前轮和弹性特性的地板之间增加弹簧装置，目的在于增加VR自行车体验过程中的动感效果。在VR自行车车龙头以及前轮区域设有2号传感器103以及水平检测传感器109，分别用于对车龙头的左右旋转角度以及车龙头的上下浮动相对位置进行检测。VR自行车车座设有与控制器116电连接，其目的是VR自行车的监控信息数据将通过自行车车座部位传递给控制器116，而为了增加VR自行车动感体验，将2号传感器103以及水平检测传感器109提取的数据信号单独和控制器116通信传递，控制器116会对提取的数据信息以仿真虚拟技术传递给VR设备117并在VR设备117的上位机上进行呈现。

虚拟装置如图4所示，包括控制单元116、与控制单元电连接的VR设备117、云服务终端118、设置在车龙头中间部位正下方用于检测车龙头水平方向旋转角度变化的1号传感器109以及设置在车龙头的转动主杆一侧的用于检测车龙头抬起过程中位置变化的2号传感器103；1号传感器109和2号传感器103分别电连接控制单元。

VR设备117安装的仿真模拟环境系统，如图3所示，包括用于结算仿真数据的核心结算模块111、用于将外部设备的数据的信号提供给核心结算模块111的信号采集模块110以及模式选择模块，其与核心结算模块111、信号采集模块110分别电连接，从而实现多个模式的切换，便于将核心结算模块111替换成真实或者仿真的外部设备。信号采集模块110包括用于将数据信号提供给所述核心结算模块的系统试验台信号采集装置114、与核心结算模块111电连接的用于向核心结算模块111输入控制指令并且用于输出核心结算模块111结算出的仿真数据的输入输出模块115。1号传感器109和2号传感器103分别获取感应数据后，将数据输送至控制单元116，控制单元116接收所述感应数据后将该感应数据输送至云服务器终端终端118，使得云服务终端118根据感应数据对视频画面进行处理，并根据将处理后的视频画面数据返回所述控制单元116，控制单元116再将所述处理后的视频画面数据输送至所述VR设备进行显示。为了数据的完整性防止溢出，增设云端服务终端118，将数据同一管理和分享。

Claims (7)

1.一种VR自行车，其特征在于，包括：自行车本体和虚拟装置；所述自行车本体包括车龙头以及与车龙头机械连接的骑行装置；所述车龙头包括转动主杆(121)、转动支杆(119)和连接块(120)，所述转动支杆(119)位于所述转动主杆(121)两侧；

所述转动支杆(119)的另一端和所述连接块(120)固定连接；

所述转动支杆(119)设有减震器(101)，并且所述转动支杆(119)通过所述减震器(101)和所述转动主杆(121)进行螺栓固定连接；

所述骑行装置包括前轮(122)和一个可旋转的多结杆(123)，所述多结杆(123)包括活结杆A(124)和活结杆B(125)以及控制所述活结杆A(124)的电机马达(126)；

所述多结杆A(124)一端固定连接所述转动主杆(121)，另一端垂直连接所述多结杆B(125)中间位置；所述多结杆B(125)两端分别螺栓连接所述前轮(122)的中心连接轴；

所述电机马达(126)位于多结杆A(124)顶部，所述电机马达（126）设有万向节，通过所述万向节一端驱动所述多结杆A(124)和所述结杆B（125）以所述多结杆A（124）的轴心旋转动作，另一端带动所述转动主杆（121）转动；

所述虚拟装置包括控制单元（116）、用于检测所述车龙头水平方向旋转角度变化的1号传感器（109）以及用于检测所述车龙头抬起过程中所述车龙头相对位置变化的2号传感器（103）；所述1号传感器（109）和所述2号传感器（103）分别电连接所述控制单元（116）。

2.根据权利要求1所述的VR自行车，其特征在于：所述车龙头还包括车把固定板（102）、垫片（105）、交叉滚子轴承（100）、连接块（120）以及法兰阻尼装置，所述车把固定板（102）下方连接所述垫片（105），所述垫片（105）的下方连接所述交叉滚子轴承（100）,所述交叉滚子轴承（100）下方连接所述连接块（120），所述连接块（120）下方螺栓固定连接所述法兰阻尼装置。

3.根据权利要求2所述的VR自行车，其特征在于：所述连接块(120)为类长方体构造，在所述连接块（120）一横截端面的中间设有圆形穿孔，在所述横截端面两端对称于所述中间圆形穿孔分别设有一个用于机械连接所述转动支杆（119）的圆形穿孔；在所述连接块(120)的另一横截端面设有弓形凹槽，机械连接所述法兰阻尼装置。

4.根据权利要求3所述的VR自行车，其特征在于：所述法兰阻尼装置包括法兰盘（107）、法兰连轴器（106）、旋转阻尼器（108）以及旋转阻尼器挡块（127）；所述法兰联轴器（106）一端连接连接块（120），另一端连接所述法兰盘(107)一端；所述法兰盘(107)另一端连接所述旋转阻尼器(108)一端，所述旋转阻尼器(108)另一端设有凸出轴；所述旋转阻尼挡块(127)形状为凹型，在所述旋转阻尼挡块(127)的底面设有一圆孔，所述旋转阻尼器(108)的凸出轴穿过所述旋转阻尼挡块(127)的底面圆孔。

5.根据权利要求1所述的VR自行车，其特征在于：所述1号传感器(109)位于所述连接块(120)中间圆形穿孔的内壁，并和圆孔内壁通过螺丝固定；减震器(101)上端设有外凸状支撑片，所述2号传感器(103)安装在该支撑片上。

6.根据权利要求1所述的VR自行车，其特征在于：所述VR设备(117)设有仿真模拟环境系统，所述仿真模拟环境系统包括用于结算仿真数据的核心结算模块(111)、用于将外部设备的数据的信号提供给所述核心结算模块(111)的信号采集模块(110)。

7.根据权利要求6所述的VR自行车，其特征在于：所述信号采集模块(110)包括用于将数据信号提供给所述核心结算模块(111)的系统试验台信号采集装置(114)、与核心结算模块(111)电连接的用于向核心结算模块(111)输入控制指令并且用于输出核心结算模块(111)结算出的仿真数据的输入输出模块(115)，所述输入输出模块(115)设有触摸屏显示器，所述触摸屏显示器关联所述输入输出模块(115)并互相通信。

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