CN114504768A - 一种模拟单车骑行的vr健身装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟单车骑行的VR健身装置，包括：底盘，底盘的顶端右侧沿前后方向开设有限位滑槽；限位滑块，限位滑块相适配插接于限位滑槽的内腔中部；齿条，齿条的底端中部设置于限位滑块的顶端；多级液压缸，多级液压缸设置于底盘的顶端右侧，多级液压缸的后端设置于齿条的前侧右端；旋转杆，旋转杆的底端通过轴承可转动的设置于底盘的顶端中部；齿轮，齿轮套接于旋转杆的外壁中部，并通过顶丝锁紧，齿轮和齿条相啮合。本装置可以根据使用者感受到的视觉感受进行身体运动，进而不仅可以加强使用者的体验效果，并且可以避免使用者出现“VR晕动症”的情况，防止使用者感到不适，便于使用。
Description
技术领域
本发明涉及VR技术领域，具体为一种模拟单车骑行的VR健身装置。
背景技术
随着VR虚拟现实技术的深度开发，应用领域不断地被开发出来，如今健身行业也吸收了VR技术，通过VR虚拟现实设备去锻炼身体，为原本枯燥又辛苦的运动增添了不少乐趣，对于大部分人来说，实现保持身材和保持身体健康都是一个不小的挑战，而对于部分健身新人，大多都会认为去健身房是一个令人精疲力尽的艰苦经历，时间长，很辛苦，锻炼就显得单调又乏味，健身似乎永远与枯燥乏味联系在一起，但VR虚拟现实技术的应用能够使健身提高趣味性枯燥感，可以让人们去享受快乐的健身；
但是传统的模拟单车骑行的VR健身装置通常为固定不动的，无法根据使用者的视觉感受进行运动，传统的模拟单车骑行的VR健身装置在进行使用时，不仅使用者的沉浸式体验效果较差，并且会造成使用者产生“VR晕动症”， VR晕动症的本质是由于使用者视觉上观察到的状态和身体的真实状态之间的不一致引发的，在虚拟环境中，使用者经常需要在身体不动的情况下观察动态场景，这种情况下，使用者经常产生强制性的自我运动感觉，称为运动错觉，症状包括恶心，眼疲劳，晕眩等，都是由于视觉系统和前庭系统不协调引起的，随着传统模拟单车骑行的VR健身装置的使用，这种眩晕感会不断的积累加强，继而引发疲劳，呕吐等症状，并且，症状不会随着使用者停止体验而停止，这种头晕、恶心的症状会根据使用者不同的体质持续数十分钟乃至数小时，进而对使用者造成不适感，不便于使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟单车骑行的VR健身装置，以至少解决现有技术中提出的无法跟随使用者的视觉感受进行运动的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟单车骑行的VR健身装置，包括：底盘，所述底盘的顶端右侧沿前后方向开设有限位滑槽；限位滑块，所述限位滑块相适配插接于限位滑槽的内腔中部；齿条，所述齿条的底端中部设置于限位滑块的顶端；多级液压缸，所述多级液压缸设置于底盘的顶端右侧，所述多级液压缸的后端设置于齿条的前侧右端；旋转杆，所述旋转杆的底端通过轴承可转动的设置于底盘的顶端中部；齿轮，所述齿轮套接于旋转杆的外壁中部，并通过顶丝锁紧，所述齿轮和齿条相啮合；底座，所述底座的底端中部左侧设置于旋转杆的顶端；万向轮，所述万向轮的数量为两个，两个所述万向轮的顶端分别设置于底座的底端右侧前后两端；模拟单车，所述模拟单车的右侧底端通过销轴可转动的设置于底座的顶端右侧，所述模拟单车的内腔右侧开设有活动槽，所述模拟单车的右侧开设有驱动腔，所述活动槽的内腔前后两侧均沿左右方向开设有第一滑槽；阻尼机构，所述阻尼机构设置于活动腔的内腔中；第三滑块，所述第三滑块的数量为两个，两个所述第三滑块分别设置于模拟单车的左侧底端前后两侧；支撑架，所述支撑架设置于底座的顶端左侧，所述支撑架的前后两侧均沿弧形开设有与其内腔相连通的第三滑槽，所述第三滑块相适配插接于第三滑槽的内腔中；液压缸，所述液压缸的数量为两个，两个所述液压缸的顶端分别通过轴承可转动的套接于两个第三滑块的外壁外侧，所述液压杆的底端通过销轴可转动的设置于底座的顶端。
优选的，所述阻尼机构包括：电机，所述电机螺钉连接于模拟单车的顶端；连接杆，所述连接杆的顶端通过联轴器锁紧在电机的输出端，所述连接杆的底端延伸进驱动腔的内腔中，并通过轴承可转动的设置于驱动腔的内腔底端；主动锥形齿轮，所述主动锥形齿轮套接于连接杆的外壁，并通过顶丝锁紧；螺杆，所述螺杆通过轴承可转动的设置于驱动腔的内腔中，且螺杆的左端延伸进活动腔的内腔中；从动锥形齿轮，所述从动锥形齿轮套接于螺杆的外壁右端，并通过顶丝锁紧，所述从动锥形齿轮与主动锥形齿轮相啮合。
优选的，所述阻尼机构还包括：伸缩块，所述伸缩块螺接于螺杆的外壁左侧，所述伸缩块的左侧前后两端均沿左右方向开设有伸缩槽；第一滑块，所述第一滑块的数量为两个，两个所述第一滑块分别设置于伸缩块的前后两侧右端，所述第一滑块相适配插接于第一滑槽的内腔右侧；第二滑块，所述第二滑块的数量为两个，两个所述第二滑块分别设置于伸缩块的前后两侧左端。
优选的，所述阻尼机构还包括：阻尼块，所述阻尼块的内腔前后两侧均沿左右方向开设有第二滑槽，所述第二滑块相适配插接于第二滑槽的内腔右侧，所述伸缩块位于阻尼块的内腔中，所述阻尼块的位置与模拟单车的旋转轴位置相对应；伸缩杆，所述伸缩杆的数量为两个，两个所述伸缩杆的左端分别设置于阻尼块的内腔左侧前后两端，所述伸缩杆的右端延伸进伸缩槽的内腔中；弹簧，所述弹簧套接于伸缩杆的外壁，所述弹簧的一端卡接于阻尼块的内腔左侧，且弹簧的另一端卡接于伸缩块的左侧。
优选的，所述阻尼块的左侧设置有橡胶垫。
优选的，所述万向轮的底端和底盘的底端处于同一水平面。
优选的，所述限位滑槽的内腔呈燕尾形，且限位滑块相适配插接于限位滑槽的内腔中。
优选的，所述第三滑槽的圆心与模拟单车销轴连接于底座部位的圆心相同。
本发明提出的一种模拟单车骑行的VR健身装置，有益效果在于：
1、本发明可以根据使用者的视觉感受进行运动，使用者坐在模拟单车上，与使用者使用VR进行的视觉感受为转弯，即可启动多级液压缸推动或者拉动齿条进行移动，齿条移动即可促使齿轮带动旋转杆进行旋转，旋转杆旋转可以带动底座进行旋转，利用万向轮可以对底座进行支撑；
2、本发明如使用者感受到的视觉感受为上坡或者下坡，启动液压缸，液压缸启动可以拉动或者推动第三滑块在第三滑槽的内腔向上或者向下进行移动，进而促使使用者的身体感受到上坡或者下坡的倾斜感；
3、本发明如使用者的视觉感受为上坡，在液压缸推动第三滑块在第三滑槽的内腔向上移动的同时，启动电机通过连接杆带动主动锥形齿轮进行旋转，主动锥形齿轮旋转可以通过从动锥形齿轮带动螺杆进行旋转，利用第一滑槽和第一滑块对伸缩块进行限位，螺杆旋转可以促使伸缩块向上移动，伸缩块向上移动可以通过伸缩杆和弹簧之间的配合带动阻尼块向上移动，直至阻尼块和模拟单车的旋转轴接触，伸缩块继续向上移动，即可挤压弹簧发生弹性形变，进而增加阻尼块和模拟单车旋转轴之间的摩擦力，从而可以模拟单车上坡时的感觉，本装置在进行使用时，可以根据使用者感受到的视觉感受进行身体运动，进而不仅可以加强使用者的体验效果，并且可以避免使用者出现“VR晕动症”的情况，防止使用者感到不适，便于使用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的爆炸图；
图3为阻尼机构的爆炸图；
图4为本发明的A处放大图。
图中：1、底盘，2、限位滑槽，3、限位滑块，4、齿条，5、多级液压缸， 6、旋转杆，7、齿轮，8、底座，9、阻尼机构，91、电机，92、连接杆，93、主动锥形齿轮，94、螺杆，95、从动锥形齿轮，96、伸缩块，97、伸缩槽，98、第一滑块，99、第二滑块，910、阻尼块，911、第二滑槽，912、伸缩杆， 913、弹簧，10、万向轮，11、模拟单车，12、活动腔，13、驱动腔，14、第一滑槽，15、第三滑块，16、支撑架，17、液压缸，18、第三滑槽。
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1-4，本发明提供一种模拟单车骑行的VR健身装置技术方案，包括：底盘1、限位滑槽2、限位滑块3、齿条4、多级液压缸5、旋转杆6、齿轮7、底座8、阻尼机构9、万向轮10、模拟单车11、活动腔12、驱动腔 13、第一滑槽14、第三滑块15、支撑架16、液压缸17和第三滑槽18，底盘 1的顶端右侧沿前后方向开设有限位滑槽2，限位滑块3相适配插接于限位滑槽2的内腔中部，限位滑块3和限位滑槽2可以对齿条4进行限位，齿条4 的底端中部设置于限位滑块3的顶端，多级液压缸5设置于底盘1的顶端右侧，多级液压缸5的后端设置于齿条4的前侧右端，多级液压缸5为现有技术，在此用于推动或者拉动齿条4进行移动，旋转杆6的底端通过轴承可转动的设置于底盘1的顶端中部，旋转杆6旋转时，可以带动底座8进行旋转，齿轮7套接于旋转杆6的外壁中部，并通过顶丝锁紧，齿轮7和齿条4相啮合，底座8的底端中部左侧设置于旋转杆6的顶端，万向轮10的数量为两个，两个万向轮10的顶端分别设置于底座8的底端右侧前后两端，万向轮10为现有技术，在此用于对底座8进行支撑，万向轮10的底端和底盘1的底端处于同一水平面，可以保证底座8处于水平状态，模拟单车11的右侧底端通过销轴可转动的设置于底座8的顶端右侧，模拟单车11的内腔右侧开设有活动槽12，模拟单车11的右侧开设有驱动腔13，活动槽12的内腔前后两侧均沿左右方向开设有第一滑槽14，模拟单车11为现有技术，阻尼机构9设置于活动腔12的内腔中，阻尼机构9用于增加模拟单车11旋转轴的阻尼力，进而模拟出模拟单车11上坡时的效果，第三滑块15的数量为两个，两个第三滑块15分别设置于模拟单车11的左侧底端前后两侧，支撑架16设置于底座8 的顶端左侧，支撑架16的前后两侧均沿弧形开设有与其内腔相连通的第三滑槽18，第三滑块15相适配插接于第三滑槽18的内腔中，支撑架16用于支撑模拟单车11的左侧，第三滑槽18的圆心与模拟单车11销轴连接于底座8部位的圆心相同，进而保证模拟单车11可以顺利进行旋转，液压缸17的数量为两个，两个液压缸17的顶端分别通过轴承可转动的套接于两个第三滑块15 的外壁外侧，液压杆17的底端通过销轴可转动的设置于底座8的顶端，液压缸17为现有技术，在此用于推动或者拉动第三滑块15在第三滑槽18的内腔滑动。
作为优选方案，更进一步的，阻尼机构9包括：电机91、连接杆92、主动锥形齿轮93、螺杆94、从动锥形齿轮95、伸缩块96、伸缩槽97、第一滑块98、第二滑块99、阻尼块910、第二滑槽911、伸缩杆912和弹簧913，电机91螺钉连接于模拟单车11的顶端，电机91为现有技术，在此用于通过连接杆92带动主动锥形齿轮93进行旋转，连接杆92的顶端通过联轴器锁紧在电机91的输出端，连接杆92的底端延伸进驱动腔13的内腔中，并通过轴承可转动的设置于驱动腔13的内腔底端，主动锥形齿轮93套接于连接杆92的外壁，并通过顶丝锁紧，螺杆94通过轴承可转动的设置于驱动腔13的内腔中，且螺杆94的左端延伸进活动腔12的内腔中，从动锥形齿轮95套接于螺杆94的外壁右端，并通过顶丝锁紧，从动锥形齿轮95与主动锥形齿轮93相啮合，伸缩块96螺接于螺杆94的外壁左侧，伸缩块96的左侧前后两端均沿左右方向开设有伸缩槽97，伸缩块96用于带动阻尼块910进行移动，第一滑块98的数量为两个，两个第一滑块98分别设置于伸缩块96的前后两侧右端，第一滑块98相适配插接于第一滑槽14的内腔右侧，第一滑块98和第一滑槽 14用于对伸缩块96进行限位，第二滑块99的数量为两个，两个第二滑块99 分别设置于伸缩块96的前后两侧左端，阻尼块910的内腔前后两侧均沿左右方向开设有第二滑槽911，第二滑块99相适配插接于第二滑槽911的内腔右侧，伸缩块96位于阻尼块910的内腔中，阻尼块910的位置与模拟单车11 的旋转轴位置相对应，阻尼块910与模拟单车11的旋转轴进行摩擦可以模拟单车上坡时的感受，阻尼块910的左侧设置有橡胶垫，可以避免阻尼块910 与模拟单车11的旋转轴进行刚性接触，进而可以避免阻尼块910损坏，伸缩杆912的数量为两个，两个伸缩杆912的左端分别设置于阻尼块910的内腔左侧前后两端，伸缩杆912的右端延伸进伸缩槽97的内腔中，弹簧913套接于伸缩杆912的外壁，弹簧913的一端卡接于阻尼块910的内腔左侧，且弹簧913的另一端卡接于伸缩块96的左侧，弹簧913为旋转弹簧，受到外力挤压或者拉伸后发生弹性形变，外力去除后恢复成初始状态，弹簧913在此用于控制阻尼块910和模拟单车11旋转轴之间的摩擦力。
作为优选方案，更进一步的，限位滑槽2的内腔呈燕尾形，且限位滑块3 相适配插接于限位滑槽2的内腔中，可以避免滑块3脱离滑槽2的内腔。
其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
使用时，使用者坐在模拟单车11上，佩戴好VR眼镜等设备后即可开始健身，根据使用者的视觉感受，本装置可以做出相应的运动，如使用者视觉感受为转弯，启动多级液压缸5，多级液压缸5启动即可推动或者拉动齿条4 进行移动，齿条4移动即可促使齿轮7带动旋转杆6进行旋转，旋转杆6旋转即可带动底座8进行旋转，进而利用底座8带动使用者进行旋转，模拟出使用者转弯的效果，1使用者视觉感受为上坡或者下坡，启动液压缸17，液压缸17启动即可拉动或者推动第三滑块15在第三滑槽18的内腔向上或者向下移动，进而带动模拟单车11的左侧向上或者向下移动，进而模拟出使用者上坡或者下坡的效果，如使用者感受到上坡时，启动电机91，电机91的输出端旋转即可通过连接杆92带动主动锥形齿轮93进行旋转，主动锥形齿轮93 旋转即可通过从动锥形齿轮95带动螺杆94进行旋转，利用第一滑块98和第一滑槽14对伸缩块96进行限位，螺杆94旋转所产生的旋转力可以促使伸缩块96向上移动，伸缩块96向上移动即可通过伸缩杆912和弹簧913带动阻尼块910向上移动，直至阻尼块910与模拟单车11的旋转轴接触，伸缩块96 继续向上移动，即可促使伸缩杆912移动至伸缩槽97的内腔中，并挤压弹簧 913发生弹性形变，进而可以增加阻尼块910和模拟单车11旋转轴之间的阻尼力，进而可以模拟出上坡的效果，待使用者处于下坡或者平路时，电机91反方向旋转，做与上述相反方向旋转，即可将本装置恢复成促使状态，本装置在进行使用时，可以根据使用者感受到的视觉感受进行身体运动，进而不仅可以加强使用者的体验效果，并且可以避免使用者出现“VR晕动症”的情况，防止使用者感到不适，便于使用。
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 (8)
1.一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于，包括：
底盘(1)，所述底盘(1)的顶端右侧沿前后方向开设有限位滑槽(2)；
限位滑块(3)，所述限位滑块(3)相适配插接于限位滑槽(2)的内腔中部；
齿条(4)，所述齿条(4)的底端中部设置于限位滑块(3)的顶端；
多级液压缸(5)，所述多级液压缸(5)设置于底盘(1)的顶端右侧，所述多级液压缸(5)的后端设置于齿条(4)的前侧右端；
旋转杆(6)，所述旋转杆(6)的底端通过轴承可转动的设置于底盘(1)的顶端中部；
齿轮(7)，所述齿轮(7)套接于旋转杆(6)的外壁中部，并通过顶丝锁紧，所述齿轮(7)和齿条(4)相啮合；
底座(8)，所述底座(8)的底端中部左侧设置于旋转杆(6)的顶端；
万向轮(10)，所述万向轮(10)的数量为两个，两个所述万向轮(10)的顶端分别设置于底座(8)的底端右侧前后两端；
模拟单车(11)，所述模拟单车(11)的右侧底端通过销轴可转动的设置于底座(8)的顶端右侧，所述模拟单车(11)的内腔右侧开设有活动槽(12)，所述模拟单车(11)的右侧开设有驱动腔(13)，所述活动槽(12)的内腔前后两侧均沿左右方向开设有第一滑槽(14)；
阻尼机构(9)，所述阻尼机构(9)设置于活动腔(12)的内腔中；
第三滑块(15)，所述第三滑块(15)的数量为两个，两个所述第三滑块(15)分别设置于模拟单车(11)的左侧底端前后两侧；
支撑架(16)，所述支撑架(16)设置于底座(8)的顶端左侧，所述支撑架(16)的前后两侧均沿弧形开设有与其内腔相连通的第三滑槽(18)，所述第三滑块(15)相适配插接于第三滑槽(18)的内腔中；
液压缸(17)，所述液压缸(17)的数量为两个，两个所述液压缸(17)的顶端分别通过轴承可转动的套接于两个第三滑块(15)的外壁外侧，所述液压杆(17)的底端通过销轴可转动的设置于底座(8)的顶端。
2.根据权利要求1所述的一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于：所述阻尼机构(9)包括：
电机(91)，所述电机(91)螺钉连接于模拟单车(11)的顶端；
连接杆(92)，所述连接杆(92)的顶端通过联轴器锁紧在电机(91)的输出端，所述连接杆(92)的底端延伸进驱动腔(13)的内腔中，并通过轴承可转动的设置于驱动腔(13)的内腔底端；
主动锥形齿轮(93)，所述主动锥形齿轮(93)套接于连接杆(92)的外壁，并通过顶丝锁紧；
螺杆(94)，所述螺杆(94)通过轴承可转动的设置于驱动腔(13)的内腔中，且螺杆(94)的左端延伸进活动腔(12)的内腔中；
从动锥形齿轮(95)，所述从动锥形齿轮(95)套接于螺杆(94)的外壁右端，并通过顶丝锁紧，所述从动锥形齿轮(95)与主动锥形齿轮(93)相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于：所述阻尼机构(9)还包括：
伸缩块(96)，所述伸缩块(96)螺接于螺杆(94)的外壁左侧，所述伸缩块(96)的左侧前后两端均沿左右方向开设有伸缩槽(97)；
第一滑块(98)，所述第一滑块(98)的数量为两个，两个所述第一滑块(98)分别设置于伸缩块(96)的前后两侧右端，所述第一滑块(98)相适配插接于第一滑槽(14)的内腔右侧；
第二滑块(99)，所述第二滑块(99)的数量为两个，两个所述第二滑块(99)分别设置于伸缩块(96)的前后两侧左端。
4.根据权利要求3所述的一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于：所述阻尼机构(9)还包括：
阻尼块(910)，所述阻尼块(910)的内腔前后两侧均沿左右方向开设有第二滑槽(911)，所述第二滑块(99)相适配插接于第二滑槽(911)的内腔右侧，所述伸缩块(96)位于阻尼块(910)的内腔中，所述阻尼块(910)的位置与模拟单车(11)的旋转轴位置相对应；
伸缩杆(912)，所述伸缩杆(912)的数量为两个，两个所述伸缩杆(912)的左端分别设置于阻尼块(910)的内腔左侧前后两端，所述伸缩杆(912)的右端延伸进伸缩槽(97)的内腔中；
弹簧(913)，所述弹簧(913)套接于伸缩杆(912)的外壁，所述弹簧(913)的一端卡接于阻尼块(910)的内腔左侧，且弹簧(913)的另一端卡接于伸缩块(96)的左侧。
5.根据权利要求4所述的一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于：所述阻尼块(910)的左侧设置有橡胶垫。
6.根据权利要求1所述的一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于：所述万向轮(10)的底端和底盘(1)的底端处于同一水平面。
7.根据权利要求1所述的一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于：所述限位滑槽(2)的内腔呈燕尾形，且限位滑块(3)相适配插接于限位滑槽(2)的内腔中。
8.根据权利要求1所述的一种模拟单车骑行的VR健身装置，其特征在于：所述第三滑槽(18)的圆心与模拟单车(11)销轴连接于底座(8)部位的圆心相同。
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