CN204926596U - 具有三自由度的虚拟现实模拟器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有三自由度的虚拟现实模拟器,涉及飞行模拟器技术领域，包括体验室,所述体验室外部环绕有滚动环,所述滚动环设置有俯仰旋转动力装置,所述滚动环及其内部的体验室支撑设置于上下运动液压控制台，所述上下运动液压控制台设置有上下运动液压控制装置，所述体验室与滚动环间设置有滚转旋转动力装置。本实用新型采用滚转旋转动力装置、俯仰旋转动力装置和“弹簧、压力传感器和反馈液压装置”之间的协调运动，使虚拟模拟器可实现俯仰和滚转两个自由度的360度全方位加速旋转。
Description
技术领域
本实用新型涉及飞行模拟器技术领域，尤其是一种具有三自由度的虚拟现实模拟器。
背景技术
飞行虚拟模拟器从广义上来说，就是用来模拟飞行器飞行的机器。如模拟飞机、导弹、卫星、宇宙飞船等飞行的装置，都可称之为飞行模拟器。它是能够复现飞行器及空中环境并能够进行操作的模拟装置。从狭义上来说，就是用来虚拟模拟飞行器飞行且结构比较复杂功能比较齐全的装置。如果其结构比较简单且功能较少的飞行模拟装置，则称为飞行训练器。利用飞行虚拟模拟器，进行飞行训练，具有提高训练效率，节省训练经费，保证飞行安全，减少环境污染等优点，因此，不论是航空部门，还是航天部门，都越来越重视发挥飞行虚拟模拟器的作用。
目前现有技术大致分为三块：
摇篮式：具有小角度俯仰和滚转以及小角度的左右摇摆，但不能实现三自由度的360度旋转，体验度不够真实。
史都华运动平台多液压杆式：可以实现六自由度的运动。主要用于训练飞行员，结构复杂，洗出算法极其复杂，造价高昂。
悬臂式：此设备主要体验高速偏心旋转带来的强大离心力的体验，同时体验者的姿态也可360度旋转，主要用于航天局用于航天员承受超重能力的锻炼，但体验方式仍然较为局限。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，多自由度，模拟效果显著的具有三自由度的虚拟现实模拟器。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，包括体验室,所述体验室外部环绕有滚动环,所述滚动环设置有俯仰旋转动力装置,所述滚动环及其内部的体验室支撑设置于上下运动液压控制台，所述上下运动液压控制台设置有上下运动液压控制装置，所述体验室与滚动环间设置有滚转旋转动力装置。
作为优选：所述体验室下侧与滚动环间还依次设置有弹簧、压力传感器和反馈液压装置；体验者脚底连接弹簧，由压力传感器测量脚部压力，压力传感器测量的压力数据传输给模拟器控制系统，模拟器控制系统根据反馈数据控制反馈液压装置。
作为优选：所述弹簧、压力传感器和反馈液压装置设置在体验室下侧的中间位置。
作为优选：所述体验室中上部还设置有体验者肩部安全带。
作为优选：所述体验室中下部还设置有体验者腰部安全带。
作为优选：所述俯仰旋转动力装置设置在滚动环的左下侧。
作为优选：所述滚转旋转动力装置设置在滚动环的右侧。
作为优选：所述上下运动液压控制台包含底座及底座两侧的竖杆。
作为优选：所述体验室还设置有手扶杆。
作为优选：所述体验室为双层结构，内层为球状结构，外层为立方体结构。
有益效果：
第一,本实用新型采用滚转旋转动力装置、俯仰旋转动力装置和“弹簧、压力传感器和反馈液压装置”之间的协调运动，使虚拟模拟器可实现俯仰和滚转两个自由度的360度全方位加速旋转；
第二,体验室还设置有体验者安全肩带和安全腰带等、结构简单紧凑，同时具有很强的实用性和安全性；
第三,由于支撑在液压控制台上，液压控制台带动球形框架上下加速度移动，实现正G和负G的体验；
第四，“弹簧、压力传感器和反馈液压装置”的设置使体验者腿部首先感受外界的振动，做出身体上的反应，可以切身感受到飞机在天空中受各种环境下的冲击起伏波动，同时系统根据传感器的数据控制模拟器的姿态，改善体验者的舒适性，因此具有良好的体验效果，市场应用前景广泛。
综上所述,本实用新型可以应用于：由腿脚主导，而且能反复体验到正G和负G值的运动:
i.半管道(Half-Pipe)滑雪；
ii.半管道(Half-Pipe)滑轮；
iii.半管道(Half-Pipe)自行车；
iv.极限山地自行车；
v.冲浪。
附图说明
图1是本实用新型实施例的剖视图；
图2是本实用新型实施例的正视图；
图3是本实用新型实施例的仰视图；
图4是本实用新型实施例的左视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例：
如图1并结合图2、图3和图4所示，一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，包括体验室3,所述体验室3外部环绕有滚动环,所述滚动环设置有俯仰旋转动力装置8,所述滚动环及其内部的体验室3支撑设置于上下运动液压控制台1，所述上下运动液压控制台1设置有上下运动液压控制装置，所述体验室3与滚动环间设置有滚转旋转动力装置2。
进一步地：所述体验室3下侧与滚动环间还依次设置有弹簧9、压力传感器10和反馈液压装置11；体验者6脚底连接弹簧，由压力传感器10测量脚部压力，压力传感器10测量的压力数据传输给模拟器控制系统，模拟器控制系统根据反馈数据控制反馈液压装置11。
进一步地：所述弹簧9、压力传感器10和反馈液压装置11设置在体验室3下侧的中间位置。
采用滚转旋转动力装置2、俯仰旋转动力装置8和“弹簧9、压力传感器10和反馈液压装置11”之间的协调运动，使虚拟模拟器可实现俯仰、滚转和绕Z轴加速度旋转三个自由度的360度全方位加速旋转。
进一步地，所述体验室3中上部还设置有体验者肩部安全带4，所述体验室3中下部还设置有体验者腰部安全带7，用以保护体验者6的安全，在使用过程中保证体验者6不会受伤，安全带末端通过多点固定在体验室3。
其中,体验者6站立，肩部和腰部固定在体验者肩部安全带4和体验者腰部安全带7。
体验者6佩戴虚拟视景眼镜5，虚拟视景眼镜5通过弹性绑带固定在脸部，防止在运动的过程中掉落下来，虚拟视景眼镜5是用来模拟体验者6所看到的座舱外部的景象，从而使体验者6判断出飞机的姿态、位置、高度、速度以及天气等情况。先进的视景系统，是用计算机来产生座舱外部的景象，然后通过投影、显示装置显示出来。
进一步地,体验室3还设置有手扶杆，体验者6在体验的过程中可以使用手扶杆，调整姿态，保持稳定，增强安全性。
进一步地：所述上下运动液压控制台1包含底座及底座两侧的竖杆。上下运动液压控制台1通过上下运动液压控制装置带动球形框架上下加速度移动，实现正G和负G的体验。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于:包括体验室,所述体验室外部环绕有滚动环,所述滚动环设置有俯仰旋转动力装置,所述滚动环及其内部的体验室支撑设置于上下运动液压控制台，所述上下运动液压控制台设置有上下运动液压控制装置，所述体验室与滚动环间设置有滚转旋转动力装置。
2.根据权利要求1所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述体验室下侧与滚动环间还依次设置有弹簧、压力传感器和反馈液压装置；体验者脚底连接弹簧，由压力传感器测量脚部压力，压力传感器测量的压力数据传输给模拟器控制系统，模拟器控制系统根据反馈数据控制反馈液压装置。
3.根据权利要求2所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述弹簧、压力传感器和反馈液压装置设置在体验室下侧的中间位置。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述体验室中上部还设置有体验者肩部安全带。
5.根据权利要求4所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述体验室中下部还设置有体验者腰部安全带。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述俯仰旋转动力装置设置在滚动环的左下侧。
7.根据权利要求6所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述滚转旋转动力装置设置在滚动环的右侧。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述上下运动液压控制台包含底座及底座两侧的竖杆。
9.根据权利要求8所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述体验室还设置有手扶杆。
10.根据权利要求9所述的一种具有三自由度的虚拟现实模拟器，其特征在于：所述体验室为双层结构，内层为球状结构，外层为立方体结构。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108182862A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-19 | 京石科技（深圳）有限公司 | 一种具备1080°的三自由度运动模拟器设备 |
| CN108744472A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-11-06 | 福建工程学院 | 基于虚拟现实技术的骑行设备及其控制方法 |
| WO2019109392A1 (zh) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | 郑楚贞 | 一种基于虚拟现实技术的鸟类视角飞行模拟器平台 |
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2015
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