CN205815091U - 虚拟现实跑步机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种虚拟现实跑步机，以解决现有技术中虚拟现实跑步机的虚拟现实效果不佳的问题。本实用新型包括：骨架、驱动机构、控制器和支撑机构，骨架位于驱动机构的上方，在骨架上套设的蒙皮与驱动机构的电动轮顶端接触；控制器设置在支撑机构的支撑盘上，在支撑盘上对称设有两个驱动机构；骨架的顶端设置有传感装置。本实用新型主要用于虚拟现实游戏平台中，由于骨架顶部设有传感装置，人体在蒙皮上移动时，传感装置将重力位置变化信息传输到控制器，控制器将数据传输至电脑，电脑经计算对控制器作出反馈，控制电动轮及电磁刹车器作出相应的动作将人体带回至骨架的中心，在游戏过程中对人体实现零束缚，使游戏玩家有置身游戏之中的感觉。

Description

虚拟现实跑步机

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实游戏设备技术领域，尤其是涉及一种用于虚拟现实游戏的虚拟现实跑步机。

背景技术

近几年，随着经济的发展和科学技术的进步，虚拟现实游戏平台被广泛关注，虚拟现实游戏平台是指游戏玩家穿上游戏专用鞋、带上特制眼镜、拿着道具枪可以在虚拟现实跑步机上做出行走、跑步甚至跳跃等各种动作，将游戏玩家完全带入游戏中，使游戏玩家不仅享受在虚拟游戏中战斗的乐趣，而且可以达到很好的健身目的。

现有技术中的虚拟现实跑步机包括底盘和圆环，圆环内设置有一个支撑绑带，游戏玩家在开始游戏前需要用支撑绑带将自己的腰部固定，以确保人体在虚拟现实跑步机上完成行走、跑步等动作时使人体始终在原地行进而不会走出底盘。

然而，现有技术中的虚拟现实跑步机在使用时，需要用支撑绑带将人体腰部固定住，使得游戏玩家无法真正像游戏画面里的人物那样实现零束缚，因此，游戏玩家无法达到真正置身游戏之中的感觉，虚拟现实效果不佳。因此，如何提供一种虚拟现实跑步机，可以实现对人体零束缚且能够确保游戏玩家始终在原地行进而不脱离底盘，让游戏玩家有置身游戏之中的感觉成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种虚拟现实跑步机，以解决现有技术中的虚拟现实跑步机的虚拟现实效果不佳的问题。

本实用新型提供一种虚拟现实跑步机，包括：骨架、驱动机构、控制器和支撑机构，所述骨架位于所述驱动机构的上方，在所述骨架上套设的蒙皮与所述驱动机构的电动轮顶端接触；所述控制器设置在所述支撑机构的支撑盘上，在所述支撑盘上对称设有两个所述驱动机构；所述骨架的顶部设置有传感装置。

其中，所述驱动机构包括所述电动轮、驱动轴和电磁刹车器，所述电动轮设置在所述驱动轴上，在所述驱动轴的一端设置有第一轴承，另一端设置有所述电磁刹车器，所述第一轴承和所述电磁刹车器均通过底座安装在所述支撑盘上；所述电动轮和所述电磁刹车器之间设置有第二轴承，所述第二轴承通过底座安装在所述支撑盘上。

具体地，所述支撑机构包括所述支撑盘、托架和转动轴，所述托架通过所述转动轴连接所述支撑盘；在所述转动轴上套设有第三轴承，所述第三轴承设置在所述托架上。

优选地，所述转动轴为中空轴，所述转动轴下端安装有电线旋转接头。

进一步地，所述支撑盘上设置有用于固定连接所述转动轴的第一通孔和用于所述电动轮通过的第二通孔。

更进一步地，所述托架上设置有用于支撑所述骨架的多个第一万向轮和多个第二万向轮，多个所述第一万向轮均匀分布在所述托架的上部，并且与所述骨架上套设的所述蒙皮的上部接触，多个所述第二万向轮均匀分布在所述托架的下部，并且与所述骨架上套设的所述蒙皮的下部接触。

优选地，所述托架底端安装有至少三个减震装置。

其中，所述骨架顶部设置有第一注油孔，所述骨架的底部设置有至少一个出油孔，所述蒙皮顶部设置有与所述第一注油孔相匹配的第二注油孔。

具体地，所述托架顶部安装有圆环形顶盖。

进一步地，所述电动轮的电机、所述电磁刹车器、所述传感装置均与所述控制器电连接，所述控制器与所述电线旋转接头电连接。

本实用新型提供的虚拟现实跑步机在使用前，需要通过蒙皮上的第二注油孔和骨架上的第一注油孔将润滑油注入到骨架内，再向骨架内注入气体，通过气压将润滑油经骨架底部的出油孔挤压到骨架与蒙皮之间，使骨架与蒙皮之间摩擦系数降到最低，两者之间可以相对移动。

在使用时，游戏玩家站在骨架外套设的蒙皮上的中心位置做出行走、跑步甚至跳跃等动作，由于骨架顶部均匀分布有多个传感装置，人体的移动使得骨架顶部接受人体重力的位置发生变化，传感装置可以将重力位置的变化信息传输到控制器，控制器将数据传输到电脑，电脑经计算对控制器作出反馈，从而控制器控制电动轮上的电机及电磁刹车器作出相应的动作，以补偿人体的位移，将人体带回至骨架的中心。

当人体沿着电动轮转动方向平行的方向移动时，控制器将会控制电动轮向人体移动方向相反的方向转动，从而将人体带回至骨架的中心；当人体与电动轮转动方向成一定角度的方向移动时，控制器控制其中一个电动轮向前转动，另一个电动轮向后转动，由于电动轮与蒙皮之间存在较大的摩擦力，而蒙皮与骨架之间摩擦系数非常小，因此，可以带动蒙皮相对骨架发生一定的旋转，从而将人体带回至骨架的中心，即确保人体始终在骨架上的原地进行动作。在整个游戏过程中无需支撑绑带对人体腰部束缚，即可以将人体带回至骨架的中心，从而实现对人体的零束缚，让游戏玩家有置身游戏之中的感觉，使游戏玩家不仅享受在虚拟游戏中战斗的乐趣，而且可以达到更好的健身目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中的蒙皮和支撑机构的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中驱动机构、控制器和支撑盘的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中骨架和蒙皮的结构示意图。

附图标记：

1-骨架；11-蒙皮；111-第二注油孔；12-第一注油孔；13-出油孔；2-驱动机构；21-电动轮；22-驱动轴；23-电磁刹车器；24-第一轴承；25-第二轴承；3-控制器；4-支撑机构；41-支撑盘；411-第一通孔；412-第二通孔；42-托架；421-第一万向轮；422-第二万向轮；423-顶盖；43-转动轴；431-电线旋转接头；44-第三轴承；5-减震装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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；可以是直接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中的蒙皮和支撑机构的俯视图；图3为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中驱动机构、控制器和支撑盘的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中骨架和蒙皮的结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机，包括：骨架1、驱动机构2、控制器3和支撑机构4，骨架1位于驱动机构2的上方，在骨架1上套设的蒙皮11与驱动机构2的电动轮21顶端接触；控制器3设置在支撑机构4的支撑盘41上，在支撑盘41上对称设有两个驱动机构2；骨架1的顶部设置有传感装置。

本实用新型提供的虚拟现实跑步机在使用时，游戏玩家站在骨架1外套设的蒙皮11上的中心位置做出行走、跑步甚至跳跃等各种动作，由于骨架1顶部均匀分布有多个传感装置，传感装置可以为重力传感器，当人体在蒙皮11上移动时，使得骨架1顶部受到重力点的位置发生变化，人体脚部与蒙皮11接触位置的下部及其附近的重力传感器可以将重力变化信息传输至控制器3，控制器3将数据传输至电脑，电脑经计算对控制器3作出反馈，使控制器3控制电动轮21上的电机及电磁刹车器23作出相应的动作。

当人体沿着电动轮21转动方向平行的方向移动时，控制器3控制电动轮21向人体移动方向相反的方向转动，从而将人体带回至骨架1的中心；当人体与电动轮21转动方向成一定角度的方向移动时，控制器3控制其中一个电动轮21向前转动，另一个电动轮21向后转动，由于电动轮21与蒙皮11之间存在较大的摩擦力，而蒙皮11与骨架1之间摩擦力非常小，因此，可以使蒙皮11相对骨架1发生一定的旋转，从而将人体带回至骨架1的中心，即确保人体始终在骨架1的中心进行动作。在整个游戏过程中无需支撑绑带对人体腰部束缚，即可以将人体带回至最初位置，从而实现对人体的零束缚，让游戏玩家有置身游戏之中的感觉，使本实用新型具有更好的虚拟现实效果，在游戏过程中，游戏玩家不仅享受在虚拟游戏中战斗的乐趣，而且可以达到更好的健身目的。

此处需要补充说明的是，为了实现对人体位移的监测，也可以将传感装置替换成三维运动捕捉系统，通过机械式运动捕捉系统、光学式运动捕捉系统、声学式运动捕捉系统或者电磁式运动捕捉系统实现对人体重心位移的监测，从而将人体重心位移信号传输至控制器3，控制器3将数据传输至电脑，电脑经计算对控制器3作出反馈，使控制器3控制电动轮21上的电机及电磁刹车器23作出相应的动作，将人体带回至骨架1的中心。

其中，为了使虚拟现实跑步机可以随时根据游戏玩家的移动位移作出相应的补偿，使游戏玩家无论向哪个方向移动，虚拟现实跑步机都可以通过让蒙皮11运转将人体带回至骨架1的中心，使人体始终处于虚拟现实跑步机的中心，从而避免游戏玩家跑出蒙皮11而无法继续游戏甚至对人体造成伤害。

本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1和图3所示，驱动机构2包括电动轮21、驱动轴22和电磁刹车器23，电动轮21设置在驱动轴22上，在驱动轴22的一端设置有第一轴承24，另一端设置有电磁刹车器23，第一轴承24和电磁刹车器23均通过底座安装在支撑盘41上；电动轮21和电磁刹车器23之间设置有第二轴承25，第二轴承25通过底座安装在支撑盘41上。

电动轮21包括电机、轮毂和轮胎，电机的定子与驱动轴22相连接，电机的转子与轮毂相连接，轮胎罩在轮毂上。

人体在蒙皮11上移动时，使骨架1顶部受重力的位置发生变化，通过骨架1顶部的传感装置可以将重力位置变化信息传输到控制器3，控制器3将数据传输到电脑，电脑经计算对控制器3作出反馈，当人体沿着电动轮21运动方向平行的方向移动时，控制器3控制两个电动轮21向人体移动方向相反的方向转动，从而将人体带回至骨架1的中心；当人体与电动轮21运动方向成一定角度的方向移动时，控制器3控制其中一个电动轮21向前转动，另一个电动轮21向后转动，从而可以使蒙皮11相对骨架1发生一定的旋转，进而将人体带回至骨架1的中心；当人体不动时，控制器3控制电磁刹车器23制动驱动轴22，使得蒙皮11可以相对骨架1静止。

实际生产制造时，为了使支撑机构4可以对驱动机构2和骨架1起到较好地支撑作用，使虚拟现实跑步机可以较好地运转，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1和图2所示，支撑机构4包括支撑盘41、托架42和转动轴43，托架42通过转动轴43连接支撑盘41；在转动轴43上套设有第三轴承44，第三轴承44设置在托架42上。

通过支撑机构4对驱动机构2的支撑，可以使电动轮21悬空而不与地面接触，从而当人体在蒙皮11上移动时，控制器3可以控制电动轮21较好地发生转动，以确保将人体带回至骨架1的中心，使人体始终在骨架1的中心进行各种动作。

通过在支撑驱动机构2的支撑盘41与托架42之间连接转动轴43，且转动轴43通过第三轴承44与托架42之间转动连接，可以在人体向与电动轮21运动方向成一定角度的方向移动时，控制器3控制其中一个电动轮21向前转动，另一个电动轮21向后转动，从而使蒙皮11与骨架1之间发生相对转动，以补偿人体移动的位移，使人体始终处于骨架1的中心；并且，转动轴43也会在第三轴承44内发生转动，从而加快蒙皮11的转动，以更快速地补偿人体移动的位移，将人体带回至骨架1的中心。

具体地，为了使虚拟现实跑步机可以较好地运转，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1所示，转动轴43为中空轴，转动轴43下端安装有电线旋转接头431。

驱动机构2和传感装置与控制器3电连接，控制器3需要与电脑及电源发生电连接，从而使电脑可以获取控制器3从传感装置处获得的信号及对控制器3作出指示。将转动轴43设置为中空轴，可以使控制器3与电脑及电源连接的电线经过转动轴43的内腔穿入，并且为了防止由于转动轴43与第三轴承44之间发生转动对电线造成伤害，可以将转动轴43下端安装一个电线旋转接头431，使得电线与电线旋转接头431的上端连接，电线旋转接头431的下端通过电线与电脑及电源发生电连接，从而确保转动轴43转动时不会对电线造成伤害，进而确保虚拟现实跑步机可以较好地运转。

而且，如此设计，可以使电线都沿着转动轴43的内腔排布，避免电线杂乱与其他设备缠绕，使得电线传输信号不稳定，对本实用新型的正常工作造成影响。

进一步地，为了使控制器3上连接的电线可以较好地穿入转动轴43的内腔与电线旋转接头431连接，从而使控制器3与电源及电脑发生电连接；且确保电动轮21可以较好地发生转动，从而对蒙皮11施加作用，使蒙皮11相对骨架1发生移动，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1和图3所示，支撑盘41上设置有用于固定连接转动轴43的第一通孔411和用于电动轮21通过的第二通孔412。

通过在支撑盘41上设置第一通孔411，可以使控制器3上连接的电线通过第一通孔411及转动轴43的内腔与电线旋转接头431的上端电连接，通过在电线旋转接头431底部与电源及电脑连接电线，可以实现控制器3与电源及电脑之间较好地发生电连接，从而使虚拟现实跑步机可以实现自动化控制。

通过在支撑盘41的两端分别开设第二通孔412，可以确保电动轮21在支撑盘41上可以较好地运转，从而根据人体移动的位移，控制器3可以控制电动轮21转动，以带动蒙皮11相对骨架1发生移动，从而实现对人体位移的补偿，将人体带回至骨架1的中心。

优选地，为了确保虚拟现实跑步机运转地稳定性，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1和图2所示，托架42上设置有用于支撑骨架1的多个第一万向轮421和多个第二万向轮422，多个第一万向轮421均匀分布在托架42的上部，并且与骨架1上套设的蒙皮11的上部接触，多个第二万向轮422均匀分布在托架42的下部，并且与骨架1上套设述蒙皮11的下部接触。

通过在托架42上设置第一万向轮421和第二万向轮422，当蒙皮11相对骨架1发生移动时，第一万向轮421和第二万向轮422可以对骨架1及蒙皮11起到支撑和平衡的作用，从而确保虚拟现实跑步机在运转时的稳定性。

其中，为了进一步确保虚拟现实跑步机运行时的平稳性，当人体在蒙皮11上移动时，避免电动轮21带动蒙皮11转动时导致本实用新型发生震荡，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1所示，托架42底端安装有至少三个减震装置5。

通过在托架42底端安装三个减震装置5，三个减震装置5成三角形分布，以确保减震装置5对托架42支撑的稳定性，从而使虚拟现实跑步机运行更平稳；当然，减震装置5也可以设置为四个、五个甚至更多个，减震装置5成正多边形分布在托架42的底端，从而确保对骨架1、驱动机构2、控制器3及支撑机构4支撑的稳定性，使本实用新型可以平稳地运行。

实际生产制造时，为了确保蒙皮11与骨架1之间摩擦系数尽可能减小，当电动轮21转动时，可以确保蒙皮11与骨架1之间发生相对移动，从而确保本实用新型的正常运行，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图4所示，骨架1顶部设置有第一注油孔12，骨架1的底部设置有至少一个出油孔13，蒙皮11顶部设置有与第一注油孔12相匹配的第二注油孔111。

本实用新型在使用前，需要将润滑油经蒙皮11上的第二注油孔111和骨架1上设置的第一注油孔12注入骨架1内，然后经第二注油孔111和第一注油孔12向骨架1内注气，通过气压将润滑油经骨架1底端的出油孔13挤压到骨架1与蒙皮11之间，然后再将第一注油孔12和第二注油孔111分别密封，使蒙皮11与骨架1之间始终保持高的润滑度。从而当电动轮21转动时，可以带动蒙皮11相对骨架1发生相对位移，以补偿人体在蒙皮11上产生的位移，使人体始终处于骨架1的中心。

进一步地，为了防止杂物从本实用新型顶部落入其内部，阻碍本实用新型的正常运转，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1所示，托架42顶部安装有圆环形顶盖423。通过在托架42顶部设置圆环形顶盖423，既可以确保蒙皮11不被遮挡，使人体可以在蒙皮11上自由移动，又可以防止托架42与骨架1边缘的空隙落入杂物，从而确保虚拟现实跑步机可以正常、平稳地运转。

为了使虚拟现实跑步机可以实现自动化控制，在游戏过程中无需支撑绑带对人体腰部束缚，即可以将人体带回至骨架1的中心，从而实现对人体的零束缚，让游戏玩家有置身游戏之中的感觉，使游戏玩家不仅享受在虚拟游戏中战斗的乐趣，而且可以达到更好的健身目的，本实用新型实施例提供的虚拟现实跑步机中，如图1和图3所示，电动轮21的电机、电磁刹车器23、传感装置均与控制器3电连接，控制器3与电线旋转接头431电连接。

当人体沿着电动轮21转动方向平行的方向移动时，控制器3可以控制电动轮21向人体移动方向相反的方向转动，从而将人体带回至骨架1的中心；当人体向与电动轮21转动方向成一定角度的方向移动时，控制器3可以控制其中一个电动轮21向前转动，另一个电动轮21向后转动，可以使蒙皮11相对骨架1发生一定的旋转，从而将人体带回至骨架1的中心，即确保人体始终在蒙皮11上的原地进行动作，使虚拟现实跑步机可以实现自动化控制且人体不需要支撑绑带的束缚，从而使本实用新型的虚拟现实效果更佳。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种虚拟现实跑步机，其特征在于，包括：骨架、驱动机构、控制器和支撑机构，所述骨架位于所述驱动机构的上方，在所述骨架上套设的蒙皮与所述驱动机构的电动轮顶端接触；所述控制器设置在所述支撑机构的支撑盘上，在所述支撑盘上对称设有两个所述驱动机构；所述骨架的顶部设置有传感装置。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述驱动机构包括所述电动轮、驱动轴和电磁刹车器，所述电动轮设置在所述驱动轴上，在所述驱动轴的一端设置有第一轴承，另一端设置有所述电磁刹车器，所述第一轴承和所述电磁刹车器均通过底座安装在所述支撑盘上；

所述电动轮和所述电磁刹车器之间设置有第二轴承，所述第二轴承通过底座安装在所述支撑盘上。

3.根据权利要求2所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述支撑机构包括所述支撑盘、托架和转动轴，所述托架通过所述转动轴连接所述支撑盘；在所述转动轴上套设有第三轴承，所述第三轴承设置在所述托架上。

4.根据权利要求3所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述转动轴为中空轴，所述转动轴下端安装有电线旋转接头。

5.根据权利要求3所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述支撑盘上设置有用于固定连接所述转动轴的第一通孔和用于所述电动轮通过的第二通孔。

6.根据权利要求3所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述托架上设置有用于支撑所述骨架的多个第一万向轮和多个第二万向轮，多个所述第一万向轮均匀分布在所述托架的上部，并且与所述骨架上套设的所述蒙皮的上部接触，多个所述第二万向轮均匀分布在所述托架的下部，并且与所述骨架上套设的所述蒙皮的下部接触。

7.根据权利要求3所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述托架底端安装有至少三个减震装置。

8.根据权利要求1所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述骨架顶部设置有第一注油孔，所述骨架的底部设置有至少一个出油孔，所述蒙皮顶部设置有与所述第一注油孔相匹配的第二注油孔。

9.根据权利要求3所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述托架顶部安装有圆环形顶盖。

10.根据权利要求4所述的虚拟现实跑步机，其特征在于：所述电动轮的电机、所述电磁刹车器、所述传感装置均与所述控制器电连接，所述控制器与所述电线旋转接头电连接。