CN206209595U - 运动控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种运动控制设备，包括：限位装置，用于限制用户的运动范围，以使用户的双脚在预定的范围内运动；姿态跟踪传感器，用于识别用户的双脚在所述预定的范围内运动时的运动姿态；摩擦力控制装置，用于根据用户双脚的运动姿态调整用户双脚在对应运动姿态所需的抓地摩擦力。本实用新型的运动控制设备可在用户做出站立、行走或跑动等运动姿态时实时调节脚部的抓地力，从而达到修正用户运动姿态，缩小使用体验与正常行走之间的感觉差距，并且降低了由于用户操作不当而滑摔的可能性。

Description

运动控制设备

技术领域

本实用新型涉及与虚拟现实(Virtual Reality，缩写为VR)系统配合使用的运动设备，更具体地说，涉及一种运动控制设备。

背景技术

最近这些年VR领域的火热使得人们迫切地需要一种能够让他们在有限空间中模拟自由行走的装置，以解放现实空间对虚拟现实空间的限制。但是现有的全方向运动控制设备对于普通消费者来说有着诸多的不便。目前现有产品大多体积庞大或者实际体验与真实行走跑步感觉相去甚远，制约了相关设备的普及速度。目前大多消费级全方向运动控制设备，例如Virtuix Omni，采用低摩擦的底座，用户双脚在底座上的抓地力低且不可控，用户在底座上做行走姿态时脚感别扭，而站立状态时因为底座过于光滑，稍不留神便有滑倒的风险，因而需要庞大复杂的外部支撑保护结构防止用户摔倒，进而造成制造和使用成本高昂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能缩小用户使用体验与正常运动之间的感觉差距并降低用户由于操作不当而滑摔的可能性的运动控制设备。

本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是，提出一种运动控制设备，包括：

限位装置，用于限制用户的运动范围，以使用户的双脚在预定的范围内运动；

姿态跟踪传感器，用于识别用户的双脚在所述预定的范围内运动时的运动姿态；

摩擦力控制装置，用于根据用户双脚的运动姿态调整用户双脚在对应运动姿态所需的抓地摩擦力。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力控制装置包括可穿戴到用户的双脚上并支撑起用户的双脚的一对足部穿戴组件，每一所述足部穿戴组件的底部设有可改变与外部对象接触时的摩擦力的摩擦力调整结构。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力调整结构包括至少一个滚动件和用于对至少一个滚动件的滚动进行限制的至少一个摩擦力控制单元，每一所述滚动件的至少一部分露出足部穿戴组件的底部与外部对象接触以支撑用户。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力控制单元包括对所述滚动件设置的至少一个刹车块和驱动所述至少一个刹车块移动以接触或远离所述滚动件的至少一个驱动器。

根据本实用新型的一个实施例中，所述滚动件由导电材料制成，所述滚动件由导电材料制成，所述摩擦力控制单元包括对所述滚动件设置的至少一个电磁铁。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力调整结构包括至少一个阻力块和用于驱动至少一个阻力块上下升降以从足部穿戴组件的底部对应开设的开口中露出或通过所述开口收回到足部穿戴组件的底部内的至少一个驱动单元。

根据本实用新型的一个实施例中，所述限位装置包括一底座，所述底座提供用户的双脚运动的范围，所述摩擦力调整结构用于改变足部穿戴组件与所述底座之间的摩擦力。

根据本实用新型的一个实施例中，所述限位装置还包括用于限制用户的身体运动的范围的限位组件，所述限位组件通过支撑架与底座连接。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力控制装置包括供用户的双脚踩放的底座和设于所述底座上的可改变用户的双脚与底座接触时的摩擦力的摩擦力调整结构。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力调整结构包括分布于底座上的多个滚动件和用于对至少一个滚动件的滚动进行限制的至少一个摩擦力控制单元，每一所述滚动件的至少一部分露出所述底座的上表面与用户的双脚接触以支撑用户。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力控制单元包括对所述滚动件设置的至少一个刹车块和驱动所述至少一个刹车块移动以接触或远离所述滚动件的至少一个驱动器。

根据本实用新型的一个实施例中，所述滚动件由导电材料制成，所述滚动件由导电材料制成，所述摩擦力控制单元包括所述滚动件设置的至少一个电磁铁。

根据本实用新型的一个实施例中，所述摩擦力调整结构包括分布于底座上的多个阻力块和和用于驱动至少一个阻力块上下升降以从底座的上表面对应开设的开口中露出或通过所述开口收回到底座内的至少一个驱动单元。

根据本实用新型的一个实施例中，所述限位装置包括用于限制用户的身体运动的范围的限位组件，所述限位组件通过支撑架与所述底座连接。

根据本实用新型的一个实施例中，所述姿态跟踪传感器包括安装于所述限位装置上的至少一个视觉识别摄像头。

本实用新型的运动控制设备可在用户做出站立、行走或跑动等运动姿态时实时调节脚部的抓地力，从而达到修正用户运动姿态，缩小使用体验与正常行走之间的感觉差距，并且降低了由于用户操作不当而滑摔的可能性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型第一实施例的运动控制设备在用户使用环境下的一个角度的示意图；

图2是本实用新型的一种调整用户运动姿态的流程图；

图3是本实用新型第一实施例中足部穿戴组件的后侧上方角度的示意图；

图4是本实用新型第一实施例中足部穿戴组件的前侧上方角度的示意图；

图5是本实用新型第一实施例中足部穿戴组件的前侧下方角度的示意图；

图6是本实用新型第一实施例中足部穿戴组件的局部结构示意图；

图7是本实用新型第一实施例中足部穿戴组件的摩擦力调整结构的截面示意图；

图8是本实用新型第二实施例中足部穿戴组件的前侧下方角度的示意图；

图9是本实用新型第二实施例中足部穿戴组件的局部结构示意图；

图10是本实用新型第三实施例中足部穿戴组件的局部结构示意图；

图11是本实用新型第三实施例中足部穿戴组件的摩擦力调整结构的截面示意图；

图12是本实用新型第四实施例中足部穿戴组件的局部结构示意图；

图13是本实用新型第四实施例中足部穿戴组件的前下方角度的示意图；

图14是本实用新型第四实施例中足部穿戴组件的摩擦力调整结构处于放下状态的截面示意图；

图15是本实用新型第四实施例中足部穿戴组件的摩擦力调整结构处于抬起状态的截面示意图；

图16是本实用新型第五实施例的运动控制设备的一个角度下的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型第一实施例的运动控制设备100在一用户80使用的环境下的示意图。如图1所示，该运动控制设备主要由限位装置110、姿态跟踪传感器130和摩擦力控制装置120构成。限位装置110用于限制用户80的运动范围，以使用户80的双脚在预定的范围内运动。姿态跟踪传感器130用于识别用户80的双脚在预定的范围内运动时的运动姿态，该运动姿态包括但不限于站立、行走、跑步等。摩擦力控制装置120用于根据识别到的用户双脚的运动姿态调整用户双脚在对应运动姿态所需的抓地摩擦力。

具体如图1所示的实施例中，限位装置110主要由底座112、支撑架114和限位圈116构成。用户80的双脚可在底座112上运动，限位圈116通过支撑架114与底座112连接，限位圈116可包围于用户80的腰部外围，抵消用户80在一些运动姿态例如行走或者跑步姿态时产生的侧向力，并限制用户80躯干在预先设定的范围内。根据本实用新型的不同实施例中，限位圈116也可以采用其他各种合适的限位组件来替代，例如C形的限位护栏等等。姿态跟踪传感器130用于识别用户80的双脚的运动姿态，具体可以是通过例如视觉识别摄像头对用户80的脚步运动实时识别。一个或多个视觉识别摄像头可按照不同的角度分布安装在支撑架114上。摩擦力控制装置120则由可穿戴到用户80的双脚上并支撑起用户80的双脚的一对足部穿戴组件20(参见图3)构成，每一足部穿戴组件20的底部设有可改变与底座112接触时的摩擦力的摩擦力调整结构34(参见图6)。

当用户80在运动控制设备100上采用不同脚部运动姿态时，比如站立、行走、跑步等，运动控制设备100可识别出这些姿态，并可输出对应指令给其他外部设备，输出方式可以是USB信号、蓝牙信号、WiFi信号等。用户80头部可带有VR显示装置82，并且运动控制设备100可将识别到的用户80当前运动姿态信息输出给VR显示装置82，从而在虚拟世界中模拟出不同的用户脚部姿态。当用户80做出走路、跑步等需要脚部运动的姿态时，其脚部是相对于底座112为滑动状态的。并且，用户做出相应运动姿势时，用户可选定朝向的任何方向。

运动控制设备10可包含一种或多种姿态跟踪传感器130用于检测用户80的脚部运动情况，从而判定用户80当下行为是否符合期望值，比如用户是否处于正常的站立、行走、跑动等等使用状态，或者还是处于偏离正常的使用状态，以便进行修正。图2是本实用新型的一种调整用户运动姿态的方法200的流程图。方法200在步骤S210-S270之间循环识别和修正用户行走姿态。步骤S210中，运动控制设备100通过姿态跟踪传感器130跟踪用户80脚部的运动数据；然后在步骤S220中将其取得的数据跟数据库的运动模块信息进行对比；步骤S230中找出用户80的脚部运动特征所符合的数据库中的已有模板，例如站立、跑动等等特征，确认用户的运动意图；然后在步骤S240中进一步计算出实际运动数据与理想情况下的数据库模板的数据的偏差值；得到偏差值后在步骤S250中，运动控制设备100会调整足部穿戴组件20底部的摩擦力调整结构34(图6)；进而在步骤S260中调整提供给用户80双脚对应运动所需的抓地力；进而在步骤S270中修正运动偏离，避免用户80失去平衡；然后流程200再回到步骤S210，继续识别和修正用户80的运动姿态。例如，当用户80在运动控制设备100上跑步姿态时，为了保持用户80身体基本处于原地，那么用户80双脚上的足部穿戴组件20与底座112间相对需要低摩擦力以便脚部滑动；然而当用户80希望在底座112上保持站立姿态时，为了避免意外滑倒，用户80双脚上的足部穿戴组件20和底座112之间相对需要高摩擦力以保持双脚的抓地力。之前提到的场景所需摩擦力的高低是相对的，而不是说站立时摩擦力越高越好而跑步时摩擦力越低越好。例如，如果运动控制设备100发现用户80虽然处于跑步姿态，但是腿上的足部穿戴组件20和底座112间摩擦力过低导致用户80在跑步蹬腿动作阶段末端的时候可能会发生蹬过头的现象(例如蹬腿后滑速度比期望值大)，那么运动控制设备100会适当调高足部穿戴组件20底部的摩擦力调整结构34而调高用户80双脚的抓地力，使得用户80能完成相对正常的蹬腿动作。

足部穿戴组件20是一种可穿戴在用户双脚上的特殊部件。用户既可将其视为一种特殊的鞋来赤脚穿戴，又可在已穿普通鞋子的情况下将其固定在鞋子外部。足部穿戴组件20可集成陀螺仪加速度计和/或重量传感器，从而替代或者辅助姿态跟踪传感器130对用户80双脚的运动进行判断。陀螺仪加速度计用于跟踪足部穿戴组件20的实时倾斜角度和平移运动状况，进而判断出用户80双脚的运动情况；重量传感器则可用于检测用户80双脚和底座112的接触情况，可识别用户80是如何平衡自身体重的，比如，身体重心是位于后脚跟还是前脚跟、双脚支撑还是单脚支撑身体。结合陀螺仪加速度计和/或重量传感器，运动控制设备10能对用户80脚部的情况有更快速、深入的了解，填补了姿态跟踪传感器130难以识别腿部细小变化情况的缺点(比如用户穿长裤会遮挡腿部微小运动变化，进而影响姿态跟踪传感器130识别准确度)。

足部穿戴组件20的底部设有摩擦力调整结构，使得用户80在使用运动控制设备10时，足部穿戴组件20底部的摩擦力调整结构可调整自身和底座112上表面的接触方式，进而改变足部穿戴组件20和底座112之间的摩擦系数，达到调整用户80在底座112上运动时双脚的抓地摩擦力的目的。

图3-图7示出了根据本实用新型第一实施例的足部穿戴组件20的结构示意图。具体如图3和图4所示，足部穿戴组件20包含前挡板22、前底板25、后底板29、后挡板23和一组固定带21。前底板25进一步分有前底板上层251、前底板下层252，后底板29进一步分有后底板上层291、后底板下层292。前底板25与后底板29连接形成底板整体，并且二者之间可有分离缝28，使得前后底板间能方便的弯折以适应用户脚掌变化。前挡板22和后挡板23起到定位和保护脚掌前后部分的作用。一组固定带21分别安装于前后底板25、29上，可调整长度以适应用户脚掌，用以将足部穿戴组件20固定在用户的脚部。

进一步如图5所示，前底板下层252和后底板下层292底部有滚珠露出，例如滚珠30a和滚珠30b。图中所示这些滚珠轻微凸出于前底板下层252和后底板下层292的底部外表面，使得用户在使用足部穿带组件20运动时，这些滚珠优先于前底板下层252和后底板下层292先接触底座112(参见图7)，甚至这些滚珠可以是足部穿戴组件20在使用中唯一接触底座112的部位，用户的双脚带着足部穿戴组件20在底座112上滑动时会带动滚珠滚动。底座112的表面的材质可以采用有一定弹性的、相对粗糙的材质，例如橡胶。因而，可以通过控制全部或部分滚珠的滚动阻力，进而控制足部穿戴组件20与底座112间的摩擦力，以达到控制用户双脚抓地力大小的功能。

图6和图7示出了本实用新型第一实施例中足部穿戴组件20底部设置的摩擦力调整结构的结构示意图。如图6所示，足部穿戴组件20选择性展示了部分有代表性的结构，例如滚珠30b、30c、摩擦力控制单元34和开孔31。为了方面描述，部分结构不予展示以方便针对性描述。前底板下层252和后底板292下层的底部均设有供滚珠凸出的开孔，例如开孔31。滚珠上部有连接到前底板上层251或后底板上层291(参见图3-4)的支撑柱，例如滚珠30c上的支撑柱32c和滚珠30b上的支撑柱32b，使得滚珠可以通过这些支撑柱传递用户脚掌的力到地面。这些支撑柱与滚珠的接触面可采用自润滑材料，例如尼龙材料等，以减小滚珠与支撑柱间的摩擦力，增加滚珠的滚动顺畅度。其中，至少一个滚珠有相应的摩擦力控制单元。例如，滚珠30c有摩擦力控制单元34。摩擦力控制单元34用于对滚珠的滚动进行限制。图7示出了摩擦力控制单元34与滚珠30c配合的截面示意图。前底板上层251的支撑柱32c与滚珠30c接触部位为碗形，使得滚珠30c的位置被限定住不乱晃。滚珠30c露出于前底板下层252的外表面，并直接接触底座112。前底板下层252和运动控制设备100的底座112之间可有间距13，使得足部穿戴组件20与底座112间只依靠滚珠接触，这样只需要控制滚珠的滚动阻力就可控制足部穿戴组件20的抓地力。摩擦力控制单元34由刹车块36、伸缩筒38和驱动器39构成。伸缩筒38一头连着刹车块36，另一头连着驱动器39。驱动器39的驱动力来源可为电机、压缩空气、液压等等。伸缩筒38的伸缩动作控制着刹车块36与滚珠30c的接触情况。当伸缩筒38处于收缩状态时，滚珠30c和刹车块36不接触，当与滚珠30c相关的其他摩擦力控制单元的刹车块也不接触滚珠30c时，这时候滚珠处于各个方向可自由滚动状态，这时，当用户使用足部穿戴组件20在运动控制设备100上做跑步姿态时(参见图1)，足部穿戴组件20和底座112间的摩擦力为最低状态；伸缩筒38处于伸出状态时，滚珠30c和刹车块36相接触，刹车块36给滚珠30c施加的压力大小影响着滚珠的滚动阻力大小，从而达到主动控制足部穿戴组件20的抓地力，进而控制用户双脚的抓地力。滚珠30c周围可设置有多个安装于不同角度的摩擦力控制单元，从而能更精细地调整滚珠30c各方向的滚动阻力。根据本实用新型的不同实施例中，足部穿戴组件20上的滚珠中，可根据实际应用情况为一个或多个滚珠设置上述的一个或多个摩擦力控制单元，以达到使用效果和成本间的平衡。上述的滚珠与摩擦力控制单元并不局限于图中所描述位置，实际使用可根据情况分布到不同的位置。

图8-图9示出了根据本实用新型第二实施例的足部穿戴组件820的结构示意图。本实用新型第二实施中，除足部穿戴组件820以外，其它部分与本实用新型第一实施例中的运动控制设备100相同，因此不再重复描述。如图8和图9所示，足部穿戴组件820外形上和图3-7中的足部穿戴组件20相似，但摩擦力调整结构不相同。足部穿戴组件820用滚轴代替了足部穿戴组件20上的滚珠，例如前底板下层824上的滚轴830a。因为滚轴是前后方向上的滚动，这样的配置主要用于前后运动需求高而侧向运动需求低的使用场景，可以在结构上有所精简以降低制造成本。此外，滚轴830a的安装角度不一定垂直于足部穿戴组件820的长度方向，而可根据实际情况选择合适的偏转安装角度。具体如图9所示，滚轴830c的两端可转动地安装于前底板下层824上设置的支撑结构833上。摩擦力控制单元834和图6-7所示的第一实施例中的摩擦力控制单元34相似，因此在此省略细节描述。摩擦力控制单元834可利用刹车块836对滚轴830c的滚动阻力进行控制。图9中示出的其它滚轴例如滚轴830d为结构简化示意图，省略了细节结构，仅用于表示滚轴及其相关结构的大致安装位置。足部穿戴组件820上的多个滚轴中，可根据实际应用情况为一个或多个滚轴设置上述的摩擦力控制单元，以达到使用效果和成本间的平衡。此外，上述的滚轴与摩擦力控制单元并不局限于图中所描述位置，实际使用可根据情况分布到不同的位置。

图10-图11示出了根据本实用新型第三实施例的足部穿戴组件1020的结构示意图。本实用新型第三实施例中，除足部穿戴组件1020以外，其它部分与本实用新型第一实施例中的运动控制设备100相同，因此不再重复描述。如图10和图11所示，足部穿戴组件1020外形上和图3-7中的足部穿戴组件20相似，但摩擦力调整结构不相同，该摩擦力调整结构通过电磁铁控制导电材料制成的滚珠的滚动来实现。如图10所示，支撑柱1032下的滚珠1030c使用导电材料制造，例如铜合金。摩擦力控制单元1034采用电磁制动方式控制滚珠1030c的转动阻力。摩擦力控制单元1034为电磁铁，可通过调整自身产生的磁场大小，利用电磁感应原理控制滚珠1030c内部的电涡流强弱，进而将滚珠的转动动能转化为热能，从而实现控制滚珠1030c的滚动阻力，达到主动控制足部穿戴组件1020在运动控制设备100底座112(参见图1)上的抓地力的目的。具体如图11所示，摩擦力控制单元1034与滚珠1030c之间只通过电磁场作用，无物理接触，因此摩擦力控制单元1034在使用中无运动部件、没有磨损，从而降低了结构复杂度且延长了使用寿命。具体实现时，上述的滚珠与摩擦力控制单元并不局限于图中所描述位置，可根据实际使用情况分布到不同的位置。

图12-图15示出了根据本实用新型第四实施例的足部穿戴组件1220的结构示意图。本实用新型第四实施例中，除足部穿戴组件1220以外，其它部分与本实用新型第一实施例中的运动控制设备100相同，因此不再重复描述。如图12-13所示，足部穿戴组件1220外形上和图3-7中的足部穿戴组件20相似，但摩擦力调整结构不相同，该摩擦力调整结构通过驱动单元(例如1234a、1234c)驱动阻力块(例如1230a、1230b、1230c)上下升降以从足部穿戴组件1220的底部对应开设的开口中露出或通过该开口收回到足部穿戴组件1220的底部内来调节足部穿戴组件1220与底座112接触时的抓地力。

具体如图12所示，驱动单元1234c包括驱动器1236和连杆1238，连杆1238可在驱动器1236的驱动下绕轴往复转动，从而可带动安装于连杆1238上的阻力块1230c一起转动，从而可将阻力块1230c相对于足部穿戴组件1220的前底板下层1224上的开口抬高或放低来控制阻力块1230c对运动控制设备100底座112(参见图1)的压力，进而控制足部穿戴组件1220的抓地力。阻力块1230c通常使用表面粗糙、容易制造阻力的材质制造，比如橡胶。为了方便演示表述，图12中的阻力块1230a和阻力块1230c处于不同的状态，其中，阻力块1230a在驱动单元1234a的驱动下抬高，展示为升起状态，这时阻力块1230a和运动控制设备100的底座112不接触；阻力块1230c在驱动单元1234c的驱动下放低，展示为降下状态，这时阻力块1230c和运动控制设备100的底座112接触。

如图13所示，足部穿戴组件1220的前底板下层1224和后底板下层1225的下表面有开口，可供阻力块例如阻力块1230a、1230b在必要时伸出。和图3-7中描述的本实用新型第一实施例的足部穿戴组件20、图8-9中描述的本实用新型第二实施例的足部穿戴组件820或图10-11中描述的本实用新型第三实施例的足部穿带组件1020不同的是，本实用新型第四实施例中的足部穿戴组件1220使用前底板下层1224和后底板下层1225的下表面，而不是滚珠或滚轴等滚动件，作为与运动控制设备10的底座112的主要接触面，起到支撑用户脚部的作用。前底板下层1224和后底板下层1225的下表面可采用自润滑效果好、与底座112间摩擦系数低的材料制造，例如尼龙，以降低用户脚部在滑动运动时的阻力。

图14示出了本实用新型第四实施例的足部穿戴组件1220的摩擦力调整结构将阻力块1230c放下的状态的截面示意图。这时，驱动单元1234c的驱动器1236驱动连杆1238把阻力块1230c下压至接触到运动控制设备100的底座112，阻力块1230c可稍微凸出于、并轻微顶起前底板下层1224外表面，并在前底板下层1224和底座112间产生一个间隙1213，将用户体重释力点更多地集中到阻力块1230c上，以方便用阻力块1230c制造有效摩擦力。图15示出了本实用新型第四实施例的足部穿戴组件1220的摩擦力调整结构将阻力块1230c抬起的状态的截面示意图。这时，驱动单元1234c的驱动器1236驱动连杆1238把阻力块1230c上抬收回到底板内部，前底板下层1224与底座112充分接触，利用前底板座下层1224自身材料的低摩擦的特性来方便用户双脚的来回运动。

本领域技术人员显然可知的是，上述的摩擦力调整结构的分布并不局限于图中所描述位置，实际使用可根据情况分布到不同的位置。

根据本实用新型的不同实施例中，以上结合图5-15中所描述的各种摩擦力调整结构并不一定是相互独立的，可根据实际情况将多个前述的摩擦力调整结构和控制方法相互混合搭配使用，文中描述场景不应对其使用搭配造成限制。

图16示出了本实用新型第五实施例的运动控制设备1600在一个角度下的结构示意图。如图16所示，运动控制设备1600和前述第一实施例的运动控制设备100(参见图1)相似，主要由限位装置1610、底座1612、姿态跟踪传感器1630和摩擦力控制装置1620构成。限位装置1610包括支撑架1614和限位圈1616，限位圈1616通过支撑架1614与底座1612连接。一个或多个姿态跟踪传感器1630，例如视觉识别摄像头，可按照不同的角度分布安装在支撑架1614上，用于识别用户80的双脚的运动姿态。运动控制设备1600和前述第一实施例的运动控制设备100(参见图1)的不同之处在于，用户的双脚可在底座1612上运动，同时底座1612上还设有摩擦力调整结构，以及摩擦力控制装置1620，用于调节用户双脚踩放于底座1612时的摩擦力。底座1612上的摩擦力调整结构可采用如前图5-7、图8-9、图10-11、和图12-15中描述的足部穿戴组件20、足部穿戴组件820、足部穿戴组件1020和足部穿戴组件1220所使用的摩擦力调整结构或其各种组合，使得用户不需要在脚上穿戴特定的足部穿戴组件便可使用运动控制设备1610。换句话来说，本实用新型第一、第二、第三和第四实施例的运动控制设备是通过控制足部穿戴组件底部的摩擦力调整结构来控制用户双脚的抓地力，而本实用新型第五实施例的运动控制设备1600将对应的摩擦力调整结构的位置移到了底座1612上，通过控制底座1612上的摩擦力调整结构来控制底座1612与用户双脚间的摩擦力，进而控制用户双脚的抓地力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种运动控制设备，其特征在于，包括：

限位装置，用于限制用户的运动范围，以使用户的双脚在预定的范围内运动；

姿态跟踪传感器，用于识别用户的双脚在所述预定的范围内运动时的运动姿态；

摩擦力控制装置，用于根据用户双脚的运动姿态调整用户双脚在对应运动姿态所需的抓地摩擦力。

2.根据权利要求1所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力控制装置包括可穿戴到用户的双脚上并支撑起用户的双脚的一对足部穿戴组件，每一所述足部穿戴组件的底部设有可改变与外部对象接触时的摩擦力的摩擦力调整结构。

3.根据权利要求2所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力调整结构包括至少一个滚动件和用于对至少一个滚动件的滚动进行限制的至少一个摩擦力控制单元，每一所述滚动件的至少一部分露出足部穿戴组件的底部与外部对象接触以支撑用户。

4.根据权利要求3所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力控制单元包括对所述滚动件设置的至少一个刹车块和驱动所述至少一个刹车块移动以接触或远离所述滚动件的至少一个驱动器。

5.根据权利要求3所述的运动控制设备，其特征在于，所述滚动件由导电材料制成，所述摩擦力控制单元包括对所述滚动件设置的至少一个电磁铁。

6.根据权利要求2所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力调整结构包括至少一个阻力块和用于驱动至少一个阻力块上下升降以从足部穿戴组件的底部对应开设的开口中露出或通过所述开口收回到足部穿戴组件的底部内的至少一个驱动单元。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的运动控制设备，其特征在于，所述限位装置包括一底座，所述底座提供用户的双脚运动的范围，所述摩擦力调整结构用于改变足部穿戴组件与所述底座之间的摩擦力。

8.根据权利要求7所述的运动控制设备，其特征在于，所述限位装置还包括用于限制用户的身体运动的范围的限位组件，所述限位组件通过支撑架与底座连接。

9.根据权利要求1所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力控制装置包括供用户的双脚踩放的底座和设于所述底座上的可改变用户的双脚与底座接触时的摩擦力的摩擦力调整结构。

10.根据权利要求9所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力调整结构包括分布于底座上的多个滚动件和用于对至少一个滚动件的滚动进行限制的至少一个摩擦力控制单元，每一所述滚动件的至少一部分露出所述底座的上表面与用户的双脚接触以支撑用户。

11.根据权利要求10所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力控制单元包括对所述滚动件设置的至少一个刹车块和驱动所述至少一个刹车块移动以接触或远离所述滚动件的至少一个驱动器。

12.根据权利要求10所述的运动控制设备，其特征在于，所述滚动件由导电材料制成，所述摩擦力控制单元包括对所述滚动件设置的至少一个电磁铁。

13.根据权利要求9所述的运动控制设备，其特征在于，所述摩擦力调整结构包括分布于底座上的多个阻力块和用于驱动至少一个阻力块上下升降以从底座的上表面对应开设的开口中露出或通过所述开口收回到底座内的至少一个驱动单元。

14.根据权利要求9所述的运动控制设备，其特征在于，所述限位装置包括用于限制用户的身体运动的范围的限位组件，所述限位组件通过支撑架与所述底座连接。

15.根据权利要求1所述的运动控制设备，其特征在于，所述姿态跟踪传感器包括安装于所述限位装置上的至少一个视觉识别摄像头。