CN208372389U - 一种可限位式二维自由运动适配机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述水平滑块固定于所述竖直滑轨上。本实用新型能够解决万向运动平台使用者自由上下前后活动，以及运动中上下限位的问题，使万向运动平台最大限度拟真让使用者感受到自己确认是在无限的空间中移动，将自由奔跑蹲跳的动作，相应的移动映射到虚拟场景中无限空间移动，并且还具有结构简单，体积小，重量轻，操作简单，使用方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及运动检测与控制技术领域，基于虚拟现实技术的旋转行动平台的控制、检测、实现与应用领域，特别涉及一种可限位式二维自由运动适配机构。
背景技术
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真体系，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的，交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术以头戴显示器技术为核心，辅以空间定位技术和其他外设技术，构建出一个拟真的虚拟世界，在非虚拟现实场景中，因为使用者长期坐立使用PC机，对于传统的行走输入方式，例如键盘和手柄，人体已经适应使用手指的运动来代替双腿的运动；但对于站立或移动使用的虚拟现实场景，使用传统的外设在虚拟场景中行走，会极大的破坏虚拟现实技术所营造的沉浸感；使用双腿移动是一种人类长期进化适应的原生的运动方式，能够使用双腿代替传统的键盘和手柄来控制场景中的移动，是一种更自然的交互方式，同时扩展了虚拟现实的应用领域，带来额外的健身、训练等功能。使用双腿移动，跑跳、下蹲需要克服空间和位移的矛盾，使用者在现实中小空间范围内移动，相应的移动映射到虚拟场景中无限空间移动，同时最大限度拟真让使用者感受到自己确认是在无限的空间中移动。
为了解决这个问题，市面上出现了各种用于虚拟现实的万向行动平台，比如专利号为：201510333880.9的一种虚拟现实人体全向移动输入平台，采用立柱加横梁吊挂的形式，对人进行支撑，但是会造成设备整体高度过高，体积笨重等缺点；再比如专利号为201420555831.0的一种人体万向移动平台，采用支撑圈的结构对人进行支撑，但是会造成双手吊在支撑圈上，长时间使用会造成手臂酸麻，同时也无法实现下蹲操作，
而且万向行动平台采用的跑盘多为光滑的凹面跑盘，人在上面有向前奔跑的、行走，向后的运动状态，但是诸如自由上跳、下蹲等动作则无法满足，随着时代的发展，在游戏中出现跳跃、下蹲等状态是越来越常见了。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作简单，使用方便的可限位式二维自由运动适配机构。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述水平滑块固定于所述竖直滑轨上。
优选的，所述竖直滑轨上和所述水平滑轨上均设置有减速弹簧。
通过竖直运动适配结构和水平运动适配结构，使得水平滑轨相对于竖直滑块能够自由上下运动和自由前后运动，进而适配人的自由上下运动和自由前后运动，走、跑、跳和蹲等不同的运动状态，并且通过减速弹簧分别在向前、向后以及向下三个方向上起到缓冲的作用，进而对应的对人在向前、向后以及下蹲时起到缓冲的作用，提高安全性。
优选的，还包括有限位结构，所述限位结构包括限位销和限位板，所述限位板与所述竖直滑块连接固定，所述限位销贯穿水平滑块且与水平滑块滑动连接，所述限位板上开设有限位槽，所述限位销的头部与限位槽卡接，所述限位板与竖直滑轨平行，所述限位销与水平滑轨平行。
优选的，所述限位机构还包括有压杆，所述压杆包括“f”型杠杆和销轴，所述销轴穿过“f”型杠杆且与“f”型杠杆转动连接，所述销轴固定于水平滑块上，所述“f”型杠杆的压杆端抵压限位销的尾部，所述“f”型杠杆的拉杆端通过牵引线连接于水平滑轨上，拉杆端上开设有供牵引线固定的固定孔。
“f”型杠杆的压杆端设置有抵压凸起，抵压凸起和“f”型杠杆的配合使得腰环向后运动时，始终抵压在“f”型杠杆的压杆端，不会接触到拉杆端。
优选的，所述限位销承“工”字型，所述水平滑块上开设有限位通孔，所述限位销的头部和尾部的底面均大于限位通孔的横截面，所述限位销上套接有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别抵接限位销的尾部和水平滑块。
通过限位销和限位槽的设置，使得当水平滑轨向后移动时，当水平滑轨移动到一定位置，腰环部分对“f”型杠杆的压杆端施加压力作用，压杆端将压力转移到限位销的尾部，进而推动限位销运动，使得限位销进一步运动到限位槽中，限位销与限位槽相互卡合，进而限制竖直滑轨相对于限位板的运动，即限制竖直滑轨相对于竖直滑块的运动，即无法实现自由上下运动。
而当水平滑轨向前运动时，当水平滑轨移动到一定位置，通过牵引线的拉动，使得“f”型杠杆的拉杆端跟随水平滑轨向前移动，进而通过杠杆作用对压杆端进行压力作用，同样压杆端将压力转移到限位销的尾部，进而推动限位销运动，使得限位销进一步运动到限位槽中，限位销与限位槽相互卡合，进而限制竖直滑轨相对于限位板的运动，即限制竖直滑轨相对于竖直滑块的运动，即同样无法实现自由上下运动。
优选的，所述限位销的头部和尾部可拆卸式连接。
所述限位销的头部和尾部可拆卸式连接；头部和尾部可以通过螺纹连接实现，头尾可拆卸方便限位销的安装和更换。
优选的，所述水平滑块在对应限位销头部和尾部的地方开设有限位槽，大于限位销的头部和尾部的底面均小于限位槽的底面。
所述水平滑块在对应限位销头部和尾部的地方开设有限位槽，大于限位销的头部和尾部的底面均小于限位槽的底面；使得限位销的头部在静止常态时，不外露于水平滑块之外，不会妨碍到相对于限位板的移动的动作，并且美观得体。
本实用新型还公开了一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述竖直滑块固定于所述水平滑轨上。
本实用新型还公开了一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述竖直滑块与所述水平滑块相固定。
本实用新型还公开了一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述竖直滑轨与所述水平滑轨相固定。
本实用新型的有益效果是：
1、结构简单，体积小，重量轻，操作简单，使用方便。
2、通过二维自由运动适配机构能够实现人的自由上下运动和自由前后运动，并且通过缓冲弹簧的设置可以起到缓冲的作用，提高安全性。
3、通过二维自由运动适配机构中的限位机构，实现人在向前运动和向后运动时，限制上下方向上的运动，防止人在前后运动时因为重心不稳而摔倒，提高安全性。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构图；
图2为本实用新型的主视图；
图3为本实用新型的俯视图；
图4为图2中A-A’的剖面视图。
图中：1-竖直滑块，2-竖直滑轨，3-水平滑块，4-水平滑轨，5-减速弹簧，6-限位销，61-头部，62-尾部，63-复位弹簧，7-“f”型杠杆，71-压杆端，72-拉杆端，73-固定孔，8-销轴，9-限位板，91-限位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1至图4所示的一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，竖直运动适配机构包括竖直滑轨2和竖直滑块1，竖直滑轨2和竖直滑块1滑动连接，水平运动适配结构包括水平滑轨4和水平滑块3，水平滑轨4与水平滑块3滑动连接，水平滑块3固定于竖直滑轨2上。竖直滑轨2上和水平滑轨4上均设置有减速弹簧5。
还包括有限位结构，限位结构包括限位销6和限位板9，限位板9与竖直滑块1连接固定，限位销6贯穿水平滑块3且与水平滑块3滑动连接，限位板9上开设有限位槽91，限位销6的头部61与限位槽91卡接，限位板9与竖直滑轨2平行，限位销6与水平滑轨4平行。限位机构还包括有压杆，压杆包括“f”型杠杆7和销轴8，销轴8穿过“f”型杠杆7且与“f”型杠杆7转动连接，销轴8固定于水平滑块3上，“f”型杠杆7的压杆端71抵压限位销6的尾部62，“f”型杠杆7的拉杆端72通过牵引线连接于水平滑轨4上，拉杆端72上开设有供牵引线固定的固定孔73。限位销6承“工”字型，水平滑块3上开设有限位通孔，限位销6的头部61和尾部62的底面均大于限位通孔的横截面，限位销6上套接有复位弹簧63，复位弹簧63的两端分别抵接限位销6的尾部62和水平滑块3。限位销6的头部61和尾部62可拆卸式连接。平滑块在对应限位销6头部61和尾部62的地方开设有限位槽91，大于限位销6的头部61和尾部62的底面均小于限位槽91的底面。
通过竖直运动适配结构和水平运动适配结构，使得水平滑轨4相对于竖直滑块1能够自由上下运动和自由前后运动，进而适配人的自由上下运动和自由前后运动，走、跑、跳和蹲等不同的运动状态，并且通过减速弹簧5分别在向前、向后以及向下三个方向上起到缓冲的作用，进而对应的对人在向前、向后以及下蹲时起到缓冲的作用，提高安全性。
通过限位销6和限位槽91的设置，使得当水平滑轨4向后移动时，当水平滑轨4移动到一定位置，腰环部分对“f”型杠杆7的压杆端71施加压力作用，压杆端71将压力转移到限位销6的尾部62，进而推动限位销6运动，使得限位销6进一步运动到限位槽91中，限位销6与限位槽91相互卡合，进而限制竖直滑轨2相对于限位板9的运动，即限制竖直滑轨2相对于竖直滑块1的运动，即无法实现自由上下运动。
而当水平滑轨4向前运动时，当水平滑轨4移动到一定位置，通过牵引线的拉动，使得“f”型杠杆7的拉杆端72跟随水平滑轨4向前移动，进而通过杠杆作用对压杆端71进行压力作用，同样压杆端71将压力转移到限位销6的尾部62，进而推动限位销6运动，使得限位销6进一步运动到限位槽91中，限位销6与限位槽91相互卡合，进而限制竖直滑轨2相对于限位板9的运动，即限制竖直滑轨2相对于竖直滑块1的运动，即同样无法实现自由上下运动。
限位销6的头部61和尾部62可拆卸式连接；头部61和尾部62可以通过螺纹连接实现，头尾可拆卸方便限位销6的安装和更换。
水平滑块3在对应限位销6头部61和尾部62的地方开设有限位槽91，大于限位销6的头部61和尾部62的底面均小于限位槽91的底面；使得限位销6在静止常态时，不外露于水平滑块3之外，不会妨碍到别结构的，并且美观得体。
当使用时，将连接固定体验人员的一端(腰环或者背带)固定于水平滑轨4上，而将万向运动平台的运动数据模拟形成的硬件一端(底盘)固定于竖直滑块1一端，当体验人员正常的行走跑跳下蹲，完全不会受到来自底盘的限制，可以自由的运动，但是当体验人员超出限制范围时，无论是过于向前，或者是过于向后，都会判定为重心不稳，为了防止事故的发生，提高安全性，“f”型杠杆7会将限位销6压进限位槽91中，此时竖直方向上的自由移动被限制，防止倾倒等意外事故的发生，提高体验人员的安全性。
实施例二：一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，竖直运动适配机构包括竖直滑轨2和竖直滑块1，竖直滑轨2和竖直滑块1滑动连接，水平运动适配结构包括水平滑轨4和水平滑块3，水平滑轨4与水平滑块3滑动连接，竖直滑块1固定于水平滑轨4上。根据不同的匹配方案，适配不同的类型，此时腰环与水平滑块3相连，底盘与竖直滑轨2相连。
实施例三：一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，竖直运动适配机构包括竖直滑轨2和竖直滑块1，竖直滑轨2和竖直滑块1滑动连接，水平运动适配结构包括水平滑轨4和水平滑块3，水平滑轨4与水平滑块3滑动连接，竖直滑块1与水平滑块3相固定。根据不同的匹配方案，适配不同的类型，此时腰环与水平滑轨4相连，底盘与竖直滑轨2相连。
实施例三：一种可限位式二维自由运动适配机构，包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，竖直运动适配机构包括竖直滑轨2和竖直滑块1，竖直滑轨2和竖直滑块1滑动连接，水平运动适配结构包括水平滑轨4和水平滑块3，水平滑轨4与水平滑块3滑动连接，竖直滑轨2与水平滑轨4相固定。根据不同的匹配方案，适配不同的类型，此时腰环与水平滑块3相连，底盘与竖直滑块1相连。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述水平滑块固定于所述竖直滑轨上。
2.根据权利要求1所述的一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：所述竖直滑轨上和所述水平滑轨上均设置有减速弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：还包括有限位结构，所述限位结构包括限位销和限位板，所述限位板与所述竖直滑块连接固定，所述限位销贯穿水平滑块且与水平滑块滑动连接，所述限位板上开设有限位槽，所述限位销的头部与限位槽卡接，所述限位板与竖直滑轨平行，所述限位销与水平滑轨平行。
4.根据权利要求3所述的一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：所述限位结构还包括有压杆，所述压杆包括“f”型杠杆和销轴，所述销轴穿过“f”型杠杆且与“f”型杠杆转动连接，所述销轴固定于水平滑块上，所述“f”型杠杆的压杆端抵压限位销的尾部，所述“f”型杠杆的拉杆端通过牵引线连接于水平滑轨上。
5.根据权利要求3所述的一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：所述限位销承“工”字型，所述水平滑块上开设有限位通孔，所述限位销的头所述限位销的头部部和尾部的底面均大于限位通孔的横截面，所述限位销上套接有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别抵接限位销的尾部和水平滑块。
6.根据权利要求5所述的一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：所述限位销的头部和尾部可拆卸式连接。
7.根据权利要求5所述的一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：所述水平滑块在对应限位销头部和尾部的地方开设有容纳槽，大于限位销的头部和尾部的底面均小于容纳槽的底面。
8.一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述竖直滑块固定于所述水平滑轨上。
9.一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述竖直滑块与所述水平滑块相固定。
10.一种可限位式二维自由运动适配机构，其特征在于：包括竖直运动适配结构和水平运动适配结构，所述竖直运动适配机构包括竖直滑轨和竖直滑块，所述竖直滑轨和竖直滑块滑动连接，所述水平运动适配结构包括水平滑轨和水平滑块，所述水平滑轨与水平滑块滑动连接，所述竖直滑轨与所述水平滑轨相固定。
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| CN201820336188.0U CN208372389U (zh) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | 一种可限位式二维自由运动适配机构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108744413A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-11-06 | 杭州虚现科技有限公司 | 一种可限位式二维自由运动适配机构 |
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2018
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