CN208654747U - 三气囊vr气动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三气囊VR气动平台，尤其是一种涉及虚拟现实数字娱乐领域的三气囊VR气动平台。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：三气囊VR气动平台，包括底座、辅助支撑、三个气囊式气缸、支架、气源，气体管路和控制器，所述三个气囊式气缸成等腰三角形排布在底座上，所述辅助支撑安装在底座上，所述支架的底部与三个气囊式气缸的顶部连接，所述辅助支撑位于支架的下方，所述气源与气囊式气缸的进气口通过气体管路连接，所述气源与气囊式气缸的排气口通过气体管路连接。本实用新型的三气囊VR气动平台。机构简单，占用空间小，控制算法简单，能稳定进行三个自由度的运动模拟，丰富消费者动态体验。

Description

三气囊VR气动平台

技术领域

本实用新型涉及一种三气囊VR气动平台，尤其是一种涉及虚拟现实数字娱乐领域的三气囊VR气动平台。

背景技术

VR(虚拟现实)气动平台技术是虚拟现实技术场景应用的一种，在数字娱乐领域有着广泛应用。现有技术中的气囊式气缸驱动的VR气动平台，通常采用两个气囊或四个气囊形式。其中，采用两个气囊的VR平台，虽然气囊数量少，但是只能驱动两个自由度的运动模拟(一个轴旋转加一个轴升降，或两个轴旋转)，无法模拟较复杂的VR应用场景，无法给VR体验者带来丰富的动态体验，而四个气囊的VR平台，虽然能驱动三个自由度的运动模拟，(两个轴旋转和一个轴升降)，为消费者提供更加丰富真实的动态体验，但是由于其气囊数量多，导致设备占用空间大，使得制造商材料及生产成本提高，运营商场地租金成本增加，并且为了使四个气囊能够协同工作，控制系统运行的控制算法也变得更加复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机构简单，占用空间小，控制算法简单，能稳定进行三个自由度的运动模拟，丰富消费者动态体验的三气囊VR气动平台。

本实用新型解决其技术问题所采用的三气囊VR气动平台，包括底座、辅助支撑、三个气囊式气缸、支架、气源，气体管路和控制器，所述三个气囊式气缸成等腰三角形排布在底座上，所述辅助支撑安装在底座上，所述支架的底部与三个气囊式气缸的顶部连接，所述辅助支撑位于支架的下方，所述气源与气囊式气缸的进气口通过气体管路连接，所述气源与气囊式气缸的排气口通过气体管路连接，所述气源与气囊式气缸的进气口之间设置有电磁阀，所述气源与气囊式气缸排气口之间设置有电磁阀，所述控制器的控制信号输出端与电磁阀的信号输入端连接。

进一步的是，所述辅助支撑位于支架的质心的正下方。

进一步的是，所述辅助支撑上设置有缓冲垫。

进一步的是，所述支架上设置有陀螺仪，所述陀螺仪的信号输出端与控制器的信号输入端连接。

进一步的是，所述辅助支撑底部设置有安装侧翼，所述安装侧翼上设置有安装孔。

进一步的是，所述底座上设置有限位槽，所述气囊式气缸上设置有定位凸台，所述定位凸台嵌入限位槽中。

本实用新型的有益效果是：本申请将三个气囊式气缸成等腰三角形排布在底座上。这样在转动时两个方向的转动轴均位于三个气囊式气缸之间，平台在运动时的倾覆力矩小，不容易出现倾翻的情况。因此本申请只需要三个气囊式气缸就可以实现三个自由度的稳定运行，在简化结构，节省空间，降低平台运动控制算法的同时，为体验者带来了更加丰富的动态摸拟，使平台对场景的仿真更加逼真。本申请还在支架的下方设置了辅助支撑，辅助支撑固设在底座上，当气囊全部处于放气装态时，支架由辅助支撑承载，对气囊起保护作用，避免因设备和体验者的重力压坏空载气囊。

附图说明

图1是本申请的装置组装图；

图2是本申请的装置爆炸图；

图3是本申请的控制原理图；

图4是本申请的装置平面排布图；

图5是本申请的前后旋转原理图；

图6是本申请的左右旋转原理图；

图7是本申请的升降原理图；

图中标记为：底座1，辅助支撑2，气囊式气缸3，支架4，缓冲垫5，气体管路6，控制器7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示的三气囊VR气动平台，包括底座1、辅助支撑2、三个气囊式气缸3、支架4、气源，气体管路6和控制器7，所述三个气囊式气缸3成等腰三角形排布在底座1上，所述辅助支撑2安装在底座1上，所述支架4的底部与三个气囊式气缸3的顶部连接，所述辅助支撑2位于支架4的下方，所述气源与气囊式气缸3的进气口通过气体管路6连接，所述气源与气囊式气缸3的排气口通过气体管路6连接，所述气源与气囊式气缸3的进气口之间设置有电磁阀，所述气源与气囊式气缸3排气口之间设置有电磁阀，所述控制器7的控制信号输出端与电磁阀的信号输入端连接。其中底座1作为本平台的安装基础，用于安装和支撑其它零部件，使用时可将底座1与地面固定。三个气囊式气缸3通过充气或者放气来改变各个气囊式气缸3的高度，从而驱动支架4升降或者转动。支架4上方固定安装承载体验者的平台。气源为三个气囊式气缸3提供压力气体。控制器7通过控制电磁阀的开闭来控制气囊式气缸3的充气量和放气量。为了使三个气囊式气缸3更能够驱动支架4稳定的进行，三个气囊式气缸3成等腰三角形排布在底座1上，其中，两个分布于平台的左后、右后位置，一个分布于平台的正前方。如图5、图6和图7所示，具体运行过程为当后面两个气囊充气，前面一个气囊放气时，设备实现前倾，反之设备后倾；当前面气囊保持气压，而后面两个分别一个充气一个放气时，设备实现左右倾；当三个气囊同步充气或放气时，设备实现上升或下降。这样在转动时两个方向的转动轴均位于三个气囊式气缸3之间，平台在运动时的倾覆力矩小，不容易出现倾翻的情况。因此本申请只需要三个气囊式气缸3就可以实现三个自由度的稳定运行，在简化结构，节省空间，降低平台运动控制算法的同时，为体验者带来了更加丰富的动态模拟，使平台对场景的仿真更加逼真。本申请还在支架4的下方设置了辅助支撑2，辅助支撑2固设在底座1上，当气囊全部处于放气装态时，支撑点略高于气囊的最低高度，对气囊起保护作用，避免因设备和体验者的重力压坏空载气囊。

为了更好地支撑起支架4，本申请将辅助支撑2设置在支架4的质心的正下方，这样当气囊全部处于放气时，辅助支撑2刚好在支架4质心同时也是支架4的重心位置对支架4进行支撑，这时支架4的重力方向刚好通过辅助支撑2，支架4不会因为自重而产生翻转的力矩，使支架4能够安全的放置在辅助支撑2上。

为了使气囊当气囊全部处于放气装态时，支架4能够平缓的落在辅助支撑2上，本申请在辅助支撑2上设置了缓冲垫5，使支架4与辅助支撑2接触时能够得到良好的缓冲。

本申请还在支架4上设置有陀螺仪，所述陀螺仪的信号输出端与控制器7的信号输入端连接。支架4内置陀螺仪将平台的高度和姿态信息例如z轴的升降和x,y方向的倾斜信号同时反馈给控制器7，以便作出相应的修正补偿，从而精准模拟平台随地面的升降、倾斜和颠簸。

为了便于安装，本申请在辅助支撑2底部设置有安装侧翼，所述安装侧翼上设置有安装孔。这样辅助支撑2可以通过两侧的安装侧翼与底座1固定连接。

为了保证气囊式气缸3安装的准确性，本申请在底座1上设置有限位槽，所述气囊式气缸3上设置有定位凸台，所述定位凸台嵌入限位槽中。这样通过限位槽与凸台的配合可以在安装时准确确定气囊式气缸3与定位凸台的相对位置，从而使运动控制更加准确。

Claims (6)

1.三气囊VR气动平台，其特征在于：包括底座(1)、辅助支撑(2)、三个气囊式气缸(3)、支架(4)、气源、气体管路(6)和控制器(7)，所述三个气囊式气缸(3)成等腰三角形排布在底座(1)上，所述辅助支撑(2)安装在底座(1)上，所述支架(4)的底部与三个气囊式气缸(3)的顶部连接，所述辅助支撑(2)位于支架(4)的下方，所述气源与气囊式气缸(3)的进气口通过气体管路(6)连接，所述气源与气囊式气缸(3)的排气口通过气体管路(6)连接，所述气源与气囊式气缸(3)的进气口之间设置有电磁阀，所述气源与气囊式气缸(3)排气口之间设置有电磁阀，所述控制器(7)的控制信号输出端与电磁阀的信号输入端连接。

2.如权利要求1所述的三气囊VR气动平台，其特征在于：所述辅助支撑(2)位于支架(4)的质心的正下方。

3.如权利要求1所述的三气囊VR气动平台，其特征在于：所述辅助支撑(2)上设置有缓冲垫(5)。

4.如权利要求1或2所述的三气囊VR气动平台，其特征在于：所述支架(4)上设置有陀螺仪，所述陀螺仪的信号输出端与控制器(7)的信号输入端连接。

5.如权利要求1所述的三气囊VR气动平台，其特征在于：所述辅助支撑(2)底部设置有安装侧翼，所述安装侧翼上设置有安装孔。

6.如权利要求1或2所述的三气囊VR气动平台，其特征在于：所述底座(1)上设置有限位槽，所述气囊式气缸(3)上设置有定位凸台，所述定位凸台嵌入限位槽中。