CN209401179U - 虚拟现实体感式训练装备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种虚拟现实体感式训练装备，涉及训练设备。该训练装备包括交互座椅和虚拟现实设备。交互座椅固定在地面处，用于使用者乘坐。虚拟现实设备固定在所述交互座椅处，用于为佩戴其的使用者展示三维虚拟场景，以在所述三维虚拟场景下展开各项培训，所述虚拟现实设备包括VR头盔。本申请的虚拟现实体感式训练装备，适用于企业现场不同工种的员工，使用者坐在交互座椅上，通过佩戴虚拟现实设备沉浸在三维虚拟环境中，在虚拟场景中展开各项培训，从而满足标准化员工的行为和提高员工应急处理能力的需求。

Description

虚拟现实体感式训练装备

技术领域

本申请涉及训练设备，特别是涉及一种虚拟现实体感式训练装备。

背景技术

随着科技的发展，安全事故呈现出大规模、高损失的特点，据统计，70％以上的事故是人的不安全行为导致的，对职工进行培训，提高其日常工作能力和处理事故的能力，这能够最大可能的减少安全生产事故发生的可能性。

基于经费、人员安全、场所、时间、技术等多方面的考虑，现有的培训都是常规的集中式的理论培训，然而单纯的理论培训无法满足标准化员工的行为和提高员工应急处理能力的需求。

而虚拟现实技术是一个能够把真实世界的信息“零”距离呈现的新技术，它通过计算机技术进行三维建模、引擎开发、交互设计等一系列操作，把真实世界的场景、复杂的数据等内容进行可视化操作，从而形成一个三维空间的虚拟世界，提供使用者有关视觉、听觉、触觉等感官体验的模拟。其近乎1:1还原真实场景，让使用者能够实时观察三维空间内的事物，产生身临其境的感觉。

因此，亟需研制出一种能够在虚拟场景中展开各项培训的培训设备。

实用新型内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种虚拟现实体感式训练装备，包括：

交互座椅，固定在地面处，用于使用者乘坐；和

虚拟现实设备，固定在所述交互座椅处，用于为佩戴其的使用者展示三维虚拟场景，以在所述三维虚拟场景下展开各项培训，所述虚拟现实设备包括VR头盔。

可选地，所述虚拟现实设备还包括控制装置，所述控制装置用于将所述VR头盔固定安装在所述交互座椅处，并实现所述VR头盔的位置及朝向的调整。

可选地，所述控制装置包括：

水平调节机构，与所述交互座椅固定连接，可带动所述VR头盔沿水平方向前后移动，以调整所述VR头盔的水平位置；

垂直调节机构，与所述水平调节机构固定相连，可带动所述VR头盔沿垂直方向上下移动，以调整所述VR头盔的垂直位置；和

调节件，与所述垂直调节机构及所述VR头盔固定相连，可带动所述VR头盔沿任意方向转动，以调整所述VR头盔的朝向。

可选地，所述水平调节机构包括水平杆及安装在其上的水平电动推杆，所述水平电动推杆与所述垂直调节机构相连，以带动所述垂直调节机构相对所述水平杆前后移动。

可选地，所述垂直调节机构包括垂直杆及安装在其上的垂直电动推杆，所述垂直杆与所述水平电动推杆相连，所述垂直电动推杆与所述调节件相连，以带动所述调节件相对所述垂直杆上下移动。

可选地，所述调节件为万向轴。

可选地，所述控制装置包括控制器，所述控制器上具有对应于所述水平调节机构、所述垂直调节机构及所述调节件的控制按键。

可选地，所述的虚拟现实体感式训练装备，还包括虚拟显示设备，用于呈现使用者即将体验的场景。

可选地，所述交互座椅包括：

底座，安装在地面上，以支撑其他零部件；和

座椅本体，固定在所述底座上，用于所述使用者乘坐。

可选地，所述底座下方安装有六个气缸，使得底座与所述六个气缸形成六自由度平台，以形成感官体验。

本申请的虚拟现实体感式训练装备，适用于企业现场不同工种的员工，使用者坐在交互座椅上，通过佩戴虚拟现实设备沉浸在三维虚拟环境中，在虚拟场景中展开各项培训，从而满足标准化员工的行为和提高员工应急处理能力的需求。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的虚拟现实体感式训练装备的示意性结构图；

图2是图1所示底座的示意性结构图。

图中各符号表示含义如下：

100虚拟现实体感式训练装备，

10交互座椅，11底座，12座椅本体，13气缸，

20虚拟现实设备，

21VR头盔，

22控制装置，

221水平调节机构，222水平杆，223水平电动推杆，

224垂直调节机构，225垂直杆，226垂直电动推杆，

227调节件，

228控制器，

30虚拟显示设备，

40手持控制器，

50安全带。

具体实施方式

事故的发生主要有人的不安全行为、物的不安全状态和管理缺陷等因素造成，人作为变化最大的一个环节，对员工进行培训，减少人因失误是减少事故发生概率和严重程度的重要途径之一。然而，诸多行业工作环境相对恶劣，存在着高温、粉尘、噪音等众多不利因素，在现场进行人员培训是不现实的。如果能在培训中引入虚拟现实体感式的训练装备，通过计算机技术创建构建虚拟培训三维场景，将理论培训和现场操作融为一体，让使用者以最舒适的状态沉浸在虚拟环境中，体验企业现场不同工种的操作及其包含的理论知识。

图1是根据本申请一个实施例的虚拟现实体感式训练装备的示意性结构图。

图2是图1所示底座的示意性结构图。

如图1所示，一种虚拟现实体感式训练装备100，一般性可以包括：交互座椅10和虚拟现实设备20。交互座椅10固定在地面处，用于使用者乘坐。虚拟现实设备20固定在所述交互座椅10处，用于为佩戴其的使用者展示三维虚拟场景，以在所述三维虚拟场景下展开各项培训，所述虚拟现实设备20包括VR头盔21。

其中，VR头盔21为现有技术。目前，较为先进的VR头盔有culus Rift、HTC vive以及索尼PS VR。

本申请的虚拟现实体感式训练装备100，适用于企业现场不同工种的员工。通过本申请在培训中引入虚拟现实技术，使用者即员工坐在交互座椅10上，通过佩戴虚拟现实设备20沉浸在三维虚拟环境中，在虚拟场景中展开各项培训，使得员工能够了解现场的布局，学习整体工艺流程。针对具体的岗位，近距离了解相关设备。还可以动手操作，体验不同的操作带来的后果以及不同的事故发生时的应急处置措施，如果是由于员工的不当操作引起的事故，这次培训将在员工心中留下深刻的印象，避免真实的工作中出现同样的问题，同时事故发生时，员工可以根据系统指示，明确不同事故采取的应急措施和疏散路线，有助于减少真实事故发生时的人身伤亡和财产损失，从而提高员工的安全意识，丰富员工经验，从而满足标准化员工的行为和提高员工应急处理能力的需求。可见本申请能够在保证员工人身安全的前提下提高员工的操作技能和安全意识，对培训效率的提高起到积极的影响。

此外，本申请中交互座椅10和VR头盔21合二为一，佩戴方便，且不需要拆卸。

此外，要达到标准化操作，需要进行长时间的培训，尤其有的项目一旦进行无法中断，VR头盔21自身有一定的重量，长时间佩戴可能导致脖子酸疼等现象，甚至有的VR头盔21前端过沉，使用者需要用手扶着才能进行体验，极大的影响了使用者的状态。而本申请通过将VR头盔21固定在交互座椅10上，VR头盔21的重量由交互座椅10承担，无需使用者负担VR头盔21的重量，因而减少了因头盔太沉和长时间佩戴等原因给使用者头部带来的不适。

此外，本申请的虚拟现实体感式训练装备100构成部件固定，操作的简洁，使用方便，在第一次使用前调试完成即可使用，减少了每次使用前的准备工作。

进一步地，本实施例中，所述虚拟现实设备20还包括控制装置22，所述控制装置22用于将所述VR头盔21固定安装在所述交互座椅10处，并实现所述VR头盔21的位置及朝向的调整，以保证视角的舒适度，确保使用者能以最舒适的方式佩戴虚拟交互设备，以便使用者能够以最舒适的状态接受培训。

优选地，控制装置22控制VR头盔21的朝向虚拟显示设备30放置在交互座椅10的正前方，提供使用者最佳的观感体验。

本实施例中，所述控制装置22包括：水平调节机构221、垂直调节机构224和调节件227。水平调节机构221与所述交互座椅10固定连接，可带动所述VR头盔21沿水平方向前后移动，以调整所述VR头盔21的水平位置。垂直调节机构224与所述水平调节机构221固定相连，可带动所述VR头盔21沿垂直方向上下移动，以调整所述VR头盔21的垂直位置。调节件227与所述垂直调节机构224及所述VR头盔21固定相连，可带动所述VR头盔21沿任意方向转动，以调整所述VR头盔21的朝向。

本实施例中，所述水平调节机构221包括水平杆222及安装在其上的水平电动推杆223，所述水平电动推杆223与所述垂直调节机构224相连，以带动所述垂直调节机构224相对所述水平杆222前后移动。当然，在其他实施例中，水平调节机构221还可以是皮带传动机构、滑轨滑块机构、链轮链条传动机构等能够实现往返直线运动的任何机构。

本实施例中，所述垂直调节机构224包括垂直杆225及安装在其上的垂直电动推杆226，所述垂直杆225与所述水平电动推杆223相连，所述垂直电动推杆226与所述调节件227相连，以带动所述调节件227相对所述垂直杆225上下移动。当然，在其他实施例中，垂直调节机构224还可以是皮带传动机构、滑轨滑块机构、链轮链条传动机构等能够实现往返直线运动的任何机构。

本实施例中，所述调节件227为万向轴。当然，在其他实施例中，调节件227可以是任何能够实现围绕垂直方向转动的任何机构。

更具体地，所述控制装置22包括控制器228，所述控制器228上具有对应于所述水平调节机构221、所述垂直调节机构224及所述调节件227的控制按键。进一步地，所述控制器228安装在所述交互座椅10的一侧。

进一步地，所述的虚拟现实体感式训练装备100，还包括虚拟现实设备20，用于呈现使用者即将体验的场景。通过上述虚拟现实设备20能够呈现使用者即将体验的场景，有助于使用者从真实场景向虚拟三维场景的顺利过渡，能够将员工在虚拟环境中的情景呈现在立体环幕上，便于查看员工培训时的行为，有助于判断员工的工作能力和了解培训进展。能够向周围人展示使用者经历的场景和做出的反应。

本实施例中，虚拟显示设备30包括120°立体环幕，通过立体支架固定在地面，它能够预先呈现企业现场的大致布局图，帮助使用者尽快适应向虚拟三维空间的转换，在使用者进入状态后把使用者身处的环境和每一步的操作呈现给周围人，便于周围人了解使用者的培训情景和过程中遇到的问题。

本实施例中，所述交互座椅10包括：底座11和座椅本体12。底座11安装在地面上，以支撑其他零部件。座椅本体12固定在所述底座11上，用于所述使用者乘坐。

更具体地，交互座椅10主要为身高110cm-200cm之间、体重在100kg以下的使用者提供视觉、嗅觉等方面的感官交互与固定调节控制机构的作用。进一步地，所述底座11下方安装有六个气缸13，使得底座11与所述六个气缸13形成六自由度平台，以形成重感、移动、震动、旋转等多种感官体验。其中，六个气缸13形成六自由度平台为现有技术，本例中针对此结构不再赘述。

更具体地，本实施例中，虚拟现实体感式训练装备100还包括手持控制器40，使用者通过手持控制器40建立与虚拟场景之间的交互，实现人机交互功能，根据提前设置的脚本实现培训项目的选择和各类功能的触发。

虚拟现实体感式训练装备100能够使提供使用者感官上的真实体验使其沉浸在虚拟环境之中，并实现使用者与训练设备之间的交互。

进一步地，VR头盔21上带有耳机，能提高虚拟现场带给用户的真实感，以增加听觉感知。在不进行培训时，耳机可以旋转至水平方向与VR头盔21叠加在一起，方便下一次使用者佩戴。

进一步地，虚拟现实体感式训练装备100还包括安全带60，布置在交互座椅10的座椅本体12内。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，包括：

交互座椅，固定在地面处，用于使用者乘坐；和

虚拟现实设备，固定在所述交互座椅处，用于为佩戴其的使用者展示三维虚拟场景，以在所述三维虚拟场景下展开各项培训，所述虚拟现实设备包括VR头盔，所述VR头盔固定在交互座椅上；

所述虚拟现实设备还包括控制装置，所述控制装置用于将所述VR头盔固定安装在所述交互座椅处，并实现所述VR头盔的位置及朝向的调整；

所述控制装置包括：

水平调节机构，与所述交互座椅固定连接，可带动所述VR头盔沿水平方向前后移动，以调整所述VR头盔的水平位置；

垂直调节机构，与所述水平调节机构固定相连，可带动所述VR头盔沿垂直方向上下移动，以调整所述VR头盔的垂直位置；和

调节件，与所述垂直调节机构及所述VR头盔固定相连，可带动所述VR头盔沿任意方向转动，以调整所述VR头盔的朝向。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，所述水平调节机构包括水平杆及安装在其上的水平电动推杆，所述水平电动推杆与所述垂直调节机构相连，以带动所述垂直调节机构相对所述水平杆前后移动。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，所述垂直调节机构包括垂直杆及安装在其上的垂直电动推杆，所述垂直杆与所述水平电动推杆相连，所述垂直电动推杆与所述调节件相连，以带动所述调节件相对所述垂直杆上下移动。

4.根据权利要求1所述的虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，所述调节件为万向轴。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，所述控制装置包括控制器，所述控制器上具有对应于所述水平调节机构、所述垂直调节机构及所述调节件的控制按键。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，还包括虚拟显示设备，用于呈现使用者即将体验的场景。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，所述交互座椅包括：

底座，安装在地面上，以支撑座椅本体及所述VR头盔；和

座椅本体，固定在所述底座上，用于所述使用者乘坐。

8.根据权利要求7所述的虚拟现实体感式训练装备，其特征在于，所述底座下方安装有六个气缸，使得底座与所述六个气缸形成六自由度平台，以形成感官体验。