CN209708353U - 三屏交互的增强现实游戏训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了种三屏交互的增强现实游戏训练装置，包括水平背幕、垂直背幕、倾斜立幕滑动机构、设置在所述倾斜立幕滑动机构上的倾斜立幕及设置在所述倾斜立幕背面的摄像头与手势控制模块。本实用新型采用虚实融合的显示方式提高了学生互动训练的兴趣，装置中集成了若干虚拟模型和场景，无需配备各类实体模型和场景，节约了成本；本实用新型采用触摸屏和外置手势控制等多种方式的人机交互手段与虚拟训练场景进行交互，增加了趣味性；本实用新型通过设置倾斜立幕滑动机构，能实现倾斜立幕位置的方便调节，利于进行使用；本实用新型结构简单，使用方便，训练学生效果好，具有很好的推广应用前景。

Description

三屏交互的增强现实游戏训练装置

技术领域

本实用新型涉及教育领域，特别涉及一种三屏交互的增强现实游戏训练装置。

背景技术

随着教育条件的改善，寓教于乐的需求和比例越来越大，与此相关的教育训练设备也得到了极大的发展。一般情况下，学生使用传统课本和视频影像进行学习。

由于传统课本的内容是静态的，而视频影像通常是2D的，学生往往不能和学习事物进行互动，无法对学习事物有完整的认识。对于某些注意力不集中的学生来说，被动学习的效果不显著。

因此需要通过互动方式提升学生的学习积极性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种三屏交互的增强现实游戏训练装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种三屏交互的增强现实游戏训练装置，包括水平背幕、垂直背幕、倾斜立幕滑动机构、设置在所述倾斜立幕滑动机构上的倾斜立幕及设置在所述倾斜立幕背面的摄像头与手势控制模块。

优选的是，所述倾斜立幕背面设置有摄像头调节机构，所述摄像头设置在所述摄像头调节机构上，以实现摄像头位置的调节。

优选的是，还包括电脑主机，所述电脑主机中内嵌有游戏训练模块和训练结果评估模块。

优选的是，所述水平背幕和垂直背幕用于拼接显示游戏互动背景，游戏互动背景为不同虚拟训练场景的标志物，且游戏互动背景可进行切换，游戏训练模块针对不同的游戏互动背景导入相应的虚拟三维模型和场景；所述水平背幕、垂直背幕和倾斜立幕之间形成肢体活动区，所述摄像头用于采集水平背幕和垂直背幕显示的游戏互动背景和肢体活动区的肢体活动视频；所述倾斜立幕用于显示游戏互动背景、肢体活动和虚拟三维模型相叠加后形成的虚拟训练场景。

优选的是，所述倾斜立幕为触摸控制屏，所述倾斜立幕可滑动设置在倾斜立幕滑动机构上，以实现倾斜立幕位置的调节。

优选的是，还包括安装框架，所述水平背幕和垂直背幕均设置在所述安装框架上，所述倾斜立幕通过所述倾斜立幕滑动机构设置在所述安装框架上。

优选的是，所述倾斜立幕滑动机构包括可滑动设置在所述安装框架上的垂直滑杆、可滑动设置在所述垂直滑杆顶端的倾斜滑杆及设置在所述垂直滑杆上的锁紧机构；

所述垂直滑杆顶部具有倾斜面，所述倾斜滑杆可在垂直滑杆顶部沿倾斜方向滑动，所述倾斜立幕固接在所述倾斜滑杆上。

优选的是，所述垂直滑杆内部具有空腔，所述锁紧件包括设置在所述垂直滑杆内部的空腔中且与所述垂直滑杆的内壁连接的支柱、可旋转连接于所述支柱上的竖板、连接于所述竖板一端的连杆、设置于所述连杆另一端的拉块、连接于所述竖板另一端的锁紧块及连接于所述拉块和垂直滑杆的外壁之间的弹簧。

优选的是，所述垂直滑杆的外壁上分别开设有供所述连杆和锁紧块伸出的第一开孔和第二开孔。

优选的是，所述锁紧块的外端设置有弧形弹片，所述弧形弹片上设置有软胶凸粒。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型采用虚实融合的显示方式提高了学生互动训练的兴趣，装置中集成了若干虚拟模型和场景，无需配备各类实体模型和场景，节约了成本；

2)本实用新型采用触摸屏和外置手势控制等多种方式的人机交互手段与虚拟训练场景进行交互，增加了趣味性；

3)本实用新型通过设置倾斜立幕滑动机构，能实现倾斜立幕位置的方便调节，利于进行使用；

本实用新型结构简单，使用方便，训练学生效果好，具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的三屏交互的增强现实游戏训练装置的结构示意图；

图2为本实用新型的三屏交互的增强现实游戏训练装置的另一个视角的结构示意图；

图3为本实用新型的倾斜立幕滑动机构的结构示意图；

图4为本实用新型的锁紧机构的结构示意图；

图5为本实用新型的倾斜滑杆的结构示意图。

附图标记说明：

1—水平背幕；2—垂直背幕；3—倾斜立幕；4—摄像头；5—电脑主机；6—倾斜立幕滑动机构；7—摄像头调节机构；8—手势控制模块；9—肢体活动区；10—安装框架；11—垂直滑杆；12—倾斜滑杆；13—锁紧机构；14—空腔；15—支柱；16—竖板；17—连杆；18—拉块；19—锁紧块；20—弹簧；21—第一开孔；22—第二开孔；23—弧形弹片；24—滑槽；25—转轴。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-5所示，本实施例的一种三屏交互的增强现实游戏训练装置，包括水平背幕1、垂直背幕2、倾斜立幕滑动机构6、设置在倾斜立幕滑动机构6上的倾斜立幕3、设置在倾斜立幕3背面的摄像头4与手势控制模块8、电脑主机5。电脑主机5中内嵌有游戏训练模块和训练结果评估模块，游戏训练模块用于对训练过程进行控制与指导，训练结果评估模块用于对训练结果评估模块

水平背幕1和垂直背幕2用于拼接显示游戏互动背景，游戏互动背景为虚拟三维模型和场景，且游戏互动背景可进行切换，导入不同的虚拟模型和场景；水平背幕1、垂直背幕2和倾斜立幕3之间形成肢体活动区9，与虚拟训练场景进行交互。摄像头4用于采集水平背幕1和垂直背幕2显示的游戏互动背景和肢体活动区9的肢体活动视频；倾斜立幕3用于显示游戏互动背景、肢体活动和虚拟三维模型相叠加后形成的虚拟训练场景，实现虚实融合。

手势控制模块8用于使用者与虚拟训练场景进行交互。倾斜立幕3背面设置有摄像头调节机构7，摄像头4设置在摄像头调节机构7上，以实现摄像头4位置的调节。水平背幕1、垂直背幕2为触摸控制屏，用于使用者与虚拟训练场景进行交互。倾斜立幕3可滑动设置在倾斜立幕滑动机构6上，以实现倾斜立幕3位置的调节。

该装置还包括安装框架10，水平背幕1和垂直背幕2均设置在安装框架10上，倾斜立幕3通过倾斜立幕滑动机构6设置在安装框架10上。

倾斜立幕滑动机构6包括可滑动设置在安装框架10上的垂直滑杆11、可滑动设置在垂直滑杆11顶端的倾斜滑杆12及设置在垂直滑杆11上的锁紧机构13；倾斜滑杆12上开设滑槽24，垂直滑杆11顶部插入滑槽24内。垂直滑杆11顶部具有倾斜面，倾斜滑杆12可在垂直滑杆11顶部沿倾斜方向滑动，倾斜立幕3固接在倾斜滑杆12上。垂直滑杆11可在安装框架10上滑动，从而能调节倾斜立幕3与垂直背幕2之间的水平距离；倾斜滑杆12可在垂直滑杆11沿倾斜方向滑动，从而能调节倾斜立幕3在垂直滑杆11上的位置，能方便调节倾斜立幕3水平方向和垂直方向的位置。

在一种实施例中，参照图3和图4，垂直滑杆11内部具有空腔14，锁紧件包括设置在垂直滑杆11内部的空腔14中且与垂直滑杆11的内壁连接的支柱15、可旋转连接于支柱15上的竖板16、连接于竖板16一端的连杆17、设置于连杆17另一端的拉块18、连接于竖板16另一端的锁紧块19及连接于拉块18和垂直滑杆11的外壁之间的弹簧20。垂直滑杆11的外壁上分别开设有供连杆17和锁紧块19伸出的第一开孔21和第二开孔22。锁紧块19的外端设置有弧形弹片23，弧形弹片23上设置有软胶凸粒。锁紧块19通过外端的弧形弹片23压紧滑槽24的侧壁，使两者贴合紧密，锁紧更牢固，同时使锁紧块19与紧滑槽24的侧壁柔性接触，防止锁紧块19被损坏；软胶凸粒能增大与侧壁间的摩擦力，利于锁紧。支柱15与竖板16可通过转轴25或其他旋转连接件连接。

锁紧件用于实现倾斜滑杆12在垂直滑杆11上的锁紧，具体的，参照图参照图图4(为图3中侧视方向的锁紧件的局部剖视图)，使用时，需调节倾斜立幕3位置时，先外拉拉块18，通过连杆17带动竖板16的下端向右移动，在支柱15的支点作用下，竖板16的上端向左移动，带动锁紧块19向左运动，从滑槽24的侧壁上脱离，并收入空腔14中；然后来回推动倾斜滑杆12，使其在垂直滑杆11上沿斜面滑动，调整好倾斜立幕3在垂直滑杆11上的设置位置；再松开拉块18，在弹簧20的拉力作用下，拉块18向左移动，带动竖板16的下端向左移动，使竖板16的上端向右移动，带动锁紧块19向右运动从第二开孔22伸出空腔14，并贴压在倾斜滑杆12的滑槽24的侧壁上，锁紧倾斜滑杆12，使其保持固定。还可推动垂直滑杆11在安装框架10上滑动，配合调整好倾斜立幕3的位置。

本实用新型可主要用于供学生进行游戏互动训练学习，将学习教程融入到虚拟场景中以游戏的方式进行，从而提升学生的学习积极性。

在一种实施例中，将本实用新型的三屏交互的增强现实游戏训练装置其进行游戏学习训练的工作流程为：

1)启动电脑主机5，通过摄像头4调节结构调整摄像头4的拍摄区域，使得肢体活动区9处于摄像头4视角中心；

2)通过倾斜立幕滑动机构6调节倾斜立幕3与学生之间的距离至合适范围，以便于学生观看；

3)运行游戏训练模块，游戏互动背景模块通过水平背幕1和垂直背幕2拼接显示游戏互动背景，学生将肢体置于肢体活动区9，摄像头4采集水平背幕1和垂直背幕2拼接显示的游戏互动背景和肢体活动视频并传输至游戏训练模块；

4)倾斜立幕3显示虚拟三维模型和场景与摄像头4捕捉的游戏互动背景和肢体活动视频叠加形成的虚实融合的虚拟训练场景，同时还显示训练教程，学生根据训练教程与虚拟训练场景进行交互操作，进行游戏互动训练学习，完成训练课程；其中，学生可通过具有触摸控制功能的水平背幕1、垂直背幕2或外置的手势控制模块8与倾斜立幕3显示的虚拟训练场景进行交互。

5)训练结果评估模块学生的训练学习结果进行量化评估。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，包括水平背幕、垂直背幕、倾斜立幕滑动机构、设置在所述倾斜立幕滑动机构上的倾斜立幕及设置在所述倾斜立幕背面的摄像头与手势控制模块。

2.根据权利要求1所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，所述倾斜立幕背面设置有摄像头调节机构，所述摄像头设置在所述摄像头调节机构上，以实现摄像头位置的调节。

3.根据权利要求1所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，还包括电脑主机，所述电脑主机中内嵌有游戏训练模块和训练结果评估模块。

4.根据权利要求1所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，所述水平背幕和垂直背幕用于拼接显示游戏互动背景；所述水平背幕、垂直背幕和倾斜立幕之间形成肢体活动区，所述摄像头用于采集水平背幕和垂直背幕显示的游戏互动背景和肢体活动区的肢体活动视频；所述倾斜立幕用于显示游戏互动背景、肢体活动和虚拟三维模型相叠加后形成的虚拟训练场景。

5.根据权利要求1所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，所述水平背幕、垂直背幕和倾斜立幕均为触摸控制屏，所述倾斜立幕可滑动设置在倾斜立幕滑动机构上，以实现倾斜立幕位置的调节。

6.根据权利要求1所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，还包括安装框架，所述水平背幕和垂直背幕均设置在所述安装框架上，所述倾斜立幕通过所述倾斜立幕滑动机构设置在所述安装框架上。

7.根据权利要求6所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，所述倾斜立幕滑动机构包括可滑动设置在所述安装框架上的垂直滑杆、可滑动设置在所述垂直滑杆顶端的倾斜滑杆及设置在所述垂直滑杆上的锁紧机构；

所述垂直滑杆顶部具有倾斜面，所述倾斜滑杆可在垂直滑杆顶部沿倾斜方向滑动，所述倾斜立幕固接在所述倾斜滑杆上。

8.根据权利要求7所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，所述垂直滑杆内部具有空腔，所述锁紧机构包括设置在所述垂直滑杆内部的空腔中且与所述垂直滑杆的内壁连接的支柱、可旋转连接于所述支柱上的竖板、连接于所述竖板一端的连杆、设置于所述连杆另一端的拉块、连接于所述竖板另一端的锁紧块及连接于所述拉块和垂直滑杆的外壁之间的弹簧。

9.根据权利要求8所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，所述垂直滑杆的外壁上分别开设有供所述连杆和锁紧块伸出的第一开孔和第二开孔。

10.根据权利要求9所述的三屏交互的增强现实游戏训练装置，其特征在于，所述锁紧块的外端设置有弧形弹片，所述弧形弹片上设置有软胶凸粒。