CN219141633U - 一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，包括壳体，在所述壳体的上下两端分别设有入套固定桩与端盖，在所述入套固定桩的中心设有天线，在所述入套固定桩与端盖之间的壳体内依次设置有第一安装槽、第二安装槽与第三安装槽，在所述第一安装槽内装设有电池，在所述第二安装槽内装设有震动马达，在所述第三安装槽内装设有控制电路板；所述控制电路板包括微控制器与六轴惯性测量单元，所述触摸感应单元与六轴惯性测量单元连接至所述微控制器的输入端组，所述微控制器的输出端与所述震动马达电连接，所述微控制器还通过无线通信单元与所述天线相连。训练过程可感知、训练效果可量化，实现了快速模拟训练。

Description

一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍

技术领域

本实用新型涉及到警务训练器具技术领域，具体涉及一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍。

背景技术

警械中的警棍是警察在执行公务时必备的警用器械，警棍使用是警务人员必备的技能。日常训练中，存在对警棍训练不足的情况。对于最近几年兴起的虚拟现实警务训练，如果采用常规的警棍，在使用时容易出现人员的受伤，导致其训练效率低，而且在虚拟训练内容中难以记录实时训练状态，无法通过科学的数据与规划制定最合适的警棍训练方案以达到训练要求，影响训练效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，能够在虚拟现实内容中使训练过程可感知、训练效果可量化，实现快速模拟训练。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其关键在于：包括壳体，在所述壳体的上下两端分别设有入套固定桩与端盖，在所述入套固定桩的中心设有天线，在所述入套固定桩与端盖之间的壳体内依次设置有第一安装槽、第二安装槽与第三安装槽，在所述第一安装槽内装设有电池，在所述第二安装槽内装设有震动马达，在所述第三安装槽内装设有控制电路板，所述电池为控制电路板与震动马达供电；

所述控制电路板包括微控制器、触摸感应单元与六轴惯性测量单元，所述触摸感应单元与六轴惯性测量单元连接至所述微控制器的输入端组，所述微控制器的输出端与所述震动马达电连接，所述微控制器还通过无线通信单元与所述天线相连，以实现微控制器与远程终端之间的数据交互。

进一步的，所述壳体包括结构一致的第一半壳与第二半壳，所述第一半壳与第二半壳均设置有第一连接部、第二连接部、第三连接部以及第四连接部，所述第一半壳与第二半壳之间通过第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部与螺钉的配合固定连接，在所述第一连接部与壳体的上端面之间形成用于卡设所述入套固定桩的第一卡槽，在所述第一连接部与第二连接部之间形成所述第一安装槽，在所述第二连接部与第三连接部之间形成所述第二安装槽，在所述第三连接部、第四连接部之间形成所述第三安装槽，所述第一半壳与第二半壳的后端形成用于卡设所述端盖的第二卡槽。

进一步的，所述控制电路板包括电路板本体，在该电路板本体的左右两侧设置有配重块，在其中一个所述配重块上设置有第三卡槽，所述触摸感应单元设于该第三卡槽内。

进一步的，在所述配重块上开设有若干第一限位槽，在所述第一半壳与第二半壳上均形成有与所述第一限位槽限位配合的限位凸环。

进一步的，所述配重块的上端形成有与所述第三连接部相适应的凹槽，在所述配重块的下端形成有限位凸起，该限位凸起与所述第四连接部中间位置形成有的第二限位槽限位配合。

进一步的，在所述第三连接部与第四连接部之间的第一半壳、第二半壳上均设置有限位柱，所述配重块的中部形成有与所述限位柱相配合的限位孔。

进一步的，所述电路板本体上还固定有充电接口，该充电接口连接至电源管理单元的电源输入端，所述电源管理单元的电压输出端连接至所述电池，所述电源管理单元的控制端连接至所述微控制器，所述充电接口穿设于所述端盖上开设的充电孔内。

进一步的，所述电路板本体上还固定有开关按键单元，该开关按键单元穿设于所述端盖上开设的过孔内，所述开关按键单元连接至所述微控制器的开关信号输入端。

进一步的，所述壳体下部的握把处上设置有防滑纹，所述壳体的下端形成防脱凸环。

本实用新型的显著效果是：使用方便，操作简单，可以通过触摸感应单元检测仿真警棍是否有人员在使用，通过六轴惯性测量单元采集仿真警棍在使用时的加速度值，并通过震动马达配合虚拟现实进行振动，从而可以在虚拟现实内容中，使得训练过程可感知、训练效果可量化，实现了快速模拟训练。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的分解图；

图4是本实用新型的电路原理图。

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以及工作原理作进一步详细说明。

如图1-图3所示，一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，包括壳体10，在所述壳体10的上下两端分别设有入套固定桩20与端盖30，在所述入套固定桩20的中心设有天线40，在所述入套固定桩20与端盖30之间的壳体10内依次设置有第一安装槽50、第二安装槽60与第三安装槽70，在所述第一安装槽50内装设有电池80，在所述第二安装槽60内装设有震动马达90，在所述第三安装槽70内装设有控制电路板100与触摸感应单元110。

从图1还可以看出，所述壳体10下部的握把处上设置有防滑纹10a，所述壳体10的下端形成防脱凸环10b。

从图3可以看出，所述壳体10包括结构一致的第一半壳101与第二半壳102，所述第一半壳101与第二半壳102均设置有第一连接部103、第二连接部104、第三连接部105以及第四连接部106，所述第一半壳101与第二半壳102之间通过第一连接部103、第二连接部104、第三连接部105、第四连接部106与螺钉的配合固定连接，在所述第一连接部103与壳体10的上端面之间形成用于卡设所述入套固定桩20的第一卡槽107，在所述第一连接部103与第二连接部104之间形成所述第一安装槽50，在所述第二连接部104与第三连接部105之间形成所述第二安装槽60，在所述第三连接部105、第四连接部106之间形成所述第三安装槽，所述第一半壳101与第二半壳102的后端形成用于卡设所述端盖30的第二卡槽108。

本例中，所述控制电路板100包括电路板本体1001，在该电路板本体1001的左右两侧设置有配重块1002，在其中一个所述配重块1002上设置有第三卡槽1003，所述触摸感应单元110设于该第三卡槽1003内。

进一步的，在所述配重块1002上开设有若干第一限位槽1004，在所述第一半壳101与第二半壳102上均形成有与所述第一限位槽1004限位配合的限位凸环109；所述配重块1002的上端形成有与所述第三连接部105相适应的凹槽1005，在所述配重块1002的下端形成有限位凸起1006，该限位凸起1006与所述第四连接部106中间位置形成有的第二限位槽1010限位配合；在所述第三连接部105与第四连接部106之间的第一半壳101、第二半壳102上均设置有限位柱1011，所述配重块1002的中部形成有与所述限位柱1011相配合的限位孔1007。

通过上述的限位结构实现了对配重块1002在六个自由度上的限位安装，能够在确保仿真警棍具有常规警棍的握感前提下，避免配重块1002晃动而影响所述六轴惯性测量单元的检测结果的可靠性，从而使得训练过程可以被更准确的感知，训练效果也更好。

本例中，所述电路板本体1001上还固定有充电接口1008，该充电接口1008连接至电源管理单元的电源输入端，所述电源管理单元的电压输出端连接至所述电池80，所述充电接口1008穿设于所述端盖30上开设的充电孔内；所述电路板本体1001上还固定有开关按键单元1009，该开关按键单元1009穿设于所述端盖30上开设的过孔32内。

参见附图4，所述控制电路板100包括微控制器与六轴惯性测量单元，所述触摸感应单元110与六轴惯性测量单元连接至所述微控制器的输入端组，所述微控制器的输出端通过马达驱动单元与所述震动马达90电连接，所述微控制器还通过无线通信单元与所述天线40相连，以实现微控制器与远程终端之间的数据交互，所述电源管理单元的控制端连接至所述微控制器，所述开关按键单元1009连接至所述微控制器的开关信号输入端，所述电池80为上述各单元模块与震动马达90供电。

在具体实施时，本实施例采用单节18650锂电池供电，并可由充电接口1008进行充电，仿真警棍集成了锂电池充电和放电电路，使锂电池安全可靠的供电；所述微控制器采用工作频率为72MHz，ARM 32位的Cortex-M3核心，其具有运算速度快、功耗低等优势，负责仿真警棍的数据采集、运算处理等任务；

所述六轴惯性测量单元采用型号为MPU6050的加速度传感器，以采集仿真警棍在使用时的加速度值，用于判断仿真警棍使用是否正确；

所述触摸感应单元110位于仿真警棍的握把处，具有触摸识别功能，当手握住仿真警棍时，警棍会感知到；

所述无线通讯单元采用433MHz的无线传输方案，芯片使用SI4438，从而将将仿真警棍的运动信息、触摸感知信息等，通过报文上传至远程终端；也可以接受来自远程终端的震动指令下达；

所述远程终端利用六轴惯性测量单元的检测结果判断挥动警棍的力度，以判断警棍的使用是否正确；并通过触摸感知信息判断手是否握持警棍，结合VR内容，评判警员在遭遇警情时选用的警械是否正确；

在仿真警棍内部集成的震动马达90及马达驱动单元，可配合虚拟现实内容，在微控制器的控制指令(控制指令由微控制器在收到震动指令后生成)下由马达驱动单元驱动震动马达90进行震动，如开棍或击打时，警棍会产生各种不同的震动方式；

通过上述过程达到了模拟训练的效果，从而实现了在虚拟现实内容中，使得训练过程可感知、训练效果可量化，进而实现了快速模拟训练。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：包括壳体，在所述壳体的上下两端分别设有入套固定桩与端盖，在所述入套固定桩的中心设有天线，在所述入套固定桩与端盖之间的壳体内依次设置有第一安装槽、第二安装槽与第三安装槽，在所述第一安装槽内装设有电池，在所述第二安装槽内装设有震动马达，在所述第三安装槽内装设有控制电路板，所述电池为控制电路板与震动马达供电；

所述控制电路板包括微控制器、触摸感应单元与六轴惯性测量单元，所述触摸感应单元与六轴惯性测量单元连接至所述微控制器的输入端组，所述微控制器的输出端与所述震动马达电连接，所述微控制器还通过无线通信单元与所述天线相连，以实现微控制器与远程终端之间的数据交互。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：所述壳体包括结构一致的第一半壳与第二半壳，所述第一半壳与第二半壳均设置有第一连接部、第二连接部、第三连接部以及第四连接部，所述第一半壳与第二半壳之间通过第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部与螺钉的配合固定连接，在所述第一连接部与壳体的上端面之间形成用于卡设所述入套固定桩的第一卡槽，在所述第一连接部与第二连接部之间形成所述第一安装槽，在所述第二连接部与第三连接部之间形成所述第二安装槽，在所述第三连接部、第四连接部之间形成所述第三安装槽，所述第一半壳与第二半壳的后端形成用于卡设所述端盖的第二卡槽。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：所述控制电路板包括电路板本体，在该电路板本体的左右两侧设置有配重块，在其中一个所述配重块上设置有第三卡槽，所述触摸感应单元设于该第三卡槽内。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：在所述配重块上开设有若干第一限位槽，在所述第一半壳与第二半壳上均形成有与所述第一限位槽限位配合的限位凸环。

5.根据权利要求3所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：所述配重块的上端形成有与所述第三连接部相适应的凹槽，在所述配重块的下端形成有限位凸起，该限位凸起与所述第四连接部中间位置形成有的第二限位槽限位配合。

6.根据权利要求3-5任一项所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：在所述第三连接部与第四连接部之间的第一半壳、第二半壳上均设置有限位柱，所述配重块的中部形成有与所述限位柱相配合的限位孔。

7.根据权利要求3所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：所述电路板本体上还固定有充电接口，该充电接口连接至电源管理单元的电源输入端，所述电源管理单元的电压输出端连接至所述电池，所述电源管理单元的控制端连接至所述微控制器，所述充电接口穿设于所述端盖上开设的充电孔内。

8.根据权利要求3或7所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：所述电路板本体上还固定有开关按键单元，该开关按键单元穿设于所述端盖上开设的过孔内，所述开关按键单元连接至所述微控制器的开关信号输入端。

9.根据权利要求1-5或7任一项所述的基于虚拟现实增强的警务训练用仿真警棍，其特征在于：所述壳体下部的握把处上设置有防滑纹，所述壳体的下端形成防脱凸环。

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