CN220438888U - 一种大型虚拟现实交互娱乐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型虚拟现实交互娱乐装置，包括调节机构及交互组件；所述调节机构包括至少六个以同一个轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度连接作用于所述交互组件作万向角度调节；所述线性自由度的行程起始点相较于Y轴具有夹角；一、多维度自由度：本实用新型结合了多轴线性自由度和转动自由度，为用户提供更丰富的自由度，使其能够在虚拟环境中进行更自然、更多样化的头部和座椅运动，实现更真实、身临其境的体验。二、高精度与稳定性：通过使用伺服电机、传动带组件等高精度的驱动部件，本实用新型能够实现更准确、平稳的座椅运动，提供更真实和舒适的虚拟交互体验，避免了传统技术可能存在的运动模糊或不稳定的问题。

Description

一种大型虚拟现实交互娱乐装置

技术领域

本实用新型涉及娱乐交互技术领域，特别涉及一种大型虚拟现实交互娱乐装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)交互娱乐设备是一类技术产品，旨在为用户创造身临其境的沉浸式虚拟体验。这些设备通过结合高度先进的硬件和软件技术，使用户能够感受到仿佛置身于虚拟世界中的感觉。

VR头显(Headsets)：这是最常见的虚拟现实设备之一，戴在用户头部，将图像和声音传递给用户的视觉和听觉系统。头显通常包括高分辨率的显示屏、传感器(如陀螺仪、加速度计等)来跟踪头部的运动，以及耳机或扬声器以提供空间音效。用户可以通过头部运动在虚拟环境中自由看向不同的方向。这种VR系统配备了运动平台，使用户可以在虚拟环境中进行步行、奔跑、跳跃等运动。这进一步增强了身临其境的感觉，但也需要更大的物理空间和更昂贵的设备。

虚拟现实交互娱乐设备的关键是虚拟现实内容，包括游戏、沉浸式体验、教育应用、虚拟旅游等。这些内容是为了最大程度地利用VR技术的潜力，为用户提供娱乐和学习的机会。虚拟现实交互娱乐设备的发展迅速，不断涌现出新的技术和产品。它们已经在游戏、教育、医疗、艺术创作等领域得到广泛应用，为用户带来了前所未有的沉浸式体验。然而，虚拟现实技术仍在不断发展和改进中，未来可能会带来更多令人兴奋的创新。

但是，经过发明人长期工作与研究发现，传统技术中存在如下的技术问题亟需解决：

(1)受限的自由度：传统的VR运动平台只提供有限的自由度，如座椅的前后、左右运动，无法满足用户在虚拟现实场景中多样化的运动需求。

(2)精度和稳定性：传统技术在座椅运动的精度和稳定性方面存在一些局限，因为机械结构或控制系统的限制而导致用户在虚拟环境中感受到不够流畅或真实的体验。

(3)交互体验限制：传统的VR运动平台难以实现多维度的交互，用户受限于有限的动作和反应。

(4)空间占用和布局：传统技术中的机械结构需要较大的空间，限制了其在家庭环境或有限空间中的应用。

为此，提出一种大型虚拟现实交互娱乐装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种大型虚拟现实交互娱乐装置，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即受限的自由度、精度和稳定性、交互体验限制和空间占用和布局，并对此至少提供一种有益的选择；

本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：一种大型虚拟现实交互娱乐装置，包括调节机构及交互组件；所述调节机构包括至少六个以同一个轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度连接作用于所述交互组件作万向角度调节；所述线性自由度的行程起始点相较于Y轴具有夹角；所述交互组件包括转动自由度，所述转动自由度连接作用于座椅作俯仰角度调节。

在上述实施方式中：该大型虚拟现实交互娱乐装置由两个主要部分组成：调节机构和交互组件。调节机构包含至少六个线性自由度，它们以同一个轴向环形阵列排列。这些线性自由度与交互组件相连，用于实现万向角度的调节。交互组件具备转动自由度，它与座椅连接，用于俯仰角度的调节。使用者可以坐在座椅上，佩戴VR眼镜，通过调节机构和交互组件的协同作用，实现身临其境的虚拟现实体验。

其中在一种实施方式中：所述调节机构包括第一机架和第二机架；所述第一机架固设于地面，且其的垂直的中轴线以其中轴线为基准，以此环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的直线执行器；所述直线执行器驱动于所述第二机架；所述第二机架上设有所述座椅。

在上述实施方式中：该大型虚拟现实交互娱乐装置的调节机构包括两个主要部分：第一机架和第二机架。第一机架被牢固地固定在地面上，其垂直中轴线以其中轴线为基准，形成一个环形阵列。这个阵列由六个直线执行器组成，这些直线执行器用于输出线性自由度，从而实现头部方向的调节。直线执行器连接并受第二机架的控制。第二机架上放置着座椅，它与直线执行器协同作用，使座椅能够在虚拟现实体验中进行万向角度的调整。

其中在一种实施方式中：所述直线执行器优选为伺服电缸；所述第一机架和所述第二机架的外部以倾斜的形式均安装有联轴器；所述伺服电缸的缸体及活塞杆分别铰接于所述第一机架的所述联轴器和所述第二机架的所述联轴器。

在上述实施方式中：所述的直线执行器被优选为伺服电缸。第一机架和第二机架的外部都倾斜地安装有联轴器。伺服电缸的缸体和活塞杆分别通过铰接连接到第一机架的联轴器和第二机架的联轴器。这种设计允许伺服电缸在倾斜的机架上进行线性运动，以实现虚拟现实交互娱乐装置的头部和座椅调节。

其中在一种实施方式中：每两两相邻的两个所述伺服电缸之间，相互呈V形或者倒V形排布。用以扩大所述线性自由度的极限行程点位，并增加其控制精度。

在上述实施方式中：每两两相邻的伺服电缸之间采用相互呈V形或倒V形的排布。这种排布方式旨在扩大线性自由度的极限行程点位，并同时增加伺服电缸的控制精度。通过合理的V形或倒V形排布，可以在有限的空间内优化伺服电缸的布局，从而提供更广泛的头部方向调节范围和更高的控制准确性。

其中在一种实施方式中：所述交互组件包括架体及与之铰接的U型架；所述U型架的两端铰接于所述座椅的两端；所述U型架铰接于所述架体；还包括用于输出所述转动自由度的转动执行件，所述转动执行件安装于所述架体上，所述转动执行件用以驱动所述座椅作俯仰角度调节。

在上述实施方式中：交互组件由架体和与之铰接的U型架组成。U型架的两端铰接于座椅的两端，从而将座椅与U型架连接。U型架同时铰接于架体，形成一个支架结构。此外，该实施方式还包括一个用于输出转动自由度的转动执行件，该转动执行件被安装在架体上，用于驱动座椅作俯仰角度的调节。

其中在一种实施方式中：这种实施方式的设计使交互组件更具可控性和稳定性，用户可以根据虚拟场景的需要，通过伺服电机驱动的俯仰角度调节，获得更加真实、流畅和多样化的虚拟现实交互体验。

在上述实施方式中：转动执行件由伺服电机和其驱动的传动带组件组成。伺服电机被牢固地安装在架体上，而传动带组件则连接到座椅，用于驱动座椅的俯仰角度调节。

其中在一种实施方式中：所述传动带组件包括相互啮合的主动同步轮、从动同步轮和同步带，所述主动同步轮由所述伺服电机驱动，所述从动同步轮通过轴体转动连接于所述架体且固定连接于所述U型架，所述从动同步轮转动配合于所述架体。

在上述实施方式中：通过这种传动带组件的设计，虚拟现实交互娱乐装置能够模拟更多样化的座椅运动，使用户能够在虚拟场景中更深入地融入，感受到更丰富的身临其境感。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、多维度自由度：本实用新型结合了多轴线性自由度和转动自由度，为用户提供更丰富的自由度，使其能够在虚拟环境中进行更自然、更多样化的头部和座椅运动，实现更真实、身临其境的体验。

二、高精度与稳定性：通过使用伺服电机、传动带组件等高精度的驱动部件，本实用新型能够实现更准确、平稳的座椅运动，提供更真实和舒适的虚拟交互体验，避免了传统技术可能存在的运动模糊或不稳定的问题。

三、丰富的交互体验：基于多自由度的设计，本实用新型可以模拟更多样化的座椅运动，使用户能够更灵活地与虚拟环境互动。这不仅增加了乐趣，还提升了用户的沉浸感和参与度。

四、提升用户沉浸感：多自由度的座椅运动可以更好地与虚拟场景同步，增强用户的沉浸感，让用户更加深入地融入虚拟环境，享受更逼真的体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一视角立体示意图；

图2为本实用新型的另一视角立体示意图；

图3为本实用新型的调节机构立体示意图；

图4为本实用新型的交互组件立体示意图；

附图标记：1、调节机构；101、第一机架；102、第二机架；103、联轴器；104、直线执行器；2、交互组件；201、架体；202、转动执行件；203、U型架；3、座椅。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制；

需要注意的是，术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；同样，对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时，应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量；

需要指出的是，“自由度”类的术语均指代至少一个部件的连接关系及施加作用力的关系，例如“线性自由度”指代某部件通过该线性自由度与另一个或多个部件相连并对其施加作用力，使得其能够在一个直线方向上滑动配合或施加力；“转动自由度”指代某个部件至少能够绕一个旋转轴自由旋转，并且可以施加扭矩或承受扭矩。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征；同时，所有的轴向描述例如X轴向、Y轴向、Z轴向、X轴向的一端、Y轴向的另一端或Z轴向的另一端等，均基于笛卡尔坐标系。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是机械连接，可以是直接相连，可以是焊接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在现有技术中，传统技术的VR运动平台为用户提供了一种相对简单的虚拟现实交互体验，但在自由度、精度、稳定性和逼真度方面可能存在一些局限性；为此，请参阅图1-4，本具体实施方式将提供相关技术方案以解决上述技术问题：一种大型虚拟现实交互娱乐装置，包括调节机构1及交互组件2；调节机构1包括至少六个以同一个轴向环形阵列式排布的线性自由度，线性自由度连接作用于交互组件2作万向角度调节；线性自由度的行程起始点相较于Y轴具有夹角；交互组件2包括转动自由度，转动自由度连接作用于座椅3作俯仰角度调节。

在本方案中，使用时，使用者坐在座椅3上，佩戴VR眼镜后，根据VR场景的动作或情节，调节机构1对应的输出指定位置的线性自由度，控制交互组件2及座椅3作万向角度调节；期间，座椅3也可以依靠交互组件2的转动自由度作俯仰角度调节，实现更剧烈的动作输出及交互。

在本方案中：该大型虚拟现实交互娱乐装置由两个主要部分组成：调节机构1和交互组件2。调节机构1包含至少六个线性自由度，它们以同一个轴向环形阵列排列。这些线性自由度与交互组件2相连，用于实现万向角度的调节。交互组件2具备转动自由度，它与座椅3连接，用于俯仰角度的调节。使用者可以坐在座椅3上，佩戴VR眼镜，通过调节机构1和交互组件2的协同作用，实现身临其境的虚拟现实体验。

在本方案中，本装置整体的所有电器元件依靠市电进行供能；具体的，装置整体的电器元件与市电输出端口处通过继电器、变压器和按钮面板等装置进行常规电性连接，以满足本装置的所有电器元件的供能需求。

具体的，本装置的外部还设有一控制器，该控制器用于连接并控制本装置整体的所有电器元件按照预先设置的程序作为预设值及驱动模式进行驱动；需要指出的是，上述驱动模式即对应了下文中的相关电器元件之间对应的启停时间间距、转速、功率等输出参数，即满足了下文所述的相关电器元件驱动相关机械装置按其所描述的功能进行运行的需求。

具体的：调节机构1的线性自由度通过与交互组件2的连接，使得交互组件2在各个方向上能够实现细致的角度调整。这些线性自由度的环形阵列排布允许在水平面上进行自由度调节，从而模拟用户在虚拟环境中的头部运动。交互组件2的转动自由度允许座椅3在垂直方向上进行俯仰角度的调整，从而创造更丰富的虚拟体验。整个装置通过精确的电子控制系统来实时监测用户的头部和身体运动，并相应地调整调节机构1和交互组件2的位置，以实现高度沉浸式的虚拟现实交互。

可以理解的是，在本具体实施方式中，该装置的核心功能在于提供一种身临其境的虚拟现实体验。通过调节机构1和交互组件2的组合，用户能够在虚拟环境中自由移动头部，感受到360度的视觉和听觉沉浸。交互组件2的转动自由度进一步增强了用户的交互体验，使座椅3能够模拟真实世界的运动，例如倾斜、上下运动等。这使得用户能够更深入地融入虚拟场景，感受到更加逼真的虚拟世界。通过对调节机构1和交互组件2的精确控制，用户可以根据虚拟场景的动作或情节，获得更加身临其境的互动体验，从而为娱乐和游戏等领域提供了更具吸引力和沉浸式的选择。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3～4：调节机构1包括第一机架101和第二机架102；第一机架101固设于地面，且其的垂直的中轴线以其中轴线为基准，以此环形阵列式排布有六个用于输出线性自由度的直线执行器104；直线执行器104驱动于第二机架102；第二机架102上设有座椅3。

在本方案中：该大型虚拟现实交互娱乐装置的调节机构1包括两个主要部分：第一机架101和第二机架102。第一机架101被牢固地固定在地面上，其垂直中轴线以其中轴线为基准，形成一个环形阵列。这个阵列由六个直线执行器104组成，这些直线执行器104用于输出线性自由度，从而实现头部方向的调节。直线执行器104连接并受第二机架102的控制。第二机架102上放置着座椅3，它与直线执行器104协同作用，使座椅3能够在虚拟现实体验中进行万向角度的调整。

具体的：第一机架101的环形阵列式排布和垂直中轴线的设定，允许用户头部的水平运动模拟。六个直线执行器104连接到第二机架102，它们通过控制各自的运动，可以实现头部在水平方向上的细致调整，以响应虚拟环境中的变化。第二机架102携带着座椅3，并通过直线执行器104的协同作用，使座椅3能够实现前后、左右、上下等运动，进一步增强用户的虚拟体验。

可以理解的是，在本具体实施方式中，这种实施方式的调节机构设计能够提供高度沉浸式的虚拟现实体验。通过第一机架101的环形阵列排布，用户可以进行360度的头部运动，感受到全方位的虚拟世界。直线执行器104的精确控制使得头部调整更加自然和流畅，使用户在虚拟环境中感到身临其境。与此同时，第二机架102上的座椅3通过直线执行器104的运动，可以实现座椅的运动和调整，使用户能够在虚拟场景中体验更加逼真的动作和情节。整个装置的设计旨在通过精确的机械控制和电子监测，使用户与虚拟环境之间的交互更加真实和互动。

示例性的：实施如下步骤：

S1、数据获取与分析：在虚拟现实应用中，场景的动作或情节通常通过虚拟现实内容的编程来定义。这涉及到用户的交互、虚拟物体的运动、环境的变化等。传感器和跟踪技术可以用来获取用户在虚拟环境中的动作和姿态数据，以及场景中的物体运动信息。

S2、场景解析与映射：通过实时分析虚拟现实场景的编程和数据，控制系统可以解析出当前场景中需要展示的动作或情节信息。这些信息包括座椅的运动方向、速度、角度变化等。根据解析得到的数据，控制系统会将这些动作或情节映射到具体的线性自由度和万向角度的调节。

S3、控制策略与指令生成：基于解析得到的场景信息，控制系统会生成相应的控制策略和指令。这些指令涉及到不同线性自由度的移动，以及交互组件和座椅的角度调整。控制策略基于PID控制、运动规划等技术，以确保座椅和交互组件的运动与虚拟场景的动作或情节保持同步。

S4、实时调整与反馈：由于虚拟现实场景的动作或情节随时变化，控制系统需要实时地调整线性自由度的输出以及交互组件和座椅的角度调整。这可以通过不断地分析虚拟现实场景的数据，并与实际运动进行比较来实现。实时的反馈信息可以帮助控制系统进行及时调整，以保持用户与虚拟场景的同步感。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3～4：直线执行器104优选为伺服电缸；第一机架101和第二机架102的外部以倾斜的形式均安装有联轴器103；伺服电缸的缸体及活塞杆分别铰接于第一机架101的联轴器103和第二机架102的联轴器103。

在本方案中：的直线执行器104被优选为伺服电缸。第一机架101和第二机架102的外部都倾斜地安装有联轴器103。伺服电缸的缸体和活塞杆分别通过铰接连接到第一机架101的联轴器103和第二机架102的联轴器103。这种设计允许伺服电缸在倾斜的机架上进行线性运动，以实现虚拟现实交互娱乐装置的头部和座椅调节。

具体的：通过选择伺服电缸作为直线执行器104，可以利用电动机的精确控制来实现直线运动。伺服电缸通过联轴器103连接到第一机架101和第二机架102，借助联轴器的铰接连接，使伺服电缸的运动能够适应外部的倾斜安装。当电动机激活时，伺服电缸的活塞杆会在直线方向上进行运动，从而引发第二机架102(携带座椅3)的俯仰角度调节。这种机械设计确保了座椅3能够在虚拟环境中实现上下运动，从而提供更加真实的体验。

可以理解的是，在本具体实施方式中，采用伺服电缸作为直线执行器104具有高精度和可靠性。通过联轴器103的倾斜安装，伺服电缸的线性运动能够实现座椅3的俯仰角度调节，使用户在虚拟现实场景中能够更真实地体验座椅的运动。这种设计在虚拟交互娱乐中能够模拟各种动作，如座椅的上下抬升、倾斜等，增强用户的沉浸感和身临其境感。通过电子控制系统，伺服电缸可以根据用户的头部和身体运动实时调整，提供更加逼真和动态的虚拟交互体验。

需要指出的是，联轴器103以倾斜的形式均匀安装在第一机架101和第二机架102的外部的有益效果在于：

(1)补偿轴向误差：在机械结构中，轴向误差可能会导致零件之间的不精确对齐，从而影响设备的运行稳定性和精度。通过倾斜安装联轴器，可以在一定程度上补偿轴向误差，使得传动部件更加精确对齐，提高了运动系统的整体精度。

(2)减少振动和冲击：传动系统在运动过程中可能会产生振动和冲击，特别是在高速运动或频繁变向的情况下。倾斜安装联轴器可以改变传动轴之间的角度，从而减少振动和冲击的传递，有助于降低系统的噪音和震动，提升了用户的舒适性。

(3)提高承载能力：倾斜安装联轴器可以在一定程度上增加联轴器的承载能力。特别是在承受侧向力或扭矩的情况下，倾斜的安装方式可以减轻联轴器的负荷，延长其使用寿命，提高了系统的可靠性。

(4)优化空间利用：倾斜安装方式可以在有限的空间内更好地布局传动部件。通过倾斜联轴器，可以在较小的空间内实现传动轴的连接，从而有效地优化了空间利用，使设备更加紧凑和节省空间。

(5)简化装配与维护：倾斜安装方式可以简化联轴器的装配和维护。相对于水平安装，倾斜的安装方式可能更容易进行部件的组装和调整，同时也方便了后续的维护和更换。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3～4：每两两相邻的两个伺服电缸之间，相互呈V形或者倒V形排布。用以扩大线性自由度的极限行程点位，并增加其控制精度。

在本方案中：每两两相邻的伺服电缸之间采用相互呈V形或倒V形的排布。这种排布方式旨在扩大线性自由度的极限行程点位，并同时增加伺服电缸的控制精度。通过合理的V形或倒V形排布，可以在有限的空间内优化伺服电缸的布局，从而提供更广泛的头部方向调节范围和更高的控制准确性。

具体的：V形或倒V形的排布方式可以使伺服电缸之间形成更大的角度间隔，从而在头部方向调节时提供更大的运动范围。这种布局优化有助于最大限度地扩展线性自由度的行程，增加角度间隔也有助于提高伺服电缸的控制精度，因为每个电缸的运动范围减小，控制时的精细调整更容易实现。

进一步的，通过将伺服电缸排列成相互呈V形或倒V形，可以使每个伺服电缸的行程路径相互延伸，从而有效地增加整体的行程范围。这种布局方式使得座椅和交互组件能够在更大的空间内进行移动，从而扩大了线性自由度的极限行程点位。V形或倒V形排布使得伺服电缸之间存在一定的交叉角度，这意味着不同伺服电缸的运动可以在空间中叠加。通过合理地控制各个伺服电缸的运动，可以在各个维度上实现叠加的运动，从而实现更复杂和灵活的座椅运动轨迹，提高了线性自由度的多样性和可调性。V形或倒V形排布可以通过调整每个伺服电缸的运动角度和速度，实现更精确的座椅运动控制。相邻伺服电缸的交叉运动可以在一定程度上互相补偿，减少了运动的误差和不稳定性，从而提高了系统的运动精度。由于V形或倒V形排布可以平衡各个伺服电缸之间的负荷分布，使得系统在运动过程中负荷更加均匀。这有助于减少单个伺服电缸的负荷，延长其使用寿命，同时也提高了整个系统的可靠性和稳定性。采用V形或倒V形排布的伺服电缸可以通过动态调整各个伺服电缸的运动，以适应不同虚拟现实场景的需求。可以根据用户的交互行为和虚拟场景的变化，灵活地调整伺服电缸的运动方式，实现更加真实和多样化的座椅3运动。

可以理解的是，在本具体实施方式中，V形或倒V形排布优化了伺服电缸的布局，为用户提供了更广泛的虚拟现实体验。通过相互错开的排布，用户可以在虚拟环境中更自然地进行运动，从而感受到更大范围的视觉和听觉沉浸。同时，由于角度间隔的增加，伺服电缸在控制座椅俯仰角度时能够更精细地调整，使座椅的运动更准确，增强用户与虚拟场景之间的互动感。通过这种排布方式，虚拟现实交互娱乐装置可以更好地模拟用户的头部和身体运动，提供更真实、流畅且高度可控的虚拟交互体验。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3～4：交互组件2包括架体201及与之铰接的U型架203；U型架203的两端铰接于座椅3的两端；U型架203铰接于架体201；还包括用于输出转动自由度的转动执行件202，转动执行件202安装于架体201上，转动执行件202用以驱动座椅3作俯仰角度调节。

在本方案中：交互组件2由架体201和与之铰接的U型架203组成。U型架203的两端铰接于座椅3的两端，从而将座椅与U型架连接。U型架203同时铰接于架体201，形成一个支架结构。此外，该实施方式还包括一个用于输出转动自由度的转动执行件202，该转动执行件202被安装在架体201上，用于驱动座椅3作俯仰角度的调节。

具体的：交互组件2的设计基于支架结构，其中U型架203和架体201的铰接使座椅3能够进行前后倾斜的俯仰角度调节。转动执行件202作为转动自由度的输出部分，通过控制架体201上的转动执行件，实现座椅3的俯仰角度调整。当转动执行件202激活时，架体201会围绕某个中心点进行旋转，从而带动座椅3作出相应的俯仰动作，使用户能够在虚拟环境中体验更多样化的座椅运动。

可以理解的是，在本具体实施方式中，交互组件设计为用户提供了更多的虚拟体验可能性。U型架203的铰接连接允许座椅3在前后方向上进行俯仰角度的自由调整，使用户可以体验到更加多样化的座椅动作，从而增强虚拟环境的沉浸感。转动执行件202的添加进一步增加了座椅的交互性，使座椅能够进行更灵活的运动。用户可以通过转动执行件202的控制，在虚拟场景中模拟不同角度的座椅俯仰运动，获得更加逼真的互动体验。这种实施方式的设计使交互组件更加灵活和多功能，能够为用户提供更丰富、更真实的虚拟现实体验。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3～4：转动执行件202由伺服电机和其驱动的传动带组件组成。伺服电机被牢固地安装在架体201上，而传动带组件则连接到座椅3，用于驱动座椅3的俯仰角度调节。

在本方案中：这种实施方式的设计使交互组件更具可控性和稳定性，用户可以根据虚拟场景的需要，通过伺服电机驱动的俯仰角度调节，获得更加真实、流畅和多样化的虚拟现实交互体验。

具体的：伺服电机作为转动执行件的动力源，可以通过精确的电子控制来实现座椅的俯仰角度调节。伺服电机的旋转运动转化为传动带组件的线性运动，从而驱动座椅3在前后方向上的俯仰角度变化。传动带组件的设计可以将电机的旋转动力有效地传递到座椅，实现平稳和精确的座椅运动。

可以理解的是，在本具体实施方式中，本设计充分利用了伺服电机的高精度和可控性。通过电子控制系统，伺服电机可以精确控制座椅的俯仰角度，使座椅3能够在虚拟环境中进行前后倾斜的动作，从而增强用户的虚拟体验。传动带组件的应用使得电机的转动运动能够有效地传递到座椅，确保了座椅的平稳和精确的运动。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3～4：传动带组件包括相互啮合的主动同步轮、从动同步轮和同步带，主动同步轮由伺服电机驱动，从动同步轮通过轴体转动连接于架体201且固定连接于U型架203，从动同步轮转动配合于架体201。

在本方案中：通过这种传动带组件的设计，虚拟现实交互娱乐装置能够模拟更多样化的座椅运动，使用户能够在虚拟场景中更深入地融入，感受到更丰富的身临其境感。

具体的：主动同步轮由伺服电机直接驱动，将电机的旋转运动转化为同步带的运动。从动同步轮通过轴体连接到架体201，同时通过与U型架203的固定连接，使得从动同步轮的转动与座椅3的俯仰角度调节相协同。当伺服电机旋转时，主动同步轮的运动带动同步带，进而传递动力给从动同步轮。从动同步轮的转动通过与架体201的协同，使座椅3实现前后方向的俯仰角度调整。

可以理解的是，在本具体实施方式中，这种实施方式的传动带组件设计充分利用了主动和从动同步轮的协同作用。伺服电机的旋转运动通过主动同步轮和同步带传递给从动同步轮，从而驱动座椅3的俯仰角度调节。从动同步轮的转动与架体201的配合，使座椅3能够在虚拟环境中实现平稳、精确的前后倾斜运动。U型架203的固定连接进一步确保了传动的稳定性和可靠性，为用户提供更真实、流畅的虚拟交互体验。

总结性的，针对传统技术中的相关问题，本具体实施方式基于上述所提供的一种大型虚拟现实交互娱乐装置，采用了如下的技术手段或特征实现了解决：

(1)受限的自由度：本具体实施方式的技术通过引入至少六个线性自由度的环形阵列，配合转动自由度，扩大了用户的自由度。每两个相邻的伺服电缸采用V形或倒V形排布，进一步增加了线性自由度的极限行程点位。这意味着用户可以在虚拟现实环境中更自由地移动头部和座椅，实现更多样化、更逼真的体验。

(2)精度和稳定性：本具体实施方式的技术中使用伺服电缸、传动带组件等先进的驱动和控制部件，能够实现更精确的运动控制。伺服电机的精确控制以及传动带组件的协同工作，可以提高座椅的运动精度和稳定性，使用户在虚拟环境中感受到更平稳、更准确的座椅运动。

(3)交互体验限制：本具体实施方式的技术通过组合多轴线性自由度和转动自由度，可以更好地模拟用户在虚拟环境中的各种动作。用户可以通过伺服电机驱动的俯仰角度调节，实现更多样化的座椅动作。这使得用户在虚拟现实场景中能够更自然地进行头部和身体的交互，拓展了用户的交互体验。

(4)空间占用和布局：本具体实施方式的技术中，采用了紧凑的设计，利用了U型架203和架体201的布局，以及伺服电机的垂直布置，可以有效地优化空间占用。相较传统技术，本实用新型的设计可能在相同或更小的空间内提供更丰富的运动范围和交互体验。

以上所述具体实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述具体实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (7)

1.一种大型虚拟现实交互娱乐装置，其特征在于，包括调节机构(1)及交互组件(2)；

所述调节机构(1)包括至少六个以同一个轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度连接作用于所述交互组件(2)作万向角度调节；

所述线性自由度的行程起始点相较于Y轴具有夹角；

所述交互组件(2)包括转动自由度，所述转动自由度连接作用于座椅(3)作俯仰角度调节。

2.根据权利要求1所述的大型虚拟现实交互娱乐装置，其特征在于：所述调节机构(1)包括第一机架(101)和第二机架(102)；

所述第一机架(101)的垂直的中轴线以其中轴线为基准，以此环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的直线执行器(104)；

所述直线执行器(104)驱动于所述第二机架(102)；

所述第二机架(102)上设有所述座椅(3)。

3.根据权利要求2所述的大型虚拟现实交互娱乐装置，其特征在于：所述直线执行器(104)为伺服电缸；

所述第一机架(101)和所述第二机架(102)的外部以倾斜的形式均安装有联轴器(103)；

所述伺服电缸的缸体及活塞杆分别铰接于所述第一机架(101)的所述联轴器(103)和所述第二机架(102)的所述联轴器(103)。

4.根据权利要求3所述的大型虚拟现实交互娱乐装置，其特征在于：每两两相邻的两个所述伺服电缸之间，相互呈V形或者倒V形排布。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的大型虚拟现实交互娱乐装置，其特征在于：所述交互组件(2)包括架体(201)及与之铰接的U型架(203)；

所述U型架(203)的两端铰接于所述座椅(3)的两端；

还包括用于输出所述转动自由度的转动执行件(202)，所述转动执行件(202)安装于所述架体(201)上，所述转动执行件(202)用以驱动所述座椅(3)作俯仰角度调节。

6.根据权利要求5所述的大型虚拟现实交互娱乐装置，其特征在于：所述转动执行件(202)包括伺服电机及其驱动的传动带组件，所述伺服电机固设于所述架体(201)上，所述传动带组件驱动所述座椅(3)作俯仰角度调节。

7.根据权利要求6所述的大型虚拟现实交互娱乐装置，其特征在于：所述传动带组件包括相互啮合的主动同步轮、从动同步轮和同步带，所述主动同步轮由所述伺服电机驱动，所述从动同步轮通过轴体转动连接于所述架体(201)且固定连接于所述U型架(203)。