RU211383U1

RU211383U1 - Workplace for the user of virtual reality systems

Info

Publication number: RU211383U1
Application number: RU2021138517U
Authority: RU
Inventors: Игорь Витальевич Куприенко; Денис Андреевич Столяров; Кирилл Георгиевич Покровский
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Полезная модель представляет собой устройство для взаимодействия пользователя с системами виртуальной и дополненной реальности. Благодаря наличию кольцеобразной двухслойной столешницы, служащей опорой для рук пользователя, находящегося во вращающемся кресле, обеспечивается длительное безопасное пребывание человека в виртуальной и дополненной реальности с предотвращением нежелательных побочных воздействий, например эффекта укачивания, дезориентации в пространстве.The utility model is a device for user interaction with virtual and augmented reality systems. Due to the presence of a ring-shaped two-layer tabletop, which serves as a support for the user's hands in a rotating chair, a long-term safe stay of a person in virtual and augmented reality is ensured with the prevention of undesirable side effects, such as the effect of motion sickness, disorientation in space.

Достижение подобного результата позволяет использовать предлагаемое устройство в целях реабилитации людей с ослабленным вестибулярным аппаратом.

Achieving such a result allows the proposed device to be used for the rehabilitation of people with a weakened vestibular apparatus.

Description

Полезная модель представляет собой устройство для взаимодействия с системами виртуальной и дополненной реальности, обеспечивающее минимизацию рисков получения пользователем системы травм вследствие потери равновесия, а также нарушения работы вестибулярного аппарата, сопровождающихся эффектом укачивания, потерей ориентации в пространстве и других побочных эффектов, связанных с длительным пребыванием пользователя в виртуальной и дополненной реальности.The utility model is a device for interacting with virtual and augmented reality systems that minimizes the risk of injury to the user of the system due to loss of balance, as well as disruption of the vestibular apparatus, accompanied by the effect of motion sickness, loss of orientation in space and other side effects associated with a long stay of the user in virtual and augmented reality.

Известно наличие ряда побочных эффектов, обусловленных пребыванием человека в виртуальной реальности. В статье «Киберзаболевание в системах виртуальной реальности: феноменология и методы измерения» (О.В. Смыслова, А.Е. Войскунский // Психологический журнал. - 2019. - Т. 40. - № 4. - С. 85-94.) в качестве причины появления подобных эффектов приводится теория поструальной неустойчивости. Под этим термином понимается нарушение способности сохранения равновесия в определенной позе человека или при движении, что обуславливается недостатком сенсорных сигналов, которые определяют положение человека в пространстве и позволяют ему сохранять ориентацию. Таким образом объясняются наиболее опасные побочные эффекты укачивание и дезориентация, которые могут привести к падениям и травмам. Решением данной проблемы будет реализация устройства для безопасного рабочего места для пользователя виртуальной реальности, новизна которого будет обусловлена увеличением числа точек опоры для пользователя в сравнении с подвесными системами поддержки, которые обеспечивают лишь фиксацию корпуса человека, а также постоянное пребывание в положении сидя.It is known that there are a number of side effects caused by a person's stay in virtual reality. In the article "Cyber disease in virtual reality systems: phenomenology and measurement methods" (O.V. Smyslova, A.E. Voiskunsky // Psychological Journal. - 2019. - V. 40. - No. 4. - P. 85-94. ) the theory of postural instability is given as the reason for the appearance of such effects. This term refers to a violation of the ability to maintain balance in a certain posture of a person or when moving, which is caused by a lack of sensory signals that determine the position of a person in space and allow him to maintain orientation. This explains the most dangerous side effects of motion sickness and disorientation, which can lead to falls and injuries. The solution to this problem will be the implementation of a device for a safe workplace for the user of virtual reality, the novelty of which will be due to the increase in the number of support points for the user in comparison with suspension support systems that provide only fixation of the human body, as well as a permanent stay in a sitting position.

Из существующего уровня техники известна система отображения виртуальной реальности с расположением пользователя в специально оборудованном кресле (Патент РФ № 2664397, опубл. 17.08.2018 г.) для исключения нежелательных эффектов при ее использовании, таких как дезориентация, размытость изображения, усталость, напряжение зрения. Данная система представляет собой совокупность программно-аппаратного обеспечения в виде системы виртуальной реальности и кресла для ее использования. Недостатком этой системы является ограниченность в движениях пользователя, в частности невозможность его вращения при круговом обзоре и отсутствие дополнительных точек опоры помимо подлокотников.From the existing level of technology, a virtual reality display system is known with the user's location in a specially equipped chair (RF Patent No. 2664397, published on August 17, 2018) to eliminate undesirable effects when using it, such as disorientation, image blur, fatigue, eyestrain. This system is a combination of software and hardware in the form of a virtual reality system and a chair for its use. The disadvantage of this system is the limitation in the movements of the user, in particular, the impossibility of its rotation with a circular view and the absence of additional points of support in addition to the armrests.

Известна платформа CYBERITH VIRTUALIZER (www.cyberith.com), которая оснащена адаптивной движущейся дорожкой для снижения необходимых физических усилий для перемещения в виртуальной реальности, а скрепленная с кольцом подвесная система с тремя опорными столбами, обладающая функцией фиксации пользователя обеспечивает вертикальные перемещения, такие как прыжок или приседание, а также осевое вращение на 360°. Недостатком этой платформы является невозможность длительного нахождения в стабильном положении сидя и большая вероятность укачивания и дезориентации пожилых или юных пользователей, а движущаяся дорожка для перемещения может потребовать дополнительные усилия вестибулярного аппарата для сохранения равновесия и ориентации в пространстве.Known platform CYBERITH VIRTUALIZER (www.cyberith.com), which is equipped with an adaptive moving track to reduce the necessary physical effort to move in virtual reality, and a suspension system fastened with a ring with three support pillars, which has a user fixation function, provides vertical movements, such as a jump or squat, as well as 360° axial rotation. The disadvantage of this platform is the impossibility of being in a stable sitting position for a long time and the high probability of motion sickness and disorientation of elderly or young users, and the moving track for movement may require additional efforts of the vestibular apparatus to maintain balance and orientation in space.

Наиболее близким аналогом и принятым за прототип предлагаемого устройства является платформа виртуальной реальности Omni, разработанная компанией Virtuix (www.virtuix.com). Это устройство содержит закрепленную на высоте 1÷1,2 метра от плоского основания горизонтально ориентированную кольцеобразную поверхность со свободным пространством под ней и приспособлением для принятия положения сидя пользователем в ее осевой области. Платформа позволяет пользователю ходить в любую сторону, приседать, подпрыгивать, садиться (езда в транспорте), совершать осевое вращение. Данное устройство платформы не позволяет пользователю легко занимать и покидать рабочее место, управлять вращением стула и обеспечивать минимизацию травмирования, а также дополнительную поддержку при движении рук, головы и шеи.The closest analogue and accepted as a prototype of the proposed device is the Omni virtual reality platform developed by Virtuix (www.virtuix.com). This device contains a horizontally oriented annular surface fixed at a height of 1÷1.2 meters from a flat base with free space below it and a device for taking a sitting position by the user in its axial region. The platform allows the user to walk in any direction, crouch, jump, sit down (riding in a vehicle), perform axial rotation. This platform device does not allow the user to easily enter and leave the workplace, control the rotation of the chair and provide injury minimization, as well as additional support for the movement of the arms, head and neck.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является сведение к минимуму риска получения травм и нежелательных неприятных ощущений при погружении в виртуальную, дополненную реальности и при круговом обзоре.The task to be solved by the proposed utility model is to minimize the risk of injury and unwanted discomfort when immersed in virtual, augmented reality and with a circular view.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение длительного безопасного пребывания пользователя при использовании систем виртуальной реальности.The technical result of the proposed utility model is to ensure a long safe stay of the user when using virtual reality systems.

Данный технический результат достигается тем, что рабочее место для пользователя виртуальной реальности, выполненное в виде закрепленной на высоте 1÷1,2 метра от плоского основания, опирающейся на ножки, кольцеобразной опорной поверхности со свободным пространством под ней и приспособлением для сидячего расположения пользователя в ее осевой, которое отличается тем, что кольцеобразная опорная поверхность представляет собой двухслойную столешницу, а приспособление для сидячего расположения пользователя выполнено в виде вращающегося кресла, закрепленного на основании, ось вращения кресла совпадает с осью столешницы, которая обеспечивает возможность прохода пользователя к креслу. Для этого верхний слой столешницы выполнен с наличием раздвижных створок с возможностью их вращения вокруг поворотных осей, причем место прохода выполнено с отсутствием сектора нижнего слоя столешницы с угловым размером 50÷55°.This technical result is achieved by the fact that the workplace for the user of virtual reality, made in the form of an annular support surface fixed at a height of 1 ÷ 1.2 meters from a flat base, resting on legs, with free space below it and a device for sitting the user in its axial, which is characterized in that the annular support surface is a two-layer tabletop, and the device for the sitting position of the user is made in the form of a rotating chair fixed on the base, the axis of rotation of the chair coincides with the axis of the tabletop, which allows the user to pass to the chair. To do this, the top layer of the tabletop is made with the presence of sliding doors with the possibility of their rotation around the rotary axes, and the place of passage is made with the absence of a sector of the bottom layer of the tabletop with an angular size of 50÷55°.

Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой схематически представлено предлагаемое устройство.The essence of the utility model is illustrated by a figure, which schematically represents the proposed device.

Оно состоит из основания 1, с прикрепленными к нему ножками 2, на верхние концы которых опирается кольцеобразная опорная поверхность, представляющая собой двуслойную столешницу с нижним слоем 3 и верхним слоем 4. Для обеспечения возможности прохода пользователя к месту рабочего расположения верхний слой 4 выполнен, например, с наличием поворотных осей 5 и вращающихся вокруг них по принципу распашной двустворчатой двери раздвижных створок 6. При этом место прохода пользователя выполнено с отсутствием в нижнем слое 3 сектора с угловым размером в 50÷55°. В свободном пространстве под столешницей расположено закрепленное на основании 1, вращающееся кресло 7, ось вращения которого совпадает с осью кольцеобразной столешницы.It consists of a base 1, with legs 2 attached to it, on the upper ends of which an annular support surface rests, which is a two-layer table top with a bottom layer 3 and a top layer 4. To enable the user to pass to the working location, the top layer 4 is made, for example , with the presence of rotary axes 5 and sliding doors 6 rotating around them according to the principle of a hinged double-leaf door. At the same time, the place of passage of the user is made with the absence in the lower layer 3 of a sector with an angular size of 50÷55°. In the free space under the tabletop, there is a swivel chair 7 fixed on the base 1, the axis of rotation of which coincides with the axis of the annular tabletop.

Полезная модель работает следующим образом: пользователь, разомкнув створки 6, пройдя в осевое пространство столешницы, размещается в кресле 7. Створки 6 благодаря наличию поворотных осей 5 возвращаются в замкнутое положение, в результате чего пользователь оказывается готовым к погружению в виртуальную и дополненную среду. Выполненная в виде двуслойной столешницы кольцеобразная поверхность обеспечивает дополнительные точки опоры и контроль вращения кресла при опоре рук пользователя.The utility model works as follows: the user, having opened the sashes 6, having passed into the axial space of the tabletop, is placed in the chair 7. The sashes 6 return to the closed position due to the presence of rotary axes 5, as a result of which the user is ready to immerse himself in a virtual and augmented environment. Made in the form of a two-layer tabletop, the annular surface provides additional points of support and control of the rotation of the chair while supporting the user's hands.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить длительное пребывание человека в виртуальной и дополненной реальности с предотвращением нежелательных побочных воздействий, например эффекта укачивания, дезориентации в пространстве, а также повысить стабильность работы вестибулярного аппарата путем обеспечения дополнительных точек опоры для рук пользователя и пребывания в устойчивом сидячем положении. Достижение подобного результата позволяет использовать данное устройство в целях реабилитации людей с ослабленным вестибулярным аппаратом.Thus, the proposed device makes it possible to ensure a long stay of a person in virtual and augmented reality with the prevention of undesirable side effects, such as the effect of motion sickness, disorientation in space, and also to increase the stability of the vestibular apparatus by providing additional points of support for the user's hands and staying in a stable sitting position. . Achieving such a result makes it possible to use this device for the rehabilitation of people with a weakened vestibular apparatus.

Claims

1. A workplace for a user of virtual reality systems, containing a horizontally oriented annular support surface fixed at a height of 1 ÷ 1.2 meters from a flat base, resting on it with the help of legs, with free space below it and a device for sitting the user in its axial region , characterized in that the annular support surface is made in the form of a two-layer table top, and the device for the sitting position of the user is made in the form of a rotating chair fixed on the base, the axis of rotation of the chair coincides with the axis of the table top, made to allow the user to pass to the chair.

2. A workplace for a user of virtual reality systems according to claim 1, characterized in that the user's passage to the chair is ensured by the presence of sliding doors in the upper layer of the tabletop with the possibility of their rotation around the rotary axes, and the passage is made with the absence of a sector of the lower layer of the tabletop with an angular size 50÷55°.