RU2632758C1 - Device for interaction of user with virtual reality - Google Patents

Device for interaction of user with virtual reality Download PDF

Info

Publication number
RU2632758C1
RU2632758C1 RU2016119216A RU2016119216A RU2632758C1 RU 2632758 C1 RU2632758 C1 RU 2632758C1 RU 2016119216 A RU2016119216 A RU 2016119216A RU 2016119216 A RU2016119216 A RU 2016119216A RU 2632758 C1 RU2632758 C1 RU 2632758C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platform
user
narrow
telescopic rod
attached
Prior art date
Application number
RU2016119216A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Санджи Иванович Бадма-Халгаев
Original Assignee
Санджи Иванович Бадма-Халгаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Санджи Иванович Бадма-Халгаев filed Critical Санджи Иванович Бадма-Халгаев
Priority to RU2016119216A priority Critical patent/RU2632758C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2632758C1 publication Critical patent/RU2632758C1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/02—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
    • A63B2022/0271—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills omnidirectional
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: device for interaction of user with virtual reality, characterized by the fact that it contains a flat circular platform with a concave surface, in the middle of which there is a round, smooth, small diameter area covered with rollers, directed and rotating only towards the center, and on an inclined plane are placed narrow treadmills, also rotating toward the center, one telescopic bar, the lower end of which is attached to a hoop rotating around the platform, and to the upper end a safety belt is attached to the user to maintain the balance. Inside the platform, under each narrow treadmill, inside the hoop rotating around the platform, and at the upper end of the telescopic bar sensors are placed that give a signal to the receiving device (for example, PC), which with their help determines the direction and speed of the user's movements, the direction of the rotational movements of his body and the position of his body along the vertical, in the directions up and down.
EFFECT: invention is a universal omni-directional treadmill that, when used together with a virtual reality helmet, allows the user to immerse himself and interact with the virtual reality world.
16 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области компьютерных технологий и представляет собой универсальную всенаправленную беговую дорожку, которая при использовании ее вместе со шлемом виртуальной реальности позволяет пользователю максимально погрузиться и взаимодействовать с миром виртуальной реальности.The invention relates to the field of computer technology and is a universal omnidirectional treadmill, which when used together with a virtual reality helmet allows the user to immerse themselves and interact with the world of virtual reality.

Устройство имеет очень широкий спектр применения: в развлекательных целях - компьютерные игры, прогулки по виртуальным мирам; в обучающих целях - например, для тренировки военных или полицейских; в оздоровительных целях - в качестве спортивного тренажера.The device has a very wide range of applications: for entertainment purposes - computer games, walks in virtual worlds; for educational purposes - for example, to train the military or police; for recreational purposes - as a sports simulator.

Из предшествующего из уровня техники на территории Российской Федерации известна система для погружения пользователя в виртуальную реальность, содержащая замкнутую оболочку в виде сферы, ограничивающую реальное пространство, размещенную на опорах с возможностью вращения вокруг своего центра и имеющую по меньшей мере один люк, снабженный крышкой, для входа и выхода пользователя, средство для формирования виртуального пространства, средство для отображения пользователю виртуального пространства, подключенное к средству для формирования виртуального пространства, отличающееся тем, что содержит блок преобразования виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя, совершаемыми им внутри оболочки, средство определения величины и направления перемещения пользователя относительно оболочки, подключенное к блоку преобразования виртуального пространства, по меньшей мере три колесные опоры, при этом поворотные оси колесных опор направлены к центру сферы и смещены относительно оси вращения колеса. RU 97107572 A, G09B 9/00, 20.02.1999.From the prior art, a system for immersing a user in virtual reality is known on the territory of the Russian Federation, containing a closed shell in the form of a sphere, limiting the real space placed on supports with the possibility of rotation around its center and having at least one hatch equipped with a lid for user input and output, means for creating virtual space, means for displaying virtual space to a user, connected to means for forming virtual space, characterized in that it contains a block for converting virtual space in accordance with the real physical movements of the user, performed by him inside the shell, means for determining the magnitude and direction of movement of the user relative to the shell, connected to the block for converting virtual space, at least three wheel supports, while the rotary axis of the wheel bearings are directed to the center of the sphere and are offset relative to the axis of rotation of the wheel. RU 97107572 A, G09B 9/00, 02.20.1999.

Также известен следующий способ погружения пользователя в виртуальную реальность и устройство для его реализации. Способ погружения пользователя в виртуальную реальность, заключающийся в том, что формируют виртуальное пространство, объекты которого возникают, перемещаются и исчезают заданным и случайным образом, отображают сформированное виртуальное пространство пользователю, осуществляют преобразование виртуального пространства в соответствии с реальными физическими движениями пользователя в реальном пространстве с учетом взаимодействия с объектами в виртуальном пространстве, отличающийся тем, что до формирования виртуального пространства помещают пользователя на площадку в начальную точку отсчета так, чтобы он мог при взаимодействии с объектами виртуального пространства совершать требуемое количество шагов по этой площадке в любую сторону, определяют количество, величину и направление шагов, совершенных пользователем по площадке относительно начальной точки отсчета, и компенсируют передвижения ног пользователя так, чтобы пользователь оставался на площадке во время взаимодействия с виртуальным пространством, в соответствии с количеством, величиной и направлением шагов, совершенных пользователем, дополнительно осуществляют преобразование виртуального пространства и отображение его пользователю. RU 961019689 A, G08F 19/00, 27.08.1998.The following method of immersing a user in virtual reality and a device for its implementation are also known. A way to immerse the user in virtual reality, which consists in creating a virtual space, the objects of which appear, move and disappear in a given and random manner, display the generated virtual space for the user, and convert the virtual space in accordance with the real physical movements of the user in real space, taking into account interaction with objects in virtual space, characterized in that before the formation of virtual spaces and they place the user on the site at the starting point of reference so that when interacting with virtual space objects, he can take the required number of steps on this site in any direction, determine the number, size and direction of steps made by the user on the site relative to the starting point, and compensate movement of the user's legs so that the user remains on the site during interaction with the virtual space, in accordance with the number, size and direction of gov committed by the user, further comprising conversion of the virtual space and its display to the user. RU 961019689 A, G08F 19/00, 08.27.1998.

Из предшествующего из уровня техники за рубежом известна беговая дорожка, представляющая собой систему дорожек, которые позволяют пользователю идти или бежать в любом произвольном направлении, содержащая подвижную систему поддержки пользователя со множеством поворотных элементов, которые вращаются вокруг осей, перпендикулярных направлению движения дорожки, отдельный механизм для одновременного перемещения систем поддержки пользователя, позволяющий пользователю двигаться во всех направлениях, механизм, определяющий направление движений пользователя в пространстве. PCTUS 6914016, 28.11.2000.From the prior art, a treadmill is known abroad, which is a system of tracks that allow the user to walk or run in any arbitrary direction, comprising a movable user support system with a plurality of pivoting elements that rotate around axes perpendicular to the direction of movement of the track, a separate mechanism for simultaneous movement of user support systems, allowing the user to move in all directions, a mechanism that determines the direction izheny user space. PCTUS 6914016, 11.28.2000.

Известны также аналогичные устройства, такие как: Virtuix Omni (официальный сайт: www.virtuix.com), Cyberith Virtualizer (официальный сайт: www.cyberith.com), WalkMouse (официальный сайт: www.walkmouse.com). Kat Walk (официальный сайт: www.katvr.com).Similar devices are also known, such as: Virtuix Omni (official website: www.virtuix.com), Cyberith Virtualizer (official website: www.cyberith.com), WalkMouse (official website: www.walkmouse.com). Kat Walk (official website: www.katvr.com).

Все вышеперечисленные устройства имеют очень сложную конструкцию, что усложняет их сборку и, следовательно, повышает их себестоимость. К тому же половина из них имеет довольно крупные габариты, что усложняет их транспортировку и вызывает трудности по их установке в жилых комнатах, имеющих небольшую площадь.All of the above devices have a very complex structure, which complicates their assembly and, therefore, increases their cost. In addition, half of them have rather large dimensions, which complicates their transportation and causes difficulties in their installation in living rooms with a small area.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании компактного бюджетного варианта устройства для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью с простой и недорогой конструкцией, но при этом позволяющего пользователю двигаться (бегать и ходить) во всех направлениях, свободно вращаться вокруг своей оси на 360 градусов, а также прыгать и приседать, что обеспечит максимальное погружение пользователя в виртуальную реальность.The problem to which the claimed invention is directed, is to create a compact budget version of the device for user interaction with virtual reality with a simple and inexpensive design, but at the same time allowing the user to move (run and walk) in all directions, freely rotate 360 degrees around his axis degrees, as well as jumping and crouching, which will provide maximum immersion of the user in virtual reality.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью содержит плоскую круглую платформу с вогнутой поверхностью, в середине которой находится круглая ровная небольшого диаметра площадка, покрытая роликами, направленными и вращающимися только по направлению к центру, а на наклонной плоскости размещены узкие беговые дорожки, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, одну телескопическую штангу, нижний конец которой прикреплен к обручу, вращающемуся вокруг платформы, а к верхнему концу прикреплен страховочный ремень, помогающий пользователю сохранять равновесие, датчики, размещенные внутри платформы, непосредственно под каждой узкой беговой дорожкой, подающие сигнал о поступательных движениях пользователя на принимающее устройство (например, ПК), которое с помощью них определяет направление и скорость его перемещений, датчик, размещенный внутри обруча, вращающегося вокруг платформы, с помощью которого принимающее устройство определяет направление вращательных движений тела пользователя, датчик, размещенный на верхнем конце телескопической штанги в месте крепления страховочного ремня, с помощью которого принимающее устройство определяет положение тела пользователя по вертикали, по направлениям вверх и вниз.The problem is solved due to the fact that the device for user interaction with virtual reality contains a flat round platform with a concave surface, in the middle of which there is a circular round platform of small diameter, covered with rollers directed and rotating only towards the center, and placed on an inclined plane narrow treadmills directed and rotating only towards the center, one telescopic bar, the lower end of which is attached to a hoop rotating around platforms, and a safety belt is attached to the upper end to help the user maintain balance, sensors located inside the platform, directly under each narrow treadmill, signaling the user's forward movements to a receiving device (for example, a PC), which determines the direction and the speed of its movement, a sensor placed inside a hoop rotating around the platform, with which the receiving device determines the direction of rotational movements of the user's body For a sensor located on the upper end of the telescopic rod in the place of attachment of the safety belt, with the help of which the receiving device determines the position of the user's body vertically, in the directions up and down.

Узкие беговые дорожки, размещенные на наклонной плоскости платформы, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, размещены по всему периметру наклонной плоскости платформы, параллельно друг к другу и расходятся от круглой ровной небольшого диаметра площадки, размещенной в центре платформы, к внешнему краю платформы.Narrow treadmills located on the inclined plane of the platform, directed and rotating only towards the center, are placed around the entire perimeter of the inclined plane of the platform, parallel to each other and diverge from a round, even small diameter of the platform located in the center of the platform, to the outer edge of the platform.

Узкие беговые дорожки, размещенные на наклонной плоскости платформы, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, не связаны между собой и вращаются независимо друг от друга.Narrow treadmills located on the inclined plane of the platform, directed and rotating only towards the center, are not interconnected and rotate independently of each other.

Каждая узкая беговая дорожка представляет собой ленту, натянутую на расположенные в ряд валики и покрытую по всему периметру поперечными, расположенными параллельно друг к другу полосами.Each narrow treadmill is a tape, stretched on rollers arranged in a row and covered along the entire perimeter with transverse stripes parallel to each other.

Валики, на которые натянуты ленты узких беговых дорожек, имеют различную длину и расположены на наклонной плоскости платформы по убыванию, при этом самый длинный валик расположен у верхнего края наклонной плоскости платформы, а самый узкий валик расположен у нижнего края наклонной плоскости платформы.The rollers on which the tapes of the narrow treadmills are stretched have different lengths and are located in descending order on the inclined plane of the platform, with the longest roller located at the upper edge of the inclined plane of the platform, and the narrowest roller located at the lower edge of the inclined plane of the platform.

С помощью датчиков, расположенных под каждой узкой беговой дорожкой, принимающее устройство определяет направление перемещений пользователя в зависимости от того, какая узкая беговая дорожка приведена в движение в настоящий момент, а также определяет скорость перемещения пользователя, рассчитывая скорость вращения узкой беговой дорожки, считывая данные с поперечных полос.Using sensors located under each narrow treadmill, the receiving device determines the direction of movement of the user, depending on which narrow treadmill is currently in motion, and also determines the speed of the user by calculating the speed of rotation of the narrow treadmill, reading data from transverse stripes.

Телескопическая штанга состоит из двух трубок разного диаметра, причем одна трубка меньшего диаметра вставлена внутрь другой трубки большего диаметра.The telescopic rod consists of two tubes of different diameters, with one tube of a smaller diameter inserted inside the other tube of a larger diameter.

Трубки соединены между собой специальным креплением, с помощью которого можно передвигать трубки внутри друг друга и таким образом регулировать длину телескопической штанги.The tubes are interconnected by a special mount, with which you can move the tubes inside each other and thus adjust the length of the telescopic rod.

Нижний конец телескопической штанги прикреплен к обручу, вращающемуся вокруг платформы, а верхний конец прикреплен к страховочному ремню специальными петлями, с помощью которых можно регулировать угол наклона телескопической штанги.The lower end of the telescopic rod is attached to the hoop rotating around the platform, and the upper end is attached to the safety belt with special loops, with which you can adjust the angle of the telescopic rod.

Обруч, к которому прикреплена телескопическая штанга, вращается вокруг платформы независимо от нее, при этом сама платформа находится в неподвижном состоянии.The hoop to which the telescopic rod is attached rotates around the platform independently of it, while the platform itself is stationary.

На верхнем конце телескопической штанги имеется хомут, в который вставлен горизонтально расположенный стержень, движущийся внутри него по направлениям вперед и назад.At the upper end of the telescopic rod there is a clamp in which a horizontally located rod is inserted, moving inside it in the forward and backward directions.

На переднем конце горизонтально расположенного стержня имеется кольцо, в которое вставлен вертикально расположенный стержень, прикрепленный к задней спинке страховочного ремня и движущийся внутри этого кольца по направлениям вверх и вниз.At the front end of the horizontally located rod there is a ring into which a vertically located rod is inserted, attached to the rear back of the safety belt and moving inside this ring in the up and down directions.

Страховочный ремень перемещается в направлениях вверх, вниз, вперед и назад посредством вертикально расположенного и горизонтально расположенного стержней.The safety belt moves in the up, down, forward and backward directions by means of vertically located and horizontally located rods.

Датчик, расположенный на верхнем конце телескопической штанги, направлен в заднюю спинку страховочного ремня, прикреплен к горизонтально расположенному стержню и двигается вместе с ним по направлениям вперед и назад.The sensor located on the upper end of the telescopic rod is directed to the rear back of the safety belt, attached to a horizontally located rod and moves with it in the forward and backward directions.

С помощью датчика, расположенного на верхнем конце телескопической штанги, принимающее устройство считывает данные при перемещениях страховочного ремня по направлениям вверх и вниз и определяет таким образом положение тела пользователя по вертикали.Using the sensor located on the upper end of the telescopic rod, the receiving device reads data when the safety belt moves in the up and down directions and thus determines the vertical position of the user's body.

С помощью датчика, расположенного внутри обруча, вращающегося вокруг платформы и направленного на стенку платформы с торца, принимающее устройство определяет направление вращательных движений пользователя, считывая данные при вращении обруча вокруг платформы.With the help of a sensor located inside the hoop, rotating around the platform and directed to the wall of the platform from the end, the receiving device determines the direction of rotational movements of the user, reading data when the hoop rotates around the platform.

Достигаемый технический результат заключается в том, что работа устройства основана на обычной механике без использования дорогой и сложной электроники за исключением простых датчиков, подобных тем, что используются в обыкновенных компьютерных мышах (это могут быть, например, лазерные или оптические датчики), что делает устройство относительно недорогим и более доступным для пользователей, а благодаря своей компактности устройство не будет занимать много места и пользоваться им будет максимально удобно.The technical result achieved is that the device’s operation is based on conventional mechanics without the use of expensive and complex electronics, with the exception of simple sensors similar to those used in ordinary computer mice (this can be, for example, laser or optical sensors), which makes the device relatively inexpensive and more affordable for users, and due to its compactness, the device will not take up much space and will be most convenient to use.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but are only illustrative materials of a particular case of execution:

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид;In FIG. 1 shows a device, a General view;

На фиг. 2 – платформа, вид сверху;In FIG. 2 - platform, top view;

На фиг. 3 - схема крепления верхнего конца телескопической штанги к задней части страховочного ремня;In FIG. 3 is a diagram of the attachment of the upper end of the telescopic rod to the rear of the safety belt;

На фиг. 4 - платформа и вращающийся обруч, вид изнутри сбоку;In FIG. 4 - platform and rotating hoop, inside view from the side;

На фиг. 5 - узкая беговая дорожка и валики, вид изнутри сбоку.In FIG. 5 - narrow treadmill and rollers, inside view from the side.

Устройство для взаимодействия пользователя 1 с виртуальной реальностью содержит плоскую круглую платформу 2 с вогнутой поверхностью, в середине которой находится круглая ровная небольшого диаметра площадка 3, покрытая роликами 4, направленными и вращающимися только по направлению к центру, а на наклонной плоскости 5 размещены узкие беговые дорожки 6, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, одну телескопическую штангу 7, нижний конец которой прикреплен к обручу 8, вращающемуся вокруг платформы 2, а к верхнему концу прикреплен страховочный ремень 9, помогающий пользователю 1 сохранять равновесие, датчики 10, размещенные внутри платформы 2, непосредственно под каждой узкой беговой дорожкой 6, подающие сигнал о поступательных движениях пользователя 1 на принимающее устройство 11 (например, ПК), которое с помощью них определяет направление и скорость его перемещений, датчик 10, размещенный внутри обруча 8, вращающегося вокруг платформы 2, с помощью которого принимающее устройство 11 определяет направление вращательных движений тела пользователя 1, датчик 10, размещенный на верхнем конце телескопической штанги 7 в месте крепления страховочного ремня 9, с помощью которого принимающее устройство 11 определяет положение тела пользователя 1 по вертикали, по направлениям вверх и вниз.The device for user interaction 1 with virtual reality contains a flat round platform 2 with a concave surface, in the middle of which there is a round, flat, small-diameter platform 3, covered with rollers 4, directed and rotating only towards the center, and narrow treadmills are placed on an inclined plane 5 6, directed and rotating only towards the center, one telescopic rod 7, the lower end of which is attached to a hoop 8, rotating around the platform 2, and to the upper end a safety belt 9 helps the user 1 to maintain balance, sensors 10 located inside the platform 2, directly under each narrow treadmill 6, which signal the progressive movement of user 1 to the receiving device 11 (for example, a PC), which determines the direction with the help of them and the speed of its movement, the sensor 10, placed inside the hoop 8, rotating around the platform 2, with which the receiving device 11 determines the direction of rotational movements of the body of the user 1, the sensor 10 is placed first at the upper end of the telescopic rod 7 in the attachment point of the safety belt 9, by means of which the receiving device 11 determines the position of the user's body 1 vertically, up and down directions.

Узкие беговые дорожки 6, размещенные на наклонной плоскости 5 платформы 2, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, размещены по всему периметру наклонной плоскости 5 платформы 2, параллельно друг к другу и расходятся от круглой ровной небольшого диаметра площадки 3, размещенной в центре платформы 2, к внешнему краю платформы 2, при этом они не связаны между собой и вращаются независимо друг от друга.Narrow treadmills 6, placed on the inclined plane 5 of the platform 2, directed and rotating only towards the center, are placed around the entire perimeter of the inclined plane 5 of the platform 2, parallel to each other and diverge from a round, even small diameter of the platform 3, located in the center of the platform 2, to the outer edge of the platform 2, while they are not interconnected and rotate independently of each other.

Каждая узкая беговая дорожка 6 представляет собой ленту 12, натянутую на расположенные в ряд валики 13, которые имеют различную длину и расположены на наклонной плоскости платформы по убыванию, и покрытую по всему периметру поперечными расположенными параллельно друг к другу полосами 16.Each narrow treadmill 6 is a tape 12, stretched on a row of rollers 13, which have different lengths and are located on an inclined plane of the platform in descending order, and covered around the entire perimeter with transverse parallel to each other strips 16.

Под каждой узкой беговой дорожкой 6 внутри обруча 8, вращающегося вокруг платформы 2, и на верхнем конце телескопической штанги 7 расположены датчики 10, с помощью которых принимающее устройство 11 определяет, в каком направлении движется пользователь 1, а также положение его тела по вертикали.Under each narrow treadmill 6 inside the hoop 8, rotating around the platform 2, and at the upper end of the telescopic rod 7 are sensors 10, with which the receiving device 11 determines in which direction the user 1 is moving, as well as the vertical position of his body.

Телескопическая штанга 7 состоит из двух трубок разного диаметра, причем одна трубка меньшего диаметра 14 вставлена внутрь другой трубки большего диаметра 15, трубки можно передвигать внутри друг друга и таким образом регулировать длину телескопической штанги 7.The telescopic rod 7 consists of two tubes of different diameters, with one tube of a smaller diameter 14 inserted inside another tube of a larger diameter 15, the tubes can be moved inside each other and thus adjust the length of the telescopic rod 7.

Нижний конец телескопической штанги 7 прикреплен к обручу 8, вращающемуся вокруг платформы 2, а верхний конец прикреплен к страховочному ремню 9 специальными петлями 17, с помощью которых можно регулировать угол наклона телескопической штанги 7.The lower end of the telescopic rod 7 is attached to the hoop 8, which rotates around the platform 2, and the upper end is attached to the safety belt 9 with special loops 17, with which you can adjust the angle of the telescopic rod 7.

К задней части страховочного ремня 9 прикреплены горизонтально расположенный стержень 18 и вертикально расположенный стержень 19, с помощью которых страховочный ремень 9 может перемещаться вперед, назад, вверх и вниз.A horizontally spaced rod 18 and a vertically spaced rod 19 are attached to the rear of the safety belt 9, with which the safety belt 9 can be moved forward, backward, up and down.

Как вариант, над всем устройством может быть установлена тонкая арка 20, которая может выполнять несколько функций: во-первых, для отвода проводов и кабелей 21 от устройства; во-вторых, по обеим сторонам арки можно прикрепить камеры отслеживания датчиков движения 22, которые будут необходимы при применении пользователем иных дополнительных контроллеров с датчиками движения.Alternatively, a thin arch 20 can be installed over the entire device, which can perform several functions: firstly, to divert wires and cables 21 from the device; secondly, on both sides of the arch, you can attach cameras tracking motion sensors 22, which will be necessary when the user uses other additional controllers with motion sensors.

На фиг. 5 указан вариант механизма 23, предотвращающего вращение валиков 13 узких беговых дорожек 6, а также роликов 4, расположенных на поверхности круглой ровной небольшого диаметра площадки 3, по направлению от центра платформы 2 в стороны. Данный механизм состоит из крючка 24, оболочки 25 и пружины 26. Крючок 24 передвигается внутри оболочки 25 в обоих направлениях. Внутри оболочки 25 имеется пружина 26, возвращающая крючок 24 в исходное положение. Крючок 24 имеет с одной стороны скошенный угол, а с другой - прямой угол. Когда шестерни 27, прикрепленные к валикам 13 и к роликам 4, упираются в сторону крючка 24 с прямым углом, то шестерни 27 стопорятся и перестают вращаться, когда же они упираются в сторону крючка 24 со скошенным углом, то они скользят по ее поверхности и вращаются без препятствий, а сам крючок 24 немного сдвигается в сторону.In FIG. 5 shows a variant of the mechanism 23 that prevents the rotation of the rollers 13 of the narrow treadmills 6, as well as the rollers 4 located on the surface of a round, even small diameter of the platform 3, in the direction from the center of the platform 2 to the sides. This mechanism consists of a hook 24, a shell 25 and a spring 26. The hook 24 moves inside the shell 25 in both directions. Inside the shell 25 there is a spring 26, which returns the hook 24 to its original position. The hook 24 has a beveled angle on one side and a right angle on the other. When the gears 27 attached to the rollers 13 and to the rollers 4 abut against the hook 24 with a right angle, then the gears 27 stop and stop rotating, but when they abut against the hook 24 with a beveled angle, they slide along its surface and rotate without obstacles, and the hook 24 itself is slightly shifted to the side.

На стыке двух трубок телескопической штанги 7 имеется специальное крепление 28, которое запирается после установки нужной высоты телескопической штанги 7 и не позволяет трубкам двигаться внутри друг друга.At the junction of the two tubes of the telescopic rod 7 there is a special mount 28, which is locked after setting the desired height of the telescopic rod 7 and does not allow the tubes to move inside each other.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Устройство подключается к персональному компьютеру либо к иному принимающему устройству, на котором должна быть установлена и запущена необходимая программа (будь то компьютерная игра либо обучающая программа), а также должно быть установлено программное обеспечение, необходимое для работы устройства для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью. Пользователю необходимо встать в центр платформы, надеть страховочный ремень, отрегулировать под себя и зафиксировать высоту и угол наклона телескопической штанги. Для полного погружения также необходимо использовать шлем виртуальной реальности и контроллер либо контроллеры для взаимодействия с виртуальным миром, которые также необходимо подключить к принимающему устройству.The device is connected to a personal computer or to another receiving device on which the necessary program must be installed and run (whether it be a computer game or a training program), and the software necessary for the device to work for user interaction with virtual reality must be installed. The user needs to stand in the center of the platform, put on a safety belt, adjust for himself and fix the height and angle of the telescopic rod. For a complete immersion, it is also necessary to use a virtual reality helmet and a controller or controllers to interact with the virtual world, which also need to be connected to the receiving device.

Для управления персонажем виртуальной реальности необходимо совершать обыкновенные поступательные движения, наступая на узкие беговые дорожки и валики, расположенные на наклонной плоскости. Так как узкие беговые дорожки и валики расположены на наклонной плоскости, то нога пользователя будет соскальзывать вдоль дорожки или дорожек вниз и по инерции продолжать движение уже по поверхности роликов, вращающихся по направлению к центру платформы и размещенных на ровной круглой небольшого диаметра площадке, расположенной по середине платформы, пока не достигнет центра платформы либо противоположно направленных роликов. А так как ролики, размещенные на круглой ровной небольшого диаметра площадке, расположенной в середине платформы, а также узкие беговые дорожки и валики, размещенные на наклонной плоскости платформы, движутся лишь по направлению к центру платформы, то ноги пользователя не будут разъезжаться в разные стороны и при завершении полной амплитуды шага будут создавать для ноги точку опоры.To control the character of virtual reality, it is necessary to perform ordinary translational movements, stepping on narrow treadmills and rollers located on an inclined plane. Since narrow treadmills and rollers are located on an inclined plane, the user’s leg will slide down along the track or paths and inertia will continue to move along the surface of the rollers rotating towards the center of the platform and placed on a flat, round, small diameter platform located in the middle platform until it reaches the center of the platform or the opposite rollers. And since the rollers placed on a round, flat, small diameter platform located in the middle of the platform, as well as narrow treadmills and rollers placed on the inclined plane of the platform, move only towards the center of the platform, the user’s legs will not move apart and at the completion of the full amplitude of the step, they will create a fulcrum for the leg.

С помощью датчиков, расположенных под каждой узкой беговой дорожкой, принимающее устройство определяют направление перемещений пользователя в зависимости от того, какая узкая беговая дорожка приведена в движение в настоящий момент, а также определяют скорость перемещения пользователя, рассчитывая скорость вращения узкой беговой дорожки, считывая данные с поперечных полос, расположенных на поверхности узких беговых дорожек.Using sensors located under each narrow treadmill, the receiving device determines the direction of movement of the user, depending on which narrow treadmill is currently in motion, and also determine the speed of the user by calculating the speed of rotation of the narrow treadmill, reading data from transverse stripes located on the surface of narrow treadmills.

С помощью датчика, расположенного внутри обруча, вращающегося вокруг платформы, принимающее устройство определяет направление вращательных движений пользователя и в какую сторону повернуто туловище пользователя в настоящий момент и, таким образом, определяет направления вперед, назад, вправо и влево относительно пользователя и перекладывает эти данные на персонажа виртуального мира в режиме реального времени.With the help of a sensor located inside the hoop rotating around the platform, the receiving device determines the direction of the user's rotational movements and which direction the user's body is currently turned to and thus determines the forward, backward, left and right directions relative to the user and transfers this data to character of the virtual world in real time.

С помощью датчика, размещенного на верхнем конце телескопической штанги, принимающее устройство определяет положение туловища пользователя по вертикали по направлениям вверх и вниз относительно первоначального положения датчика и определяет таким образом, какое действие производит пользователь в настоящий момент: приседает либо прыгает.Using the sensor located on the upper end of the telescopic rod, the receiving device determines the position of the user's torso vertically in the up and down directions relative to the initial position of the sensor and thus determines what action the user is currently performing: crouches or jumps.

Claims (16)

1. Устройство для взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью, характеризующееся тем, что оно содержит плоскую круглую платформу с вогнутой поверхностью, в середине которой находится круглая ровная небольшого диаметра площадка, покрытая роликами, направленными и вращающимися только по направлению к центру, а на наклонной плоскости размещены узкие беговые дорожки, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, одну телескопическую штангу, нижний конец которой прикреплен к обручу, вращающемуся вокруг платформы, а к верхнему концу прикреплен страховочный ремень, помогающий пользователю сохранять равновесие, датчики, размещенные внутри платформы, непосредственно под каждой узкой беговой дорожкой, подающие сигнал о поступательных движениях пользователя на принимающее устройство (например, ПК), которое с помощью них определяет направление и скорость его перемещений, датчик, размещенный внутри обруча, вращающегося вокруг платформы, с помощью которого принимающее устройство определяет направление вращательных движений тела пользователя, датчик, размещенный на верхнем конце телескопической штанги в месте крепления страховочного ремня, с помощью которого принимающее устройство определяет положение тела пользователя по вертикали, по направлениям вверх и вниз.1. A device for user interaction with virtual reality, characterized in that it contains a flat round platform with a concave surface, in the middle of which there is a round, even, small diameter platform, covered with rollers directed and rotating only towards the center, and placed on an inclined plane narrow treadmills, directed and rotating only towards the center, one telescopic bar, the lower end of which is attached to a hoop rotating around the platform, and to a safety belt is attached to the upper end, helping the user to maintain balance, sensors located inside the platform, directly under each narrow treadmill, signaling the user's progressive movements to the receiving device (for example, a PC), which with the help of them determines the direction and speed of its movements, a sensor placed inside a hoop rotating around the platform, with the help of which the receiving device determines the direction of rotational movements of the user's body, the sensor, displacements at the top end of the telescopic rod in the attachment point of the safety belt, whereby the receiving device determines the user's body in the vertical position, the directions up and down. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узкие беговые дорожки, размещенные на наклонной плоскости платформы, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, размещены по всему периметру наклонной плоскости платформы, параллельно друг к другу и расходятся от круглой ровной небольшого диаметра площадки, размещенной в центре платформы, к внешнему краю платформы.2. The device according to claim 1, characterized in that the narrow treadmills located on the inclined plane of the platform, directed and rotating only towards the center, are placed around the entire perimeter of the inclined plane of the platform, parallel to each other and diverge from a round, even small diameter platform located in the center of the platform, to the outer edge of the platform. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узкие беговые дорожки, размещенные на наклонной плоскости платформы, направленные и вращающиеся только по направлению к центру, не связаны между собой и вращаются независимо друг от друга.3. The device according to p. 1, characterized in that the narrow treadmills located on the inclined plane of the platform, directed and rotating only towards the center, are not interconnected and rotate independently of each other. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая узкая беговая дорожка представляет собой ленту, натянутую на расположенные в ряд валики и покрытую по всему периметру поперечными расположенными параллельно друг к другу полосами.4. The device according to p. 1, characterized in that each narrow treadmill is a tape, stretched on a row of rollers and covered around the entire perimeter of the transverse parallel to each other stripes. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что валики, на которые натянуты ленты узких беговых дорожек, имеют различную длину и расположены на наклонной плоскости платформы по убыванию, при этом самый длинный валик расположен у верхнего края наклонной плоскости платформы, а самый узкий валик расположен у нижнего края наклонной плоскости платформы.5. The device according to p. 4, characterized in that the rollers on which the tapes of narrow treadmills are stretched have different lengths and are located on the inclined plane of the platform in descending order, the longest roller being located at the upper edge of the inclined plane of the platform, and the narrowest the roller is located at the lower edge of the inclined plane of the platform. 6. Устройство по пп. 1 и 4, отличающееся тем, что с помощью датчиков, расположенных под каждой узкой беговой дорожкой, принимающее устройство определяет направление перемещений пользователя в зависимости от того, какая узкая беговая дорожка приведена в движение в настоящий момент, а также определяет скорость перемещения пользователя, рассчитывая скорость вращения узкой беговой дорожки, считывая данные с поперечных полос.6. The device according to paragraphs. 1 and 4, characterized in that, using sensors located under each narrow treadmill, the receiving device determines the direction of movement of the user, depending on which narrow treadmill is currently in motion, and also determines the speed of movement of the user, calculating the speed rotation of a narrow treadmill, reading data from the transverse stripes. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что телескопическая штанга состоит из двух трубок разного диаметра, причем одна трубка меньшего диаметра вставлена внутрь другой трубки большего диаметра.7. The device according to claim 1, characterized in that the telescopic rod consists of two tubes of different diameters, with one tube of a smaller diameter inserted into another tube of a larger diameter. 8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что трубки соединены между собой специальным креплением, с помощью которого можно передвигать трубки внутри друг друга и таким образом регулировать длину телескопической штанги.8. The device according to p. 7, characterized in that the tubes are interconnected by a special mount, with which you can move the tubes inside each other and thus adjust the length of the telescopic rod. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний конец телескопической штанги прикреплен к обручу, вращающемуся вокруг платформы, а верхний конец прикреплен к страховочному ремню специальными петлями, с помощью которых можно регулировать угол наклона телескопической штанги.9. The device according to claim 1, characterized in that the lower end of the telescopic rod is attached to a hoop rotating around the platform, and the upper end is attached to the safety belt with special loops, with which you can adjust the angle of inclination of the telescopic rod. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обруч, к которому прикреплена телескопическая штанга, вращается вокруг платформы независимо от нее, при этом сама платформа находится в неподвижном состоянии.10. The device according to p. 1, characterized in that the hoop to which the telescopic rod is attached rotates around the platform independently of it, while the platform itself is stationary. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на верхнем конце телескопической штанги имеется хомут, в который вставлен горизонтально расположенный стержень, движущийся внутри него по направлениям вперед и назад.11. The device according to claim 1, characterized in that at the upper end of the telescopic rod there is a clamp into which a horizontally located rod is inserted, moving inside it in the forward and backward directions. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что на переднем конце горизонтально расположенного стержня имеется кольцо, в которое вставлен вертикально расположенный стержень, прикрепленный к задней спинке страховочного ремня и движущийся внутри этого кольца по направлениям вверх и вниз.12. The device according to p. 11, characterized in that at the front end of the horizontally located rod there is a ring into which a vertically located rod is attached, attached to the rear back of the safety belt and moving inside this ring in the up and down directions. 13. Устройство по пп. 11 и 12, отличающееся тем, что страховочный ремень перемещается в направлениях вверх, вниз, вперед и назад посредством вертикально расположенного и горизонтально расположенного стержней.13. The device according to paragraphs. 11 and 12, characterized in that the safety belt is moved in the directions up, down, forward and backward by means of vertically located and horizontally located rods. 14. Устройство по пп. 1 и 11, отличающееся тем, что датчик, размещенный на верхнем конце телескопической штанги, направлен в заднюю спинку страховочного ремня, прикреплен к горизонтально расположенному стержню и двигается вместе с ним по направлениям вперед и назад.14. The device according to paragraphs. 1 and 11, characterized in that the sensor located on the upper end of the telescopic rod is directed to the rear back of the safety belt, is attached to a horizontally located rod and moves with it in the forward and backward directions. 15. Устройство по пп. 1 и 12, отличающееся тем, что с помощью датчика, размещенного на верхнем конце телескопической штанги, принимающее устройство считывает данные при перемещениях страховочного ремня по направлениям вверх и вниз и определяет таким образом положение тела пользователя по вертикали.15. The device according to paragraphs. 1 and 12, characterized in that, using a sensor located on the upper end of the telescopic rod, the receiving device reads data when the safety belt moves in the up and down directions, and thus determines the vertical position of the user's body. 16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с помощью датчика, размещенного внутри обруча, вращающегося вокруг платформы и направленного на стенку платформы с торца, принимающее устройство определяет направление вращательных движений пользователя, считывая данные при вращении обруча вокруг платформы.16. The device according to claim 1, characterized in that with the help of a sensor located inside the hoop, rotating around the platform and directed to the wall of the platform from the end, the receiving device determines the direction of rotational movements of the user, reading data when the hoop rotates around the platform.
RU2016119216A 2016-05-17 2016-05-17 Device for interaction of user with virtual reality RU2632758C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119216A RU2632758C1 (en) 2016-05-17 2016-05-17 Device for interaction of user with virtual reality

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119216A RU2632758C1 (en) 2016-05-17 2016-05-17 Device for interaction of user with virtual reality

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632758C1 true RU2632758C1 (en) 2017-10-09

Family

ID=60040963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119216A RU2632758C1 (en) 2016-05-17 2016-05-17 Device for interaction of user with virtual reality

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632758C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640439C1 (en) * 2017-03-24 2018-01-09 Василий Юльевич Жиркевич Method of imitation of displacement in virtual reality

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2109336C1 (en) * 1995-07-14 1998-04-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов Method and device for immersing user into virtual world
RU2109337C1 (en) * 1996-05-06 1998-04-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов Method and device for inserting user into virtual world
RU2120664C1 (en) * 1997-05-06 1998-10-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов System for generation of virtual reality for user
RU109979U1 (en) * 2011-08-16 2011-11-10 Ульяна Владимировна Осипова MULTIFUNCTIONAL SPORTS SIMULATOR
EP2801966A1 (en) * 2012-09-19 2014-11-12 Dulin Laszlo Method for simulating welding
CN104857704A (en) * 2015-06-11 2015-08-26 苏州百源软件设计有限公司 Wearable virtual reality motion helmet and wearable virtual action game system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2109336C1 (en) * 1995-07-14 1998-04-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов Method and device for immersing user into virtual world
RU2109337C1 (en) * 1996-05-06 1998-04-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов Method and device for inserting user into virtual world
RU2120664C1 (en) * 1997-05-06 1998-10-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов System for generation of virtual reality for user
RU109979U1 (en) * 2011-08-16 2011-11-10 Ульяна Владимировна Осипова MULTIFUNCTIONAL SPORTS SIMULATOR
EP2801966A1 (en) * 2012-09-19 2014-11-12 Dulin Laszlo Method for simulating welding
CN104857704A (en) * 2015-06-11 2015-08-26 苏州百源软件设计有限公司 Wearable virtual reality motion helmet and wearable virtual action game system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640439C1 (en) * 2017-03-24 2018-01-09 Василий Юльевич Жиркевич Method of imitation of displacement in virtual reality

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10445932B2 (en) Running exercise equipment with associated virtual reality interaction method and non-volatile storage media
EP0839559B1 (en) Method of surrounding a user with virtual reality and a device for carrying out the method
EP3157644B1 (en) Moving floor for interactions with virtual reality systems and uses thereof
US10518132B2 (en) Trampoline for use as an input device for an electronic game
Bouguila et al. Walking-pad: a step-in-place locomotion interface for virtual environments
Riecke et al. 3D user interfaces for virtual reality and games: 3D selection, manipulation, and spatial navigation
Restat et al. Geographical slant facilitates navigation and orientation in virtual environments
KR20160144268A (en) Gait simulation platform for head mounted display unit
RU2632758C1 (en) Device for interaction of user with virtual reality
RU83929U1 (en) Inertial Trainer
Tiator et al. Trampoline jumping with a head-mounted display in virtual reality entertainment
US9126121B1 (en) Three-axis ride controlled by smart-tablet app
RU109979U1 (en) MULTIFUNCTIONAL SPORTS SIMULATOR
Yeadon The mechanics of twisting somersaults
WO2014174513A1 (en) Kinetic user interface
RU2550323C1 (en) Method of preparation of athletes
CN106621268B (en) Simulation skiing equipment and 3D simulation skiing appearance
Woźniak et al. Health, fun, and engagement: Computing technologies that support physical activity
Nabiyouni How does interaction fidelity influence user experience in VR locomotion?
Wang et al. Isometric versus elastic surfboard interfaces for locomotion in virtual reality
Kosmalla et al. InfinityWall–Vertical Locomotion in Virtual Reality using a Rock Climbing Treadmill
Schuhbauer et al. Hover loop: a new approach to locomotion in virtual reality
CN104225887A (en) Two-dimensional linked basketball stand
Majid et al. Three Axis Kinematics Study for Motion Capture Using Augmented Reality
RU179198U1 (en) TRAINING PLATFORM

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180518