RU2646324C2 - Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation - Google Patents

Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2646324C2
RU2646324C2 RU2015155674A RU2015155674A RU2646324C2 RU 2646324 C2 RU2646324 C2 RU 2646324C2 RU 2015155674 A RU2015155674 A RU 2015155674A RU 2015155674 A RU2015155674 A RU 2015155674A RU 2646324 C2 RU2646324 C2 RU 2646324C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exo
skeleton
virtual reality
suspension
skelet
Prior art date
Application number
RU2015155674A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015155674A (en
Inventor
Алексей Геннадьевич Абросов
Кирилл Михайлович Морозов
Антон Павлович Козловский
Original Assignee
Алексей Геннадьевич Абросов
Кирилл Михайлович Морозов
Антон Павлович Козловский
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 Алексей Геннадьевич Абросов, Кирилл Михайлович Морозов, Антон Павлович Козловский filed Critical Алексей Геннадьевич Абросов
Priority to RU2015155674A priority Critical patent/RU2646324C2/en
Publication of RU2015155674A publication Critical patent/RU2015155674A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646324C2 publication Critical patent/RU2646324C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation. Method comprises partial dressing of a user in the exo-skelet, fixing the exo-skelet in the suspension, connection of the exo-skeleton and suspension to the central control unit, loading of the virtual reality parameters into the central control unit, transfer of virtual reality images to the visual exo-skelet apparatus, reading and recognizing the change in the position of the extremities of the exo-skelet, translating the obtained data on the change in the position of the extremities of the exo-skelet into virtual reality, assigning exo-skeleton actions to the virtual reality character, if there are barriers in the character's way, stop signals are transmitted to the extremities of the exo-skelet, the exo skelet attachment is located in the frame to secure its fixation behind the lumbar region, in addition there is a climate control system, and a movable path, the suspension base is provided with a device configured to linearly move the exo-skelet in space.
EFFECT: technical result is expanded range of technical tools that provide diving into virtual reality.
5 cl, 6 dwg

Description

Настоящая группа изобретений относится к области физического взаимодействия человека с виртуальной реальностью с биологической обратной связью и получению физических нагрузок при взаимодействии с ней и может быть использована в реабилитации последствий травм, связанных с опорно-двигательным аппаратом, для лечений фобий, в образовательных целях, при тренировках, в спорте, в играх и т.д.The present group of inventions relates to the field of physical interaction of a person with virtual reality with biological feedback and physical activity when interacting with it and can be used in the rehabilitation of the effects of injuries associated with the musculoskeletal system, for the treatment of phobias, for educational purposes, during training , in sports, in games, etc.

Погружение в виртуальную реальность, а так же степень соотношения с ней определяются широтой и глубиной взаимодействия пользователя и персонажа виртуальной реальности. К глубине относятся факторы, связанные с качеством и, в основном, с аудиовизуальным восприятием. Человеческий глаз при повороте головы сможет заметить задержку реакции реальности до 50 мкс. То же самое происходит и со звуком, если источник звука, а так же его мощность и тональность неизменны, особенно это заметно при движении пользователя, то такие отклонения моментально определяются человеком, и он уже не отождествляет данное место с реальностью. К широте восприятия относятся все остальные составляющие, это как ощущение реальности по средством осязания, так и с учетом физического взаимодействия. За ощущения физического воздействия на пользователя ответственны: прямое физическое взаимодействие с предметами виртуальной реальности (любая работа с материальными и не материальными объектами), передвижение внутри виртуальной реальности, включая передвижение на транспортных средствах, а так же иные действия пользователя, спроецированные (переданные) на персонаж в виртуальной реальности, иные взаимодействия со средой виртуальной реальности, к ним относятся: ветер, температура, осадки и влажность. То есть все то, что может почувствовать человек. За глубину отвечают визуальные устройства, демонстрирующие виртуальную реальность, а за широту – устройства для прямого взаимодействия с виртуальной средой.Immersion in virtual reality, as well as the degree of correlation with it, is determined by the breadth and depth of interaction between the user and the character of virtual reality. Factors related to quality and mainly to audiovisual perception are related to depth. When turning the head, the human eye can notice a delay in the reaction of reality up to 50 μs. The same thing happens with sound, if the sound source, as well as its power and tonality are unchanged, this is especially noticeable when the user moves, then such deviations are instantly determined by the person, and he no longer identifies this place with reality. All other components belong to the breadth of perception, it is both a sense of reality by means of touch, and taking into account physical interaction. The following are responsible for the sensations of physical impact on the user: direct physical interaction with objects of virtual reality (any work with tangible and non-tangible objects), movement inside virtual reality, including movement on vehicles, as well as other user actions projected (transferred) to the character in virtual reality, other interactions with the virtual reality environment, these include: wind, temperature, precipitation and humidity. That is, everything that a person can feel. Visual devices demonstrating virtual reality are responsible for the depth, and devices for direct interaction with the virtual environment are responsible for the breadth.

Известна заявка WO №2015002850 на изобретение «Система человекомашинного интерфейса» (заявители Rubin Jacob A (US), Crockett Robert S (US), опубл. 08.01.2015). Данная система человекомашинного интерфейса, имеющая экзо-скелет, включающий множество структурных элементов, соединенных друг с другом посредством, по меньшей мере, одного сочленения, выполненного с возможностью приложения силы к спинному сегменту пользователя; экзо-скелет включает носимую часть и участок точки приложения; носимая часть выполнена функционально связанной с участком точки приложения; система включает также, по меньшей мере, один локомоторный модуль, содержащий, как минимум, один сервомеханизм, способный приводить в действие, по меньшей мере, одно сочленение, при этом сервомеханизм имеет связь с экзо-скелетом. Тренажер включает приводимую в движение платформу, имеющую, по меньшей мере, три степени свободы вращения. Основание соединяется с внешней свободно вращающейся опорой через приводимое в движение вращающееся сочленение, способное обеспечить вращение вокруг оси. Свободно вращающаяся опора в свою очередь соединена с внутренней свободно вращающейся опорой через второе приводимое в движение вращающееся сочленение, выполненное с возможностью обеспечить вращение вокруг оси. Свободно вращающиеся опоры состоят, полностью или частично, из жесткого конструкционного материала. Участок точки приложения экзо-скелета и отсек соединяются с внутренней свободно вращающейся опорой через третье приводимое в движение вращающееся сочленение, выполненное с возможностью обеспечить вращение вокруг оси. Три указанных вращающихся сочленений соединены в отсеке. Каждое из этих сочленений приводится в движение с помощью устройства, содержащего электромеханический сервомотор (щеточный или бесщеточный электромотор постоянного тока или асинхронный или синхронный электродвигатель), соединенным с механизмом снижения скорости (редуктор). Узел привода преимущественно содержит потенциометр, датчик обратной связи или другой прибор. Одна или более из вышеупомянутых осей может по-разному оставаться зафиксированной относительно либо оси координат механического основании либо оси координат пользователя.Known application WO No. 20155002850 for the invention of a "human-machine interface system" (applicants Rubin Jacob A (US), Crockett Robert S (US), publ. 08.01.2015). This human-machine interface system having an exo-skeleton comprising a plurality of structural elements connected to each other by at least one joint configured to apply force to the user's dorsal segment; exo-skeleton includes the wearable part and the site of the point of application; the wearable part is made functionally associated with the site of the application point; the system also includes at least one locomotor module containing at least one servo mechanism capable of actuating at least one joint, while the servo mechanism is connected to an exo-skeleton. The simulator includes a powered platform having at least three degrees of freedom of rotation. The base is connected to an external freely rotating support through a rotatable articulation, which is capable of rotating around an axis. The freely rotating support, in turn, is connected to the internal freely rotating support through a second driven rotatable joint, configured to provide rotation about an axis. Freely rotating supports consist, in whole or in part, of a rigid structural material. The site of the exo-skeleton application point and the compartment are connected to the internal freely rotating support through a third rotatable articulation, which is configured to provide rotation around the axis. The three indicated rotating joints are connected in a compartment. Each of these joints is driven by a device containing an electromechanical servo motor (brush or brushless DC motor or an asynchronous or synchronous motor) connected to a speed reduction mechanism (gearbox). The drive unit mainly contains a potentiometer, feedback sensor or other device. One or more of the aforementioned axes may remain fixed in various ways with respect to either the coordinate axis of the mechanical base or the coordinate axis of the user.

Экзо-скелет представляет собой защитную одежду, включающую внутренний костюм, препятствующий контакту между кожей пользователя и внутренней стороной конструкции, и выполненный из, например, эластана, хлопка, полиэстера или другого волокна и др. Защитная одежда имеет также средний слой, например, на основе пены, геля, резины или волокна, либо слой, выполненный в виде структуры, заполненной воздухом или другим газом. Внешняя оболочка одежды из, преимущественно, гибкого эластичного материала, выполняет роль покрытия экзо-скелета. Терминал, который включает участок точки приложения. Эта точка является физическим пространством, размещенным в средней точке использования терминала. Она содержит входные датчики и выходные преобразователи, которые преимущественно расположены с внешней стороны костюма и включают, например, тренажер перемещения тела в пространстве, систему доставки химреагента или датчики местоположения или угла поворота.An exo-skeleton is a protective clothing that includes an inner suit that prevents contact between the user's skin and the inside of the structure and is made of, for example, elastane, cotton, polyester or other fibers, etc. Protective clothing also has a middle layer, for example, based on foam, gel, rubber or fiber, or a layer made in the form of a structure filled with air or other gas. The outer shell of clothing made of predominantly flexible elastic material acts as an exo-skeleton coating. A terminal that includes an application point site. This point is the physical space located at the midpoint of use of the terminal. It contains input sensors and output transducers, which are mainly located on the outside of the suit and include, for example, a body moving simulator in space, a chemical delivery system, or sensors for location or angle of rotation.

Из описания данной системы известен способ погружения в виртуальную реальность, который включает облачение пользователя в экзо-скелет, закрепление экзо-скелета в подвесе, подключение экзо-скелета и подвеса к центральному блоку управления, загрузку в центральный блок управления параметров виртуальной реальности, передачу на визуальный аппарат экзо-скелета изображений виртуальной реальности, считывание и распознавание изменения положения конечностей экзо-скелета, транслирование полученных данных об изменении положения конечностей экзо-скелета в виртуальную реальность, присвоение действий экзо-скелета персонажу виртуальной реальности, при этом в случае образования преграды на пути персонажа, передают стопорные сигналы на конечности экзо-скелета.From the description of this system, a method of immersion in virtual reality is known, which includes attaching a user to an exo-skeleton, securing an exo-skeleton in a suspension, connecting an exo-skeleton and a suspension to a central control unit, loading virtual reality parameters into a central control unit, transmitting to visual the apparatus of the exo-skeleton of virtual reality images, reading and recognition of changes in the position of the limbs of the exo-skeleton, broadcasting data obtained on the change of position of the limbs e kzo-skeleton into virtual reality, assigning the actions of an exo-skeleton to a character of virtual reality, while in case of obstruction in the way of the character, transmit stop signals to the extremities of the exo-skeleton.

Подвес, применяемый для реализации известного способа, в сущности, включает основание, на котором закреплены три несущих рамы, соединенные между собой в двух своих вершинах и выполненные с возможностью вращения в разных относительно друг друга плоскостях, закрепленных на двух стойках, имеющих возможность движения как минимум в одной из плоскостей, и выполнен с возможностью подключения к центральному блоку управления, а на внутренней раме образовано крепление для фиксации экзо-скелета в ней.The suspension used to implement the known method, in essence, includes a base on which three load-bearing frames are fixed, interconnected at two vertices and rotatable in different planes fixed relative to each other, mounted on two struts with the ability to move at least in one of the planes, and is configured to connect to a central control unit, and a mount is formed on the inner frame to fix the exo-skeleton in it.

Экзо-скелет, применяемый для реализации известного способа, в сущности, включает визуальный аппарат, выполненный с возможностью демонстрации изображений виртуальной реальности, и двигательный аппарат, снабженный креплением, выполненным с возможностью его фиксации в подвесе для погружения в виртуальную реальность, и выполненный с возможностью изменения положения конечностей и поворота головы и туловища, при этом он оснащен стопорными блоками, расположенными в узловых точках крепления его элементов.The exo-skeleton used to implement the known method, in essence, includes a visual apparatus made with the possibility of demonstrating virtual reality images, and a motor apparatus equipped with a mount made with the possibility of its fixation in a suspension for immersion in virtual reality, and made with the possibility of changing the position of the limbs and the rotation of the head and body, while it is equipped with retaining blocks located at the nodal points of attachment of its elements.

Известные технические решения выбираются в качестве прототипов для заявляемых способа погружения в виртуальную реальность, подвеса и экзо-скелета, применяемых для его реализации, однако к их недостаткам можно отнести отсутствие возможности у пользователя присесть или сесть с такими же ощущениями, как при опоре на твердую поверхность, отсутствие возможности имитации движения под горку или в горку, отсутствие возможности ходьбы и иных движений кроме полета по наклонным поверхностям виртуальной реальности, отсутствие имитации катания на роликах или лыжах, отсутствие передачи климатических состояний (ветра, влажности, температуры), в случаях когда пользователь находится не ровно на «земле», а выполняет какие-то иные движения, связанные с отрывом его от поверхности, свободное движение рук и ног не возможно; отсутствие имитации и возможности ускорения.Well-known technical solutions are selected as prototypes for the inventive method of immersion in virtual reality, suspension and exo-skeleton used to implement it, however, their disadvantages include the inability of the user to sit down or sit down with the same sensations as when resting on a solid surface , the lack of the ability to simulate movement downhill or uphill, the lack of the ability to walk and other movements other than flying on inclined surfaces of virtual reality, the lack of simulation of skating skating or skiing, the lack of transmission of climatic conditions (wind, humidity, temperature), in cases where the user is not exactly on the ground, but performs some other movements associated with lifting him off the surface, free movement of arms and legs is not possible ; lack of simulation and the possibility of acceleration.

Задачей настоящей группы изобретений является разработка нового способа погружения в виртуальную реальность, подвеса и экзо-скелета, применяемых для его реализации, с достижением следующего технического результата, а именно, устранение недостатков прототипа и повышение степени погружения в виртуальную реальность за счет одновременного увеличения количества допустимых действий пользователя при взаимодействии с виртуальной реальностью, благодаря увеличению степеней свободы конечностей пользователя в любом его пространственном положении, обеспечению возможности совершать различные движения ступнями (имитация катания на роликах, спуск с горы и т.д.) и обратного давления, и воссоздания соответствующей виртуальной реальности окружающей среды в помещении пользователя и передачи ускорения и перемещения в относительной системе координат пользователю.The objective of this group of inventions is to develop a new method of immersion in virtual reality, suspension and exo-skeleton used to implement it, with the achievement of the following technical result, namely, eliminating the disadvantages of the prototype and increasing the degree of immersion in virtual reality by simultaneously increasing the number of valid actions the user when interacting with virtual reality, due to an increase in the degrees of freedom of the user's limbs in any of his spatial gender In this case, it is possible to perform various foot movements (imitation of roller skating, descent from the mountain, etc.) and back pressure, and to recreate the corresponding virtual reality of the environment in the user's room and to transmit acceleration and movement in the relative coordinate system to the user.

Поставленная задача в части способа решена за счет того, что в известном способе погружения в виртуальную реальность, который включает по меньшей мере частичное облачение пользователя в экзо-скелет, закрепление экзо-скелета в подвесе, подключение экзо-скелета и подвеса к центральному блоку управления, загрузку в центральный блок управления параметров виртуальной реальности, передачу на визуальный аппарат экзо-скелета изображений виртуальной реальности, считывание и распознавание изменения положения конечностей экзо-скелета, транслирование полученных данных об изменении положения конечностей экзо-скелета в виртуальную реальность, присвоение действий экзо-скелета персонажу виртуальной реальности, при этом в случае образования преграды на пути персонажа, передают стопорные сигналы на конечности экзо-скелета, согласно настоящему изобретению, после загрузки в центральный блок управления параметров виртуальной реальности сравнивают параметры окружающей среды пользователя с параметрами окружающей среды виртуальной реальности, доводят параметры окружающей среды пользователя до параметров окружающей среды виртуальной реальности, отслеживают и выравнивают параметры окружающей среды с изменениями параметров окружающей среды виртуальной реальности в процессе погружения в нее, при этом для передачи изменения ускорения перемещения или в случае перемещения персонажа в относительной системе координат виртуальной реальности, на подвес передают сигналы линейного смещения экзо-скелета в пространстве по меньшей мере по одной координате, а в случае взаимодействия персонажа с другим объектом виртуальной реальности, оказывающим на него силовое воздействие, на экзо-скелет передают сигналы обратного давления.The problem in part of the method is solved due to the fact that in the known method of immersion in virtual reality, which includes at least partial vestment of the user in the exo-skeleton, fixing the exo-skeleton in the suspension, connecting the exo-skeleton and the suspension to the central control unit, loading virtual reality parameters into the central control unit, transferring virtual reality images to the exo-skeleton visual apparatus, reading and recognizing changes in the position of the exo-skeleton limbs, translations transferring the obtained data on the change in the position of the exo-skeleton limbs into virtual reality, assigning the exo-skeleton actions to a virtual reality character, while in the case of obstruction in the character’s path, stop signals are transmitted to the exo-skeleton limbs, according to the present invention, after loading into the central the virtual reality parameter control unit compares the user's environmental parameters with the virtual reality environment parameters, adjusts the environmental parameters the user to the parameters of the virtual reality environment, monitor and align the environmental parameters with changes in the parameters of the virtual reality environment during immersion in it, while to transmit changes in the acceleration of movement or in the case of a character moving in the relative coordinate system of virtual reality, signals are transmitted to the suspension linear displacement of the exo-skeleton in space by at least one coordinate, and in the case of a character interacting with another object, virtually the reality that exerts a force on it, back pressure signals are transmitted to the exo-skeleton.

Таким образом, всей совокупностью существенных признаков заявляемого способа достигается повышение степени погружения в виртуальную реальность за счет выравнивания климатических ощущений в виртуальной реальности и вокруг пользователя, а также за счет возможности ощутить ускорения и передвижение в относительной системе координат благодаря передаче на подвес сигналов линейного смещения экзо-скелета в пространстве по меньшей мере по одной координате и за счет возможности для пользователя ощутить реальное силовое воздействие на персонаж.Thus, with the entire set of essential features of the proposed method, an increase in the degree of immersion in virtual reality is achieved due to the alignment of climatic sensations in virtual reality and around the user, as well as due to the ability to sense acceleration and movement in the relative coordinate system due to the transmission of exo linear displacement signals to the suspension skeleton in space of at least one coordinate and due to the ability for the user to feel the real force impact on the person nazh.

Поставленная задача в части подвеса решена за счет того, что в известном подвесе для погружения в виртуальную реальность, который включает основание, на котором закреплены три несущих рамы, соединенные между собой в двух своих вершинах и выполненные с возможностью вращения в разных относительно друг друга плоскостях, закрепленных на двух стойках, имеющих возможность движения как минимум в одной из плоскостей, и выполненный с возможностью подключения к центральному блоку управления, на внутренней раме образовано крепление для фиксации экзо-скелета в ней, согласно настоящему изобретению, крепление экзо-скелета расположено в раме таким образом, чтобы обеспечивать его фиксацию за поясничную область, дополнительно имеется система климат контроля, установленная с возможностью комплексного воздействия на экзо-скелет, и подвижная дорожка, установленная с возможностью взаимодействия со ступнями экзо-скелета, основание подвеса снабжено по меньшей мере одним устройством, выполненным с возможностью линейного перемещения экзо-скелета в пространстве.The problem in suspension was solved due to the fact that in the known suspension for immersion in virtual reality, which includes a base on which three supporting frames are fixed, interconnected at two vertices and made to rotate in different planes relative to each other, mounted on two racks that can move in at least one of the planes, and made with the ability to connect to the central control unit, a mount is formed on the inner frame for fixing it According to the present invention, the kzo-skeleton in it, the exo-skeleton mount is located in the frame so as to ensure its fixation in the lumbar region, there is an additional climate control system installed with the possibility of complex effects on the exo-skeleton, and a movable track installed with the possibility of interaction with the feet of the exo-skeleton, the suspension base is equipped with at least one device configured to linearly move the exo-skeleton in space.

Возможен вариант дополнительного снабжения внутренней рамы сидением.The option of additional supply of the inner frame with a seat is possible.

Таким образом, всей совокупностью существенных признаков заявляемого подвеса достигается повышение степени погружения в виртуальную реальность, поскольку фиксация экзо-скелета за поясничную область позволяет пользователю совершать свободные движения руками, даже в случаях, когда пользователь находится не ровно на «земле», а выполняет какие-то иные движения, связанные с отрывом его от поверхности, одновременно с этим подвижная дорожка, установленная с возможностью взаимодействия со ступнями экзо-скелета, обеспечивает возможность совершать различные движения ступнями (имитация катания на роликах, спуск с горы и т.д.) и имитировать движения под горку или в горку, а снабжение основания подвеса по меньшей мере одним устройством, выполненным с возможностью линейного перемещения экзо-скелета в пространстве, позволяет передать ускорения и перемещения в относительной системе координат от персонажа к пользователю. При этом система климат контроля позволяет воссоздать соответствующую виртуальной реальности окружающую среду в помещении пользователя.Thus, with the whole set of essential features of the claimed suspension, an increase in immersion in virtual reality is achieved, since fixing the exo-skeleton behind the lumbar region allows the user to make free hand movements, even when the user is not on the ground, but performs then other movements associated with its separation from the surface, at the same time a movable track installed with the possibility of interaction with the feet of the exo-skeleton, provides the opportunity for To handle various movements with feet (imitation of roller-skating, descent from a mountain, etc.) and imitate movements downhill or uphill, and supplying the suspension base with at least one device configured to linearly move the exo-skeleton in space allows transmit accelerations and movements in the relative coordinate system from character to user. At the same time, the climate control system allows you to recreate the environment corresponding to virtual reality in the user's premises.

Поставленная задача в части экзо-скелета решена за счет того, что в известном экзо-скелете для погружения в виртуальную реальность, который включает визуальный аппарат, выполненный с возможностью демонстрации изображений виртуальной реальности, и двигательный аппарат, снабженный креплением, выполненным с возможностью его фиксации в подвесе для погружения в виртуальную реальность, и выполненный с возможностью изменения положения конечностей и поворота головы и туловища, при этом он оснащен стопорными блоками, расположенными в узловых точках крепления его элементов, согласно настоящему изобретению, упомянутое крепление расположено на поясничной области, в узловых точках крепления конечностей дополнительно имеются блоки обратного давления, а в ступни встроен вибрационный блок.The task in terms of the exo-skeleton is solved due to the fact that in the well-known exo-skeleton for immersion in virtual reality, which includes a visual apparatus made with the possibility of demonstrating images of virtual reality, and a motor unit equipped with a mount made with the possibility of its fixation in suspension for immersion in virtual reality, and made with the ability to change the position of the limbs and rotate the head and torso, while it is equipped with retaining blocks located in the nodal points of attachment of its elements, according to the present invention, said attachment is located on the lumbar region, at the node points of attachment of the extremities there are additional back pressure units, and a vibration unit is built into the feet.

Возможен вариант, когда в местах бедренной, лучевой, плечевой, берцовой кости экзо-скелета предусмотрены пазы, выполненные с возможностью изменять и фиксировать необходимый размер его элементов.A variant is possible when grooves are provided in places of the femur, radius, humerus, tibia of the exo-skeleton, made with the ability to change and fix the required size of its elements.

Таким образом, всей совокупностью существенных признаков заявляемого экзо-скелета достигается повышение степени погружения в виртуальную реальность, поскольку фиксация экзо-скелета за поясничную область позволяет пользователю совершать свободные движения руками, даже в случаях, когда пользователь находится не ровно на «земле», а выполняет какие-то иные движения, связанные с отрывом его от поверхности, одновременно с этим блоки обратного давления, установленные в узловых креплениях конечностей, позволяют ощутить пользователю силовое воздействие, которое ощущает персонаж, а встраивание в ступни вибрационного блока позволяет пользователю точнее чувствовать их передвижение.Thus, with the entire set of essential features of the claimed exo-skeleton, an increase in immersion in virtual reality is achieved, since fixing the exo-skeleton for the lumbar region allows the user to make free hand movements, even when the user is not on the ground, but any other movements associated with its separation from the surface, at the same time, the back pressure units installed in the nodal attachments of the limbs allow the user to feel the power the impact that the character feels, and embedding in the feet of the vibration block allows the user to more accurately feel their movement.

Сущность заявляемой группы изобретений поясняется далее совместно на примере чертежей.The essence of the claimed group of inventions is explained further together on the example of the drawings.

На Фиг. 1 показан общий вид подвеса и закрепленного в нем экзо-скелета.In FIG. 1 shows a general view of the suspension and the exo-skeleton fixed in it.

На Фиг. 2 показан общий вид экзо-скелета, с облаченным в него пользователемIn FIG. 2 shows a general view of an exo-skeleton with a user dressed in it.

На Фиг. 3 показаны варианты исполнения подвижной дорожки.In FIG. 3 shows embodiments of a movable track.

На Фиг. 4 показаны варианты положения сидения.In FIG. 4 shows seat seating options.

На Фиг. 5 условно изображен блок обратного давления.In FIG. 5, the back pressure unit is conventionally shown.

На Фиг. 6 показана схема работы центрального блока управления.In FIG. 6 shows a diagram of the operation of the central control unit.

Способ погружения в виртуальную реальность включает по меньшей мере частичное облачение пользователя 1 в экзо-скелет 2 (Фиг. 1, 2), закрепление экзо-скелета 2 (Фиг. 2) в подвесе 3, подключение экзо-скелета 2 и подвеса 3 к центральному блоку 4 управления (ЦБУ), загрузку в ЦБУ 4 параметров виртуальной реальности, передачу на визуальный аппарат (на чертеже не показано) экзо-скелета 2 изображений виртуальной реальности, считывание и распознавание изменения положения конечностей экзо-скелета 2, транслирование полученных данных об изменении положения конечностей экзо-скелета 2 в виртуальную реальность, присвоение действий экзо-скелета 2 персонажу виртуальной реальности. При этом в случае образования преграды на пути персонажа, передают стопорные сигналы на конечности экзо-скелета 2. После загрузки в ЦБУ 4 параметров виртуальной реальности сравнивают параметры окружающей среды пользователя с параметрами окружающей среды виртуальной реальности, доводят параметры окружающей среды пользователя до параметров окружающей среды виртуальной реальности, отслеживают и выравнивают параметры окружающей среды с изменениями параметров окружающей среды виртуальной реальности в процессе погружения в нее. При этом для ширины восприятия ускорения перемещения персонажа, подключаются вентиляторы 5. При этом для передачи изменения ускорения перемещения или в случае перемещения персонажа в относительной системе координат виртуальной реальности, на подвес 3 передают сигналы линейного смещения экзо-скелета 2 в пространстве по меньшей мере по одной координате, а в случае взаимодействия персонажа с другим объектом виртуальной реальности, оказывающим на него силовое воздействие, на экзо-скелет 2 передают сигналы обратного давления.The method of immersion in virtual reality includes at least partial vesting of user 1 in the exo-skeleton 2 (Fig. 1, 2), fixing the exo-skeleton 2 (Fig. 2) in suspension 3, connecting the exo-skeleton 2 and suspension 3 to the central control unit 4 (CBU), loading 4 virtual reality parameters into the CBU, transmitting to the visual apparatus (not shown) an exo-skeleton 2 images of virtual reality, reading and recognizing a change in the position of the limbs of the exo-skeleton 2, broadcasting the received data on the change in position con extremities of the exo-skeleton 2 into virtual reality, assigning the actions of the exo-skeleton 2 to the character of virtual reality. In this case, in the event of a barrier to the character’s path, stop signals are transmitted to the extremities of the exo-skeleton 2. After loading 4 virtual reality parameters into the CBU, the user's environmental parameters are compared with the virtual reality’s environment, the user’s environmental parameters are adjusted to the virtual’s environmental parameters reality, track and align environmental parameters with changes in the environmental parameters of virtual reality in the process of immersion in it. At the same time, for the width of the perception of the acceleration of the character’s movement, fans 5 are connected. At the same time, at least one linear displacement signal of the exo-skeleton 2 is transmitted to the suspension 3 to transmit the change in the acceleration of the movement or in the case of the character moving in the relative coordinate system of virtual reality coordinate, and in the case of the character interacting with another virtual reality object that exerts a force on it, back pressure signals are transmitted to the exo-skeleton 2.

Подвес 3 для погружения в виртуальную реальность включает основание 6, на котором закреплены три несущих рамы 7, 8, 9, соединенные между собой в двух своих вершинах и выполненные с возможностью вращения в разных относительно друг друга плоскостях, закрепленных на двух стойках 10 и 11, имеющих возможность движения как минимум в одной из плоскостей, и выполненный с возможностью подключения к ЦБУ 4, на внутренней раме 7 образована система 12 для расположения крепления 13 для фиксации экзо-скелета 2 в ней.The suspension 3 for immersion in virtual reality includes a base 6, on which are mounted three bearing frames 7, 8, 9, interconnected at two vertices and made to rotate in different relative to each other planes, mounted on two racks 10 and 11, having the ability to move in at least one of the planes, and made with the ability to connect to the CBU 4, a system 12 is formed on the inner frame 7 for locating the mount 13 for fixing the exo-skeleton 2 in it.

Крепление 13 экзо-скелета 2 расположено во внутренней раме 7 таким образом, чтобы обеспечивать его фиксацию за поясничную область 14. Так как Дополнительно имеется система 15 климат контроля, установленная с возможностью комплексного воздействия на экзо-скелет 2, и дорожка 16 (Фиг. 3), установленная с возможностью взаимодействия со ступнями 17 экзо-скелета 2. Основание 6 подвеса 3 снабжено по меньшей мере одним устройством, выполненным с возможностью линейного перемещения экзо-скелета 2 в пространстве.The attachment 13 of the exo-skeleton 2 is located in the inner frame 7 so as to ensure its fixation for the lumbar region 14. Since there is an additional climate control system 15 installed with the possibility of complex action on the exo-skeleton 2, and track 16 (Fig. 3 ), installed with the possibility of interaction with the feet 17 of the exo-skeleton 2. The base 6 of the suspension 3 is equipped with at least one device configured to linearly move the exo-skeleton 2 in space.

Система 12 подвеса 3 может быть снабжена сидением 18 (Фиг. 4).The suspension system 12 3 may be provided with a seat 18 (Fig. 4).

Экзо-скелет 2 для погружения в виртуальную реальность включает визуальный аппарат (на чертеже не показано), выполненный с возможностью демонстрации изображений виртуальной реальности, и двигательный аппарат, снабженный креплением 19, выполненным с возможностью его фиксации в подвесе 3 для погружения в виртуальную реальность, и выполненный с возможностью изменения положения конечностей и поворота головы и туловища.An exo-skeleton 2 for immersion in virtual reality includes a visual apparatus (not shown in the drawing) made with the possibility of demonstrating images of virtual reality, and a motor apparatus equipped with a mount 19 made with the possibility of its fixation in the suspension 3 for immersion in virtual reality, and made with the possibility of changing the position of the limbs and turning the head and body.

При этом он оснащен суппортные блоками 20, расположенными в узловых точках 21 крепления его элементов.Moreover, it is equipped with support blocks 20 located at the nodal points 21 of the fastening of its elements.

Упомянутое крепление 19 расположено на поясничной области 14. В узловых точках 21 крепления его конечностей дополнительно имеются блоки 22 обратного давления (Фиг. 5). В ступни 17 экзо-скелета 2 встроен вибрационный блок (на чертеже не показано).Mentioned mount 19 is located on the lumbar region 14. At the nodal points 21 of the attachment of its limbs, there are additionally 22 back pressure units (Fig. 5). In the foot 17 of the exo-skeleton 2, a vibration block is built-in (not shown in the drawing).

В местах бедренной, лучевой, плечевой, берцовой кости предусмотрены пазы (на чертеже не показано), выполненные с возможностью изменять и фиксировать необходимый размер элементов экзо-скелета 2.In places of the femur, radius, humerus, tibia, grooves are provided (not shown in the drawing), made with the ability to change and fix the required size of exo-skeleton elements 2.

Подвес 3 представляет собой карданов подвес - универсальную шарнирную опору, позволяющая закрепленному в ней в экзо-скелете пользователю вращаться одновременно в нескольких плоскостях. Подвес 3 состоит из трех несущих рам (7, 8, 9), разного диаметра и кольцеобразной формы (например в виде окружности или двенадцатигранника и др. геометрических фигур), помещенных друг в друга и установленных на основании с помощью стоек 10 и 11. Каждая рама соединена с последующей в двух противоположных вершинах и выполнена с возможностью свободного вращения в одной из плоскостей. Причем каждая несущая рама может быть выполнена сборно-разборной, т.е. каждое ребро примыкает к последующему с помощью системы крепления. Используемый материал, обычно, алюминий.The gimbal 3 is a gimbal gimbal - a universal articulated support that allows the user fixed in it in the exo-skeleton to rotate simultaneously in several planes. Suspension 3 consists of three load-bearing frames (7, 8, 9), of different diameters and annular shapes (for example, in the form of a circle or a dodecahedron and other geometric shapes), placed in each other and installed on the base using racks 10 and 11. Each the frame is connected to the next at two opposite vertices and is made with the possibility of free rotation in one of the planes. Moreover, each supporting frame can be made collapsible, i.e. each rib is adjacent to the next using a fastening system. The material used is usually aluminum.

Во внутренней раме 7 размещено крепление 14 экзо-скелета 2, сидение 18, подвижная дорожка 16 (всенаправленная дорожка), ЦБУ 4 и система климат контроля 15.In the inner frame 7 there is a mount 14 of an exo-skeleton 2, a seat 18, a movable track 16 (an omnidirectional track), a central control unit 4 and a climate control system 15.

Система климат контроля 15 состоит из системы вентиляторов 5 в количестве как минимум 8 единиц, кондиционера (на чертеже не показано), нагревателя (на чертеже не показано), увлажнителя (на чертеже не показано) воздуха и термо-блока (на чертеже не показано), контролирующего и регулирующего температуру. Передние направленные подвижные вентиляторы 5 обеспечивают имитацию ветра при заданном сценарии и выполнены с возможностью отслеживать положение пользователя. Задние направленные подвижные вентиляторы обеспечивают имитацию ветра при заданном сценарии и выполнены с возможностью отслеживать положение пользователя. Возможно также подключение к внешнему кондиционеру (на чертеже не показано).The climate control system 15 consists of a system of fans 5 in an amount of at least 8 units, an air conditioner (not shown in the drawing), a heater (not shown in the drawing), an air humidifier (not shown in the drawing) and a thermal block (not shown in the drawing) controlling and regulating the temperature. The front directional movable fans 5 provide simulation of the wind in a given scenario and are configured to track the position of the user. The rear directional movable fans provide simulated wind in a given scenario and are made with the ability to track the user's position. It is also possible to connect to an external air conditioner (not shown in the drawing).

Подвижная дорожка 16 (Фиг. 3), снабженная приводом 23, изменяющим угол наклона и нагрузку, обеспечивает всестороннюю имитацию передвижения пользователя без сопротивления, которое может возникнуть от соприкосновение с ровной поверхностью. Все усилия, связанные с особенностью среды передвижения персонажа, проецируются на пользователя 1 через ответственные узлы экзо-скелета 2. Вибрация на ноги, при движении, например на роликах, передается через встроенные в подошву специальной обуви экзо-скелета 2, вибро моторчики на рис. не показаны. Которые начинают вибрировать при получении сигнала с ЦБУ 4, согласно установленному сценарию в виртуальной реальности.The movable track 16 (Fig. 3), equipped with a drive 23 that changes the angle of inclination and load, provides a comprehensive simulation of the movement of the user without resistance, which may arise from contact with a flat surface. All efforts related to the character’s environment of movement of the character are projected onto user 1 through the responsible nodes of the exo-skeleton 2. Vibration to the legs, when moving, for example on rollers, is transmitted through the built-in sole of the special shoes of the exo-skeleton 2, vibration motors in Fig. not shown. Which begin to vibrate when receiving a signal from the CPU 4, according to the established scenario in virtual reality.

На подвижной дорожке 16 установлены ролики 24, которые могут располагаться в шахматном порядке относительно друг друга и по сторонам, расположенным с небольшим углом от пользователя. Вершины роликов возвышаются над поверхностью самой дорожки 16 не более 1/8, что дает ощущение почти ровной, но подвижной поверхности. Шахматный порядок позволяет регулировать скорость и силу сопротивления вращения роликов 24. Таким образом осуществляется имитация катания на роликах и лыжах. Сопротивление хода роликов 24 обеспечивается винтом 26, регулирующим положение основания 25 дорожки 16 в наклонной плоскости, которое при подъеме усиливает трение роликов 24. Механизм выдвижения дорожки 16 обеспечивает необходимое соприкосновение и взаимодействие ее поверхности и ступней пользователя 1, при этом высота расположения и подъема дорожки 16 зависит от физических параметров пользователя.Rollers 24 are installed on the movable track 16, which can be staggered relative to each other and on sides located at a small angle from the user. The tops of the rollers rise above the surface of the track 16 no more than 1/8, which gives a feeling of an almost flat but moving surface. The checkerboard pattern allows you to adjust the speed and strength of the rotation resistance of the rollers 24. Thus, imitation of roller-skating and skiing is carried out. The resistance of the movement of the rollers 24 is provided by a screw 26, which regulates the position of the base 25 of the track 16 in an inclined plane, which when lifting increases the friction of the rollers 24. The mechanism of extension of the track 16 provides the necessary contact and interaction of its surface and the feet of the user 1, while the height and location of the track 16 Depends on the physical parameters of the user.

Система климат контроля 15 обеспечивает более глубокую связь с виртуальной реальностью. Передача ускорения, либо падения помимо визуальной части дополняется работой направленных вентиляторов 5, которые получают сигнал от основного блока 4 согласно сценарию. В случае необходимости передать погодные условия подключается система увлажнения воздуха (на чертеже не показано), кондиционер (на чертеже не показано), нагреватель (на чертеже не показано), а так же термо-регулятор (на чертеже не показано). Все это создает глубинное ощущение реальности происходящего.Climate control system 15 provides a deeper connection with virtual reality. The acceleration or fall transmission in addition to the visual part is supplemented by the operation of directional fans 5, which receive a signal from the main unit 4 according to the scenario. If it is necessary to transfer weather conditions, an air humidification system (not shown) is connected, an air conditioner (not shown in the drawing), a heater (not shown in the drawing), and a thermal regulator (not shown in the drawing). All this creates a deep sense of reality of what is happening.

Сидение 18 (Фиг. 4), распложено в спинной части крепежного механизма 13 экзо-скелета 2 и принимает стандартное положение механическим способом, когда пользователь начинает садиться на сидение, либо иную поверхность в виртуальном сценарии. Если данной поверхности не существует, то механизм (на чертеже не показано) фиксации положения сидения 18 разжимается и сидение не принимает стандартное положение. Ноги при посадке на сидение 18 твердо стоят на подвижной дорожке 16. Сидение 18 всегда находится в откинутом положении и не мешает пользователю 1. В положение, при котором пользователь 1 оказывается на сидении18, происходит только при условии, что персонаж пользователя в виртуальной реальности присаживается на сидение или иную поверхность. Блок (на чертеже не показано) управления стопорным механизмом 27 использует команду с ЦБУ 4, который обрабатывает сюжет виртуальной реальности и дает команду стопорному механизму 27, который тянет тросик 28, а следовательно и захват 29. При этом срабатывает механизм откидывания сидения 18, с последующей фиксацией в заданном положении. Если в сценарии нет поверхности, на которую можно было бы присесть, но пользователь 1, а, следовательно, и персонаж, опускается на колени или корточки, стопор 27 не срабатывает и сидение 18 не откидывается.Seat 18 (Fig. 4), is located in the dorsal part of the attachment mechanism 13 of the exo-skeleton 2 and assumes a standard position mechanically when the user starts to sit on the seat or other surface in a virtual scenario. If this surface does not exist, then the mechanism (not shown) for fixing the position of the seat 18 is expanded and the seat does not assume the standard position. The legs when sitting on the seat 18 are firmly on the movable track 16. The seat 18 is always in the tilted position and does not interfere with the user 1. In the position in which the user 1 is on the seat18, it occurs only if the user's character sits in virtual reality on a seat or other surface. The block (not shown) of the control of the locking mechanism 27 uses a command from the CBU 4, which processes the plot of virtual reality and gives the command to the locking mechanism 27, which pulls the cable 28, and therefore the capture 29. In this case, the mechanism for folding the seat 18 is triggered, followed by fixation in a given position. If the scenario does not have a surface to sit on, but user 1, and, consequently, the character, kneels or squats, the stopper 27 does not work and the seat 18 does not recline.

Стоит отметить, что основным свойством подвеса 3 является то, что если в него закрепить вращающееся тело, то оно будет сохранять направление оси вращения независимо от ориентации самого подвеса. При этом основание 6 может быть выполнено в виде рамы (например, 2,5×3 м) и крепиться к полу с помощью крепежных элементов, например анкеров.It should be noted that the main property of the suspension 3 is that if a rotating body is fixed to it, it will retain the direction of the axis of rotation regardless of the orientation of the suspension itself. In this case, the base 6 can be made in the form of a frame (for example, 2.5 × 3 m) and attached to the floor using fasteners, such as anchors.

Стойки 10 и 11 могут быть снабжены вертикальным и горизонтальным лифтами (на чертеже не показано) (линейные подвижки) для имитации вертикального движения с небольшим запасом хода. Данная возможность осуществляется двигателями 30 и 31, блок (на чертеже не показано) управления которых, получая сигнал с ЦБУ 4, совершает заданное действие.Racks 10 and 11 can be equipped with vertical and horizontal elevators (not shown in the drawing) (linear movements) to simulate vertical movement with a small power reserve. This feature is carried out by engines 30 and 31, the control unit (not shown in the drawing) of which, receiving a signal from the CPU 4, performs the specified action.

К каждой раме (7, 8, 9) установлен сервопривод (на чертеже не показано) с использованием серво двигателя (на чертеже не показано) и понижающего редуктора (на чертеже не показано), по 2 двигателя на раму диаметрально противоположно друг другу. На горизонтальных и вертикальных вершинах установлены датчики наклона, угла поворота и датчики с контрольной схемой силы тока (на рис не показан) для регулирования баланса тока, подаваемой на двигатель, для удержания рамы (7, 8 или 9). Подача питания для двигателей, а так же экзо-скелета 2, климат контроля 15 и ЦБУ 4 находящегося внутри подвеса 3, осуществляется путем применения токосъемных механизмов (на чертеже не показано), размещенных в узлах соединения рам (7, 8 и 9). На вершинах рам (7, 8, 9) могут быть расположены равновесные утяжелители (на рис. не показан). На плоской поверхности (в стойках 10 или 11 предусмотрен вывод блока (на чертеже не показано) питания, штекера (на чертеже не показано) для подключения напряжения.Each frame (7, 8, 9) has a servo drive (not shown in the drawing) using a servo motor (not shown in the drawing) and a reduction gear (not shown in the drawing), 2 motors per frame are diametrically opposite to each other. On horizontal and vertical peaks, tilt, rotation angle sensors and sensors with a control circuit of the current strength (not shown in the figure) are installed to regulate the current balance supplied to the engine to hold the frame (7, 8 or 9). The power supply for the engines, as well as the exo-skeleton 2, climate control 15 and the central control unit 4 located inside the suspension 3, is carried out by applying current collection mechanisms (not shown in the drawing) located in the frame connection nodes (7, 8 and 9). At the tops of the frames (7, 8, 9), equilibrium weighting agents can be located (not shown in the figure). On a flat surface (in racks 10 or 11, an output of a power supply unit (not shown in the drawing), a plug (not shown in the drawing) for connecting voltage is provided.

Крепление 13 экзо-скелета 2, когда все рамы 7, 8, 9 находятся в одной плоскости, расположено параллельно поверхности.The fastening 13 of the exo-skeleton 2, when all the frames 7, 8, 9 are in the same plane, is parallel to the surface.

Подвес 3 снабжен сервосистемой (на чертеже не показано), которая соединена с ЦБУ 4, и содержит:The gimbal 3 is equipped with a servo system (not shown in the drawing), which is connected to the CBU 4, and contains:

- шаговые и/или серводвигатели (на чертеже не показано), размещенные в противоположных вершинах рам с возможностью управления положением каждой из трех рам и скоростью изменения их положения;- stepper and / or servomotors (not shown in the drawing) located at opposite vertices of the frames with the ability to control the position of each of the three frames and the speed of changing their position;

- понижающие редукторы (на чертеже не показано) для компенсации мощности;- reduction gears (not shown in the drawing) to compensate for power;

- датчики (на чертеже не показано) наклона и угла поворота- sensors (not shown) of the tilt and rotation angle

- измерительный блок (на чертеже не показано), предназначенный для измерения токового сигнала Iисх. в цепи привода, подаваемого источником питания для привода серводвигателя, с целью определения равновесного положения пользователя;- measuring unit (not shown in the drawing), designed to measure the current signal I Ref. in the drive circuit supplied by the power source to drive the servomotor, in order to determine the equilibrium position of the user;

- ЦБУ 4, обрабатывающий сигналы, исходящие из сценария виртуальной реальности и передающий на блок (на чертеже не показано) управления рамами.- CBU 4, which processes signals emanating from a virtual reality scenario and transmits to the frame control unit (not shown) a frame control.

Подвес 3 может быть снабжен страховкой (на чертеже не показано) верхней части экзо-скелета 2The gimbal 3 can be provided with insurance (not shown) in the upper part of the exo-skeleton 2

Экзо-скелет 2 в общем виде представляет собой носимое устройство для получения физических нагрузок согласно сценарию виртуальной среды, содержащее визуальный аппарат (на чертеже не показано), выполненный с возможностью демонстрации изображений виртуальной реальности, и двигательную часть в виде костюма, выполненного из упругой гибкой ткани, металлического каркаса, а так же пластиковых декоративных элементов и электронных узлов участвующих в имитации сопротивления. На ткани, которая находится под пластиковой декоративной накладкой (на чертеже не показано), закреплены электромеханические датчики для считывания усилий (на рис не показан), которые прикладывает носитель, и преобразующие в сигнал, который поступает на блок (на чертеже не показано) управления экзо-скелетом 2, от туда в ЦБУ 4, и возвращающиеся на шаговые или серводвигатели (расположенные в суппортных блоках 20 и 22), расположенные в местах сгиба основных суставов пользователя.The exo-skeleton 2 in general is a wearable device for receiving physical loads according to the scenario of a virtual environment, containing a visual apparatus (not shown in the drawing) made with the possibility of demonstrating virtual reality images, and the motor part in the form of a suit made of elastic flexible fabric , a metal frame, as well as plastic decorative elements and electronic components involved in imitation of resistance. Electromechanical sensors for sensing forces (not shown in the figure) are attached to the fabric, which is located under the plastic decorative cover (not shown in the drawing), which are applied by the carrier and converted into a signal that goes to the exo control unit (not shown) - a skeleton 2, from there to the CBU 4, and returning to the stepper or servomotors (located in the support blocks 20 and 22) located in the places of bending of the main joints of the user.

Упомянутые датчики давления, применяются для отслеживания усилий осуществляемых пользователем. В большинстве известных моделей, которые созданы для погружения в виртуальную реальность, отсутствует система изменяемых усилий. То есть если пользователь идет прямо или поднимается по лестнице, или плывет, то усилия всегда будут неизменными, на что мозг (вестибулярный аппарат) очень плохо реагирует. Погружение же в систему, где любые предметы виртуальной реальности снабжены физическими данными, имитирующими полноту физических усилий в реальности, позволяет пользователю глубже получить опыт взаимодействия с виртуальной реальностью.Mentioned pressure sensors are used to track the efforts made by the user. Most well-known models that are designed to immerse themselves in virtual reality, there is no system of variable effort. That is, if the user goes straight up or up the stairs, or floats, then the efforts will always be unchanged, to which the brain (vestibular apparatus) responds very poorly. Immersion in a system where any objects of virtual reality are equipped with physical data that mimic the completeness of physical efforts in reality allows the user to gain a deeper experience of interaction with virtual reality.

Нахождение пользователя в подвесе 3 без имитации физических нагрузок, включая и те, которые пользователь испытывает при ходьбе, не дадут полного погружения в виртуальную реальность. Использование экзо-скелета 2, создающего обратные усилия является одним из основных факторов взаимодействия пользователя и виртуальной реальности.Finding a user in suspension 3 without simulating physical activity, including those that the user experiences while walking, will not give you a complete immersion in virtual reality. The use of exo-skeleton 2, creating a reverse effort is one of the main factors in the interaction of the user and virtual reality.

Кроме того с помощью заявляемого экзо-скелета 2 в частных случаях возможно частичное восполнение утраченных функций, увеличение силы мышц человека и расширения амплитуды движений за счет внешнего каркаса и приводящих элементов, поскольку экзо-скелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий (или сопротивления) при движениях.In addition, using the claimed exo-skeleton 2 in particular cases, it is possible to partially replenish lost functions, increase the strength of human muscles and expand the range of motion due to the external frame and leading elements, since the exo-skeleton repeats human biomechanics for a proportional increase in effort (or resistance) with movements.

Экзо-скелет 2 выполнен с возможностью охвата пользователя 1, и для подачи усилия на пользователя 1 используется сервосистема, содержащая:The exo-skeleton 2 is configured to cover user 1, and a servo system is used to supply force to user 1, comprising:

- ряд шаговых серводвигателей работающих с суппортным механизмом 20, выполненных и установленных с возможностью создания сопротивления в подвижных частях 21 экзо-скелета 2, отвечающих за движение рук, ног, спины: суппорт спины (20), отвечающий за движение руки и имитации препятствия по оси X, Y, суппорт плечевой (20), отвечающий за движение руки и имитации препятствия по оси Z, суппорт локтевой с системой обратной тяги (20, 22) (для имитации нажима на руку), суппорт коленный (20, 22) с системой обратной тяги (для имитации давления на ноги), суппорт бедренный (20), отвечающий за движение ноги и имитации препятствия по оси Y, суппорт поясничный (20), отвечающий за движение ноги и имитации препятствия по оси Х; суппорт спинной (20-1), отвечающий за наклоны Х и Y.- a series of stepper servomotors working with a support mechanism 20, made and installed with the possibility of creating resistance in the moving parts 21 of the exo-skeleton 2, responsible for the movement of the arms, legs, back: the back support (20), responsible for the movement of the arm and imitation of the obstacle along the axis X, Y, shoulder support (20), responsible for arm movement and simulating obstacles along the Z axis, elbow support with reverse traction system (20, 22) (to simulate hand pressure), knee support (20, 22) with reverse system traction (to simulate pressure on the legs), caliper femoral ( 20), which is responsible for the movement of the leg and imitation of the obstacle along the Y axis, the lumbar support (20), which is responsible for the movement of the leg and imitation of the obstacle along the X axis; Dorsal support (20-1), responsible for the inclination of X and Y.

- измерительный блок (на чертеже не показано), предназначенный для измерения давления, подаваемого на ответственные внутренние части экзо-скелета 2, и включающий датчик давления и положения голени и икры, датчик давления и положения бедра, датчик давления и положения предплечья, датчик (на чертеже не показано) положения ступни;- a measuring unit (not shown in the drawing), designed to measure the pressure applied to the critical internal parts of the exo-skeleton 2, and including a pressure sensor and the position of the calf and calf, a pressure and hip position sensor, a pressure and forearm position sensor, a sensor (on the drawing is not shown) the position of the foot;

- контроллер (на чертеже не показано), анализирующий сигнал с датчика (на чертеже не показано) давления, и подающий команду на шаговый двигатель (на чертеже не показано) для ослабления или усиления действия суппорта 20;- a controller (not shown in the drawing), analyzing the signal from the pressure sensor (not shown in the drawing), and giving a command to the stepper motor (not shown in the drawing) to weaken or enhance the action of the caliper 20;

- датчики давления, датчики положения, (на рис не видно)- pressure sensors, position sensors, (not visible in fig)

Крепление экзо-скелета 2 внутри подвеса 3 осуществляется жестким захватом в области поясничного отдела 14.The exo-skeleton 2 is fixed inside the suspension 3 by a rigid grip in the region of the lumbar region 14.

Суппортные блоки 20, расположенные в узловых креплениях 21 экзо-скелета 2, представляют собой суппортные механизмы, работающие по принципу оказания двустороннего давления на основной (несущий) диск (на чертеже не показано) с целью усложнения (препятствования) движения. Сам поворот всего тела осуществляется путем отслеживания положений стопы, на которой расположены датчики (на рис не показано) и прогнозирования намерения пользователя.Caliper blocks 20, located in the nodal mounts 21 of the exo-skeleton 2, are caliper mechanisms working on the principle of exerting bilateral pressure on the main (supporting) disk (not shown in the drawing) in order to complicate (obstruct) movement. The whole body rotation itself is carried out by tracking the position of the foot on which the sensors are located (not shown in the figure) and predicting the user's intention.

Экзо-скелет 2 имеет возможность адаптироваться по размеру под физические параметры пользователя 1. Для изменения размера экзо-скелета 2 в местах бедренной, лучевой, плечевой, берцовой кости, предусмотрен паз (на чертеже не показано) который дает возможность изменять и фиксировать необходимый размер.Exo-skeleton 2 has the ability to adapt in size to the physical parameters of user 1. To change the size of exo-skeleton 2 in places of the femur, radius, humerus, tibia, there is a groove (not shown in the drawing) that allows you to change and fix the required size.

Блоки 22 обратного давления (блоки передачи давления от взаимодействия с подвижными «элементами» виртуальной реальности) работают по принципу передачи кинетической энергии. Каждый блок (Фиг. 5) состоит из подающей лопасти 32, принимающей лопасти 33, сальников 34 и 35, вала второй лопасти 36, передающий усилие на ответственные части экзо-скелета, вала двигателя 37, передающий момент на первую лопасть 32, двигателя 38, ответственной части экзо-скелета 39, на которую передается усилие, сочлененной части экзо-скелета., жидкости (масло) 40, которая вращаясь в заданном направлении передает момент на вторую лопасть 36.Back pressure blocks 22 (pressure transfer blocks from interaction with mobile “elements” of virtual reality) operate on the principle of kinetic energy transfer. Each block (Fig. 5) consists of a supply blade 32, a receiving blade 33, oil seals 34 and 35, a shaft of the second blade 36, transmitting force to the critical parts of the exo-skeleton, the motor shaft 37, transmitting torque to the first blade 32, engine 38, the critical part of the exo-skeleton 39, to which the force is transferred, the articulated part of the exo-skeleton., fluid (oil) 40, which, rotating in a given direction, transmits the moment to the second blade 36.

Таким образом, в случае, когда происходит взаимодействие с виртуальной реальностью, в сюжете которого происходит соприкосновение с элементами, оказывающими давление на персонажа подключается данный узел 22, в котором с помощью вращения лопастей 32 и 33 двигателем 38 в определенном направлении передается усилие. Датчик давления (на чертеже не показан) в ответственной части 39 экзоскелета 2 передает информацию на центральный блок управления о параметрах. Центральный блок управления, сверяя полученные параметры с требуемыми, передает команду на блок управления экзо-скелетом о последующим понижением или увеличением оборотов двигателя 38 обратного блока давления.Thus, in the case when there is interaction with virtual reality, in the plot of which there is contact with the elements that exert pressure on the character, this node 22 is connected, in which, by rotating the blades 32 and 33 by the motor 38 in a certain direction, the force is transmitted. The pressure sensor (not shown) in the critical part 39 of the exoskeleton 2 transmits information to the central control unit about the parameters. The central control unit, checking the obtained parameters with the required ones, sends a command to the exo-skeleton control unit for a subsequent decrease or increase in engine speed 38 of the reverse pressure unit.

Крепление экзо-скелета 2 представляет собой систему направленных пружинных блоков для горизонтальной и вертикальной амортизации.The exo-skeleton mount 2 is a system of directional spring blocks for horizontal and vertical cushioning.

Регулятор блока крепления с выдвижным механизмом(на рис не показан) представляет собой телескопическую систему, которая фиксируется механически при обеспечении соприкосновения стоп 17 экзо-скелета 2 или пользователя 1 с поверхностью дорожки 16.The regulator of the mounting unit with a retractable mechanism (not shown in the figure) is a telescopic system that is locked mechanically while ensuring that the feet 17 of the exo-skeleton 2 or user 1 are in contact with the surface of the track 16.

Каждый нательный блок суппортных механизмов размещен в чаше, диаметр и глубина которой зависит от расположения и необходимого усилия. Блок суппорта состоит из: чаши с основанием, на котором, внутри, размещена жесткая неподвижная прокладка изготовленная из (пластика, резины, полиэтилена) толщиной до 6 мм, на нее накладывается подвижный диск, (на рис нет) который отвечает за движение голени, на нем так же расположена жесткая прокладка из (пластика, резины, полиэтилена), соединенная с диском оказывающим давление. Таким образом диск, осуществляющий ход голени находится между двумя независимыми дисками с плотной поверхностью из (пластика, резины, полиэтилена). Давление осуществляется посредством серво двигателя, который расположен над ними. Вал двигателя, который представляет собой стержень с резьбой, упирается в неподвижную рейку внутри чаши и в момент, когда необходимо осуществить имитацию усилия, двигатель дает необходимое количество оборотов. При этом шаг двигателя равен 1.8 гр. что позволяет очень четко контролировать усилие дисков на суппорт. Таким образом, двигатель вжимает верхний суппорт, а подвижный диск, оказавшийся между двух жестких поверхностей получает необходимое сопротивление. Данное сопротивление считывается датчиками давления той части, на которое приложено давление, в данном случае - голени.Each body block of the caliper mechanisms is placed in a bowl, the diameter and depth of which depends on the location and the required effort. The support block consists of: a bowl with a base, on which, inside, there is a rigid fixed gasket made of (plastic, rubber, polyethylene) up to 6 mm thick, a movable disk is applied to it ((not shown), which is responsible for the movement of the lower leg, on it also has a rigid gasket made of (plastic, rubber, polyethylene) connected to the pressure disk. Thus, the disk that performs the shin stroke is located between two independent disks with a dense surface made of (plastic, rubber, polyethylene). Pressure is provided by a servo motor, which is located above them. The motor shaft, which is a threaded rod, abuts against a fixed rail inside the bowl and at the moment when it is necessary to imitate the force, the engine gives the required number of revolutions. In this case, the engine pitch is 1.8 g. which allows you to very clearly control the force of the disks on the caliper. Thus, the engine presses the upper support, and the movable disk, caught between two hard surfaces receives the necessary resistance. This resistance is read by the pressure sensors of the part on which the pressure is applied, in this case, the lower leg.

В экзо-скелете 2 расположены следующие блоки суппортов 20: блок колена, блок бедра продольный, блок бедра поперечный (расположен чуть выше продольного, на спине), блок локтевой, два блока ключицы. Также предусмотрена конструкция (на чертеже не показано) регулирующая наклон, являющаяся страховочной, которая располагается между лопаток, на спине и подается через крепления внутри третьего кольца.In the exo-skeleton 2 there are the following blocks of calipers 20: knee block, longitudinal thigh block, transverse thigh block (located slightly higher than the longitudinal one, on the back), ulnar block, two clavicle blocks. A design is also provided (not shown in the drawing) for adjusting the inclination, which is a safety belt, which is located between the blades on the back and is fed through the fasteners inside the third ring.

Конструкция креплений 13 для экзо-скелета 2, а так же возможные противовесы (на рис не показаны), размещенные на внутренней раме 7, позволяют разместить дополнительные электромеханические элементы, которые в свою очередь будут способствовать большей имитацией реальных ощущений.The design of the fasteners 13 for the exo-skeleton 2, as well as possible counterweights (not shown in the figure) located on the inner frame 7, allow you to place additional electromechanical elements, which in turn will contribute to a greater imitation of real sensations.

По всей поверхности экзо-скелета 2 могут быть расположены элементы, выполненные с возможностью изменения температуры области вокруг них (на рис не показаны).Over the entire surface of the exo-skeleton 2, elements can be arranged that are capable of changing the temperature of the region around them (not shown in Fig.).

Экзо-скелет 2 может быть выполнен сборно-разборным, в том числе, со съемной обувью, что позволяет менять размер обуви для каждого пользователя.Exo-skeleton 2 can be made collapsible, including with removable shoes, which allows you to change the size of the shoes for each user.

Пульт (на чертеже не показано) управления представляет собой полуперчатку, только для одной руки. Кнопки управления расположены ближе к запястью. Данное решение вызвано необходимостью оградить пользователя от случайных нажатий. То есть до кнопки придется чуть тянуться пальцами, сжимая кисть в кулак. Количество кнопок- 4 (A, B, C, D - вперед назад, вправо влево) сила нажатия определяет скорость вращения.Remote control (not shown) control is a semi-glove, only for one hand. The control buttons are located closer to the wrist. This decision is caused by the need to protect the user from accidental clicks. That is, you have to stretch your fingers a little before the button, squeezing the brush into a fist. The number of buttons is 4 (A, B, C, D - forward backward, right to left) pressing force determines the speed of rotation.

Работа кнопок в разных режимах:Buttons work in different modes:

1 - Если позиция пользователя 1 в ВР на «поверхности» то, например такое движение, как колесо осуществляется за счет нажатия кнопки А или D в зависимости от того в какую сторону происходит движение. При этом за счет отслеживания положения вершин, кольцо доводит оборот до 180 гр. Для того что бы совершить данный оборот необходимо держать кнопку нажатой. Сила нажатия в данном случае не влияет на скорость, а скорость является постоянной и меняется только в настройках основной программы имитации.1 - If the position of user 1 in BP is on the “surface” then, for example, a movement such as a wheel is carried out by pressing the button A or D, depending on which direction the movement is. At the same time, by tracking the position of the peaks, the ring brings the turnover to 180 g. In order to complete this revolution, you must keep the button pressed. The pressing force in this case does not affect the speed, and the speed is constant and changes only in the settings of the main simulation program.

2 - Кувырок вперед и назад осуществляется по такому же принципу только с использованием кнопок B и C. При этом довод поворота в кувырке только прямо или только назад так же исходит из 180 гр.2 - Flip forward and backward is carried out according to the same principle only with the use of buttons B and C. Moreover, the argument for turning in the flip only directly or only backward also comes from 180 gr.

3 - В случае если программа игры или имитации видит, что пользователь в виртуальной реальности находится не на поверхности (летит) то работа кнопок будет несколько иная, а именно: При нажатии на кнопку А или D, пользователь будет совершать наклон в право или лево лишь тогда, когда кнопка нажата. При этом важна будет и сила нажатия, так как она будет задавать скорость. Начальная скорость вращения в полете так же задается начальными основными настройками на ПК. То же самое касается и поведения пользователя при имитации плавания.3 - If the game or simulation program sees that the user in virtual reality is not on the surface (flies), then the buttons will be slightly different, namely: When you press the A or D button, the user will tilt to the right or left only when the button is pressed. In this case, the pressing force will also be important, since it will set the speed. The initial speed of rotation in flight is also set by the initial basic settings on the PC. The same goes for user behavior when simulating swimming.

4 - Вращение вперед назад и его динамика осуществляется по принципу, описанному в предыдущем пункте.4 - Rotation forward and backward and its dynamics is carried out according to the principle described in the previous paragraph.

Таким образом, с помощью экзо-скелета 2 внутри подвеса 3 можно имитировать следующие естественные движения: ходьба, бег, катание на роликовых коньках, лыжах, скейтборде, прыжки в высоту и длину. Более сложные и непривычные: плавание, подтягивание, колесо, вращение, кувырок, сальто, полет птицы, полет на дельтаплане, прыжок с парашютом, вингсьют (костюм белки летяги).Thus, using the exo-skeleton 2 inside the suspension 3, you can simulate the following natural movements: walking, running, rollerblading, skiing, skateboard, high and long jumps. More complex and unusual: swimming, pulling up, wheel, spinning, somersault, somersault, bird flight, hang glider, parachute jump, wingsuit (flying squirrel costume).

Если поместить пользователя 1 внутрь подвеса 3 без экзо-скелета 2, оснащенного обратной физической отдачей, то действия внутри виртуальной реальности совершаться смогут, но появится ощущение дискомфорта, так как мозг будет стараться цепляться за привычные ощущения, которых в данном случае не будет. Это и ожидание усилий, и веса предметов, и других особенностей задуманных разработчиками игр или имитаций.If user 1 is placed inside suspension 3 without an exo-skeleton 2 equipped with inverse physical feedback, then actions inside virtual reality can take place, but there will be a feeling of discomfort, since the brain will try to cling to the usual sensations, which in this case will not be. This is the expectation of effort, and the weight of objects, and other features conceived by developers of games or simulations.

Сам же по себе экзо-скелет 2 с обратной физической отдачей имеет место существовать, Но удобство его использования вне подвеса 3 сомнительно. Если использовать данное устройство в других предложенных моделях позволяющих получить опыт в виртуальной реальности, то оно способно имитировать физические усилия, применяемые в виртуальной реальности, но лишь ограниченно. Только совокупность двух устройств дает максимальный эффект к тем ощущениям, о которых ранее можно было и не мечтать. Например, «вингсьют». Положение тела горизонтально, повороты в воздухе при полете контролируются усилиями рук, и эти усилия ощущаемы. При раскрытии парашюта создается имитация подтряхивания, программа сама определяет ваше геометрическое положение в пространстве, а руками вы создаете натяжение строп. Данные ощущения невозможно получить, если не использовать оба устройства одновременно.On its own, an exo-skeleton 2 with inverse physical impact takes place to exist, but the convenience of its use outside of suspension 3 is doubtful. If you use this device in other proposed models that allow you to gain experience in virtual reality, then it can simulate the physical efforts used in virtual reality, but only to a limited extent. Only the combination of two devices gives the maximum effect to those sensations, which previously could not have been dreamed of. For example, "wingsuit." The position of the body is horizontal, the turns in the air during flight are controlled by the efforts of the hands, and these efforts are felt. When the parachute is opened, an imitation of shaking is created, the program itself determines your geometric position in space, and with your hands you create the tension of the lines. These sensations cannot be obtained if you do not use both devices at the same time.

На Фиг. 6 показана схема работы центрального блока управления (ЦБУ).In FIG. 6 shows a diagram of the operation of the central control unit (CBU).

1 - После загрузки в ЦБУ параметров окружающей среды виртуальной реальности, происходит сравнение данных с параметрами окружающей среды пользователя, поступающих с блока климат контроля. Данные анализируются и поступают обратно в виде команды с уточнением параметров для системы кондиционера, увлажнителя, нагревателя и вентилятора.1 - After loading the virtual environment environmental parameters into the CBU, the data is compared with the user's environmental parameters coming from the climate control unit. The data is analyzed and sent back in the form of a command with specification of parameters for the air conditioning system, humidifier, heater and fan.

2 - В ходе взаимодействия с виртуальной реальностью, блок управления рамой передает параметры, на ЦБУ с датчиков наклона, угла поворота и силы тока. ЦБУ сравнивая полученные результаты со сценарием виртуальной реальности посылает обратно команду которая с блока управления рамой передается на двигатели первой второй и третьей рамы соответственно.2 - In the course of interaction with virtual reality, the frame control unit transmits the parameters to the central control unit from the tilt, rotation angle and current sensors. Comparing the results obtained with the virtual reality scenario, the central control unit sends back a command which is transmitted from the frame control unit to the engines of the first second and third frames, respectively.

3 - Блок управления экзо-скелетом получает команду с ЦБУ согласно сценарию игры и приводит в действие суппорт или двигатель обратного усилия. При этом подается обратный сигнал на ЦБУ с данными датчиков давления и положения.3 - The exo-skeleton control unit receives a command from the central control unit according to the game scenario and drives the caliper or reverse force motor. In this case, a feedback signal is supplied to the central control unit with data from the pressure and position sensors.

4 - Блок управления сидением получает команду с ЦБУ 4 и при необходимой команде зажимает стопорный механизм, в следствии чего откидывается сидение.4 - The seat control unit receives a command from the central control unit 4 and, with the necessary command, clamps the locking mechanism, as a result of which the seat leans back.

5 - В случаях, когда сценарием событий виртуальной реальности подразумеваются ускорения, то на блок управления линейным ускорением поступает команда, которая подает сигнал на двигатели стоек либо продольные двигатели.5 - In cases where acceleration is implied by the scenario of virtual reality events, a command is sent to the linear acceleration control unit, which sends a signal to the rack motors or longitudinal motors.

6 - ЦБУ, при условиях заданным сценарием ВР передает сигнал на блок управления дорожкой, который ее приводит в рабочее положение. Зная количество оборотов регулировочного болта (26) ЦБУ получает данные о параметрах угла наклона дорожки и передает обратно команду на блок управления дорожкой с целью достижения необходимых значений.6 - CBU, under the conditions specified by the scenario, BP transmits a signal to the track control unit, which brings it into working position. Knowing the number of revolutions of the adjusting bolt (26), the central control unit receives data on the parameters of the angle of the track and sends back the command to the track control unit in order to achieve the required values.

Помимо игровых имитаций, выделяется еще ряд областей, где может применяться данное устройство: тренировки, акробатика, репетиции, спорт в целом, помощь в реабилитации инвалидов, медицина и прочее.In addition to game imitations, there are a number of areas where this device can be used: training, acrobatics, rehearsals, sports in general, assistance in the rehabilitation of disabled people, medicine and more.

Таким образом, разработан способ, реализующие его подвес 3 и экзо-скелет 2, которые предоставляют пользователю полную свободу действий внутри виртуальной реальности, при этом обеспечивает данного индивида физическими нагрузками, которые свойственны в реальности, а также климатическими ощущениями.Thus, a method has been developed that implements its suspension 3 and exo-skeleton 2, which provide the user with complete freedom of action inside virtual reality, while providing this individual with physical loads that are characteristic of reality, as well as climatic sensations.

Claims (5)

1. Способ погружения в виртуальную реальность включает по меньшей мере частичное облачение пользователя в экзо-скелет, закрепление экзо-скелета в подвесе, подключение экзо-скелета и подвеса к центральному блоку управления, загрузку в центральный блок управления параметров виртуальной реальности, передачу на визуальный аппарат экзо-скелета изображений виртуальной реальности, считывание и распознавание изменения положения конечностей экзо-скелета, транслирование полученных данных об изменении положения конечностей экзо-скелета в виртуальную реальность, присвоение действий экзо-скелета персонажу виртуальной реальности, при этом в случае образования преграды на пути персонажа передают стопорные сигналы на конечности экзо-скелета, отличающийся тем, что после загрузки в центральный блок управления параметров виртуальной реальности сравнивают параметры окружающей среды пользователя с параметрами окружающей среды виртуальной реальности, доводят параметры окружающей среды пользователя до параметров окружающей среды виртуальной реальности, отслеживают и выравнивают параметры окружающей среды с изменениями параметров окружающей среды виртуальной реальности в процессе погружения в нее, при этом для передачи изменения ускорения перемещения или в случае перемещения персонажа в относительной системе координат виртуальной реальности, на подвес передают сигналы линейного смещения экзо-скелета в пространстве по меньшей мере по одной координате, а в случае взаимодействия персонажа с другим объектом виртуальной реальности, оказывающим на него силовое воздействие, на экзо-скелет передают сигналы обратного давления.1. The method of immersion in virtual reality includes at least partially putting the user on an exo-skeleton, securing the exo-skeleton in a suspension, connecting the exo-skeleton and the suspension to the central control unit, loading the virtual reality parameters into the central control unit, transferring them to the visual apparatus exo-skeleton images of virtual reality, reading and recognition of changes in the position of the limbs of the exo-skeleton, translation of the obtained data on the change of position of the limbs of the exo-skeleton in the sup reality, assigning the actions of the exo-skeleton to a virtual reality character, and in the case of obstruction in the way of the character transmit stop signals to the extremities of the exo-skeleton, characterized in that after loading the parameters of the virtual reality to the central control unit, they compare the user's environmental parameters with the parameters virtual reality environment, adjust the user's environmental parameters to the parameters of the virtual reality environment, track and align t environmental parameters with changes in the parameters of the virtual reality environment during immersion in it, while to transmit changes in the acceleration of movement or in the case of a character moving in the relative coordinate system of virtual reality, at least the linear displacement signals of the exo-skeleton are transmitted to the suspension in space along one coordinate, and in the case of a character interacting with another virtual reality object that exerts a force on it, feedback signals are transmitted to the exo-skeleton st pressure. 2. Подвес для погружения в виртуальную реальность, включающий основание, на котором закреплены три несущих рамы, соединенные между собой в двух своих вершинах и выполненные с возможностью вращения в разных относительно друг друга плоскостях, закреплённых на двух стойках, имеющих возможность движения как минимум в одной из плоскостей, и выполненный с возможностью подключения к центральному блоку управления, на внутренней раме образовано крепление для фиксации экзо-скелета в ней, отличающийся тем, что крепление экзо-скелета расположено в раме таким образом, чтобы обеспечивать его фиксацию за поясничную область, дополнительно имеется система климат-контроля, установленная с возможностью комплексного воздействия на экзо-скелет, и подвижная дорожка, установленная с возможностью взаимодействия со ступнями экзо-скелета, основание подвеса снабжено по меньшей мере одним устройством, выполненным с возможностью линейного перемещения экзо-скелета в пространстве.2. A suspension for immersion in virtual reality, including a base on which three supporting frames are fixed, interconnected at two vertices and rotatably rotated in different planes, mounted on two racks that can be moved in at least one made of planes, and made with the possibility of connecting to the central control unit, a mount for fixing the exo-skeleton in it is formed on the inner frame, characterized in that the mount of the exo-skeleton is located in In such a way as to ensure its fixation in the lumbar region, there is additionally a climate control system installed with the possibility of complex effects on the exo-skeleton, and a movable track installed with the ability to interact with the exo-skeleton feet, the suspension base is equipped with at least one a device configured to linearly move the exo-skeleton in space. 3. Подвес по п.2, отличающийся тем, что внутренняя рама снабжена сидением.3. The suspension according to claim 2, characterized in that the inner frame is equipped with a seat. 4. Экзо-скелет для погружения в виртуальную реальность, включающий визуальный аппарат, выполненный с возможностью демонстрации изображений виртуальной реальности, и двигательный аппарат, снабженный креплением, выполненным с возможностью его фиксации в подвесе для погружения в виртуальную реальность, и выполненный с возможностью изменения положения конечностей и поворота головы и туловища, при этом он оснащен стопорными блоками, расположенными в узловых точках крепления его элементов, отличающийся тем, что упомянутое крепление расположено на поясничной области, в узловых точках крепления конечностей дополнительно имеются блоки обратного давления, а в ступни встроен вибрационный блок.4. An exo-skeleton for immersion in virtual reality, including a visual apparatus made with the possibility of demonstrating images of virtual reality, and a motor apparatus equipped with a mount made with the possibility of its fixation in a suspension for immersion in virtual reality, and made with the possibility of changing the position of the limbs and turning the head and torso, while it is equipped with locking blocks located at the nodal points of attachment of its elements, characterized in that the said mount is located Jeno in the lumbar region, the nodal points of fastening limbs are further back pressure block, and in the foot embedded vibrating unit. 5. Экзо-скелет по п. 4, отличающийся тем, что в местах бедренной, лучевой, плечевой, берцовой кости предусмотрены пазы, выполненные с возможностью изменять и фиксировать необходимый размер его элементов. 5. The exo-skeleton according to claim 4, characterized in that in the places of the femur, radius, humerus, tibia grooves are provided, made with the ability to change and fix the required size of its elements.
RU2015155674A 2015-12-24 2015-12-24 Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation RU2646324C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155674A RU2646324C2 (en) 2015-12-24 2015-12-24 Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155674A RU2646324C2 (en) 2015-12-24 2015-12-24 Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015155674A RU2015155674A (en) 2017-06-30
RU2646324C2 true RU2646324C2 (en) 2018-03-02

Family

ID=59309321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155674A RU2646324C2 (en) 2015-12-24 2015-12-24 Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646324C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713681C1 (en) * 2019-06-21 2020-02-06 Акционерное общество "Северный пресс" Simulator for training parachute jumping (versions)
RU2769481C1 (en) * 2021-03-04 2022-04-01 Акционерное общество "Северный пресс" (АО "Северный пресс") Method for training parachutists on an airborne training simulator and a device implementing it
US11931664B2 (en) 2019-08-06 2024-03-19 Limitless Flight, Inc. User experiences in simulated environments

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111652983A (en) * 2020-06-10 2020-09-11 上海商汤智能科技有限公司 Augmented reality AR special effect generation method, device and equipment
CN117085301B (en) * 2023-10-20 2024-02-13 中国科学院自动化研究所 Rehabilitation robot multi-feedback rehabilitation training method and system based on virtual reality

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5963891A (en) * 1997-04-24 1999-10-05 Modern Cartoons, Ltd. System for tracking body movements in a virtual reality system
US5961541A (en) * 1996-01-02 1999-10-05 Ferrati; Benito Orthopedic apparatus for walking and rehabilitating disabled persons including tetraplegic persons and for facilitating and stimulating the revival of comatose patients through the use of electronic and virtual reality units
WO2015002850A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Rubin Jacob A Whole-body human-computer interface
RU2013139172A (en) * 2011-01-25 2015-03-10 Новартис Аг SYSTEM AND METHODS FOR MEDICAL USE OF MAPPING AND CAPTURE OF MOTION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5961541A (en) * 1996-01-02 1999-10-05 Ferrati; Benito Orthopedic apparatus for walking and rehabilitating disabled persons including tetraplegic persons and for facilitating and stimulating the revival of comatose patients through the use of electronic and virtual reality units
US5963891A (en) * 1997-04-24 1999-10-05 Modern Cartoons, Ltd. System for tracking body movements in a virtual reality system
RU2013139172A (en) * 2011-01-25 2015-03-10 Новартис Аг SYSTEM AND METHODS FOR MEDICAL USE OF MAPPING AND CAPTURE OF MOTION
WO2015002850A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Rubin Jacob A Whole-body human-computer interface

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713681C1 (en) * 2019-06-21 2020-02-06 Акционерное общество "Северный пресс" Simulator for training parachute jumping (versions)
US11931664B2 (en) 2019-08-06 2024-03-19 Limitless Flight, Inc. User experiences in simulated environments
RU2769481C1 (en) * 2021-03-04 2022-04-01 Акционерное общество "Северный пресс" (АО "Северный пресс") Method for training parachutists on an airborne training simulator and a device implementing it

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015155674A (en) 2017-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2646324C2 (en) Method of diving into virtual reality, suspension and exo-skelet, applied for its implementation
US11331557B2 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
Boian et al. Haptic effects for virtual reality-based post-stroke rehabilitation
Christensen et al. Inertial-force feedback for the treadport locomotion interface
US20220296848A1 (en) Immersive multisensory simulation system
JP5117726B2 (en) Methods and instruments for rehabilitation and training
US6162189A (en) Ankle rehabilitation system
US6331152B1 (en) Three dimension body movement device
KR102529617B1 (en) Method for walking assist, and devices operating the same
US11083967B1 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
CN109876369A (en) A kind of VR human-computer interaction all-round athletic event and universal treadmill
CN102088945A (en) Portable device for upper limb rehabilitation
US11614796B1 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
WO2018195344A1 (en) Virtual reality haptic system and apparatus
CN210583486U (en) VR human-computer interaction all-purpose exercise and universal treadmill
KR20220058597A (en) KINOPED lower extremity improvement, injury prevention and rehabilitation system
RU2640439C1 (en) Method of imitation of displacement in virtual reality
Ikei et al. Rendering of virtual walking sensation by a passive body motion
KR102311571B1 (en) Training walk apparatus of providing virtual reality with haptics
Lee et al. Development of a novel 2-dimensional neck haptic device for gait balance training
Walther-Franks et al. Suspended walking: A physical locomotion interface for virtual reality
Jayakumar et al. Haptic footstep display
Troy et al. Biomechanics and biomechatronics in sports, exercise, and entertainment
Ren et al. Simulation of virtual human running based on inverse kinematics
Lu et al. Virtually offloading body mass for rehabilitation: A simulation study

Legal Events

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

Effective date: 20181225