CN111142260A

CN111142260A - 动感体验平台控制***

Info

Publication number: CN111142260A
Application number: CN202010036716.2A
Authority: CN
Inventors: 康望才
Original assignee: Hunan Hankun Industrial Co Ltd
Current assignee: Hunan Hankun Industrial Co Ltd
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-05-12

Abstract

本发明公开了一种动感体验平台控制***，包括虚拟现实头盔、控制器、驱动电路控制板和动感体验站台，其中，动感体验站台包括站板及置于站板上方用于悬挂站板的多个电缸，虚拟现实头盔与控制器电连接，用于呈现虚拟现实场景；控制器分别与虚拟现实头盔和驱动电路控制板电连接，用于根据虚拟现实场景，对应于发送控制指令至驱动电路控制板；驱动电路控制板与动感体验站台上的多个电缸电连接，用于根据控制指令驱动动感体验站台，促使多个电缸带动站板做三自由度运动。本发明提出的动感体验平台控制***，大大提高用户的沉浸和体验感；节约高度空间、降低站立体验者的安全风险。

Description

动感体验平台控制***

技术领域

本发明涉及虚拟现实领域，尤其公开了一种动感体验平台控制***。

背景技术

VR（Virtual Reality，虚拟现实技术），又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。现有技术中一般通过辅助头盔和动感体验座椅来感知虚构的三维场景，未曾看到有动感体验站台，这是因为动感体验平台一般采用设置于基座底部的多个气缸、步进电缸、或伺服电缸等驱动机构作为支撑来实现三维场景的构建，这种在基座底部采用驱动机构作为支撑的设计方式，导致基座的设置位置偏高，不利于体验者顺利踏上动感体验平台作站式式体验。另外，动感体验平台中基板如果设置过高的话也会增加体验者的安全风险。

因此，现有技术中未曾发现有通过动感体验站台来体验虚拟三维场景，是一件亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种动感体验平台控制***，旨在解决现有技术中未曾发现有通过动感体验站台来体验虚拟三维场景的技术问题。

本发明提供一种动感体验平台控制***，包括虚拟现实头盔、控制器、驱动电路控制板和动感体验站台，其中，动感体验站台包括站板及置于站板上方用于悬挂站板的多个电缸，虚拟现实头盔与控制器电连接，用于呈现虚拟现实场景；控制器分别与虚拟现实头盔和驱动电路控制板电连接，用于根据虚拟现实场景，对应于发送控制指令至驱动电路控制板；驱动电路控制板与动感体验站台上的多个电缸电连接，用于根据控制指令驱动动感体验站台，促使多个电缸带动站板做三自由度运动。

进一步地，电缸包括电机、缸体、设于缸体上的伸缩杆、以及设于电机与伸缩杆之间用于在电机的驱动下带动伸缩杆做直线运动的同步带轮机构；伸缩杆的一端与缸体相连，伸缩杆的另一端设有与站板相连接的关节轴承。

进一步地，同步带轮机构包括同步带轮和同步带，

同步带连接于电机和同步带轮之间，用于在电机的驱动下，带转同步带轮。

进一步地，站板对应设有与关节轴承相连接的轴承座，伸缩杆与站板之间通过轴承座相连接。

进一步地，站板的横截面呈圆形，多个轴承座沿站板的圆周方向均匀布置。

进一步地，动感体验站台还包括与电缸相连接用于对应安装多个电缸的多个电缸安装柱，电缸安装柱上设有用于安装电缸的缸体连接座，缸体上对应设有与缸体连接座旋转连接的旋转轴。

进一步地，动感体验站台还包括位于两个电缸安装柱之间的防护栏、以及设于电缸安装柱底端用于安装多个电缸安装柱的踩踏平台，踩踏平台的横截面呈环形，多个电缸安装柱沿周向方向均匀布置于踩踏平台的上端面。

进一步地，动感体验站台还包括防护板和升降防护罩，防护板围护于踩踏平台的内圆端，升降防护罩设于踩踏平台的底部。

进一步地，动感体验平台控制***还包括舱体、以及设于舱体上的显示器、虚拟现实***和风机，舱体呈翼形，包括翼身及沿翼身的顶端向外延伸的双翼；显示器设于翼身上，用于显示虚拟现实场景；两个虚拟现实***分别布置于双翼上，用于识别虚拟现实头盔的运动姿态；风机设于翼身，用于吹冷热风；控制器设于翼身的空腔内，分别与显示器、虚拟现实***和风机相连，用于根据虚拟现实***识别的虚拟现实头盔的运动姿态，控制显示器进行虚拟现实场景图像显示、并在对应的虚拟现实场景下控制风机吹冷热风。

进一步地，翼身靠近动感体验站台的一侧外壁上设有音箱罩和冷热风栅栏，音箱罩和冷热风栅栏与翼身的空腔相通。

本发明所取得的有益效果为：

本发明提出的动感体验平台控制***，采用虚拟现实头盔、控制器、驱动电路控制板和动感体验站台，通过虚拟现实头盔去感知虚构的三维场景，体验者站立于动感体验站台上，可模拟虚拟现实场景中的升降、下坠、倾倒、抖动等动作，协调气味、冷热风机的吹气功能，使VR体验更加逼真和有趣；另外，动感体验站台采用电缸上置式设计，可有效降低站板的高度，从而节约高度空间，降低站立体验者的安全风险。本发明提出的动感体验平台控制***，大大提高用户的沉浸和体验感；节约高度空间、降低站立体验者的安全风险。

附图说明

图1为本发明提供的动感体验平台控制***第一实施例的功能模块控制框图；

图2为本发明提供的动感体验平台控制***一实施例的立体结构示意图；

图3为图2的左视结构示意图；

图4为图2中电缸一实施例的主视结构示意图；

图5为图4的右视结构示意图；

图6为图2中电缸一实施例的主视安装示意图；

图7为图6的右视示意图；

图8为图2中动感体验站台一实施例的立体结构示意图；

图9为图8的俯视结构示意图；

图10为图8的左视结构示意图；

图11为图8的右视结构示意图；

图12为本发明提供的动感体验平台控制***第二实施例的功能模块控制框图。

附图标号说明：

10、虚拟现实头盔；20、控制器；30、驱动电路控制板；40、动感体验站台；41、站板；42、电缸；421、缸体；422、伸缩杆；423、电机；424、同步带轮机构；425、关节轴承；411、轴承座；43、电缸安装柱；431、缸体连接座；426、旋转轴；44、防护栏；45、踩踏平台；46、防护板；47、升降防护罩；48、电缸伸缩风琴罩；49、立体防滑圆盖；50、舱体；60、显示器；70、虚拟现实***；80、风机；51、翼身；52、双翼；511、音箱罩；512、冷热风栅栏；53、福马轮。

具体实施方案

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

如图1和图2所示，本发明提供一种动感体验平台控制***，包括虚拟现实头盔10、控制器20、驱动电路控制板30和动感体验站台40，其中，动感体验站台40包括站板41及置于站板41上方用于悬挂站板41的多个电缸42，虚拟现实头盔10与控制器20电连接，用于呈现虚拟现实场景；控制器20分别与虚拟现实头盔10和驱动电路控制板30电连接，用于根据虚拟现实场景，对应于发送控制指令至驱动电路控制板30；驱动电路控制板30与动感体验站台40上的多个电缸42电连接，用于根据控制指令驱动动感体验站台40，促使多个电缸42协同动作以带动站板41做三自由度运动。三自由度运动即实现站板41前后、左右和上下三个维度的控制化运动。在本实施例中，控制器20可以为电脑主机，也可以为单片机或可编程逻辑控制器，均在本专利的保护范围之内。

在上述结构中，请见图1至图11，电缸42包括电机423、缸体421、设于缸体421上的伸缩杆422、以及设于电机423与伸缩杆422之间用于在电机423的驱动下带动伸缩杆422做直线运动的同步带轮机构424；伸缩杆422的一端与缸体421相连，伸缩杆422的另一端设有与站板41相连接的关节轴承425。具体地，同步带轮机构424包括同步带轮和同步带（图未示），同步带连接于电机423和同步带轮之间，用于在电机423的驱动下，带转同步带轮。站板41对应设有与关节轴承425相连接的轴承座411，伸缩杆422与站板41之间通过轴承座411相连接。其中，在本实施例中，关节轴承425采用鱼眼关节轴承。电机423采用伺服电机。站板41的横截面呈圆形，多个轴承座411沿站板41的圆周方向均匀布置。在本实施例中，电缸42的数量为三个。伺服电机的数量为三个。虚拟现实头盔10呈现虚拟现实场景；控制器20根据虚拟现实头盔10呈现的虚拟现实场景，对应于发送控制指令至驱动电路控制板30；驱动电路控制板30根据控制器20发送的控制指令驱动三个伺服电机，促使三个伸缩杆422带动站板41做三自由度运动，从而模拟虚拟现实场景中的升降、下坠、倾倒、抖动等动作。进一步地，动感体验平台控制***还包括位置编码器，用于检测三个伺服电机的运动速度和运动距离，并将检测到的三个伺服电机的运动速度和运动距离反馈至驱动电路控制板30，实现电压(转速)、电流(扭矩)、位置(运动精度)三个闭环控制，从而提高动感体验平台控制***响应速度、运动精度和可靠性。其中，控制指令包括三个伺服电机的运动速度和运动距离。在本实施例中，驱动电路控制板30用于根据控制器20发送过来的控制指令和位置编码器的反馈信号，协调三个伺服电机运动，进而带动站板41做前后、左右和上下三个维度的运动。

优选地，如图1至图11所示，本实施例提供的动感体验平台控制***，动感体验站台40还包括与电缸42相连接用于对应安装多个电缸42的多个电缸安装柱43，电缸安装柱43上设有用于安装电缸42的缸体连接座431，缸体421上对应设有与缸体连接座431旋转连接的旋转轴426。

进一步地，请见图1至图11，本实施例提供的动感体验平台控制***，为了确保体验者的安全，动感体验站台40还包括位于两个电缸安装柱43之间的防护栏44、以及设于电缸安装柱43底端用于安装多个电缸安装柱43的踩踏平台45，踩踏平台45的横截面呈环形，多个电缸安装柱43沿周向方向均匀布置于踩踏平台45的上端面，从而降低站板41的高度，节约高度空间并降低站立体验者的安全风险。在本实施例中，电缸安装柱43的数量为三个，三个电缸安装柱43用于对应安装三个伺服电机。优选地，动感体验站台40还包括防护板46和升降防护罩47，防护板46围护于踩踏平台45的内圆端，升降防护罩47设于踩踏平台45的底部。可选地，动感体验站台40还包括电缸伸缩风琴罩48和立体防滑圆盖49，电缸伸缩风琴罩48套设于伸缩杆422内，立体防滑圆盖49罩合于电缸42上，用于防止电缸42损伤人体。踩踏平台45上设有防滑花纹，用于防止体验者滑倒。其中，防护板46采用亚克力防护弧板，防护效果好。

优选地，参见图1至图12，本实施例提供的动感体验平台控制***，还包括舱体50、以及设于舱体50上的显示器60、虚拟现实***70和风机80，舱体50呈翼形，包括翼身51及沿翼身51的顶端向外延伸的双翼52；显示器60设于翼身51上，用于显示虚拟现实场景；两个虚拟现实***70分别布置于双翼52上，用于识别虚拟现实头盔10的运动姿态；风机80设于翼身51，用于吹冷热风；控制器20设于翼身51的空腔内，分别与显示器60、虚拟现实***70和风机80相连，用于根据虚拟现实***70识别的虚拟现实头盔10的运动姿态，控制显示器60进行虚拟现实场景图像显示、并在对应的虚拟现实场景下控制风机80吹冷热风。在本实施例中，为了便于搬放和移动，动感体验站台40和舱体50的底部还设有福马轮53，从而大大节省人力搬运。进一步地，翼身51靠近动感体验站台40的一侧外壁上设有音箱罩511和冷热风栅栏512，音箱罩511和冷热风栅栏512与翼身51的空腔相通。风机80上吹出来的冷热风从冷热风栅栏512飘出。并可在冷热风栅栏512处放置有气味源，气味也可从冷热风栅栏512处发出。音箱上的声音从音箱罩511中发出，并直朝向体验者。在本实施例中，虚拟现实***70识别的虚拟现实头盔10的运动姿态；控制器根据虚拟现实***70识别的虚拟现实头盔10的运动姿态，控制显示器60进行虚拟现实场景图像显示、并在对应的虚拟现实场景下控制风机80吹冷热风，同时发出气味，从而使站立于动感体验站台上的体验者，在动感体验平台上体验到虚拟现实场景中的升降、下坠、倾倒、抖动等动作，并协调气味、冷热风机的吹气功能，使VR体验更加逼真和有趣。

本实施例提出的动感体验平台控制***，采用虚拟现实头盔、控制器、驱动电路控制板和动感体验站台，通过虚拟现实头盔去感知虚构的三维场景，体验者站立于动感体验站台上，可模拟虚拟现实场景中的升降、下坠、倾倒、抖动等动作，协调气味、冷热风机的吹气功能，使VR体验更加逼真和有趣；另外，动感体验站台采用电缸上置式设计，可有效降低站板的高度，从而节约高度空间，降低站立体验者的安全风险。本实施例提出的动感体验平台控制***，大大提高用户的沉浸和体验感；节约高度空间、降低站立体验者的安全风险。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种动感体验平台控制***，其特征在于，包括虚拟现实头盔（10）、控制器（20）、驱动电路控制板（30）和动感体验站台（40），其中，所述动感体验站台（40）包括站板（41）及置于所述站板（41）上方用于悬挂所述站板（41）的多个电缸（42），所述虚拟现实头盔（10）与所述控制器（20）电连接，用于呈现虚拟现实场景；所述控制器（20）分别与所述虚拟现实头盔（10）和所述驱动电路控制板（30）电连接，用于根据所述虚拟现实场景，对应于发送控制指令至所述驱动电路控制板（30）；所述驱动电路控制板（30）与所述动感体验站台（40）上的多个电缸（42）电连接，用于根据所述控制指令驱动所述动感体验站台（40），促使多个电缸（42）带动所述站板（41）做三自由度运动。

2.如权利要求1所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述电缸（42）包括电机（423）、缸体（421）、设于所述缸体（421）上的伸缩杆（422）、以及设于所述电机（423）与所述伸缩杆（422）之间用于在所述电机（423）的驱动下带动所述伸缩杆（422）做直线运动的同步带轮机构（424）；所述伸缩杆（422）的一端与所述缸体（421）相连，所述伸缩杆（422）的另一端设有与所述站板（41）相连接的关节轴承（425）。

3.如权利要求2所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述同步带轮机构（424）包括同步带轮（4241）和同步带（4242），

所述同步带（4242）连接于所述电机（423）和所述同步带轮（4241）之间，用于在所述电机（423）的驱动下，带转所述同步带轮（4241）。

4.如权利要求2或3所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述站板（41）对应设有与所述关节轴承（425）相连接的轴承座（411），所述伸缩杆（422）与所述站板（41）之间通过所述轴承座（411）相连接。

5.如权利要求4所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述站板（41）的横截面呈圆形，多个所述轴承座（411）沿所述站板（41）的圆周方向均匀布置。

6.如权利要求1所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述动感体验站台（40）还包括与所述电缸（42）相连接用于对应安装多个所述电缸（42）的多个电缸安装柱（43），所述电缸安装柱（43）上设有用于安装所述电缸（42）的缸体连接座（431），所述缸体（421）上对应设有与所述缸体连接座（431）旋转连接的旋转轴（426）。

7.如权利要求6所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述动感体验站台（40）还包括位于两个所述电缸安装柱（43）之间的防护栏（44）、以及设于所述电缸安装柱（43）底端用于安装多个所述电缸安装柱（43）的踩踏平台（45），所述踩踏平台（45）的横截面呈环形，多个所述电缸安装柱（43）沿周向方向均匀布置于所述踩踏平台（45）的上端面。

8.如权利要求7所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述动感体验站台（40）还包括防护板（46）和升降防护罩（47），所述防护板（46）围护于所述踩踏平台（45）的内圆端，所述升降防护罩（47）设于所述踩踏平台（45）的底部。

9.如权利要求1所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述动感体验平台控制***还包括舱体（50）、以及设于所述舱体（50）上的显示器（60）、虚拟现实***（70）和风机（80），所述舱体（50）呈翼形，包括翼身（51）及沿所述翼身（51）的顶端向外延伸的双翼（52）；所述显示器（60）设于所述翼身（51）上，用于显示虚拟现实场景；两个所述虚拟现实***（70）分别布置于所述双翼（52）上，用于识别所述虚拟现实头盔（10）的运动姿态；所述风机（80）设于所述翼身（51），用于吹冷热风；所述控制器（20）设于所述翼身（51）的空腔内，分别与所述显示器（60）、所述虚拟现实***（70）和所述风机（80）相连，用于根据所述虚拟现实***（70）识别的所述虚拟现实头盔（10）的运动姿态，控制所述显示器（60）进行虚拟现实场景图像显示、并在对应的虚拟现实场景下控制所述风机（80）吹冷热风。

10.如权利要求9所述的动感体验平台控制***，其特征在于，

所述翼身（51）靠近所述动感体验站台（40）的一侧外壁上设有音箱罩（511）和冷热风栅栏（512），所述音箱罩（511）和所述冷热风栅栏（512）与所述翼身（51）的空腔相通。