CN208432798U - 一种用于工程设计的沉浸感强的智能型cave投影装置 - Google Patents
一种用于工程设计的沉浸感强的智能型cave投影装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,包括底座、支撑机构、底投影灯、处理器、承重板、顶板、顶投影灯、底部投影机构、侧面投影机构和两个支柱,侧面投影机构包括侧幕布、三个侧框架和三个侧面投影组件,支撑组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、铰接块和两个第一连杆,该用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置通过侧面投影机构使环形的侧幕布围绕在用户的周围,且无明显的边界,从而加强用户VR体验的沉浸感,不仅如此,通过支撑机构增加底幕布与底投影灯之间的距离,使底投影灯投射的图像能够在底幕布上完全显示,通过减少底投影灯的数量,降低了处理器的负载和设备的成本,提高了装置的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及VR设备领域,特别涉及一种用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置。
背景技术
CAVE投影***是一种大型的VR***,具有高度的沉浸感、良好的交互手段,可以融合视觉、触觉、声音等,并且可以追踪头部的6个自由度的运动。CAVE 沉浸式虚拟显示***的原理比较复杂,它是以计算机图形学为基础,把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、三维计算机图形技术、音响技术、传感器技术等完美地融合在一起,从而产生一个被三维立体投影画面包围的供多人使用的沉浸式虚拟环境。
现有的CAVE投影装置大都为一个立方体的结构,通过在前、后、左、右、上、下进行投影,形成一个虚拟空间,便于用户体验,但是,在这种结构中,前、后、左、右相邻两面之间存在着夹角,用户在体验时,容易被相邻两面之间的连接处干扰吸引,造成VR体验下降,不仅如此,装置在进行投影时,为了保证投影灯所投射的图像完全显示在幕布上,需要将投影灯与幕布保持一定的距离,而现有的装置由于底部高度位置低,投影灯在短距离内所投射的影响有限,为了保证底部图像显示完全,需要增设多台投影灯,进行同步投影,这样不仅增加了CAVE投影装置的成本,同时为了保证多台投影灯进行同步投射图像,还加重了投影装置内部处理器的负担,导致现有的CAVE投影装置实用性降低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,包括底座、支撑机构、底投影灯、处理器、承重板、顶板、顶投影灯、顶部投影机构、侧面投影机构和两个支柱,所述底投影灯和处理器均固定在底座的上方,所述支撑机构包括若干支撑组件,所述支撑组件周向均匀分布在底座的上方,两个支柱的底端分布固定在底座的两端,所述承重板设置在支撑组件的上方,所述承重板内设有底幕布,所述承重板套设在支柱上,所述侧面投影机构设置在承重板的上方,所述顶板架设在两个支柱上,所述顶投影灯固定在顶板的下方,所述顶部投影机构包括顶框架和两个升降组件,所述顶框架内设有顶幕布,两个升降组件分别设置在顶投影灯的两侧,所述升降组件与顶框架传动连接,所述处理器内设有PLC和天线,所述天线、顶投影灯和底投影灯均与PLC电连接;
所述侧面投影机构包括侧幕布、三个侧框架和三个侧面投影组件,所述侧幕布的水平截面为环形,所述侧框架的水平截面为弧形,所述侧框架的弧形截面的圆心角度数为120°,所述侧框架均匀分布在侧幕布的外周,三个侧框架首尾相连,所述侧框架与顶框架固定连接,所述侧面投影组件周向均匀分布在承重板的上方;
所述支撑组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、铰接块和两个第一连杆,所述固定块固定在底座的上方,所述伸缩架的底端的一侧与固定块铰接,所述伸缩架的底端的一侧与移动块铰接,所述固定块的顶端的两侧分别通过两个第一连杆与铰接块铰接,所述铰接块固定在承重板的下方。
作为优选,为了驱动移动块移动,所述驱动单元包括第一电机和第一驱动轴,所述第一电机位于移动块的远离固定块的一侧,所述第一电机固定在底座的上方,所述第一驱动轴设置在第一电机和固定块之间,所述第一电机与第一驱动轴传动连接,所述第一驱动轴的外周设有外螺纹,所述移动块套设在第一驱动轴上,所述移动块内设有内螺纹,所述移动块内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配,所述第一电机与PLC电连接。
作为优选,为了实现往侧幕布上进行投影,所述侧面投影组件包括支杆、平台、侧投影灯和调向单元,所述平台通过支杆固定在承重板的上方,所述调向单元设置在平台的上方,所述侧投影灯与PLC电连接。
作为优选,为了便于调节侧投影灯的投影方向,所述调向单元包括第二电机、第二连杆、第三连杆、齿条、齿轮和第四连杆,所述第二电机与PLC电连接,所述第二电机与第二连杆传动连接,所述第二连杆通过第三连杆与齿条铰接,所述齿轮设置在齿条的靠近侧框架的一侧,所述齿轮与齿条啮合,所述齿轮通过第四连杆与侧投影灯固定连接。
作为优选,为了保证齿条的平稳移动,所述调向单元还包括条形口和两个固定轴,所述条形口设置在齿条上,所述固定轴固定在平台上,所述固定轴设置在条形口内。
作为优选,为了带动顶框架和侧框架升降,所述升降组件包括第三电机、缓冲块、第三驱动轴、线盘、吊线和两个吊杆,所述第三电机和缓冲块分别通过两个吊杆固定在顶板的下方,所述第三驱动轴设置在第三电机和缓冲块之间,所述第三电机与第三驱动轴传动连接,所述线盘套设在第三驱动轴上,所述吊线的一端设置在线盘上,所述吊线的另一端与顶框架连接。
作为优选,为了防止吊线脱离线盘,所述升降组件还包括导向轮和侧杆,所述导向轮设置在线盘的下方,所述导向轮设置在侧杆的一端,所述侧杆的另一端固定在支柱上。
作为优选,为了保证第三电机的驱动力,所述第三电机为直流伺服电机。
作为优选,为了实现承重板的透光同时便于加强承重板的承重能力,所述承重板的制作材料为钢化玻璃。
作为优选,为了方便人们登上承重板上,所述承重板的两侧设有阶梯。
本实用新型的有益效果是,该用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置通过侧面投影机构使环形的侧幕布围绕在用户的周围,且无明显的边界,从而加强用户VR体验的沉浸感,与现有的侧面投影机构相比,该侧面投影机构通过调节单元调节侧投影灯的照射方向,便于侧投影灯投射的图像能够拼接成一个封闭的环境,不仅如此,通过支撑机构带动承重板上升,增加底幕布与底投影灯之间的距离,使底投影灯投射的图像能够在底幕布上完全显示,通过减少底投影灯的数量,不仅降低了处理器的负载,同时降低了设备的成本,进而提高了装置的实用性,与现有的支撑机构相比,该支撑机构通过多个支撑组件同时对承重板进行支撑,保证了承重板的稳固性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置的结构示意图;
图2是本实用新型的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置的侧面投影机构的结构示意图;
图3是本实用新型的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置的侧面投影组件的结构示意图;
图4是本实用新型的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置的支撑组件的结构示意图;
图5是本实用新型的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置的升降组件的结构示意图;
图中:1.底座,2.底投影灯,3.处理器,4.承重板,5.顶板,6.顶投影灯, 7.支柱,8.底幕布,9.顶框架,10.顶幕布,11.侧幕布,12.侧框架,13.移动块,14.固定块,15.伸缩架,16.铰接块,17.第一连杆,18.第一电机,19.第一驱动轴,20.支杆,21.平台,22.侧投影灯,23.阶梯,24.第二电机,25.第二连杆,26.第三连杆,27.齿条,28.齿轮,29.第四连杆,30.条形口,31.固定轴,32.第三电机,33.缓冲块,34.第三驱动轴,35.线盘,36.吊线,37.吊杆,38.导向轮,39.侧杆。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示,一种用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,包括底座1、支撑机构、底投影灯2、处理器3、承重板4、顶板5、顶投影灯6、顶部投影机构、侧面投影机构和两个支柱7,所述底投影灯2和处理器3均固定在底座1的上方,所述支撑机构包括若干支撑组件,所述支撑组件周向均匀分布在底座1的上方,两个支柱7的底端分布固定在底座1的两端,所述承重板4 设置在支撑组件的上方,所述承重板4内设有底幕布8,所述承重板4套设在支柱7上,所述侧面投影机构设置在承重板4的上方,所述顶板5架设在两个支柱7上,所述顶投影灯6固定在顶板5的下方,所述顶部投影机构包括顶框架9 和两个升降组件,所述顶框架9内设有顶幕布10,两个升降组件分别设置在顶投影灯6的两侧,所述升降组件与顶框架9传动连接,所述处理器3内设有PLC 和天线,所述天线、顶投影灯6和底投影灯2均与PLC电连接;
该CAVE投影装置使用时,用户通过手机等遥控设备发射无线信号,处理器 3内的天线接收无线信号,并将无线信号反馈给PLC,PLC控制顶板5下方的升降组件运行,将顶框架9和与顶框架9固定连接的侧框架12向上拉起后,用户站在顶框架9的正下方,而后升降组件降下顶框架9和侧框架12,使顶框架9 内的顶幕布10、侧框架12上的侧幕布11以及承重板4内的底幕布8形成一个封闭的环境,便于加强用户VR体验的沉浸感,而后底座1上方的支撑组件运行,增加承重板4的高度,从而增加底幕布8和底投影灯2的距离,便于底投影灯2 投射的图像能够完全在底幕布8上显示,由于减少了底投影灯2的数量,从而降低了设备的成本,而后PLC控制顶投影灯6和侧投影灯22进行投影,从而对用户所处的封闭环境进行投影,使用户沉浸于设备营造的VR环境中。
如图2所示,所述侧面投影机构包括侧幕布11、三个侧框架12和三个侧面投影组件,所述侧幕布11的水平截面为环形,所述侧框架12的水平截面为弧形,所述侧框架12的弧形截面的圆心角度数为120°,所述侧框架12均匀分布在侧幕布11的外周,三个侧框架12首尾相连,所述侧框架12与顶框架9固定连接,所述侧面投影组件周向均匀分布在承重板4的上方;
侧面投影机构中,将侧框架12与顶框架9固定连接,便于升降组件能同步带动侧框架12和顶框架9升降,三个侧框架12首尾相连,用以固定侧幕布11,侧幕布11的水平截面为环形,用户站在侧幕布11的内侧进行体验时,由侧幕布11外周的三个侧面投影组件同时对侧幕布11进行投影,由于侧幕布11的内侧,无明显的棱角和边界,从而避免了用户体验时被边界影响,进而加强了VR 体验的沉浸感。
如图4所示,所述支撑组件包括驱动单元、移动块13、固定块14、伸缩架 15、铰接块16和两个第一连杆17,所述固定块14固定在底座1的上方,所述伸缩架15的底端的一侧与固定块14铰接,所述伸缩架15的底端的一侧与移动块13铰接,所述固定块14的顶端的两侧分别通过两个第一连杆17与铰接块16 铰接,所述铰接块16固定在承重板4的下方。
驱动单元运行,驱动移动块13移动,改变移动块13与固定块14之间的距离,从而使伸缩架15的形状发生变化,进而使伸缩架15的顶端通过两个第一连杆17带动铰接块16升降,改变承重板4的高度,当用户站在承重板4上时,通过支撑组件升高承重板4,使底投影灯2所投射的图像能够在底幕布8上显示。
作为优选,为了驱动移动块13移动,所述驱动单元包括第一电机18和第一驱动轴19,所述第一电机18位于移动块13的远离固定块14的一侧,所述第一电机18固定在底座1的上方,所述第一驱动轴19设置在第一电机18和固定块14之间,所述第一电机18与第一驱动轴19传动连接,所述第一驱动轴19 的外周设有外螺纹,所述移动块13套设在第一驱动轴19上,所述移动块13内设有内螺纹,所述移动块13内的内螺纹与第一驱动轴19上的外螺纹相匹配,所述第一电机18与PLC电连接。PLC控制第一电机18运行,带动第一驱动轴 19旋转,使第一驱动轴19上的外螺纹作用于移动块13内的内螺纹,进而驱动移动块13沿着第一驱动轴19的轴线方向移动。
如图1和图3所示,所述侧面投影组件包括支杆20、平台21、侧投影灯22 和调向单元,所述平台21通过支杆20固定在承重板4的上方,所述调向单元设置在平台21的上方,所述侧投影灯22与PLC电连接。
利用支杆20固定支撑平台21,通过平台21上方的调向单元调节侧投影灯 22的角度,便于调节侧投影灯22投射在侧幕布11上的图像位置,使各个侧投影灯22的图像能够拼接起来,形成一个封闭的VR环境,加强用户体验的沉浸感。
如图3所示,所述调向单元包括第二电机24、第二连杆25、第三连杆26、齿条27、齿轮28和第四连杆29,所述第二电机24与PLC电连接,所述第二电机24与第二连杆25传动连接,所述第二连杆25通过第三连杆26与齿条27铰接,所述齿轮28设置在齿条27的靠近侧框架12的一侧,所述齿轮28与齿条 27啮合,所述齿轮28通过第四连杆29与侧投影灯22固定连接。
当需要调节侧投影灯22的角度时,由PLC控制第二电机24运行,带动第二连杆25转动,通过第三连杆26带动齿条27移动,从而使齿轮28转动,齿轮28通过第四连杆29带动侧投影灯22转动,从而调节了侧投影灯22的角度。
作为优选,为了保证齿条27的平稳移动,所述调向单元还包括条形口30 和两个固定轴31,所述条形口30设置在齿条27上,所述固定轴31固定在平台 21上,所述固定轴31设置在条形口30内。利用固定轴31固定了条形口30的移动方向,进而固定了齿条27的移动方向,使齿条27移动更为平稳。
如图5所示,所述升降组件包括第三电机32、缓冲块33、第三驱动轴34、线盘35、吊线36和两个吊杆37,所述第三电机32和缓冲块33分别通过两个吊杆37固定在顶板5的下方,所述第三驱动轴34设置在第三电机32和缓冲块 33之间,所述第三电机32与第三驱动轴34传动连接,所述线盘35套设在第三驱动轴34上,所述吊线36的一端设置在线盘35上,所述吊线36的另一端与顶框架9连接。
吊杆37用以固定第三电机32和缓冲块33的高度,PLC控制第三电机32运行,带动第三驱动轴34旋转,使线盘35转动。,放松或卷起吊线36,从而实现顶框架9的升降。
作为优选,为了防止吊线36脱离线盘35,所述升降组件还包括导向轮38 和侧杆39,所述导向轮38设置在线盘35的下方,所述导向轮38设置在侧杆39的一端,所述侧杆39的另一端固定在支柱7上。利用侧杆39固定了滑轮的位置,通过滑轮使吊线36沿着竖直方向在线盘35上进行放松或缠绕,从而防止吊线36脱离线盘35。
作为优选,利用直流伺服电机驱动力强的特点,为了保证第三电机32的驱动力,所述第三电机32为直流伺服电机。
作为优选,为了实现承重板4的透光同时便于加强承重板4的承重能力,所述承重板4的制作材料为钢化玻璃。钢化玻璃承重力强,能够承载用户,同时钢化玻璃具有透光性,便于底投影灯2投射的图像在底幕布8上显示。
作为优选,为了方便人们登上承重板4上,所述承重板4的两侧设有阶梯 23。
该CAVE投影装置利用三个弧形的侧框架12首尾相连,固定了侧幕布11,使侧幕布11呈环形,避免用户在体验过程中被侧幕布11上的边界所影响,降低VR体验的沉浸感,不仅如此,通过支撑组件带动承重板4上升,增加承重板 4与底投影灯2之间的距离,使底投影灯2投射的图像能够在底幕布8上完全显示,通过减少底投影灯2的数量,不仅降低了处理器3的负载,同时降低了设备的成本,进而提高了装置的实用性。
与现有技术相比,该用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置通过侧面投影机构使环形的侧幕布11围绕在用户的周围,且无明显的边界,从而加强用户VR体验的沉浸感,与现有的侧面投影机构相比,该侧面投影机构通过调节单元调节侧投影灯22的照射方向,便于侧投影灯22投射的图像能够拼接成一个封闭的环境,不仅如此,通过支撑机构带动承重板4上升,增加底幕布8 与底投影灯2之间的距离,使底投影灯2投射的图像能够在底幕布8上完全显示,通过减少底投影灯2的数量,不仅降低了处理器3的负载,同时降低了设备的成本,进而提高了装置的实用性,与现有的支撑机构相比,该支撑机构通过多个支撑组件同时对承重板4进行支撑,保证了承重板4的稳固性。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,包括底座(1)、支撑机构、底投影灯(2)、处理器(3)、承重板(4)、顶板(5)、顶投影灯(6)、顶部投影机构、侧面投影机构和两个支柱(7),所述底投影灯(2)和处理器(3)均固定在底座(1)的上方,所述支撑机构包括若干支撑组件,所述支撑组件周向均匀分布在底座(1)的上方,两个支柱(7)的底端分布固定在底座(1)的两端,所述承重板(4)设置在支撑组件的上方,所述承重板(4)内设有底幕布(8),所述承重板(4)套设在支柱(7)上,所述侧面投影机构设置在承重板(4)的上方,所述顶板(5)架设在两个支柱(7)上,所述顶投影灯(6)固定在顶板(5)的下方,所述顶部投影机构包括顶框架(9)和两个升降组件,所述顶框架(9)内设有顶幕布(10),两个升降组件分别设置在顶投影灯(6)的两侧,所述升降组件与顶框架(9)传动连接,所述处理器(3)内设有PLC和天线,所述天线、顶投影灯(6)和底投影灯(2)均与PLC电连接;
所述侧面投影机构包括侧幕布(11)、三个侧框架(12)和三个侧面投影组件,所述侧幕布(11)的水平截面为环形,所述侧框架(12)的水平截面为弧形,所述侧框架(12)的弧形截面的圆心角度数为120°,所述侧框架(12)均匀分布在侧幕布(11)的外周,三个侧框架(12)首尾相连,所述侧框架(12)与顶框架(9)固定连接,所述侧面投影组件周向均匀分布在承重板(4)的上方;
所述支撑组件包括驱动单元、移动块(13)、固定块(14)、伸缩架(15)、铰接块(16)和两个第一连杆(17),所述固定块(14)固定在底座(1)的上方,所述伸缩架(15)的底端的一侧与固定块(14)铰接,所述伸缩架(15)的底端的一侧与移动块(13)铰接,所述固定块(14)的顶端的两侧分别通过两个第一连杆(17)与铰接块(16)铰接,所述铰接块(16)固定在承重板(4)的下方。
2.如权利要求1所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述驱动单元包括第一电机(18)和第一驱动轴(19),所述第一电机(18)位于移动块(13)的远离固定块(14)的一侧,所述第一电机(18)固定在底座(1)的上方,所述第一驱动轴(19)设置在第一电机(18)和固定块(14)之间,所述第一电机(18)与第一驱动轴(19)传动连接,所述第一驱动轴(19)的外周设有外螺纹,所述移动块(13)套设在第一驱动轴(19)上,所述移动块(13)内设有内螺纹,所述移动块(13)内的内螺纹与第一驱动轴(19)上的外螺纹相匹配,所述第一电机(18)与PLC电连接。
3.如权利要求1所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述侧面投影组件包括支杆(20)、平台(21)、侧投影灯(22)和调向单元,所述平台(21)通过支杆(20)固定在承重板(4)的上方,所述调向单元设置在平台(21)的上方,所述侧投影灯(22)与PLC电连接。
4.如权利要求3所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述调向单元包括第二电机(24)、第二连杆(25)、第三连杆(26)、齿条(27)、齿轮(28)和第四连杆(29),所述第二电机(24)与PLC电连接,所述第二电机(24)与第二连杆(25)传动连接,所述第二连杆(25)通过第三连杆(26)与齿条(27)铰接,所述齿轮(28)设置在齿条(27)的靠近侧框架(12)的一侧,所述齿轮(28)与齿条(27)啮合,所述齿轮(28)通过第四连杆(29)与侧投影灯(22)固定连接。
5.如权利要求4所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述调向单元还包括条形口(30)和两个固定轴(31),所述条形口(30)设置在齿条(27)上,所述固定轴(31)固定在平台(21)上,所述固定轴(31)设置在条形口(30)内。
6.如权利要求1所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述升降组件包括第三电机(32)、缓冲块(33)、第三驱动轴(34)、线盘(35)、吊线(36)和两个吊杆(37),所述第三电机(32)和缓冲块(33)分别通过两个吊杆(37)固定在顶板(5)的下方,所述第三驱动轴(34)设置在第三电机(32)和缓冲块(33)之间,所述第三电机(32)与第三驱动轴(34)传动连接,所述线盘(35)套设在第三驱动轴(34)上,所述吊线(36)的一端设置在线盘(35)上,所述吊线(36)的另一端与顶框架(9)连接。
7.如权利要求6所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述升降组件还包括导向轮(38)和侧杆(39),所述导向轮(38)设置在线盘(35)的下方,所述导向轮(38)设置在侧杆(39)的一端,所述侧杆(39)的另一端固定在支柱(7)上。
8.如权利要求6所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述第三电机(32)为直流伺服电机。
9.如权利要求1所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述承重板(4)的制作材料为钢化玻璃。
10.如权利要求1所述的用于工程设计的沉浸感强的智能型CAVE投影装置,其特征在于,所述承重板(4)的两侧设有阶梯(23)。
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CN201820171864.3U CN208432798U (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种用于工程设计的沉浸感强的智能型cave投影装置 |
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CN201820171864.3U CN208432798U (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种用于工程设计的沉浸感强的智能型cave投影装置 |
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CN (1) | CN208432798U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110597005A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 山东青年政治学院 | 一种环境设计用3d全息投影展示装置 |
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2018
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110597005A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 山东青年政治学院 | 一种环境设计用3d全息投影展示装置 |
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