CN213252909U - 一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，包括：横向滑动轨道以及两个移动基座，横向滑动轨道上设置有轮式导轨、线性导轨，每个移动基座的底部设置有移动轮和加长滑块，加长滑块上设置有滑槽，移动轮置于轮式导轨内，线性导轨穿过滑槽；移动基座的上部设置有俯仰摆动板，俯仰摆动板通过摆动轴铰接在移动基座上，俯仰摆动板上设置有旋转轴，旋转轴上设置载台，载台上设置脚部固定装置，脚部固定装置用于固定滑冰用户的脚部。本实用新型提供的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，能够实现左右滑动、脚部转动、脚部俯仰运动三种滑冰姿态的模拟，并采用前倾刹车模式，优化用户体验，结构简单，使用灵活，安全可靠。

Description

一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，特别是涉及一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器。

背景技术

虚拟现实技术通过计算机生成一种模拟环境，并结合采集的图像信息实现交互式的三维视景和行为，从而使用户沉浸到模拟环境中，实现人与虚拟现实环境的交互，达到身临奇境的体验。目前，包括VR眼镜在内的各类头戴式虚拟现实设备是市面上最常见的虚拟现实设备，用户通过配戴头戴式虚拟现实设备将对外界的视觉、听觉封闭，头戴式虚拟现实设备在对应左右眼的屏幕上分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉，通过头戴式虚拟现实设备显示不同的图像能够模拟出各种各样的场景与环境，从而将虚拟技术应用各种各样的场景之中。

目前，我国的高科技文化科教产品较少，市场上的设备主要是中低端产品，没有跟上科技的发展速度。尤其是在大众健身，冬季项目领域，缺少科技文化融合产品，因此，面向大众消费的高科技健身设备有着广阔的市场前景。滑冰运动是一项很受欢迎的冬季运动项目，但是人们需要穿上滑冰鞋到滑冰场才能够进行滑冰运动，人们进行滑冰训练很受限制，因此，市场需要一种多功能的具体验、健身及游戏等为一体的便于推广普及的滑冰仿真装置，从而使广大群众能够随时随地模拟体验滑冰运动的乐趣。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，能够实现左右滑动、脚部转动、脚部俯仰运动三种滑冰姿态的模拟，并采用前倾刹车模式，优化用户体验，结构简单，使用灵活，安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，包括：横向滑动轨道以及滑动连接在所述横向滑动轨道上的两个移动基座，所述横向滑动轨道上设置有轮式导轨、线性导轨，每个所述移动基座的底部设置有移动轮和加长滑块，所述加长滑块上设置有滑槽，所述移动轮置于所述轮式导轨内，所述线性导轨穿过所述滑槽；所述移动基座的上部设置有俯仰摆动板，所述俯仰摆动板通过摆动轴铰接在所述移动基座上，所述俯仰摆动板上设置有旋转轴，所述旋转轴上设置载台，所述载台上设置脚部固定装置，所述脚部固定装置用于固定滑冰用户的脚部。

可选的，所述移动轮设置在所述移动基座的后方，所述加长滑块设置在移动基座的前方。

可选的，所述俯仰摆动板的底部设置有摩擦块，所述横向滑动轨道上还设置有摩擦轨道，所述摩擦轨道设置在所述线性导轨的前方，所述摩擦块设置在所述摩擦轨道的正上方，并保持设定间隔。

可选的，所述俯仰摆动板的底部还设置有平衡块，用于维持所述俯仰摆动板的水平方向平衡。

可选的，所述横向滑动轨道的两端各设置一个拉绳式位移传感器，每个所述拉绳式位移传感器与靠近的移动基座相连接，所述拉绳式位移传感器用于采集所述移动基座的横向位移。

可选的，所述移动轮为胶轮，每个所述移动基座的底部设置两个所述移动轮。

可选的，所述线性导轨为圆柱直线导轨。

可选的，所述旋转轴设置有深沟球轴承以及设置在深沟球轴承末端的电位器，所述移动基座上设置有与所述旋转轴位置对应的开孔。

可选的，所述脚部固定装置包括尼龙带与魔术贴，所述尼龙带固定连接在所述载台上，所述魔术贴固定在所述尼龙带上，所述尼龙带与魔术贴用于固定滑冰用户的脚部。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，具有三个自由度，分别可实现左右滑动、脚部旋转运动、脚部俯仰运动；左右滑动采用圆柱直线导轨+胶轮滑动的方式，每只脚配有1个加长滑块和2个胶轮，力求实现可靠运动的同时，减小安装及维护难度；旋转运动利用深沟球轴承实现脚部的旋转，在轴末端安装电位器，采集脚步摆动角度信息；俯仰运动设置俯仰摆动板通过摆动轴铰接在移动基座上，活动灵活；采用前倾刹车模式，正常滑动状态时，摩擦块和摩擦轨道分离，重心前移时摩擦块与摩擦轨道接触，阻力变大，可停止或施力反向运动；脚部固定装置包括尼龙带与魔术贴，采用尼龙带与魔术贴方式进行固定，可以实现快速穿戴，滑行过程中不需要换鞋。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器的结构示意图；

图2为本实用新型移动基座的整装结构示意图；

图3为本实用新型移动基座与俯仰摆动板的连接结构示意图；

图4为本实用新型移动基座的安装结构示意图；

图5为本实用新型旋转轴的结构示意图；

图6为本实用新型两个移动基座的俯视图；

附图标记：1、横向滑动轨道；2、移动基座；3、俯仰摆动板；4、旋转轴；5、载台；6、尼龙带；7、摩擦轨道；8、线性导轨；9、拉绳式位移传感器； 10、轮式导轨；11、摩擦块；12、移动轮；13、拉绳固定器；14、加长滑块； 15、摆动轴；16、平衡块；17、开孔；18、深沟球轴承；19、电位器；20、橡胶减震块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，能够实现左右滑动、脚部转动、脚部俯仰运动三种滑冰姿态的模拟，并采用前倾刹车模式，优化用户体验，结构简单，使用灵活，安全可靠。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-6所示，本实用新型实施例提供的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，包括：横向滑动轨道1以及滑动连接在所述横向滑动轨道1上的两个移动基座2，所述横向滑动轨道1上设置有轮式导轨10、线性导轨8，每个所述移动基座2的底部设置有移动轮12和加长滑块14，所述加长滑块14上设置有滑槽，所述移动轮12置于所述轮式导轨10内，所述线性导轨8穿过所述滑槽；所述移动基座2的上部设置有俯仰摆动板3，所述俯仰摆动板3通过摆动轴15铰接在所述移动基座2上，所述俯仰摆动板3上设置有旋转轴4，所述旋转轴4上设置载台5，所述载台5上设置脚部固定装置，所述脚部固定装置用于固定滑冰用户的脚部。

所述移动轮12设置在所述移动基座2的后方，所述加长滑块14设置在移动基座2的前方。

所述俯仰摆动板3的底部设置有摩擦块11，所述横向滑动轨道1上还设置有摩擦轨道7，所述摩擦轨道7设置在所述线性导轨8的前方，所述摩擦块 11设置在所述摩擦轨道7的正上方，并保持设定间隔。

所述俯仰摆动板3的底部还设置有平衡块16，用于维持所述俯仰摆动板3 的水平方向平衡。

所述横向滑动轨道1的两端各设置一个拉绳式位移传感器9，每个所述拉绳式位移传感器9与靠近的移动基座2相连接，所述拉绳式位移传感器9用于采集所述移动基座的横向位移。拉绳式位移传感器9的拉绳通过拉绳固定器 13固定在移动基座上，通过拉出的线长度确认脚部目前的滑行位置，将采集的位置信息传给处理装置，并且上传到虚拟现实显示软件，进行滑行动作以及位置还原达到滑行仿真的目的。

所述移动轮12为胶轮，每个所述移动基座2的底部设置两个所述移动轮 12。

所述线性导轨8为圆柱直线导轨。

如图5所示，所述旋转轴4设置有深沟球轴承18以及设置在深沟球轴承 18末端的电位器19，所述移动基座2上设置有与所述旋转轴4位置对应的开孔17，如图4所示。

所述脚部固定装置包括尼龙带6与魔术贴，所述尼龙带6固定连接在所述载台5上，所述魔术贴固定在所述尼龙带6上，所述尼龙带6与魔术贴用于固定滑冰用户的脚部。

如图6所示，两个移动基座之间还可以设置橡胶减震块20，因为滑行过程中由于滑行速度较快，两个脚部由于惯性容易进行碰撞，使用橡胶减震块 20可以减少碰撞的噪音，以及保护滑行人员，提升滑行体验。

拉绳式位移传感器9和电位器19可以将采集到的信息传输到上位机，进而通过上位机计算出人体滑行姿态，上位机通过显示屏与VR眼镜呈现出滑行人虚拟姿态，用户佩戴VR眼镜，体验滑冰运动。

本实用新型提供的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，具有三个自由度，分别可实现左右滑动、脚部旋转运动、脚部俯仰运动；左右滑动采用圆柱直线导轨+胶轮滑动的方式，每只脚配有1个加长滑块和2个胶轮，力求实现可靠运动的同时，减小安装及维护难度；旋转运动利用深沟球轴承实现脚部的旋转，在轴末端安装电位器，采集脚步摆动角度信息；俯仰运动设置俯仰摆动板通过摆动轴铰接在移动基座上，活动灵活；采用前倾刹车模式，正常滑动状态时，摩擦块和摩擦轨道分离，重心前移时摩擦块与摩擦轨道接触，阻力变大，可停止或施力反向运动；脚部固定装置包括尼龙带与魔术贴，采用尼龙带与魔术贴方式进行固定，可以实现快速穿戴，滑行过程中不需要换鞋。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，包括：横向滑动轨道以及滑动连接在所述横向滑动轨道上的两个移动基座，所述横向滑动轨道上设置有轮式导轨、线性导轨，每个所述移动基座的底部设置有移动轮和加长滑块，所述加长滑块上设置有滑槽，所述移动轮置于所述轮式导轨内，所述线性导轨穿过所述滑槽；所述移动基座的上部设置有俯仰摆动板，所述俯仰摆动板通过摆动轴铰接在所述移动基座上，所述俯仰摆动板上设置有旋转轴，所述旋转轴上设置载台，所述载台上设置脚部固定装置，所述脚部固定装置用于固定滑冰用户的脚部。

2.根据权利要求1所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述移动轮设置在所述移动基座的后方，所述加长滑块设置在移动基座的前方。

3.根据权利要求2所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述俯仰摆动板的底部设置有摩擦块，所述横向滑动轨道上还设置有摩擦轨道，所述摩擦轨道设置在所述线性导轨的前方，所述摩擦块设置在所述摩擦轨道的正上方，并保持设定间隔。

4.根据权利要求3所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述俯仰摆动板的底部还设置有平衡块，用于维持所述俯仰摆动板的水平方向平衡。

5.根据权利要求1所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述横向滑动轨道的两端各设置一个拉绳式位移传感器，每个所述拉绳式位移传感器与靠近的移动基座相连接，所述拉绳式位移传感器用于采集所述移动基座的横向位移。

6.根据权利要求1所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述移动轮为胶轮，每个所述移动基座的底部设置两个所述移动轮。

7.根据权利要求1所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述线性导轨为圆柱直线导轨。

8.根据权利要求1所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述旋转轴设置有深沟球轴承以及设置在深沟球轴承末端的电位器，所述移动基座上设置有与所述旋转轴位置对应的开孔。

9.根据权利要求1所述的三自由度可滑行虚拟现实滑冰模拟器，其特征在于，所述脚部固定装置包括尼龙带与魔术贴，所述尼龙带固定连接在所述载台上，所述魔术贴固定在所述尼龙带上，所述尼龙带与魔术贴用于固定滑冰用户的脚部。

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