一种基于虚拟现实的全向运动装置转让专利
申请号 : CN202010004034.3
文献号 : CN111228721B
文献日 : 2021-04-20
发明人 : 杜守杰 , 田中达也 , 胡磊 , 王忠礼
申请人 : 无限数联网络科技(北京)有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于虚拟现实的全向运动装置,包括:平台、VR头盔、设置在平台底部的若干个球体;其特征在于;
所述球体外侧设置有至少一个偏置磁体,所述平台底部设置有与若干个球体相配合的运动单元,所述运动单元包括至少一个容腔与若干个线圈,所述球体能够在所述容腔内转动,若干个所述线圈环绕在容腔外侧,任一所述球体的外侧设置有多个线圈,多个线圈不在同一平面内,所述线圈通电产生的磁场能够控制所述球体转动;
所述平台为柔性面结构,所述平台上设置有若干个传感器,若干个所述传感器用于检测使用人员在平台上的移动方向和移动速度,所述平台底部设置有底座;所述球体转动能够带动所述平台移动,所述平台移动方向与所述使用人员的移动方向相反,且移动速度相同;
所述VR头盔与所述平台信号连接,所述VR头盔用于显示虚拟场景图像,使用人员根据虚拟场景进行运动。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:若干个球体中的至少两个或两个以上的球体外侧设置有偏置磁体,带有偏置磁体的球体用于带动所述平台移动,带有偏置磁体的球体在磁场的作用下产生的磁合力方向为平台的移动方向。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:所述容腔的尺寸不小于所述球体的尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:任一运动单元外侧设置有隔离磁场的隔磁面。
5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:所述平台外侧设置有防护组件,所述防护组件底部设置有相配合的滑道,所述防护组件能够沿滑道移动。
6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:所述防护组件包括气囊、固定杆、伸缩杆与转轴,所述固定杆通过配合件配合连接在滑道上,所述伸缩杆连接在所述固定杆顶部,所述伸缩杆顶部设置有转轴,所述转轴连接有摆臂,所述摆臂插入所述气囊内,所述气囊中心位置设置有预留孔。
7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:所述平台底部设置有底座,所述底座顶部边缘处连接有弧形结构的护板,所述底座顶部设置有凹槽,所述平台设置在凹槽内。
8.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:所述线圈通入不同电流能够产生不同强度的磁场,若干个所述线圈能够按预定顺序依次通电。
9.根据权利要求8所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:若干个所述线圈能够任一个线圈通电或多个线圈配合通电。
10.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的全向运动装置,其特征在于:所述偏置磁体在磁场的作用下使得所述球体发生转动。
说明书 :
一种基于虚拟现实的全向运动装置
技术领域
背景技术
游戏环境和游戏流程,在这些VR应用中,需要使玩家在不改变地点,也就是说在不显著改变
其空间位置的情况下可以沿任意水平的空间方向及全方向虚拟的运动,例如走动或跑动。
外也无法通过设置线圈的排布方式如按照圆形轨迹,方形轨迹排布或菱形轨迹排布,来控
制球体沿预定的轨迹进行依次运动旋转,控制效果较差。
发明内容
体,所述平台底部设置有与若干个球体相配合的运动单元,所述运动单元包括至少一个容
腔与若干个线圈,所述球体能够在所述容腔内转动,若干个所述线圈环绕在容腔外侧,任一
所述球体的外侧设置有多个线圈,多个线圈不在同一平面内,所述线圈通电产生的磁场能
够控制所述球体转动;所述平台为柔性面结构,所述平台上设置有若干个传感器,若干个所
述传感器用于检测使用人员在平台上的移动方向和移动速度,所述平台底部设置有底座;
所述球体转动能够带动所述平台移动,所述平台移动方向与所述使用人员的移动方向相
反,且移动速度相同;所述VR头盔与所述平台信号连接,所述VR头盔用于显示虚拟场景图
像,使用人员根据虚拟场景进行运动。
作用下产生的磁合力方向为平台的移动方向。
部设置有转轴,所述转轴连接有摆臂,所述摆臂插入所述气囊内,所述气囊中心位置设置有
预留孔。
从而控制球体旋转速率,进行灵活控制球体旋转,使人员与运动装置始终保持相对静止。
反,此时需要通过两个平面内的线圈进行配合通电,使球体进行一定角度的偏移。
人员的位移进行精准控制球体的转动。
附图说明
具体实施方式
明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成,需要说明的是,在不冲突的情况
下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施例的限制。
另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可
以是直接设置于另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对
本申请保护范围的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示
或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”等的
特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有
说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
以是机械连接,也可以是电连接;可以直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两
个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在
本申请中的具体含义。
合的运动单元81;
同一平面内,线圈85通电产生的磁场能够控制球体83转动;
人员40根据虚拟场景进行运动。
中脱离凹槽72,平台80外侧设置有防护组件30,防护组件30底部设置有相配合的滑道60,防
护组件30能够沿滑道60移动,滑道60为圆环结构,但不限于圆环结构,本领域技术人员可以
根据实际使用进行调整,滑道60上配合连接有三个防护组件30,任意两个防护组件30之间
的角度均为120度,保证防护组件30的牢固性,防护组件30包括气囊20、固定杆33、伸缩杆32
与转轴31,固定杆33通过配合件配合连接在滑道60上,其中配合件能够是滑轮或其他的结
构,只要是能够将固定杆固定在滑道内侧,且固定杆能够在滑道内灵活滑动,且不会脱离滑
道均可,伸缩杆32连接在固定杆33顶部,伸缩杆32顶部设置有转轴31,转轴31连接有摆臂
34,摆臂34插入气囊20内,气囊20中心位置设置有预留孔,在使用时,将伸缩杆32降下,人穿
过预留孔,伸缩杆32缓慢升起,当预留孔的位置位于使用人员40腰部时,则伸缩杆32停止升
降,然后对气囊20进行充气,直到充入的气体使气囊20逐渐膨胀,气囊20内侧的预留孔膨胀
接触到使用人员的腰的外侧即可,当然,也可以控制充气量调整气囊20强度,通过设置升降
式的伸缩杆32,面对不同身高,不同体重的使用人群均能够使用,转轴31一侧的摆臂34能够
对气囊20的倾斜角度进行微调,使气囊20朝向上方或下方倾斜,提高使用舒适性。
如软塑料或橡胶,每一个球体83突出平台80底部的尺寸相同,能够保证球体83与凹槽72接
触时,每一个球体83均能够与凹槽72直接接触,不会出现部分球体83在凹槽72内悬空的情
况;
一个位置处,受力均匀,同时,球体83的设置方式可以按照预定的轨迹进行分布,如按照圆
形轨迹,方形轨迹排布或菱形轨迹排布等等,但不限于这几种分布方式,这样可以保证在线
圈通电过程中,球体83能够按照预定的方式或顺序依次进行旋转,传感器检测平台80的移
动速度与移动方向,与人体移动速度方向进行对比,从而得到偏差,然后通过平台80底部的
球体83增加或减小速度,或调整球体83偏移方向,进行纠正偏差。
于开口端面,球体83底部会有部分结构突出开口外,每一个运动单元81有5个线圈85,除了
带有开口的一侧没有线圈85,其他面均有一个线圈85,本发明的优选实施例中,球体83外侧
设置有6个线圈85,但不限于6个,可以根据实际需要设置,如2个、3个或6个以下,7个、8个或
8个以上等等,偏置磁体84在磁场的作用下能够带动球体83运动,每一个运动单元81外侧设
置有隔离磁场的隔磁面,可以保证每一个运动单元81均可以单独控制球体83运动,且不会
受到相邻运动单元81内磁场的影响,保证球体83能够根据使用人员40的位移进行精准控制
球体83的转动,隔磁面的使用不仅可以隔离相邻运动单元81的干扰,同时还有防止磁场对
人体产生一定的伤害,安全性较高,当然可以理解的是,只要能够产生磁场的物体均可以替
代线圈85进行控制球体的运动,例如电磁铁,永磁体。
可以按照一定轨迹进行设置,如按照圆形轨迹,方形轨迹排布或菱形轨迹排布等等,但不限
于这几种分布方式。线圈85不在同一平面,保证球体83外侧的偏置磁体84在磁场的作用下,
能够实现万向运动。
方向与使用人员40的移动方向相反,此时需要通过两个平面内的线圈85进行配合通电,使
球体83进行一定角度的偏移,多个偏置磁体84间隔设置在球体83的外侧,线圈85不在同一
平面,保证球体83外侧的偏置磁体84在磁场的作用下,能够实现万向运动。
磁合力方向为平台80的移动方向,带有偏置磁体的球体才能在磁场的作用下进行旋转;
断电或/和改变线圈85的电流,进行控制球体83按照一定的轨迹进行旋转偏移,多个带有偏
置磁体84的球体在线圈85的作用下均会对应产生一个旋转偏移量与旋转方向,多个球体83
偏移量的合量与合旋转方向进行叠加计算,即可得到整个平台80真正的实际偏移量与偏移
方向,这样计算,能够实现平台80偏移方位更加广,实现多角度,接近零偏差。
体83旋转,然后进行球体83旋转角度的合力分析,得出两个球体83旋转的合力角,实现平台
80更多方向运动,且精度更高。
于球体83的尺寸,优选的,球体83的尺寸为容腔82尺寸的3/4,保证球体83会有部分结构突
出开口外,且球体83外表面光滑,凹槽72的表面也光滑,保证平台80在凹槽72内移动时,平
台80通过护板71的防护不会脱离凹槽72,同时也能使使用人员40始终保持相对静止。
置,如方波电信号或阶梯波段信号进行控制磁场变化,球体83外侧的偏置磁体84受到磁场
的作用下,能够带动球体83旋转,线圈85设置在平台80内部,每个线圈85均能够独立控制通
电,通电电流的大小能够改变磁场强度,每一次对线圈85通电的电流大小可以根据使用人
员40的移动速度进行调整,使用人员40移动速度加快时,通过增加即将需要通电的线圈85
的电流,进行瞬间增加球体83偏转速率,进行灵活控制球体83旋转,控制线圈85按照一定的
顺序或方式进行通断电或/和改变线圈85的电流,进行控制球体按照一定的轨迹进行旋转
偏移,多个带有偏置磁体84的球体在线圈85的作用下均会对应产生一个旋转偏移量与旋转
方向,多个球体83偏移量的合量与合旋转方向进行叠加计算,即可得到整个平台真正的实
际偏移量与偏移方向,这样计算,能够实现平台80偏移方位更加广,实现多角度,接近零偏
差,使人员与运动装置始终保持相对静止。
小能够改变磁场强度,从而控制球体83旋转速率,进行灵活控制球体83旋转,使人员与运动
装置始终保持相对静止,多个线圈85位于不同的三维平面内,每一个平面内的线圈85控制
球体83在该平面内转动一定角度,若一个平面内的线圈85通电无法满足球体83旋转方向与
使用人员40的移动方向相反,此时需要通过两个平面内的线圈85进行配合通电,使球体83
进行一定角度的偏移,多个偏置磁体84间隔设置在球体83的外侧,线圈85不在同一平面,保
证球体外侧的偏置磁体84在磁场的作用下,能够实现万向运动,每一个运动单元81外侧设
置有隔离磁场的隔磁面,可以保证每一个运动单元均可以单独控制球体83运动,且不会受
到相邻运动单元81内磁场的影响,保证球体83能够根据使用人员的位移进行精准控制球体
83的转动。
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技术性范围。