视觉虚拟涌浪运动防护训练装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，包括：动态平衡控制板、平衡难度设定调节装置、轻型虚拟实景头盔、耳麦、头部运动位置感知传感器及视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统；动态平衡控制板用于承载受训者，下设平衡难度设定调节装置，用于调节动态平衡控制板的平衡难度；轻型虚拟实景头盔与耳麦连接，用于接收视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统生成的图像及声音；头部运动位置感知传感器用于感知头部运动位置，并将感知的头部运动位置信号传送至视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统，供视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统进行与头部运动适配的图像倾斜或移动。本发明专利技术提供了一种能够模拟航海不同海况条件下的人体晕动病防护训练设备。

Visual virtual surge motion protection training device

The present invention relates to a visual virtual movement surge protection training device, including: dynamic balance control board, balance the difficulty setting adjusting device, light helmet, virtual reality headset, the movement of the head position sensing sensor and visual virtual surge and sound waves generating system; dynamic balance control board for carrying the trainees under the balance difficulty setting regulating device used to adjust the dynamic balance, difficulty in balance control board; the light of virtual reality helmet and headset connection for receiving visual image and sound and sound waves generate virtual surge generated by the system; the movement of the head position sensor for sensing the movement of the head position, and the perception of the movement of the head position signal is transmitted to the virtual visual and sound waves surge generating system for visual, virtual sound waves and surge generation system and head movement fitness The image is tilted or moved. The invention provides a protection training device for simulating human body motion sickness under different sea conditions.

【技术实现步骤摘要】
视觉虚拟涌浪运动防护训练装置
本专利技术属于人体晕动症防护训练
，尤其涉及一种模拟航海不同海况条件下的视觉虚拟涌浪运动防护训练装置。
技术介绍
晕船又称海上晕动症，指由于风、浪、涌引起舰船产生不同方向的变加速度运动，引发人体一系列以恶心呕吐等植物神经反应为主的症候群。晕动病的防护主要以药物和行为学治疗为主，大规模的防护训练需要主要以抗眩晕体操和器械训练为主，而从视觉、听觉、本体觉以及前庭觉各方面模拟海上复杂刺激的训练方式较少，且在航海抗晕训练中多注重模拟海况引起的较高的垂荡对人体的影响，对在不同海况舰船运动时人体的姿态控制的模拟较少，因此，亟需一种能够模拟航海不同海况条件下的人体晕动病防护训练设备。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种能够逼真模拟不同海况条件个体所处微环境下的航海晕动症防护训练装置，即视觉虚拟涌浪运动防护训练装置。本专利技术提供了一种视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，包括：动态平衡控制板、平衡难度设定调节装置、轻型虚拟实景头盔、耳麦、头部运动位置感知传感器及视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统；动态平衡控制板用于承载受训者，下设平衡难度设定调节装置；平衡难度设定调节装置用于根据受训者个体情况调节动态平衡控制板的平衡难度；轻型虚拟实景头盔与耳麦连接，用于接收视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统生成的图像及声音；头部运动位置感知传感器用于感知头部运动位置，并将感知的头部运动位置信号传送至视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统，供视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统进行与头部运动适配的图像倾斜或移动。进一步地，该装置还包括虚拟物品操控手柄，该虚拟物品操控手柄用于在受训过程中进行虚拟物体的操作交互控制。进一步地，该平衡难度设定调节装置采用平衡难度设定调节按钮，平衡难度设定调节按钮包括十字形的平衡支撑架，平衡支撑架通过硬弹簧与动态平衡控制板连接，用于通过调节硬弹簧的初始长度对平衡控制难度进行调节。进一步地，该平衡难度设定调节装置采用气垫式动态平衡台，该气垫式动态平衡台用于通过调节充气量对平衡控制难度进行调节。进一步地，视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统生成的图像及声音包括视觉产生的海浪、船内或外影像以及海浪啸叫声音。进一步地，虚拟物品操控手柄采用硬质的木板制成。进一步地，进行虚拟物体的操作交互控制包括进行物品的投掷、改变船体行使方向。进一步地，动态平衡控制板承载的受训者采用站姿、卧姿或坐姿。进一步地，视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统根据头部运动位置信号控制图像的移动与头部一致。借由上述方案，通过本专利技术视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，通过多感觉系统感知、视听双通道刺激、语音/听觉两个闭合交互回路设计，同时没有直接去模拟巨浪对人体的影响，而关注于在不同海况条件下人体的姿态控制，更为逼真地模拟舰船遭遇较大涌浪条件下，人体多感觉系统感知和运动控制的生态或个体微环境状态，对开展舰船晕动病防护训练提供了新的思路和训练装备。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术视觉虚拟涌浪运动防护训练装置一实施例的结构框图；图2是本专利技术视觉虚拟涌浪运动防护训练装置中动态平衡控制板及平衡难度设定调节按钮的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参图1及图2所示，本实施例提供了一种模拟航海活动条件下身体运动平衡控制同时进行视听双通道沉浸式、可交互、多感知的视觉虚拟海况条件下的人体晕动病运动训练防护设备，即视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，该装置包括：动态平衡控制板11、平衡难度设定调节装置、轻型虚拟实景头盔13、耳麦14、头部运动位置感知传感器22及视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21；动态平衡控制板11用于承载受训者，下设平衡难度设定调节装置；平衡难度设定调节装置用于根据受训者个体情况调节动态平衡控制板11的平衡难度；轻型虚拟实景头盔13与耳麦14连接，用于接收视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21生成的图像及声音；头部运动位置感知传感器22用于感知头部运动位置，并将感知的头部运动位置信号传送至视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21，供视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21进行与头部运动适配的图像倾斜(旋转)或移动，保证图像的移动、倾斜符合人体视觉感知要求。在本实施例中，该装置还包括虚拟物品操控手柄，虚拟物品操控手柄用于在受训过程中进行虚拟物体的操作交互控制。在本实施例中，该平衡难度设定调节装置采用平衡难度设定调节按钮12，平衡难度设定调节按钮12包括十字形的平衡支撑架，平衡支撑架通过硬弹簧与动态平衡控制板11连接，用于通过调节硬弹簧的初始长度对平衡控制难度进行调节。在本实施例中，该平衡难度设定调节装置可采用气垫式动态平衡台，该气垫式动态平衡台用于通过调节充气量对平衡控制难度进行调节，以达到平衡稳定训练目的。在本实施例中，视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统生成的图像及声音包括视觉产生的海浪、船内或外影像(船体内部物体和外部景色图像)以及海浪啸叫声音。在本实施例中，虚拟物品操控手柄可采用硬质的木板制成，结实耐用。在本实施例中，进行虚拟物体的操作交互控制包括进行物品的投掷、改变船体行使方向。在本实施例中，动态平衡控制板11承载的受训者采用站姿、卧姿或坐姿。在本实施例中，视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21根据头部运动位置信号控制图像的移动与头部一致。受训者佩戴轻型虚拟实景头盔13，通过在计算机上运行视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21生成可达4-6级海况的海浪，受训者在训练人员辅助下可根据从事工作岗位或个体平衡控制情况选择站姿、卧姿或坐姿上动态平衡控制板11，本实施例的受训者在工作人员搀扶下站在动态平衡控制板11上，脚踩动态平衡控制板11，根据受训者个体情况，通过调节平衡难度设定调节钮12调节控制板摆动幅度进而调节训练难度，初始位置为水平位。训练人员在视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21上设定视觉海浪生成影像，最大海浪在4-5级，根据视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21产生的海浪和海浪啸叫声音，模拟航海过程在海上颠簸下的姿态平衡控制，进行晕动病运动防护训练，并将头部运动位置感知传感器22的信号输入视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统21，进行与头部运动适配的倾斜或图像移动，以保持良好的沉浸性。受训者可在训练人员的提示下，操作虚拟物品操控手柄进行物品的投掷、改变船体行使方向等操作，增加训练难度。通过本专利技术可以设定多种训练方式，在动态平衡控制板上可以进行核心稳定肌训练，通过调节不同的训练难度，模拟不同海况条件下人体的身体平衡控制，达到增强机体功能目的；同时可在视听双通道海浪刺激下模拟不同海况条件下的视觉、前庭觉和本体觉交互作用控制，达到晕动病诱发和防护训练目的。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，并不用于限制本专利技术，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，其特征在于，包括：动态平衡控制板、平衡难度设定调节装置、轻型虚拟实景头盔、耳麦、头部运动位置感知传感器及视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统；所述动态平衡控制板用于承载受训者，下设所述平衡难度设定调节装置；所述平衡难度设定调节装置用于根据受训者个体情况调节所述动态平衡控制板的平衡难度；所述轻型虚拟实景头盔与所述耳麦连接，用于接收所述视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统生成的图像及声音；所述头部运动位置感知传感器用于感知头部运动位置，并将感知的头部运动位置信号传送至所述视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统，供所述视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统进行与头部运动适配的图像倾斜或移动。

【技术特征摘要】
1.一种视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，其特征在于，包括：动态平衡控制板、平衡难度设定调节装置、轻型虚拟实景头盔、耳麦、头部运动位置感知传感器及视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统；所述动态平衡控制板用于承载受训者，下设所述平衡难度设定调节装置；所述平衡难度设定调节装置用于根据受训者个体情况调节所述动态平衡控制板的平衡难度；所述轻型虚拟实景头盔与所述耳麦连接，用于接收所述视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统生成的图像及声音；所述头部运动位置感知传感器用于感知头部运动位置，并将感知的头部运动位置信号传送至所述视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统，供所述视觉虚拟涌浪和海浪声音生成系统进行与头部运动适配的图像倾斜或移动。2.根据权利要求1所述的视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，其特征在于，还包括虚拟物品操控手柄，所述虚拟物品操控手柄用于在受训过程中进行虚拟物体的操作交互控制。3.根据权利要求1或2所述的视觉虚拟涌浪运动防护训练装置，其特征在于，所述平衡难度设定调节装置采用平衡难度设定调节按钮，所述平衡难度设定调节按钮包括十字形的平衡支撑架，所述平衡支撑架通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林杰，安明，何思杨，邹朋，刘玉庆，周伯河，蔡懿灵，王俊骎，李敏，
申请(专利权)人：中国航天员科研训练中心，
类型：发明
国别省市：北京,11