The invention discloses a VR man-machine interactive omnipotent movement and universal treadmill, which is an intelligent VR man-machine interaction device that enables human users to realize in-situ omnipotent running and various limb movements in physical space, and can freely walk, omnipotent movement and various operations in virtual space after matching with computers, VR glasses and VR peripherals (such as VR handle gloves). \u3002 It includes five subsystems: rotary treadmill, gait adaptive treadmill, human motion positioning cantilever, swaddling armor and control system (including algorithm). Other inventions that do not belong to this invention are closely related to VR glasses and computer systems. The invention inherently has a gene that highly integrates fitness exercise and VR game, and provides a perfect path for people who like to play games but don't like sports to fundamentally improve their health and quality of life. So as to solve a large group of hidden dangers for the society.
【技术实现步骤摘要】
一种VR人机交互全能运动与万向跑步机
本专利技术涉及VR(虚拟现实)人机交互技术,特别涉及一种VR人机交互全能运动与万向跑步机。
技术介绍
现有各类VR(虚拟现实)人机交互技术、模式、产品与方案均存在各种缺陷与不足,以下按照人机交互模式分类阐述和分析:(一)VR眼镜单独使用时存在的缺陷和不足VR眼镜单独使用是指不依赖与身体运动交互有关的设备(例如万向跑步机),仅用VR眼镜(或加VR手柄)来与VR空间和角色进行交互和控制的方式。这是VR眼镜最基本和普遍的使用方式,简便易行成本低,但是存在很多的缺陷和不足:1)人体运动受到很大限制。通常只能在小范围物理空间中进行小幅度肢体动作,身体位移被严格限制以确保安全。这反映到虚拟空间中意味着用户无法以人体自然动作来操作虚拟空间、角色和物体(比如说最典型的由于无法以现实中人体的行走来实现虚拟空间中的连续移动和自由行走而采用“手柄操作”、“瞬间移动”等非自然方式来补偿),从而使得VR(虚拟现实)的体验在根本上大打折扣;2)安全性难以保障。即使没有身体真实位移,只考虑原地动作,单独使用VR眼镜也难以保证安全。其根本原因在于,人类的两足直立是一个天然动不平衡状态,需要不断对身体姿态进行动态微调以保平衡,对于正常人来说视觉系统是实现这一平衡机制的核心系统(盲人需要大量肌肉练习和借助拐杖辅助获得“触地”感知才能在行走和转向时不致跌倒),在佩戴VR眼镜之后视觉系统难以参与平衡微调,从而在身体移动和转向时(即使在原地)容易失去平衡发生碰撞和摔倒事故;3)容易诱发VR晕动症。VR晕动症是使用者眼睛“看”到的自身运动和身体“感觉”到的自身运 ...
【技术保护点】
1.一种VR人机交互全能运动与万向跑步机,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)内侧设置有圆弧导轨(3)和圆形随动防护网(20),且圆形随动防护网(20)位于圆弧导轨(3)外侧,所述圆弧导轨(3)上端滑动安装有导轨滑块(19),所述导轨滑块(19)上端固定安装有承重转盘(4),所述承重转盘(4)下端表面设置有回转驱动机构(2)和导电滑环(15),且导电滑环(15)位于承重转盘(4)中心点,所述承重转盘(4)上端表面设置有电机驱动或人力驱动的(步态自适应)跑步机(5)、升降立柱(11)、埋入式控制仓(16)、多用途辅助支架安装基座(17)和触摸屏一体(18),且电机驱动或人力驱动的(步态自适应)跑步机(5)位于承重转盘(4)中心端,所述升降立柱(11)包括立柱基座(14),所述立柱基座(14)上端固定安装有立柱导轨(13),所述立柱导轨(13)外部滑动安装有可升降悬臂基座(12),所述可升降悬臂基座(12)一侧螺丝以紧固件、铰链或转轴安装有人体运动定位悬臂(10),所述人体运动定位悬臂(10)包括四连杆悬臂结构(22)和可调压力空气弹簧或液压缸(23),所述可调压力空气弹簧或液压缸( ...
【技术特征摘要】
1.一种VR人机交互全能运动与万向跑步机,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)内侧设置有圆弧导轨(3)和圆形随动防护网(20),且圆形随动防护网(20)位于圆弧导轨(3)外侧,所述圆弧导轨(3)上端滑动安装有导轨滑块(19),所述导轨滑块(19)上端固定安装有承重转盘(4),所述承重转盘(4)下端表面设置有回转驱动机构(2)和导电滑环(15),且导电滑环(15)位于承重转盘(4)中心点,所述承重转盘(4)上端表面设置有电机驱动或人力驱动的(步态自适应)跑步机(5)、升降立柱(11)、埋入式控制仓(16)、多用途辅助支架安装基座(17)和触摸屏一体(18),且电机驱动或人力驱动的(步态自适应)跑步机(5)位于承重转盘(4)中心端,所述升降立柱(11)包括立柱基座(14),所述立柱基座(14)上端固定安装有立柱导轨(13),所述立柱导轨(13)外部滑动安装有可升降悬臂基座(12),所述可升降悬臂基座(12)一侧螺丝以紧固件、铰链或转轴安装有人体运动定位悬臂(10),所述人体运动定位悬臂(10)包括四连杆悬臂结构(22)和可调压力空气弹簧或液压缸(23),所述可调压力空气弹簧或液压缸(23)位于四连杆悬臂结构(22)下方,所述四连杆悬臂结构(22)和可调压力空气弹簧或液压缸(23)一端设置有悬臂端回转轴合页(30),所述悬臂端回转轴合页(30)下端镶嵌有回转轴压力传感器(29),所述悬臂端回转轴合页(30)一侧设置有回转复位空气弹簧或液压缸(21),且回转复位空气弹簧或液压缸(21)与四连杆悬臂结构(22)固定连接,所述悬臂端回转轴合页(30)外壁表面设置有回转限位器(25)和回转轴(28),所述悬臂端回转轴合页(30)上端设置有俯仰控制可调空气弹簧或液压缸(31),所述俯仰控制可调空气弹簧或液压缸(31)一端螺丝以紧固件、铰链或转轴安装有刚性靠背(24),所述刚性靠背(24)一端设置有襁褓护甲(9),所述悬臂端回转轴合页(30)一端设置有腰带端回转轴合页(26),所述腰带端回转轴合页(26)表面设置有俯仰轴(27),所述腰带端回转轴合页(26)一端设置有刚性腰带(6),所述襁褓护甲(9)内部设置有参考人体(7),所述参考人体(7)上端套设有VR眼镜(8)。2.根据权利要求1所述的一种VR人机交互全能运动与万向跑步机,其特征在于:设计思路、步骤和相关技术方案说明如下:S1:首先设定人体重心在三维空间中的运动关系为:i.设定一个人体运动三维坐标系(x,y,z),人体重心在水平面(x,y)上的投影为坐标原点,人体前后方向为x轴,人体左右方向为y轴,人体垂直方向为z轴;ii.人体重心在x轴和y轴上的位移量始终为零,满足人体平面运动连续复位要求;iii.人体重心可以沿z轴上双向位移,满足人体纵向运动要求;iv.人体重心可以绕z轴做360°旋转,满足人体转向要求;v.人体重心可以绕y轴有限范围转动,向前90度满足人体从直立到水平,向后30度满足人体从直立到后仰的运动要求;S2:然后设计一种机械装置实现上述的人体重心在三维空间中的运动关系,在本项发明中,该机械装置被命名为“人体运动定位悬臂”,其功能特征为:i.人体运动定位悬臂的一端通过一个刚性护腰与人体连接,连接点位于后腰中间,接近人体重心的位置,尽量降低悬臂对人体中心的操纵力矩;ii.人体运动定位悬臂的另一端安装在一个固定的立柱上;iii.悬臂本身为刚性机械,因此无论人体怎样运动,人体运动定位悬臂都能在水平面上将人体重心约束在坐标原点,自然实现人体平面运动连续复位的功能;iv.人体运动定位悬臂的机械结构为垂直摆动的四连杆结构,允许人体重心沿z轴上下位移。(注:位移轨迹虽然不是严格的垂直直线,但是在戴上VR眼镜之后人体感觉上会是垂直移动。同时,四连杆结构能够保证人体重心上下移...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲍文斌,
申请(专利权)人:天津运筹天下科技有限公司,
类型:发明
国别省市:天津,12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。