一种基于速度分解与合成的全向运动输入平台制造技术

本发明专利技术公开了一种基于速度分解与合成的全向运动输入平台及其使用方法，包括壳体以及设置在壳体内的多个同轴环形链条，所述环形链条包括左链条和右链条，多个左链条和右链条互相平行间隔设置，左链条和右链条分别由左电机和右电机驱动，所述左链条上设有多个左轮轴，所述右链条上设有右轮轴，左轮轴和右轮轴上均穿设有可绕轮轴转动的轮子。本发明专利技术基于速度分解与合成，采用主动式的全向运动平台，与被动式的全向运动平台相比，人体不需要被束缚，可提供更加真实的移动感受。结构简单，机身轻薄，该运动平台从机械结构简洁，能够解决了虚拟空间移动受现实空间限制的问题；本发明专利技术也可以应用于货物运输和传送，能够实现在运动平台上的万向移动。

An omnidirectional motion input platform based on velocity decomposition and synthesis

The invention discloses a speed of decomposition and synthesis of omnidirectional motion input platform and use method based on, including casing and a plurality of coaxial annular chain in the shell, wherein the annular chain comprises a left and right chain chain chain, a plurality of left and right chain alternately arranged parallel to each other, and left chain right chains are driven by the left motor and a right motor, the left chain is provided with a plurality of revolver shaft, the right chain is provided with a right axle shaft and the right shaft are left with wear can rotate around the axle wheel. The invention adopts an active omnidirectional movement platform based on velocity decomposition and synthesis, and compared with the passive omnidirectional movement platform, the human body does not need to be bound, and can provide more real moving feeling. Simple structure, thin body, the platform from the mechanical structure is simple, can solve the practical problem of space limitation by virtual space; the invention can also be used for cargo transport and transfer, to realize the universal movement on the motion platform.

【技术实现步骤摘要】
一种基于速度分解与合成的全向运动输入平台
本专利技术涉及运动设备，尤其是一种基于速度分解与合成的虚拟现实人体全向移动输入平台。
技术介绍
在计算机网络技术迅猛发展的现代社会，网络技术不仅带来科技经济的发展，也带了休闲娱乐功能的革新，由此虚拟现实环境的终端模拟器类型多样，但大多的终端模拟器中，都需要大面积的场地进行运动，灵敏度不够，对于跳跃下蹲转向等运动无法自如实现，感受逼真度低，且由于人体移动时，没有防护措施容易造成伤害，这些都极大地制约了现有人体万向移动平台的发展。为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如“一种万向跑步踩踏装置(201320425296.2)”，包括壳体、跑步机本体、主控制系统和传感器，所述传感器和跑步机本体均与主控制系统电连接所述壳体包括上盖，所述上盖上设置有一洞口，所述跑步机本体设置于壳体内、洞口所在位置的下方所述传感器传递其感应到的人跑步的受力信息到主控制系统，所述主控制系统控制调节跑步机本体运行方向。又如“虚拟现实人体全向移动输入平台(201510333880.9)”解决了防护效果差，人体运动时安全性低的问题。但其仍属于被动式的跑步机，造成人体需要受到来自腰部的束缚，在倒退行走时极不自然。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本专利技术旨在提供一种体验效果更佳，更加轻薄，主动式，基于速度分解与合成的全向运动输入平台。技术方案：一种基于速度分解与合成的全向运动输入平台，包括壳体以及设置在壳体内的多个同轴环形链条，所述环形链条包括左链条和右链条，多个左链条和右链条互相平行间隔设置，左链条和右链条分别由左电机和右电机驱动，所述左链条上设有多个与左链条夹角为a的左轮轴，所述右链条上设有多个与右链条夹角为b的右轮轴，其中以逆时针为角度正方向，-180°＜a＜0°，0°＜b＜180°，左轮轴和右轮轴上均穿设有可绕轮轴转动的轮子。进一步的，所述环形链条啮合有主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮的中心安装有从动齿轮轴承，左电机传动连接有左传动轴，右电机传动连接有右传动轴，左链条的主动齿轮与左传动轴传动连接，左链条的从动齿轮轴承安装在右传动轴上，右链条的主动齿轮与右传动轴传动连接，右链条的从动齿轮轴承安装在左传动轴上。进一步的，还包括主控电路板，所述主控电路板控制左电机和右电机分别驱动左传动轴和右传动轴转动。进一步的，所述左传动轴的一端设有左传动轴齿轮，左传动轴齿轮与左电机驱动的左电机传动齿轮啮合，右传动轴的一端设有右传动轴齿轮，右传动轴齿轮与右电机驱动的右电机传动齿轮啮合；左传动轴与右传动轴上均间隔分布有多个槽口，所述槽口与主动齿轮键连接。进一步的，所述壳体由机顶和机底安装而成，机顶包括位于两侧的机顶支撑部、机顶支撑部之间的机顶平面和设置在机顶平面上的机顶隔板，所述两侧的机顶支撑部分别用于容纳左传动轴和右传动轴上安装的齿轮，机顶隔板将机顶平面上相邻的环形链条隔开。进一步的，所述机底包括位于两侧的机底支撑部和机底支撑部之间的机底平面。进一步的，机顶支撑部与机底支撑部装配，左传动轴与右传动轴上均设有传动轴轴承，所述机顶支撑部与机底支撑部均并排设有多个通孔，所述通孔用于容纳左传动轴和右传动轴上安装的齿轮，相邻的通孔之间设有用于嵌入传动轴轴承的支撑弧形板。进一步的，所述左链条和右链条均由多个链节首尾相接组成，所述轮轴固定在链节上。进一步的，所述左轮轴与左链条的夹角a为-45°，所述右轮轴与右链条的夹角b为45°。一种使用基于速度分解与合成的全向运动输入平台的速度合成方法，根据需要的输出合速度分别调节电机驱动左链条和右链条上的分速度进行合成，具体为：以左链条主动轮到从动轮的方向作为0°，在机体平面上，以逆时针作为角度正方向，当平台需要大小为VDE、角度为w的输出合速度时，左链条上的分速度大小V1＝-(VDE*(cos(b)*sin(w)-sin(b)*cos(w)))/(cos(a)*(cos(a)*sin(b)-cos(b)*sin(a)))，角度为0；右链条上的分速度大小V2＝(VDE*(cos(a)*sin(w)-sin(a)*cos(w)))/(cos(b)*(cos(a)*sin(b)-cos(b)*sin(a)))，角度为0。有益效果：本专利技术基于速度分解与合成，采用主动式的全向运动平台，与被动式的全向运动平台相比，人体不需要被束缚，可提供更加真实的移动感受。结构简单，机身轻薄，该运动平台从机械结构简洁，能够解决了虚拟空间移动受现实空间限制的问题；本专利技术也可以应用于货物运输和传送，能够实现在运动平台上的万向移动。附图说明图1是本专利技术的左链条单节示意图；图2是本专利技术的右链条单节示意图；图3是本专利技术的左链条与主动及从动齿轮配合示意图；图4是本专利技术的右链条与主动及从动齿轮配合示意图；图5是本专利技术的左传动轴示意图；图6是本专利技术的机顶视角一示意图。图7是本专利技术的机顶视角二左链条单节示意图；图8是本专利技术的机底示意图；图9是本专利技术的链条与传动轴局部配合示意图；图10是本专利技术的平台局部配合示意图；图11是本专利技术的链条与左传动轴完整配合示意图；图12是本专利技术的无机顶平台局部配合示意图。图13是本专利技术的结构示意图；图14是本专利技术的速度分解与合成示意图。具体实施方式下面通过一个最佳实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。如图1所示的左链条单节，包括由轮子1、轮轴2、销钉3、链节5，轮子1穿设在左轮轴2上，轮子1可绕轮轴2转动，轮轴固定在链节5上，销钉4用于固定链节5。由链节5提供沿链节5径向的主速度(力)，可分解为沿轮轴2径向和横向两方向的分速度(力)。通过轮子1绕轮轴2的转动，可抵消沿轮轴2横向的分速度(力)，从而仅保留沿轮轴2径向的分速度(力)。如图2所示的右链条单节，包括由轮子1、轮轴2、销钉3、链节5，轮子1穿设在右轮轴3上，轮子1可绕轮轴2转动，轮轴固定在链节5上，销钉4用于固定链节5。由链节5提供沿链节5径向的主速度(力)，可分解为沿轮轴2径向和横向两方向的分速度(力)。通过轮子1绕轮轴2的转动，可抵消沿轮轴2横向的分速度(力)，从而仅保留沿轮轴2径向的分速度(力)。如图3所示，环形链条包括左链条9和右链条10，左链条9由多个链节5首尾相接组成，左链条9上设有多个与左链条9夹角为a的左轮轴2，其中以逆时针为角度正方向，-180°＜a＜0°，本实施例中左轮轴2与左链条9的夹角a为-45°。所述环形链条啮合有主动齿轮6和从动齿轮7，从动齿轮7的中心安装有从动齿轮轴承8，使从动齿轮7可自由转动。如图4所示，右链条10由多个链节5首尾相接组成，所述右链条10上设有多个与右链条10夹角为b的右轮轴3，其中以逆时针为角度正方向，0°＜b＜180°，本实施例中右轮轴3与右链条10的夹角b为45°。如图5所示，所述左传动轴13的一端设有左传动轴齿轮11，左传动轴13上间隔分布有多个槽口12，所述槽口12与主动齿轮6键连接，使得左传动轴13可驱动主动齿轮6。槽口12间的空位将与从动齿轮7进行配合，通过从动齿轮轴承8使得从动齿轮7在左传动轴13上自由转动；右传动轴与左传动轴结构一致，其一端设有右传动轴齿轮，右传动轴上间隔分布有多个槽口12，所述槽口12与主动齿轮6键连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于速度分解与合成的全向运动输入平台，其特征在于，包括壳体以及设置在壳体内的多个同轴环形链条，所述环形链条包括左链条(9)和右链条(10)，多个左链条(9)和右链条(10)互相平行间隔设置，左链条(9)和右链条(10)分别由左电机(26)和右电机驱动，所述左链条(9)上设有多个与左链条(9)夹角为a的左轮轴(2)，所述右链条(10)上设有多个与右链条(10)夹角为b的右轮轴(3)，其中以逆时针为角度正方向，‑180°＜a＜0°，0°＜b＜180°，左轮轴(2)和右轮轴(3)上均穿设有可绕轮轴转动的轮子(1)。

【技术特征摘要】
1.一种基于速度分解与合成的全向运动输入平台，其特征在于，包括壳体以及设置在壳体内的多个同轴环形链条，所述环形链条包括左链条(9)和右链条(10)，多个左链条(9)和右链条(10)互相平行间隔设置，左链条(9)和右链条(10)分别由左电机(26)和右电机驱动，所述左链条(9)上设有多个与左链条(9)夹角为a的左轮轴(2)，所述右链条(10)上设有多个与右链条(10)夹角为b的右轮轴(3)，其中以逆时针为角度正方向，-180°＜a＜0°，0°＜b＜180°，左轮轴(2)和右轮轴(3)上均穿设有可绕轮轴转动的轮子(1)。2.根据权利要求1所述的基于速度分解与合成的全向运动输入平台，其特征在于，所述环形链条啮合有主动齿轮(6)和从动齿轮(7)，从动齿轮(7)的中心安装有从动齿轮轴承(8)，左电机(26)传动连接有左传动轴(13)，右电机传动连接有右传动轴，左链条(9)的主动齿轮(6)与左传动轴(13)传动连接，左链条(9)的从动齿轮轴承(8)安装在右传动轴上，右链条(10)的主动齿轮(6)与右传动轴传动连接，右链条(10)的从动齿轮轴承(8)安装在左传动轴(13)上。3.根据权利要求2所述的基于速度分解与合成的全向运动输入平台，其特征在于，还包括主控电路板(27)，所述主控电路板(27)控制左电机(26)和右电机分别驱动左传动轴(13)和右传动轴转动。4.根据权利要求2所述的基于速度分解与合成的全向运动输入平台，其特征在于，所述左传动轴(13)的一端设有左传动轴齿轮(11)，左传动轴齿轮(11)与左电机(26)驱动的左电机传动齿轮(25)啮合，右传动轴的一端设有右传动轴齿轮，右传动轴齿轮与右电机驱动的右电机传动齿轮啮合；左传动轴(13)与右传动轴上均间隔分布有多个槽口(12)，所述槽口(12)与主动齿轮(6)键连接。5.根据权利要求2所述的基于速度分解与合成的全向运动输入平台，其特征在于，所述壳体由机顶(14)和机底(19)安装而成，机顶(14)包括位于两侧的机顶支撑部(17)、机顶支撑部(17)之间的机顶平面(16)和设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子峣，
申请(专利权)人：王子峣，
类型：发明
国别省市：江苏,32