一种用于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机，包括机械结构部分和虚拟现实系统，所述机械结构部分包括外部支撑架、攀岩机本体框架，在攀岩机本体框架包括内部支撑架，在内部支撑架上设有攀岩机转动机构，所述攀岩机转动机构包括沿攀岩机本体框架外围方向竖向循环转动的链条和多个横板，在攀岩机本体框架的横板上设置有多个攀岩抓手，所述抓手可沿横板横向滑移，在攀岩机本体框架上设有用于实现攀岩抓手路径变换的路径变更装置。本攀岩机能完成攀岩机传动过程中攀岩抓手的路径变更与复位，同时能保证在用户攀岩过程中整机角度倾斜与锁死的，其具有的虚拟现实攀岩系统可以使用户在攀岩过程中产生沉浸式体验，趣味性强。

A multi path and variable amplitude indoor rock climbing machine used in virtual reality technology

The utility model discloses a multi path based on virtual reality technology can change indoor rock climbing machine, including mechanical structure and virtual reality system, the mechanical structure including external supporting frame, climbing machine frame, the machine body climbing frame including an internal support frame, rotation mechanism in the internal support frame is provided with a climbing machine and the rotary mechanism comprises a machine body frame climbing along the chain direction of the periphery vertical rotation cycle and a plurality of transverse the climbing machine, in the transverse rock climbing machine body frame is provided with a plurality of climbing the starting point, the starting point along the transverse horizontal slip, the climbing machine body frame is provided with a path for realization of climbing path transformation starting point change device. The complete path change and reset function of rock climbing rock climbing machine in the process of transmission and can guarantee the starting point of the rock climbing, rock climbing in the user process and machine angle locking, its virtual reality climbing system allows users to produce immersive experience in rock climbing process, strong taste.

【技术实现步骤摘要】
一种用于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机
本技术涉及运动健身模拟设备领域及其沉浸式系统领域，具体地指一种用于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机。
技术介绍
攀岩集健身、娱乐和竞技于一体，并能充分满足人们要求回归自然寻求刺激，从中挑战自然和挑战自我的欲望，正因为这种独有的登临高处的征服感，使攀岩运动在发展过程中吸引了无数攀岩爱好者。根据其攀岩场地的不同，主要分为室外攀岩运动和室内攀岩运动。2016年8月5日，国际奥委会第129次全会表决通过攀岩等5个大项进入2020年东京奥运会，从此攀岩将成为奥运会唯一的攀爬类项目。中国已从2016年开始进行了新一轮的攀岩运动推广普及工作，并在各类学校中开展推广攀岩运动，用于补充国内短缺的攀岩运动人才。由此可见，攀岩运动正在中国国内如火如荼地发展着。但是由于室外攀岩运动对于攀岩场地和攀岩技巧要求较高，因此贴合大众的室内攀岩运动将会成为广大新兴攀岩爱好者的选择。室内攀岩运动的活动载体分为室内攀岩机和室内攀岩墙壁。目前国内的室内攀岩机只有仿照国外的履带格式攀岩机和家用小型脚踏式攀岩机。前者因为质量不稳定与攀爬方式单一少有人问津，后者仅仅是家用脚踏机器导致攀岩体验性太低。其他的室内攀岩机想法都存在眼高手低的情况，仍无法解决路径变换与变幅角度限制的问题。而国外的室内攀岩运动已有了近而二十年的发展，但其室内攀岩馆的主题仍然是攀岩墙。从2010年初美国已有几家登山器械公司开始着手研究适用于攀岩爱好者的室内攀岩机，其中的Treadwall室内攀岩机是普及度最广的攀岩机，其属于履带格式攀岩机，利用人体重力的方式带动履带的转动，以少量的电能支持用户在攀岩机上一直连续攀爬，但其仍然无法解决路径固定与变幅角度太小的问题。类似的还有美国ClimbStation公司生产的新型室内攀岩机，其采用类三角形的背部设计，初步解决了变幅角度的问题，但依然存在路径固定与无变幅保护的问题。总体上来说当前国际上的室内攀岩运动普遍存在代入感不强、攀岩形式单调的问题，难以给予攀岩爱好者真实的攀岩体验与攀岩乐趣。而在2016年火爆兴起的虚拟现实技术给予了解决这种问题的一种新的手段。虚拟现实技术（VR）是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的学科交叉前沿技术和研究领域。虚拟现实技术能通过人为建模十分真实地展示出各种不同的场景，用户足不出户就可以达到在不同场景游玩的沉浸式体验。由于地形限制无法参与到室外攀岩运动中，又因为室内攀岩运动的局限性，运用虚拟现实技术的沉浸式体育在室内攀岩行业中得到了越来越大的重视。虽然当今世界上几大著名体育公司都在致力于移动沉浸式体育健身产品的开发，但世界沉浸式体育健身运动行业仍处于起步阶段，仅仅是在固定式体育健身器材上得到了一定程度的应用，移动式的体育健身比如攀岩、游泳和球类运动等暂时没有任何实质上的VR产品。虚实同步问题依然是移动VR体育的重大难题，虽已有数家公司尝试通过感应手套和物体感应器基本完成虚实同步的状况，不过效果并不是特别优秀。当今存在一些VR攀岩游戏，其只能通过手套捕捉到手部动作，而无法提供真实的攀岩抓手的感觉，仅仅在虚拟场景中表现了逼真的攀岩场景，实际体验感较差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种有多种攀岩路径的用于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机。本技术所采用的技术方案为：一种用于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机，包括机械结构部分和虚拟现实系统，所述机械结构部分包括外部支撑架和攀岩机本体框架，所述攀岩机本体框架安设在外部支撑架上，在攀岩机本体框架包括内部支撑架，在内部支撑架上设有攀岩机转动机构，所述攀岩机转动机构包括沿攀岩机本体框架外围方向竖向循环转动的链条和多个平行于攀岩机本体框架横向的横板，各链条与链轮及链轮轴对应配置，且各链条设置在内部支撑架的两侧位置，各横板相互紧邻固定于各链条上，随链条循环转动，在攀岩机本体框架的横板上设置有多个攀岩抓手，所述抓手可沿横板横向滑移，在攀岩机本体框架上设有用于实现攀岩抓手路径变换的路径变更装置。按上述技术方案，所述攀岩机转动机构的整体传动是依靠攀爬者自身重力以及攀爬时作用在攀岩机上的力进行传动，所述链轮轴的转速通过攀岩机液压控制系统控制。按上述技术方案，所述攀岩机本体框架的两侧通过轴承与外部支撑架相连，所述外部支撑架还通过支撑变幅装置与攀岩机本体框架相连，以实现攀岩机本体框架摆动角度的调节。按上述技术方案，所述攀岩机液压控制系统包括与上部链轮轴相连接的传动齿轮、齿轮泵、油箱、三位四通电磁阀、比例节流阀、PLC控制系统和流量传感器，所述传动齿轮与齿轮泵上的齿轮相啮合，所述齿轮泵的吸油口与油箱相连，排油口通过三位四通电磁阀与比例节流阀相连，所述比例节流阀通过流量传感器与油箱相连，所述PLC控制系统与比例节流阀和流量传感器相连。按上述技术方案，在内部支撑架上设置有三根链轮轴，所述三根链轮轴呈钝角三角形布置，使链条呈钝角三角形布置。按上述技术方案，在所述横板上设有倒T型滑槽，所攀岩抓手包括顶部抓手块、中部倒T型滑块和底部铁质凸块，所述攀岩抓手通过中部倒T型滑块可以在横板的T型滑槽内横向滑移，在横板的两侧分别设置有防止攀岩抓手滑出的限位块。按上述技术方案，所述路径变更装置包括背部抓手变更机构、正面抓手固定轨道、底部抓手复位轨道和攀岩抓手存储区，所述正面抓手固定轨道位于攀岩机本体框架的正面，所述底部抓手复位轨道位于攀岩机本体框架底部朝向攀岩机本体框架的背部方向，所述背攀岩抓手存储区位于横板两侧被攀岩机外部框架所包容的区域，所述背部抓手变更机构位于攀岩机背部倒三角形的上方。按上述技术方案，所述背部抓手变更机构位于攀岩机本体框架的背部偏上位置，包括抓手推出机构和抓手定位机构；所述抓手推出机构包括在内部支撑架上设置的多个固定板，所述固定板位于横板的内侧，且与横板平行设置，固定板的两侧固设有推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁与在攀岩抓手底部设置的铁质凸块相对应，由电机驱动推拉式电磁铁将攀岩抓手从攀岩抓手存储区推向横板内部，所述抓手定位机构包括在固定板上间隔设置的多个吸盘式电磁铁，其用于初步定位被抓手推出机构推出的攀岩抓手。按上述技术方案，在每个吸盘式电磁铁的两侧对应设置有防磁挡板。按上述技术方案，所述正面抓手固定轨道为多个，所述攀岩抓手底部设置的铁质凸块能滑入正面抓手固定轨道内，用于约束其横向自由度，各正面抓手固定轨道沿攀岩机本体框架横向方向设置，所述每条正面抓手固定轨道从上至下为依次相连的Y字型滑轨、直线滑轨和弧形滑轨，所述Y字型滑轨顶端设有包容区域，用于矫正初步固定后的攀岩抓手的位置，所述直线滑轨与吸盘式电磁铁共线，当攀岩抓手位于直线滑轨区域时，由于T型槽横板上竖直方向位移与垂直方向位移的限制，联合直线滑轨上水平方向位移的限制，实现了六个自由度的限制，当攀岩抓手沿直线滑轨到达弧形滑轨时，沿其滑行轨道运动即可到达攀岩机本体框架的背部，所述弧形滑轨与底部抓手复位轨道相连。按上述技术方案，所述底部抓手复位轨道的数量与正面抓手固定轨道的数量一一对应，并对应相连，每个所述底部抓手复位轨道包括回转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机，包括机械结构部分和虚拟现实系统，所述机械结构部分包括外部支撑架、攀岩机本体框架，所述攀岩机本体框架安设在外部支撑架上，在攀岩机本体框架包括内部支撑架，在内部支撑架上设有攀岩机转动机构，所述攀岩机转动机构包括沿攀岩机本体框架外围方向竖向循环转动的链条和多个平行于攀岩机本体框架横向方向的横板，各链条与链轮及链轮轴对应配置，且各链条设置在内部支撑架的两侧位置，各横板是相互紧邻固定于各链条上，随链条循环转动，在攀岩机本体框架的横板上设置有多个攀岩抓手，所述抓手可沿横板横向滑移，在攀岩机本体框架上设有用于实现攀岩抓手路径变换的路径变更装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机，包括机械结构部分和虚拟现实系统，所述机械结构部分包括外部支撑架、攀岩机本体框架，所述攀岩机本体框架安设在外部支撑架上，在攀岩机本体框架包括内部支撑架，在内部支撑架上设有攀岩机转动机构，所述攀岩机转动机构包括沿攀岩机本体框架外围方向竖向循环转动的链条和多个平行于攀岩机本体框架横向方向的横板，各链条与链轮及链轮轴对应配置，且各链条设置在内部支撑架的两侧位置，各横板是相互紧邻固定于各链条上，随链条循环转动，在攀岩机本体框架的横板上设置有多个攀岩抓手，所述抓手可沿横板横向滑移，在攀岩机本体框架上设有用于实现攀岩抓手路径变换的路径变更装置。2.根据权利要求1所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：所述攀岩机本体框架的两侧通过轴承与外部支撑架相连，所述外部支撑架还通过支撑变幅装置与攀岩机本体框架相连，以实现攀岩机本体框架摆动角度的调节。3.根据权利要求2所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：所述攀岩机转动机构的整体传动是依靠攀爬者自身重力以及攀爬时作用在攀岩机上的力进行传动，所述链轮轴的转速通过攀岩机液压控制系统控制，所述攀岩机液压控制系统包括与上部链轮轴相连接的传动齿轮、齿轮泵、油箱、三位四通电磁阀、比例节流阀、PLC控制系统和流量传感器，所述传动齿轮与齿轮泵上的齿轮相啮合，所述齿轮泵的吸油口与油箱相连，排油口通过三位四通电磁阀与比例节流阀相连，所述比例节流阀通过流量传感器与油箱相连，所述PLC控制系统与比例节流阀和流量传感器相连。4.根据权利要求1或2所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：在所述横板上设有倒T型滑槽，所攀岩抓手包括顶部抓手块、中部倒T型滑块和底部铁质凸块，所述攀岩抓手通过中部倒T型滑块可以在横板的T型滑槽内横向滑移，在横板的两侧分别设置有防止攀岩抓手滑出的限位块。5.根据权利要求1或2所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：所述路径变更装置包括背部抓手变更机构、正面抓手固定轨道、底部抓手复位轨道和攀岩抓手存储区，所述正面抓手固定轨道位于攀岩机本体框架的正面，所述底部抓手复位轨道位于攀岩机本体框架底部朝向攀岩机本体框架的背部方向，所述攀岩抓手存储区位于横板两侧被攀岩机外部矿框架所包容的区域，所述背部抓手变更机构位于攀岩机背部倒三角形区域的上方。6.根据权利要求5所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：所述背部抓手变更机构位于攀岩机本体...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅杰，王思涵，杨梓桐，苏奕铭，郑聪兴，常李文，李少波，陈定方，李波，陶孟仑，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42