一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，包括底座、旋转支架、滚筒、多自由度阻力模拟机构、头盔显示器以及控制器，底座上竖直设置有第一液压缸；旋转支架是设置在第一液压缸的活塞杆上，辊筒是与旋转支架转动连接，滚筒内腔设置有缓冲气囊；多自由度阻力模拟机构是沿滚筒的轴线方向设置，多自由度阻力模拟机构包括第一伸缩杆件、第二伸缩杆件、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸以及若干束缚带；本实用新型专利技术所述的一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，其结构合理，具有使用方便、安全可靠、真实感强、智能化程度高等优点，有效解决一般人无法体验深潜的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统
本技术涉及虚拟现实设备领域，尤其是涉及一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统。
技术介绍
潜水最开始是为进行水下查勘、打捞、修理和水下工程等作业而在携带或不携带专业工具的情况下进入水面以下的活动，后潜水逐渐发展成为一项以在水下活动为主要内容，从而达到锻炼身体、休闲娱乐的目的的休闲运动，广为大众所喜爱。但是目前一般游客能体验的潜水项目大部分是在较浅的海域进行，因为深潜需要具备良好的生理和心里素质，并经过严格的、长时间的训练，显然并不是所有人都能满足这些要求，此外在深潜过程中危险系数过高极易发生危险。在已知技术中，有部分技术人员试图利用橡皮筋悬挂人体四肢的方法模拟潜水时的环境，但这种方式过多的限制了体验者的身体活动而使得体验效果差强人意，所以有必要技术一种即能保障人身安全、不过多限制身体运动的同时又能真实模拟深潜环境的深潜沉浸系统。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，其结构合理，具有使用方便、安全可靠、真实感强、智能化程度高等优点，有效解决一般人无法体验深潜的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，包括底座、旋转支架、设置在人体腰部的滚筒、与人体四肢连接的多自由度阻力模拟机构、带有音频设备的头盔显示器以及控制器，所述的底座上竖直设置有第一液压缸，所述控制器是设置在底座上；所述的旋转支架是设置在第一液压缸的活塞杆上，旋转支架上表面为弧形结构，且沿旋转支架上表面铰接有若干辊筒；所述的滚筒是由两块弧形板构成的分体式结构，两块弧形板之间以紧固件相互连接，且其中一块弧形板上设置有沿滚筒轴线方向延伸的胸腹部支撑板；所述的滚筒的内腔设置有缓冲气囊；所述的多自由度阻力模拟机构是沿滚筒的轴线方向设置，多自由度阻力模拟机构包括第一伸缩杆件、第二伸缩杆件、用于产生肢体上下运动阻力的第二液压缸、用于产生肢体左右运动阻力的第三液压缸、用于产生肢体关节运动阻力的第四液压缸以及用于连接肢体与多自由度阻力模拟机构的若干束缚带；所述第一伸缩杆件的一端是通过球铰与滚筒相互连接，第一伸缩杆件的另一端是与第二伸缩杆件相互铰接；所述的第二液压缸、第三液压缸的两端分别与滚筒、第一伸缩杆件相互铰接，所述第四液压缸的两端是分别与第一伸缩杆件、第二伸缩杆件相互铰接。进一步地，所述的旋转支架上设置有用于测量旋转支架与底座之间距离的距离感应器。进一步地，所述的旋转支架上设置有RFID扫描器。进一步地，所述的旋转支架是通过球铰与第一液压缸的活塞杆相互连接。进一步地，所述的旋转支架上设置有用于测量旋转支架与第一液压缸之间倾斜角度的陀螺仪。进一步地，所述的滚筒上设置有表示角度的RFID识别码。进一步地，所述的第二液压缸的中心轴线是设置在垂直于地面的平面内，第三液压缸的中心轴线是设置在平行于地面的平面内。进一步地，所述束缚带的一端是与第一伸缩杆件或第二伸缩杆件固定连接，束缚带的另一端是与四肢连接，且与肢体连接的一端上设置有若干薄片型压力传感器。进一步地，所述的控制器分别电性连接有头盔显示器、距离感应器、RFID扫描器、陀螺仪和薄片型压力传感器，且控制器与控制第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸的液压泵相互电性连接。进一步地，还包括用于模拟水温变化的外部温度控制装置。本技术的有益效果是：一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，包括底座、旋转支架、设置在人体腰部的滚筒、与人体四肢连接的多自由度阻力模拟机构、带有音频设备的头盔显示器以及控制器；其中旋转支架通过球铰与设置在底座上的第一液压缸的活塞杆相互连接，而滚筒与人体腰部连接的同时与旋转支架旋转连接，滚筒内的缓冲气囊模拟水压对人体的压迫，人体躯干可自由旋转以及向某一角度倾斜；人体四肢则固定在多自由度阻力模拟机构上，通过多自由度阻力模拟机构上的第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸分别模拟四肢上下运动、左右运动、关节弯曲产生的阻力的同时为四肢提供一定的支撑力以模仿浮力，四肢可在多自由度阻力模拟机构上自由活动，简言之本系统对人体活动的限制极少；控制器分别通过距离感应器、RFID扫描器、陀螺仪和薄片型压力传感器获得人体距离地面的高度、人体相对于旋转支架的旋转角度、人体相对于地面的倾斜角度、四肢的运动趋势，由此控制第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸的动作并将相应的模拟画面传送至头盔显示器、控制外部温度控制装置模拟水温的变化，智能化程度高；其结构合理，具有使用方便、安全可靠、真实感强、智能化程度高等优点，有效解决一般人无法体验深潜的问题。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术所述一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统的整体结构的主视示意图；图2是本技术所述一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统的整体结构的俯视示意图；图3是本技术所述一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统的底座、旋转支架、滚筒的连接结构的主视示意图；图4是本技术所述一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统的底座、旋转支架、滚筒的连接结构的剖面示意图；图5是本技术所述一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统的束缚带结构示意图。附图中标记分述如下：1、底座，11、第一液压缸，2、旋转支架，21、RFID扫描器，22、距离感应器，23、辊筒，24、陀螺仪，3、滚筒，31、RFID识别码，32、支撑板，33、缓冲气囊，4、多自由度阻力模拟机构，41、第一伸缩杆件，42、第二伸缩杆件，43、第二液压缸，44、第三液压缸，45、第四液压缸，46、束缚带，461、薄片型压力传感器，5、头盔显示器，6、控制器。具体实施方式现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图1至5所示的一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，包括底座1、旋转支架2、设置在人体腰部的滚筒3、与人体四肢连接的多自由度阻力模拟机构4、带有音频设备的头盔显示器5以及控制器6，所述的底座1上竖直设置有第一液压缸11，所述控制器6是设置在底座1上；所述的旋转支架2是通过球铰设置在第一液压缸11的活塞杆上，旋转支架2上表面为弧形结构，且沿旋转支架2上表面铰接有若干辊筒23；控制器6通过设置在旋转支架2上的距离感应器22获得、控制底座1与旋转支架2的距离；所述的旋转支架2上设置有用于测量旋转支架2与第一液压缸11之间倾斜角度的陀螺仪24；所述的滚筒3是由两块弧形板构成的分体式结构，两块弧形板之间以紧固件相互连接，且其中一块弧形板上设置有沿滚筒3轴线方向延伸的胸腹部支撑板32；所述的滚筒3的内腔设置有缓冲气囊33用于模拟水压对人体的压迫感；所述的多自由度阻力模拟机构4是沿滚筒3的轴线方向设置，多自由度阻力模拟机构4包括第一伸缩杆件41、第二伸缩杆件42、用于产生肢体上下运动阻力的第二液压缸43、用于产生肢体左右运动阻力的第三液压缸44、用于产生肢体关节运动阻力的第四液压缸45以及用于连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，其特征是：包括底座(1)、旋转支架(2)、设置在人体腰部的滚筒(3)、与人体四肢连接的多自由度阻力模拟机构(4)、带有音频设备的头盔显示器(5)以及控制器(6)，所述的底座(1)上竖直设置有第一液压缸(11)，所述控制器(6)是设置在底座(1)上；所述的旋转支架(2)是设置在第一液压缸(11)的活塞杆上，旋转支架(2)上表面为弧形结构，且沿旋转支架(2)上表面铰接有若干辊筒(23)；所述的滚筒(3)是由两块弧形板构成的分体式结构，两块弧形板之间以紧固件相互连接，且其中一块弧形板上设置有沿滚筒(3)轴线方向延伸的胸腹部支撑板(32)；所述的滚筒(3)的内腔设置有缓冲气囊(33)；所述的多自由度阻力模拟机构(4)是沿滚筒(3)的轴线方向设置，多自由度阻力模拟机构(4)包括第一伸缩杆件(41)、第二伸缩杆件(42)、用于产生肢体上下运动阻力的第二液压缸(43)、用于产生肢体左右运动阻力的第三液压缸(44)、用于产生肢体关节运动阻力的第四液压缸(45)以及用于连接肢体与多自由度阻力模拟机构(4)的若干束缚带(46)；所述第一伸缩杆件(41)的一端是通过球铰与滚筒(3)相互连接，第一伸缩杆件(41)的另一端是与第二伸缩杆件(42)相互铰接；所述的第二液压缸(43)、第三液压缸(44)的两端分别与滚筒(3)、第一伸缩杆件(41)相互铰接，所述第四液压缸(45)的两端是分别与第一伸缩杆件(41)、第二伸缩杆件(42)相互铰接。...

【技术特征摘要】
1.一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，其特征是：包括底座(1)、旋转支架(2)、设置在人体腰部的滚筒(3)、与人体四肢连接的多自由度阻力模拟机构(4)、带有音频设备的头盔显示器(5)以及控制器(6)，所述的底座(1)上竖直设置有第一液压缸(11)，所述控制器(6)是设置在底座(1)上；所述的旋转支架(2)是设置在第一液压缸(11)的活塞杆上，旋转支架(2)上表面为弧形结构，且沿旋转支架(2)上表面铰接有若干辊筒(23)；所述的滚筒(3)是由两块弧形板构成的分体式结构，两块弧形板之间以紧固件相互连接，且其中一块弧形板上设置有沿滚筒(3)轴线方向延伸的胸腹部支撑板(32)；所述的滚筒(3)的内腔设置有缓冲气囊(33)；所述的多自由度阻力模拟机构(4)是沿滚筒(3)的轴线方向设置，多自由度阻力模拟机构(4)包括第一伸缩杆件(41)、第二伸缩杆件(42)、用于产生肢体上下运动阻力的第二液压缸(43)、用于产生肢体左右运动阻力的第三液压缸(44)、用于产生肢体关节运动阻力的第四液压缸(45)以及用于连接肢体与多自由度阻力模拟机构(4)的若干束缚带(46)；所述第一伸缩杆件(41)的一端是通过球铰与滚筒(3)相互连接，第一伸缩杆件(41)的另一端是与第二伸缩杆件(42)相互铰接；所述的第二液压缸(43)、第三液压缸(44)的两端分别与滚筒(3)、第一伸缩杆件(41)相互铰接，所述第四液压缸(45)的两端是分别与第一伸缩杆件(41)、第二伸缩杆件(42)相互铰接。2.根据权利要求1所述的一种具有模拟水压环境功能的多自由度深潜沉浸系统，其特征是：所述的旋转支架(2)上设置有用于测量旋转支架(2)与底座(1)之间距离的距离感应器(22)。3.根据权利要求1所述的一种具有模拟水压环境功能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文溥，
申请(专利权)人：胡文溥，
类型：新型
国别省市：中国香港,81