一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，包括底座、计算机、顶投机构、底投机构和四个侧投机构，侧投机构包括支板、伸缩组件、侧板、侧边框、侧幕布、侧投影灯和四个横杆，底投机构包括底边框、底幕布、玻璃板、磁鞋、电磁铁、底投组件和平移组件，该用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统通过四个侧投机构相互靠近，使得底边框、顶边框和四个侧边框形成一个包围的封闭的虚拟环境，加强用户的沉浸感，不仅如此，在底投机构中，通过电磁铁对磁鞋产生向上的磁力，减轻用户对玻璃板的压力，避免玻璃板碎裂，从而保障系统安全稳定运行，提高了设备的实用性。

A cave display system with strong immersion for virtual experience

【技术实现步骤摘要】
一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统
本专利技术涉及虚拟现实领域，特别涉及一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统。
技术介绍
CAVE投影系统是一种大型的VR系统，具有高度的沉浸感、良好的交互手段，可以融合视觉、触觉、声音等，并且可以追踪头部的6个自由度的运动。CAVE沉浸式虚拟显示系统的原理比较复杂，它是以计算机图形学为基础，把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、三维计算机图形技术、音响技术、传感器技术等完美地融合在一起，从而产生一个被三维立体投影画面包围的供多人使用的沉浸式虚拟环境。现有的CAVE投影显示大都为五面显示，除了常规的左、右、前，还加入了上和下两个显示区域，采用这种方式投影显示方式时，由于用户背面缺少投影，用户转身即可离开虚拟世界，导致用户的沉浸感有待加强，不仅如此，为了在幕布上显示完整的图像，通常需要将投影仪放置在与幕布有一定距离的位置处，才能将画面充满整个幕布，但是在CAVE投影系统中，由于需要完全显示底面的图像，往往需要将装置架在高处，同时底面还要供用户站立的承重面，通常会采用玻璃基地来承重，但是当玻璃基地较厚时，通常CAVE投影的玻璃基底，会损耗大量的投影亮度，而玻璃基底较薄时，会降低基底的承重能力，容易发生碎裂，导致系统存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，包括底座、计算机、顶投机构、底投机构和四个侧投机构，所述计算机固定在底座的上方，所述计算机内设有PLC，所述底投机构位于底座的上方，所述顶投机构位于底投机构的上方，四个侧投机构分别设置在底投机构的四侧；所述侧投机构包括支板、伸缩组件、侧板、侧边框、侧幕布、侧投影灯和四个横杆，所述支板固定在底座的上方，所述侧板位于支板的靠近低头机构的一侧，所述伸缩组件设置在支板上，所述伸缩组件与支板传动连接，所述侧边框位于侧板的靠近底投机构的一侧，所述侧边框的四角分别通过四个横杆与侧板固定连接，所述侧幕布的外周固定在侧边框的内壁上，所述侧投影灯固定在侧板的靠近底投机构的一侧，所述侧投影灯与PLC电连接；所述底投机构包括底边框、底幕布、玻璃板、磁鞋、电磁铁、底投组件和平移组件，所述底边框固定在底座的上方，所述玻璃板、底幕布、电磁铁和平移组件从上而下一侧设置在底边框的内侧，所述玻璃板的外周和底幕布的外周均固定在底边框的内壁上，所述磁鞋设置在玻璃板的上方，所述平移组件与电磁铁连接，所述电磁铁与PLC电连接，所述底投组件与底边框连接。作为优选，为了从顶部投像，所述顶投机构包括顶板、顶边框、顶投影灯、顶幕布、四个连接杆和四个竖杆，所述顶板的四侧分别通过四个连接杆与四个侧投机构中的支板固定连接，所述顶投影灯固定在顶板的下方，所述顶边框的四角分别通过四个竖杆固定在顶板的下方，所述顶幕布的外周固定在顶边框的内壁上，所述顶投影灯与PLC电连接。作为优选，为了加固顶板、支板与连接杆的连接，所述顶板、支板与连接杆为一体成型结构。作为优选，为了实现侧板的移动，所述伸缩组件包括气缸，所述气缸的的缸体水平固定在支板上，所述气缸的气杆与侧板固定连接，所述气缸与PLC电连接。作为优选，为了精确控制侧板的移动距离，所述支板上设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。作为优选，为了支撑侧板，所述侧板的下方设有滚轮。作为优选，为了对底幕布头像，所述底投组件包括反射镜、开口、保护壳和底投影灯，所述反射镜倾斜固定在底边框内，所述反射镜位于电磁铁和底幕布之间，所述开口设置在底边框的反射镜的镜面指向的一侧，所述保护壳固定在底边框的靠近开口的一侧的内壁上，所述底投影灯固定在保护壳的远离开口的一侧的内壁上，所述底投影灯与PLC电连接。作为优选，为了带动电磁铁移动，所述平移组件包括第一电机、丝杆、轴承、移动块、调节单元、调节块和调节杆，所述第一电机和轴承均固定在底座的上方，所述移动块抵靠在底座的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述移动块套设在丝杆上，所述移动块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述调节单元设置在移动块和调节块之间，所述调节块套设在调节杆上，所述电磁铁固定在调节块的上方。作为优选，为了改变丝杆与调节杆之间的距离，所述调节单元包括第二电机、第一连杆和第二连杆，所述第二电机固定在移动块上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与调节块铰接。作为优选，为了保证调节杆的稳定移动，所述调节杆的两端均设有滑环和滑轨，所述滑环固定在调节杆上，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在底座的上方，所述滑环套设在滑轨上。本专利技术的有益效果是，该用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统通过四个侧投机构相互靠近，使得底边框、顶边框和四个侧边框形成一个包围的封闭的虚拟环境，加强用户的沉浸感，不仅如此，在底投机构中，通过电磁铁对磁鞋产生向上的磁力，减轻用户对玻璃板的压力，避免玻璃板碎裂，从而保障系统安全稳定运行，提高了设备的实用性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统的结构示意图；图2是本专利技术的用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统的侧投机构的结构示意图；图3是本专利技术的用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统的底投机构的结构示意图；图4是本专利技术的用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统的平移组件的结构示意图；图中：1.底座，2.计算机，3.支板，4.侧板，5.侧边框，6.侧幕布，7.侧投影灯，8.横杆，9.底边框，10.底幕布，11.玻璃板，12.磁鞋，13.电磁铁，14.顶板，15.顶边框，16.顶投影灯，17.顶幕布，18.连接杆，19.竖杆，20.气缸，21.距离传感器，22.滚轮，23.反射镜，24.保护壳，25.底投影灯，26.第一电机，27.丝杆，28.轴承，29.移动块，30.调节块，31.调节杆，32.第二电机，33.第一连杆，34.第二连杆，35.滑环，36.滑轨。具体实施方式现在结合附图对本专利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专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，包括底座1、计算机2、顶投机构、底投机构和四个侧投机构，所述计算机2固定在底座1的上方，所述计算机2内设有PLC，所述底投机构位于底座1的上方，所述顶投机构位于底投机构的上方，四个侧投机构分别设置在底投机构的四侧；PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机2，其硬件结构基本上与微型计算机2相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。该CAVE洞穴式显示系统中，由计算机2显示虚拟显示程序，待体验的用户站在底投机构上后，操作人员控制底投机构从下方投射图像，顶投本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，其特征在于，包括底座(1)、计算机(2)、顶投机构、底投机构和四个侧投机构，所述计算机(2)固定在底座(1)的上方，所述计算机(2)内设有PLC，所述底投机构位于底座(1)的上方，所述顶投机构位于底投机构的上方，四个侧投机构分别设置在底投机构的四侧；所述侧投机构包括支板(3)、伸缩组件、侧板(4)、侧边框(5)、侧幕布(6)、侧投影灯(7)和四个横杆(8)，所述支板(3)固定在底座(1)的上方，所述侧板(4)位于支板(3)的靠近低头机构的一侧，所述伸缩组件设置在支板(3)上，所述伸缩组件与支板(3)传动连接，所述侧边框(5)位于侧板(4)的靠近底投机构的一侧，所述侧边框(5)的四角分别通过四个横杆(8)与侧板(4)固定连接，所述侧幕布(6)的外周固定在侧边框(5)的内壁上，所述侧投影灯(7)固定在侧板(4)的靠近底投机构的一侧，所述侧投影灯(7)与PLC电连接；所述底投机构包括底边框(9)、底幕布(10)、玻璃板(11)、磁鞋(12)、电磁铁(13)、底投组件和平移组件，所述底边框(9)固定在底座(1)的上方，所述玻璃板(11)、底幕布(10)、电磁铁(13)和平移组件从上而下一侧设置在底边框(9)的内侧，所述玻璃板(11)的外周和底幕布(10)的外周均固定在底边框(9)的内壁上，所述磁鞋(12)设置在玻璃板(11)的上方，所述平移组件与电磁铁(13)连接，所述电磁铁(13)与PLC电连接，所述底投组件与底边框(9)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，其特征在于，包括底座(1)、计算机(2)、顶投机构、底投机构和四个侧投机构，所述计算机(2)固定在底座(1)的上方，所述计算机(2)内设有PLC，所述底投机构位于底座(1)的上方，所述顶投机构位于底投机构的上方，四个侧投机构分别设置在底投机构的四侧；所述侧投机构包括支板(3)、伸缩组件、侧板(4)、侧边框(5)、侧幕布(6)、侧投影灯(7)和四个横杆(8)，所述支板(3)固定在底座(1)的上方，所述侧板(4)位于支板(3)的靠近低头机构的一侧，所述伸缩组件设置在支板(3)上，所述伸缩组件与支板(3)传动连接，所述侧边框(5)位于侧板(4)的靠近底投机构的一侧，所述侧边框(5)的四角分别通过四个横杆(8)与侧板(4)固定连接，所述侧幕布(6)的外周固定在侧边框(5)的内壁上，所述侧投影灯(7)固定在侧板(4)的靠近底投机构的一侧，所述侧投影灯(7)与PLC电连接；所述底投机构包括底边框(9)、底幕布(10)、玻璃板(11)、磁鞋(12)、电磁铁(13)、底投组件和平移组件，所述底边框(9)固定在底座(1)的上方，所述玻璃板(11)、底幕布(10)、电磁铁(13)和平移组件从上而下一侧设置在底边框(9)的内侧，所述玻璃板(11)的外周和底幕布(10)的外周均固定在底边框(9)的内壁上，所述磁鞋(12)设置在玻璃板(11)的上方，所述平移组件与电磁铁(13)连接，所述电磁铁(13)与PLC电连接，所述底投组件与底边框(9)连接。2.如权利要求1所述的用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，其特征在于，所述顶投机构包括顶板(14)、顶边框(15)、顶投影灯(16)、顶幕布(17)、四个连接杆(18)和四个竖杆(19)，所述顶板(14)的四侧分别通过四个连接杆(18)与四个侧投机构中的支板(3)固定连接，所述顶投影灯(16)固定在顶板(14)的下方，所述顶边框(15)的四角分别通过四个竖杆(19)固定在顶板(14)的下方，所述顶幕布(17)的外周固定在顶边框(15)的内壁上，所述顶投影灯(16)与PLC电连接。3.如权利要求2所述的用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，其特征在于，所述顶板(14)、支板(3)与连接杆(18)为一体成型结构。4.如权利要求1所述的用于虚拟体验的沉浸感强的洞穴式显示系统，其特征在于，所述伸缩组件包括气缸(20)，所述气缸(20)的的缸体水平固定在支板(3)上，所述气缸(20)的气杆与侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强，张林影，陈君，
申请(专利权)人：牡丹江师范学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23