【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及地形模拟，具体涉及一种全地形模拟系统。
技术介绍
1、随着vr技术的发展，各种ar(增强现实技术)设备也日益繁多，比如利用虚拟建模技术模拟出游戏地面的起伏不平和障碍物，再构建地形模拟系统来模拟沙地、冰面或坑洼等具体场景。但是目前的地形模拟系统的结构复杂，对应的控制也较复杂，而且模拟精度不够，无法达到逼真的效果。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、操作简便且模拟精准的全地形模拟系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种全地形模拟系统，包括地形模拟管理平台和多个活动单元；各所述活动单元均包括顶部支撑平台、底部支撑平台、升降单元、滚珠和制动阻尼单元；所述升降单元的底部位于底部支撑平台上，所述顶部支撑平台安装于所述升降单元的顶部，所述滚珠滚动安装于所述顶部支撑平台上，所述制动阻尼单元安装于顶部支撑平台，用于对滚珠进行转向摩擦制动；所述地形模拟管理平台分别与各活动单元的升降单元和制动阻尼单元通讯相连，用于调整各活动单元的高度以及制动阻尼单元对滚珠的摩擦制动力以实现全地形模拟。
4、作为上述技术方案的进一步改进：
5、所述制动阻尼单元包括一个以上的制动模块，各制动模块均包括伺服电机、丝杆和阻尼器；所述伺服电机安装于所述顶部支撑平台上，所述伺服电机与所述丝杆相连，所述阻尼器与所述丝杆螺纹相连；所述伺服电机带动所述丝杆转动，进而带动
6、所述阻尼器的顶部形状与滚珠的表面相匹配，且为耐磨橡胶。
7、所述制动模块的数量为多个，对应均匀分布在滚珠的周侧。
8、所述滚珠通过限位单元转动安装于顶部支撑平台上。
9、所述限位单元包括两个滚珠轴承，两个滚珠轴承分别位于滚珠的上半部分和下半部分，以将滚珠限制在滚珠轴承内部。
10、所述滚珠的表面密布有凹陷。
11、所述升降单元包括升降驱动控制器和电动液压杆，所述地形模拟管理平台与升降驱动控制器通讯相连，用于通过升降驱动控制器控制电动液压杆进行上升与下降运动，以模拟实现地形高低起伏过程。
12、各所述活动单元行列紧密布置以形成活动单元阵列。
13、所述地形模拟管理平台通过光纤交换机与各所述活动单元的升降单元和制动阻尼单元通讯相连。
14、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
15、本专利技术的全地形模拟系统由大量可高低升降、顶部装有可控转动滚珠的“活动单元”紧密排列组成；该系统通过将区域地形通过细小的网格化，利用“活动单元”的高低排列，模拟出地形起伏；同时，通过控制“活动单元”顶部的滚珠转动(如无控制自由转动、带阻尼转动以及不转动等控制)模拟地面摩擦情况(例如通过滚珠的自由转动模拟光滑冰面或湿滑表面，带反馈阻尼转动模拟较为粗糙的表面情况等)。此外，该系统具备跟随观测者前后左右移动，通过“活动单元”高低动态升降调节以及对滚珠的转动阻尼控制调节，实现地形起伏变化/地表微小变化(如坑洼等)以及所踩表面的粗糙程度，更为真实地模拟出地形情况，给在系统平台上进行行走、奔跑、匍匐等运动的使用者提供逼真的脚下体验感受；整体结构简单、操作简便、模拟精度高。
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1.一种全地形模拟系统，其特征在于，包括地形模拟管理平台(1)和多个活动单元(2)；各所述活动单元(2)均包括顶部支撑平台(21)、底部支撑平台(22)、升降单元(23)、滚珠(24)和制动阻尼单元(26)；所述升降单元(23)的底部位于底部支撑平台(22)上，所述顶部支撑平台(21)安装于所述升降单元(23)的顶部，所述滚珠(24)滚动安装于所述顶部支撑平台(21)上，所述制动阻尼单元(26)安装于顶部支撑平台(21)，用于对滚珠(24)进行转向摩擦制动；所述地形模拟管理平台(1)分别与各活动单元(2)的升降单元(23)和制动阻尼单元(26)通讯相连，用于调整各活动单元(2)的高度以及制动阻尼单元(26)对滚珠(24)的摩擦制动力以实现全地形模拟。
2.根据权利要求1所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述制动阻尼单元(26)包括一个以上的制动模块(261)，各制动模块(261)均包括伺服电机(2611)、丝杆(2612)和阻尼器(2613)；所述伺服电机(2611)安装于所述顶部支撑平台(21)上，所述伺服电机(2611)与所述丝杆(2612)相连，所述阻尼器(26
3.根据权利要求2所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述阻尼器(2613)的顶部形状与滚珠(24)的表面相匹配，且为耐磨橡胶。
4.根据权利要求2或3所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述制动模块(261)的数量为多个，对应均匀分布在滚珠(24)的周侧。
5.根据权利要求1或2或3所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述滚珠(24)通过限位单元(25)转动安装于顶部支撑平台(21)上。
6.根据权利要求5所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述限位单元(25)包括两个滚珠轴承(251)，两个滚珠轴承(251)分别位于滚珠(24)的上半部分和下半部分，以将滚珠(24)限制在滚珠轴承(251)内部。
7.根据权利要求1或2或3所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述滚珠(24)的表面密布有凹陷(241)。
8.根据权利要求1或2或3所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述升降单元(23)包括升降驱动控制器和电动液压杆(231)，所述地形模拟管理平台(1)与升降驱动控制器通讯相连，用于通过升降驱动控制器控制电动液压杆(231)进行上升与下降运动，以模拟实现地形高低起伏过程。
9.根据权利要求1或2或3所述的全地形模拟系统，其特征在于，各所述活动单元(2)行列紧密布置以形成活动单元阵列。
10.根据权利要求1或2或3所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述地形模拟管理平台(1)通过光纤交换机(3)与各所述活动单元(2)的升降单元(23)和制动阻尼单元(26)通讯相连。
...【技术特征摘要】
1.一种全地形模拟系统，其特征在于，包括地形模拟管理平台(1)和多个活动单元(2)；各所述活动单元(2)均包括顶部支撑平台(21)、底部支撑平台(22)、升降单元(23)、滚珠(24)和制动阻尼单元(26)；所述升降单元(23)的底部位于底部支撑平台(22)上，所述顶部支撑平台(21)安装于所述升降单元(23)的顶部，所述滚珠(24)滚动安装于所述顶部支撑平台(21)上，所述制动阻尼单元(26)安装于顶部支撑平台(21)，用于对滚珠(24)进行转向摩擦制动；所述地形模拟管理平台(1)分别与各活动单元(2)的升降单元(23)和制动阻尼单元(26)通讯相连，用于调整各活动单元(2)的高度以及制动阻尼单元(26)对滚珠(24)的摩擦制动力以实现全地形模拟。
2.根据权利要求1所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述制动阻尼单元(26)包括一个以上的制动模块(261)，各制动模块(261)均包括伺服电机(2611)、丝杆(2612)和阻尼器(2613)；所述伺服电机(2611)安装于所述顶部支撑平台(21)上，所述伺服电机(2611)与所述丝杆(2612)相连，所述阻尼器(2613)与所述丝杆(2612)螺纹相连；所述伺服电机(2611)带动所述丝杆(2612)转动，进而带动阻尼器(2613)运动以接触压紧滚珠(24)以实现制动。
3.根据权利要求2所述的全地形模拟系统，其特征在于，所述阻尼器(2613)的顶部形状与滚珠(24...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹栋，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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