球形全角度虚拟现实体验系统的制作方法

本发明涉及虚拟场景体验领域，具体涉及球形全角度虚拟现实体验系统。

背景技术：

随着科技的进步，电影以及游戏的观影方式进入了虚拟现实时代，用户穿戴虚拟现实头戴显示器，即可走进电影或者游戏里的世界，相对较为普通的银幕观影以及游戏方式，虚拟现实观影和游戏能让观影者拥有不同角度的观影和游戏视角，电影或者游戏中里的场景甚至 “触手可及”，给观影者带来不一样的观影感受。

动感座椅可营造一种与影片或者游戏内容或虚拟情节相一致的全感知环境，动感座椅的技术目前分为气动、液压和电动三种，目前国内用的最多的是液压动感座椅，因为液压动感座椅技术要求比较高，而且价位相对来说比较便宜，可以说算得上是性价比最高的一种动感座椅。气动动感座椅结构和技术要求都最为简单，价格也最低，属于最初级的过度动感座椅，所以现在基本没有动感影院在使用这种座椅。而电动动感座椅结构和节制软件都是相对复杂的，价格也是最为昂贵的，所以国内现在用这种电动动感座椅的影院也不是很多。

动感座椅的核心部分是由三支以上运动缸和位移传感器以及阀块组成，每套座椅可以乘坐一至两位观众，组合方便，动感效果好，能够实现升降、俯仰、摆动等动作，其通过运动缸不能够实现全角度旋转及移动，运动范围受局限，同时运动缸结构不稳定，易损坏，故障率高。

技术实现要素：

本发明的目的是解决以上缺陷，提供球形全角度虚拟现实体验系统，其可带动座椅进行全角度移动，给用户最真实的虚拟现实体验。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

球形全角度虚拟现实体验系统，包括用于与地面接触的底座、主控箱和用于给体验者乘坐的座椅，底座与座椅之间增设有使座椅进行全角度移动的球体，主控箱设置于球体的内部，球体的底部中心与底座之间通过旋转轴进行连接，旋转轴由安装在底部内的旋转电机带动，使旋转轴能够带动球体进行自由转动，球体的顶面中心设有弧形滑槽，弧形滑槽从球体的顶面中心沿两端延伸至球体的底面，弧形滑槽内设有可沿弧形滑槽进行滑动的滑座，座椅设置在球体的顶部，座椅与球体的顶部之间通过伞状支撑座进行连接，座椅固定安装在伞状支撑座的顶部中央，伞状支撑座固定安装在滑座上，滑座的顶面设有用于带动伞状支撑座进行转动的驱动马达组和用于给驱动马达组进行接线的接线端，驱动马达组通过齿轮组连接至伞状支撑座的底部中央，使伞状支撑座可沿球体的表面进行转动，球体的下方设有用于带动滑座在弧形滑槽内进行滑动的牵引控制箱，牵引控制箱内包括牵引电机、牵引带和自动收线装置，自动收线装置连接有驱动马达组的电源线，使驱动马达组的电源线可自动收圈至自动收线装置内，驱动马达组的电源线沿弧形滑槽向上延伸且固定在滑座的接线端上，牵引带的首末两端分别沿弧形滑槽向上延伸且固定在滑座的前后两端，牵引带的中部缠绕在牵引电机的转轴上，由牵引电机进行正反转动时带动牵引带进行伸缩调节，从而能够拉动滑座沿弧形滑槽进行滑动，驱动马达组的电源线会根据滑座的滑动位置而自动进行拉线或者收线，当滑座沿弧形滑槽进行滑动时，同时带动座椅进行滑动。

主控箱用于无线连接传输控制源，直接通过无线传输的控制源来实现无线控制。

上述说明中，作为优选的方案，所述座椅通过两根液压支撑杆进行支撑及调节，两根液压支撑杆分别安装在座椅的左右两端，液压支撑杆的底部固定在伞状支撑座的顶部，液压支撑杆的顶部设有球形万向接头，通过球形万向接头与座椅进行连接，座椅的底部设有用于带动座椅进行角度调整的驱动轮组，通过驱动轮组带动座椅翻转，使座椅可沿万向接头进行翻转，从而调节座椅的旋转角度。

上述说明中，作为优选的方案，所述驱动轮组由支撑架、主动齿轮、从动齿轮和主动电机构成，支撑架安装在伞状支撑座的顶部，且位于座椅的下方，支撑架包括主动支撑架和从动支撑架，从动齿轮通过转轴竖向安装在从动支撑架上，主动电机安装在主动支撑架内，主动齿轮通过转轴竖向安装在主动支撑架上，主动齿轮与主动电机进行啮合，由主动电机带动主动齿轮转动，主动齿轮与从动齿轮进行啮合，由主动齿轮带动从动齿轮转动，座椅的背面设有用于与从动齿轮进行配对啮合的弧形导向齿条，当主动齿轮由主动电机带动转动时，同时带动从动齿轮在弧形导向齿条上进行啮合滚动，从而能够带动座椅进行翻转，以达到调节座椅角度的目的，支撑架的顶部设有向上延伸的导向柱，座椅的背面设有用于配对穿入导向柱的弧形导向槽，当座椅进行旋转角度时，导向柱可沿弧形导向槽进行滑动。

上述说明中，作为优选的方案，所述驱动轮组的底部设有侧向缓冲装置，该侧向缓冲装置包括两根定位柱、两个以上的转向轴承和缓冲轴，两根定位柱竖向安装在伞状支撑座的顶部，缓冲轴的两末端分别横向固定在两根定位柱上，转向轴承穿入且固定在缓冲轴内，支撑架固定在转向轴承的顶部，使支撑架在转向轴承的辅助下可沿缓冲轴进行侧向转动。当然体验者乘坐座椅时，两根液压支撑杆受力进行压缩，如座椅受力向左倾斜时，带动支撑架向左倾斜，此时支撑架在转向轴承的辅助下可沿缓冲轴向左侧向转动，整个过程安全连贯，具有良好的缓冲效果，给体验者最舒适的乘坐体验。

上述说明中，作为优选的方案，所述弧形滑槽的底部设有若干根横向设置的滚轴，若干根横向设置的滚轴组合形成呈弧形排列的滚动摩擦面，牵引带及驱动马达组的电源线可在滚动摩擦面上滑动。

上述说明中，作为优选的方案，所述滚动摩擦面上设有隔离挡板，隔离挡板将滚动摩擦面分隔成两半，其中一半用于给牵引带进行滑动，另外一半用于给驱动马达组的电源线进行滑动。

上述说明中，作为优选的方案，所述弧形滑槽的左右内侧面设有对称的侧滑槽，侧滑槽的开口相对设置，滑座的左右两侧设有两对以上用于配对安装至侧滑槽内的滚轮，滚轮沿侧滑槽进行滚动时，从而带动滑座沿弧形滑槽进行滑动。

上述说明中，作为优选的方案，所述球体为带磁性的金属球体，伞状支撑座的内部设有磁铁夹层，当伞状支撑座因连接不固而发生掉落地，伞状支撑座可直接被磁吸固定在金属球体的表面，以防止事故发生。

上述说明中，作为优选的方案，所述底座的内部设有若干组直径不同的导电圈，导电圈的顶面为导电片，旋转轴的内部设有穿线通孔，并在旋转轴的底部设有横向向外延伸的导线管，导线管的内部与穿线通孔导通，导线管的底部设有向下延伸且与的导电片数量配对的导电柱，导电柱的顶部分别与各驱动电机的电源线进行电性连接，导电柱的顶部与导线管之间通过绝缘套管进行绝缘处理，导电柱的底部为用于与导电片进行接触的导电接头，导电接头与导电片进行电性连接且可沿导电片的表面进行滑动，当旋转轴转动时，带动导线管及导电柱转动，此时导电接头沿导电片的表面进行滑动。

上述说明中，作为优选的方案，所述驱动马达组共由四个结构相同且竖向设置于滑座顶面的驱动马达构成，四个驱动马达呈方形排列，齿轮组由四个结构相同的输出齿轮和传动齿轮构成，四个输出齿轮分别设置于四个驱动马达的输出轴上，传动齿轮啮合于四个输出齿轮之间，由四个输出齿轮共同带动传动齿轮转动，传动齿轮的顶部向上延伸设有用于连接至伞状支撑座的底部中央的连接柱。

本发明所产生的有益效果是：设置球体及弧形滑槽的结构，使座椅可由球体带动而转动至任何位置，并通过弧形滑槽滑动至球体表面的任何角度，同时伞状支撑座旋转带动座椅转动至任何方向，从而可从多方面带动座椅进行全角度移动，移动范围为球体的表面任何位置，给用户最真实的虚拟现实体验，同时给用户提供无穷无尽的体验乐趣，整体转动及移动过程稳定精准，不会出现任何起伏波动，改善体验者的舒适性，给用户提供良好的体验效果，市场应用前景广泛，另外，其整体结构简单，造价成本低，而且安全性高，不易损坏，故障率低，通过驱动马达组配合齿轮组后可增加伞状支撑座的稳定性及安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的主视图；

图3为本发明实施例中滑座、驱动马达组及齿轮组组合状态的立体结构示意图；

图4为本发明实施例中牵引控制箱的内部结构示意图；

图5为本发明实施例中弧形滑槽及滑座的部分结构示意图；

图6为本发明实施例中底座的内部结构示意图；

图7为本发明实施例的后视图；

图8为本发明实施例中座椅及伞状支撑座连接状态的侧视图；

图9为本发明实施例中座椅及伞状支撑座连接状态的立体结构示意图；

图中，1为底座，101为导电片，102为导线管，103为导电柱， 104为绝缘套管，2为座椅，201为液压支撑杆，202为弧形导向齿条，3为球体，4为旋转轴，5为弧形滑槽，6为滑座，7为侧滑槽，8为滚轮，9为驱动马达，10为输出齿轮，11为传动齿轮，12为伞状支撑座，13为牵引控制箱，1301为牵引电机，1302为牵引带，1303为自动收线装置，1304为驱动马达组的电源线，14为滚轴，15为隔离挡板，16为驱动轮组，1601为支撑架，1602为主动齿轮，1603为从动齿轮，17为侧向缓冲装置，1701为定位柱，1702为转向轴承，1703为缓冲轴。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本实施例，参照图1～图9，其具体实施的球形全角度虚拟现实体验系统包括用于与地面接触的底座1、主控箱和用于给体验者乘坐的座椅2，底座1与座椅2之间增设有使座椅2进行全角度移动的球体3，该球体3为带磁性的金属球体3。

主控箱设置于球体3的内部，主控箱用于无线连接传输控制源，直接通过无线传输的控制源来实现无线控制，如无线传输对应电影或者游戏的动作指令。球体3的底部中心与底座1之间通过旋转轴4进行连接，旋转轴4由安装在底部内的旋转电机带动，使旋转轴4能够带动球体3进行自由转动。球体3的顶面中心设有弧形滑槽5，弧形滑槽5从球体3的顶面中心沿两端延伸至球体3的底面，弧形滑槽5内设有可沿弧形滑槽5进行滑动的滑座6，弧形滑槽5的左右内侧面设有对称的侧滑槽7，侧滑槽7的开口相对设置，滑座6的左右两侧设有两对以上用于配对安装至侧滑槽7内的滚轮8，如图3和图5所示，滚轮8沿侧滑槽7进行滚动时，从而带动滑座6沿弧形滑槽5进行滑动。

座椅2设置在球体3的顶部，座椅2与球体3的顶部之间通过伞状支撑座12进行连接，本实施例的伞状支撑座12的内部设有磁铁夹层，当伞状支撑座12因连接不固而发生掉落地，伞状支撑座12可直接被磁吸固定在金属球体3的表面，以防止事故发生。座椅2固定安装在伞状支撑座12的顶部中央，伞状支撑座12固定安装在滑座6上，滑座6的顶面设有用于带动伞状支撑座12进行转动的驱动马达9组和用于给驱动马达9组进行接线的接线端，驱动马达9组通过齿轮组连接至伞状支撑座12的底部中央，使伞状支撑座12可沿球体3的表面进行转动。

如图3所示，驱动马达9组共由四个结构相同且竖向设置于滑座6顶面的驱动马达9构成，四个驱动马达9呈方形排列，齿轮组由四个结构相同的输出齿轮10和传动齿轮11构成，四个输出齿轮10分别设置于四个驱动马达9的输出轴上，传动齿轮11啮合于四个输出齿轮10之间，由四个输出齿轮10共同带动传动齿轮11转动，传动齿轮11的顶部向上延伸设有用于连接至伞状支撑座12的底部中央的连接柱；工作时，由四个驱动马达9同时转动来带动传动齿轮11，从而带动伞状支撑座12转动，四个驱动马达9共同转动时扭力充足，而且稳定性强。

球体3的下方设有用于带动滑座6在弧形滑槽5内进行滑动的牵引控制箱13，如图4所示，牵引控制箱13内包括牵引电机1301、牵引带1302和自动收线装置1303，自动收线装置1303连接有驱动马达组的电源线1304，使驱动马达组的电源线1304可自动收圈至自动收线装置1303内，驱动马达组的电源线1304沿弧形滑槽5向上延伸且固定在滑座6的接线端上；牵引带1302的首末两端分别沿弧形滑槽5向上延伸且固定在滑座6的前后两端，牵引带1302的中部缠绕在牵引电机1301的转轴上，由牵引电机1301进行正反转动时带动牵引带1302进行伸缩调节，从而能够拉动滑座6沿弧形滑槽5进行滑动，驱动马达组的电源线1304会根据滑座6的滑动位置而自动进行拉线或者收线，避免驱动马达组的电源线1304影响滑座6的正常滑动，当滑座6沿弧形滑槽5进行滑动时，同时带动座椅2进行滑动。

如图3和图5所示，弧形滑槽5的底部设有若干根横向设置的滚轴14，若干根横向设置的滚轴14组合形成呈弧形排列的滚动摩擦面，牵引带1302及驱动马达组的电源线1304可在滚动摩擦面上滑动，滚动摩擦面上设有隔离挡板15，隔离挡板15将滚动摩擦面分隔成两半，其中一半用于给牵引带1302进行滑动，另外一半用于给驱动马达组的电源线1304进行滑动。

如图1和图2所示，座椅2的前端设有安全带，座椅2通过两根液压支撑杆201进行支撑及调节，两根液压支撑杆201分别安装在座椅2的左右两端，液压支撑杆201的底部固定在伞状支撑座12的顶部，液压支撑杆201的顶部设有球形万向接头，通过球形万向接头与座椅2进行连接，座椅2的底部设有用于带动座椅进行角度调整的驱动轮组16，通过驱动轮组16带动座椅2翻转，使座椅2可沿万向接头进行翻转，从而调节座椅的旋转角度。使用时，需要先将座椅2沿弧形滑槽5滑动至球体3的底部，然后调节座椅2的旋转角度，使其垂直于水平面，便于用户以最舒适的角度进行乘坐。

如图7、8和图9所示，所述驱动轮组16由支撑架1601、主动齿轮1602、从动齿轮1603和主动电机（未图示）构成，支撑架1601安装在伞状支撑座12的顶部，且位于座椅2的下方，支撑架1601包括主动支撑架和从动支撑架，从动齿轮1603通过转轴竖向安装在从动支撑架上，主动电机安装在主动支撑架内，主动齿轮1602通过转轴竖向安装在主动支撑架上，主动齿轮1602与主动电机进行啮合，由主动电机带动主动齿轮1602转动，主动齿轮1602与从动齿轮1603进行啮合，由主动齿轮1602带动从动齿轮1603转动，座椅2的背面设有用于与从动齿轮进行配对啮合的弧形导向齿条202，当主动齿轮1602由主动电机带动转动时，同时带动从动齿轮1603在弧形导向齿条202上进行啮合滚动，从而能够带动座椅2进行翻转，以达到调节座椅角度的目的，本实施例的主动齿轮1602为小齿轮，从动齿轮1603为大齿轮，主动齿轮1602与从动齿轮1603均成对设置，用于增加其传动的稳定性，同时增大传动扭矩，从动齿轮1603位于主动齿轮1602与弧形导向齿条202之间。支撑架的顶部设有向上延伸的导向柱，座椅2的背面设有用于配对穿入导向柱的弧形导向槽，当座椅2进行旋转角度时，导向柱可沿弧形导向槽进行滑动。所述驱动轮组16的底部设有侧向缓冲装置17，该侧向缓冲装置17包括两根定位柱1701、两个以上的转向轴承1702和缓冲轴1703，两根定位柱1701竖向安装在伞状支撑座12的顶部，缓冲轴的1703两末端分别横向固定在两根定位柱1701上，转向轴承1702穿入且固定在缓冲轴1703内，支撑架1601固定在转向轴承1702的顶部，使支撑架1601在转向轴承1702的辅助下可沿缓冲轴1703进行侧向转动。

如图6所示，底座1的内部设有若干组直径不同的导电圈，图中所示相邻两组导电圈相互绝缘，导电圈的顶面为导电片101，旋转轴4的内部设有穿线通孔，并在旋转轴4的底部设有横向向外延伸的导线管102，导线管102的内部与穿线通孔导通，穿线通孔及导线管102可用于穿入各种驱动电机的电源线，导线管102的底部设有向下延伸且与的导电片101数量配对的导电柱103，导电柱103的顶部分别与各驱动电机的电源线进行电性连接，导电柱103的顶部与导线管102之间通过绝缘套管104进行绝缘处理，导电柱103的底部为用于与导电片101进行接触的导电接头，导电接头与导电片101进行电性连接且可沿导电片101的表面进行滑动，当旋转轴4转动时，带动导线管102及导电柱103转动，此时导电接头沿导电片101的表面进行滑动，导电接头滑动的过程中一直处于导电状态，确保旋转轴4转动时不会影响到各驱动电机的正常工作，各驱动电机的电源线进行合理布线，确保转动工作时的稳定性。

设置球体3及弧形滑槽5的结构，使座椅2可由球体3带动而转动至任何位置，并通过弧形滑槽5滑动至球体3表面的任何角度，同时伞状支撑座12旋转带动座椅2转动至任何方向，从而可从多方面带动座椅2进行全角度移动，移动范围为球体3的表面任何位置，给用户最真实的虚拟现实体验，同时给用户提供无穷无尽的体验乐趣，整体转动及移动过程稳定精准，不会出现任何起伏波动，改善体验者的舒适性，给用户提供良好的体验效果，市场应用前景广泛，另外，其整体结构简单，造价成本低，而且安全性高，不易损坏，故障率低，通过驱动马达9组配合齿轮组后可增加伞状支撑座12的稳定性及安全性。

以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。