一种基于VR的空间能力训练装置

一种基于vr的空间能力训练装置
技术领域
1.本发明涉及虚拟现实技术领域，具体为一种基于vr的空间能力训练装置。


背景技术：

2.空间能力一般指空间想象能力，是大脑通过观察、触摸，以及实践经验得到的一种能思考物体形状、位置的能力。
3.目前，轻度认知功能障碍属于一种神经系统慢性退行性疾病，是指介于正常老化和痴呆之间的一种认知缺损状态，表现在逻辑推理能力和空间认知能力减退，还未达到阿尔兹海默症的标准，但是，确诊为轻度认知功能障碍的患者发生阿尔兹海默症的危险率极高，转化率为每年6％～25％，随着阿尔茨海默病药物研发试验一项接着一项的宣告失败，这一领域已经有长达十几年没有出现具有突破性进展的药物了，现存的药物也只是能延缓疾病的进展，在这种情况下，对于提高空间认知能力，从而预防老年痴呆的发生，显得十分必要。为此，我们提出一种基于vr的空间能力训练装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于vr的空间能力训练装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于vr的空间能力训练装置，包括箱体，所述箱体上设置有座椅，所述座椅一侧设置有放置盒，所述放置盒内放置有vr设备；所述箱体一侧设置有连接箱，所述连接箱上设置有传动机构，所述箱体内设置有载重机构，所述载重机构与传动机构传动连接，通过所述载重机构能够改变驱使传动机构活动的力的大小；所述连接箱前端设置有转向机构，所述转向机构内设置有控制终端，使用者观察vr设备内的场景从而通过转向机构作出反应，通过所述控制终端控制载重机构对传动机构做出改变。
6.优选的，所述传动机构包括转动设置在连接箱内的驱动轴，所述驱动轴两端均设置有连接杆，所述连接杆端部设置有踏板；所述驱动轴外侧设置有驱动链轮，所述箱体内设置有支撑板一，所述支撑板一上转动设置有传动轴，所述传动轴外侧设置有传动链轮，所述驱动链轮和传动链轮外侧设置有链条，所述驱动链轮和传动链轮通过链条实现同步传动。
7.优选的，所述载重机构包括设置在箱体内的支撑板二，所述支撑板二上设置有安装杆，所述安装杆和传动轴上均活动安装有飞轮；所述箱体内设置有夹持件，所述夹持件能够将飞轮在箱体内进行拆卸移动，所述箱体内设置有移动件，通过所述移动件驱使夹持件在箱体内移动，所述箱体内还设置有驱动件，通过所述驱动件带动移动件和夹持件跟随飞轮同步转动。
8.优选的，所述安装杆和传动轴上均开设有卡槽，所述飞轮内开设有活动槽，所述飞轮内活动设置有活动杆，所述活动杆位于活动槽内的一端设置有卡块，所述活动槽内设置有复位弹簧，所述复位弹簧两端分别与活动才底端和卡块固定连接，所述飞轮上开设有通槽，所述活动杆另一端位于通槽内，且活动杆另一端设置有斜块。
9.优选的，所述驱动件包括设置在箱体内的支撑板三，所述支撑板三上转动设置有转动轴，所述转动轴上设置有转动齿轮，所述箱体侧壁设置有驱动电机，所述驱动电机输出端设置有与转动齿轮啮合的驱动齿轮；所述转动轴端部设置有转动板，所述移动件设置在转动板上。
10.优选的，所述移动件包括设置在转动板上的移动电机，所述转动板上设置有转动杆，所述转动杆上开设有移动槽，所述移动电机输出端设置有移动丝杆，所述移动丝杆转动设置在移动槽内，所述移动丝杆外侧设置有移动块，所述移动丝杆在转动时能够带动移动块在移动槽内移动。
11.优选的，所述夹持件包括设置在移动块底部的夹持气缸，所述夹持气缸端部设置有连接块，所述连接块内活动设置有夹持板，所述夹持板上设置有顶块；所述连接块一侧设置有夹持电机，所述夹持电机输出端设置有夹持丝杆，所述夹持板设置在夹持丝杆外侧，所述夹持丝杆转动时能够带动夹持板在连接块内相向移动。
12.优选的，所述转向机构包括转动设置在连接箱内的转向杆，所述转向杆顶端设置有握把，所述转向杆底端设置有转向齿轮；所述连接箱两侧均设置有滑轨，所述滑轨内活动设置有与转向齿轮啮合的转向齿条，所述转向齿条一端设置有触发杆，所述连接箱底部设置有横板，所述横板上设置有触发开关，所述触发开关与控制终端电性连接。
13.所述转向齿条端部设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧两端分别与转向齿条和触发杆固定连接，所述滑轨端部设置有导向块，所述触发杆活动贯穿导向块。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明，通过设置转向件，能够让使用者根据vr设备内的场景作出动作，再通过传动机构和载重机构让使用者体会到切身的感受，能够通过身体感受加深记忆效果，加强该设备的使用效果，且传动机构设置为脚踏式，在锻炼空间能力的同时也能够进行身体上的锻炼。
附图说明
15.图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明图1局部剖视结构示意图；图3为本发明箱体剖视结构示意图；图4为本发明图3局部结构示意图；图5为本发明转向机构结构示意图；图6为本发明局部剖视结构示意图；图7为本发明箱体内部结构示意图；图8为本发明飞轮剖视结构示意图；图9为本发明载重机构结构示意图。
16.图中：1-箱体；2-传动机构；21-驱动轴；22-连接杆；23-踏板；24-驱动链轮；25-支撑板一；26-传动轴；27-传动链轮；28-链条；3-载重机构；31-支撑板二；32-安装杆；33-飞轮；34-卡槽；35-活动槽；36-活动杆；37-卡块；38-复位弹簧；39-通槽；310-斜块；4-转向机构；41-转向杆；42-握把；43-转向齿轮；44-滑轨；45-转向齿条；46-触发杆；47-横板；48-触发开关；49-缓冲弹簧；410-导向块；5-夹持件；51-夹持气缸；52-连接块；53-夹持板；54-顶块；55-夹持电机；56-夹持丝杆；6-移动件；61-移动电机；62-转动杆；63-移动槽；64-移动丝杆；65-移动块；7-驱动件；71-支撑板三；72-转动轴；73-转动齿轮；74-驱动电机；75-驱动齿轮；76-转动板；8-座椅；9-放置盒；10-vr设备；11-连接箱。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种基于vr的空间能力训练装置，包括箱体1，箱体1上设置有座椅8，座椅8一侧设置有放置盒9，放置盒9内放置有vr设备10；箱体1一侧设置有连接箱11，连接箱11上设置有传动机构2，箱体1内设置有载重机构3，载重机构3与传动机构2传动连接，通过载重机构3能够改变驱使传动机构2活动的力的大小；传动机构2包括转动设置在连接箱11内的驱动轴21，驱动轴21两端均设置有连接杆22，连接杆22端部设置有踏板23；驱动轴21外侧设置有驱动链轮24，箱体1内设置有支撑板一25，支撑板一25上转动设置有传动轴26，传动轴26外侧设置有传动链轮27，驱动链轮24和传动链轮27外侧设置有链条28，驱动链轮24和传动链轮27通过链条28实现同步传动；载重机构3包括设置在箱体1内的支撑板二31，支撑板二31上设置有安装杆32，安装杆32和传动轴26上均活动安装有飞轮33；安装杆32和传动轴26上均开设有卡槽34，飞轮33内开设有活动槽35，飞轮33内活动设置有活动杆36，活动杆36位于活动槽35内的一端设置有卡块37，活动槽35内设置有复位弹簧38，复位弹簧38两端分别与活动才底端和卡块37固定连接，飞轮33上开设有通槽39，活动杆36另一端位于通槽39内，且活动杆36另一端设置有斜块310；箱体1内设置有夹持件5，夹持件5能够将飞轮33在箱体1内进行拆卸移动，箱体1内设置有移动件6，通过移动件6驱使夹持件5在箱体1内移动，箱体1内还设置有驱动件7，通过驱动件7带动移动件6和夹持件5跟随飞轮33同步转动；驱动件7包括设置在箱体1内的支撑板三71，支撑板三71上转动设置有转动轴72，转动轴72上设置有转动齿轮73，箱体1侧壁设置有驱动电机74，驱动电机74输出端设置有与转动齿轮73啮合的驱动齿轮75；转动轴72端部设置有转动板76，移动件6设置在转动板76上；移动件6包括设置在转动板76上的移动电机61，转动板76上设置有转动杆62，转动杆62上开设有移动槽63，移动电机61输出端设置有移动丝杆64，移动丝杆64转动设置在移
动槽63内，移动丝杆64外侧设置有移动块65，移动丝杆64在转动时能够带动移动块65在移动槽63内移动；夹持件5包括设置在移动块65底部的夹持气缸51，夹持气缸51端部设置有连接块52，连接块52内活动设置有夹持板53，夹持板53上设置有顶块54；连接块52一侧设置有夹持电机55，夹持电机55输出端设置有夹持丝杆56，夹持板53设置在夹持丝杆56外侧，夹持丝杆56转动时能够带动夹持板53在连接块52内相向移动；连接箱11前端设置有转向机构4，转向机构4内设置有控制终端图中未画出，使用者观察vr设备10内的场景从而通过转向机构4作出反应，通过控制终端控制载重机构3对传动机构2做出改变，转向机构4包括转动设置在连接箱11内的转向杆41，转向杆41顶端设置有握把42，转向杆41底端设置有转向齿轮43；连接箱11两侧均设置有滑轨44，滑轨44内活动设置有与转向齿轮43啮合的转向齿条45，转向齿条45一端设置有触发杆46，连接箱11底部设置有横板47，横板47上设置有触发开关48，触发开关48与控制终端电性连接；转向齿条45端部设置有缓冲弹簧49，缓冲弹簧49两端分别与转向齿条45和触发杆46固定连接，能够使触发杆46端部不会对触发开关48造成损坏，滑轨44端部设置有导向块410，触发杆46活动贯穿导向块410。
19.在使用时，使用者坐在座椅8上，然后戴上vr设备10，同时双手握住握把42且脚踩踏板23，此时vr设备10内有多种场景，例如去某地的路线或者从某地回家的路线等等，使用者的家属或者陪同人员可以选择一个场景，此时使用者踩动踏板23在vr设备10内表现为前进，当路线需要进行转向时，使用者需要根据vr设备10内的场景作出判断，同时通过握把42控制转向机构4；在使用者脚踩踏板23时通过驱动轴21驱使驱动链轮24转动，通过链条28带动传动链轮27转动，进而带动传动轴26转动，同时，在飞轮33的作用下，使用者在使用该装置时可以达到身体锻炼的效果，当vr设备10内的场景需要进行转向时，使用者进行判断后通过握把42控制转向，握把42带动转向杆41转动，转向杆41带动转向齿轮43与转向齿条45啮合且带动转向齿条45移动，转向齿条45带动触发杆46接触触发开关48，由控制终端判断使用者转向是否正确；当使用者的判断正确时，控制终端将信号传递给载重机构3，驱动电机74启动且通过驱动齿轮75和转动齿轮73的啮合带动转动板76转动，转动板76带动转动杆62转动且转动杆62与飞轮33转动速度相同，同时，移动电机61启动带动移动丝杆64转动，使得移动块65在移动槽63内移动，当移动块65移动至转动轴72最外侧的飞轮33外侧时，夹持气缸51启动带动连接块52向下移动，夹持电机55启动带动夹持丝杆56旋转，使得夹持板53带动顶块54相向移动，顶块54移动至通槽39内并且挤压斜块310使得斜块310带动活动杆36向上移动，活动杆36带动卡块37脱离卡槽34，此时该飞轮33不会跟随传动轴26旋转，然后移动电机61再次启动使得夹持件5带动飞轮33脱离传动轴26，使用者感受到驱使传动机构2的力变小，通过肌肉的生理感受配合大脑进行记忆，达到更佳的训练效果；同理，当使用者判断错误时，另一侧的驱动电机74启动，然后通过夹持件5将飞轮33从安装杆32移动至传动轴26上，使用者驱使传动机构2的力变大，然后vr设备10内的场景回退，让使用者重新判断，加强记忆效果。
20.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
21.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。