滑雪板测距校准系统及模拟滑雪仪的制作方法

本发明涉及运动器械技术领域，特别涉及一种滑雪板测距校准系统及模拟滑雪仪。

背景技术：

模拟滑雪仪，是结合虚拟现实技术并综合生物学、物理学、力学、工程学等学科，以用于实现模拟滑雪运动的大型仪器设备。模拟滑雪仪能够在室内或室外非滑雪场地进行逼真有效地滑雪训练，使用户获得真实、动感、刺激的体验。

模拟滑雪仪进入中国，无疑会为中国冰雪成绩的提高创造良好的氛围，也有利于加快中国冰雪项目的发展与竞技成绩的提高。同时，对于青少年发展的影响也是潜移默化的，在他们心中种下体育的种子，使他们能够从小就像冰雪项目发达国家的孩子一样，去更多地接触这些运动，在“玩”中积累实力，在“耍”中享受快乐。此外，由于未经训练的青少年直接在雪地进行体育运动存在擦伤、摔伤的风险，因此模拟滑雪仪的产生具有重大意义。

申请人发现，实际应用时，模拟滑雪仪中的滑雪板需要与显示屏幕中的虚拟画面进行自动地匹配对应；此外，由于当某个使用者通过模拟滑雪仪完成滑雪体验后，滑雪板会停留在机体长度方向上的任意位置，因此当下一个使用者进行使用前，需要将滑雪板自动归位至机体长度方向上的中间位置，从而与显示屏幕中的起始画面相吻合。

因此如何自主开发研制一款属于我们自己的模拟滑雪仪及其内部的相关构件，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种滑雪板测距校准系统及应用其的模拟滑雪仪，以实现滑雪板自动地与显示屏幕中的虚拟画面进行匹配对应，且滑雪板能够自动归位至机体长度方向上的中间位置，并与显示屏幕中的起始画面相吻合的目的。

本发明提供一种滑雪板测距校准系统，包括：距离传感器，所述距离传感器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别设置在滑雪板和模拟滑雪仪的机体的长度方向上的一端，且所述发射端和所述接收端相对设置；校正轮，且所述校正轮设置有两个，两个所述校正轮分别设置在所述机体的长度方向上的两端，且其中一个所述校正轮连接有编码器；通电钢丝绳，所述通电钢丝绳的一端由所述滑雪板起，并依次分别绕过两个所述校正轮后，由另一端回绕固定至所述滑雪板止；所述编码器通过获取所述校正轮的正转极限和\或反转极限用于确定所述滑雪板的位置，并使所述滑雪板归位。

实际应用时，所述滑雪板上设置有支撑架，所述支撑架为U型结构，且所述U型结构的两侧段为柱状体；所述U型结构内容纳有弹性件；所述通电钢丝绳的一端由所述弹性件起，并缠绕过临近的一个所述柱状体，且依次分别绕过两个所述校正轮后，由另一端缠绕过另一个所述柱状体，并固定至所述弹性件止。

其中，所述弹性件为螺旋弹簧。

具体地，所述距离传感器为红外线传感器；所述发射端为红外线发射器，所述接收端为红外线接收器。

进一步地，所述编码器为旋转编码器。

相对于现有技术，本发明所述的滑雪板测距校准系统具有以下优势：

本发明提供的滑雪板测距校准系统中，包括：距离传感器，校正轮和通电钢丝绳；其中，距离传感器包括发射端和接收端，发射端和接收端分别设置在滑雪板和模拟滑雪仪的机体的长度方向上的一端，且发射端和接收端相对设置；具体地，校正轮设置有两个，两个校正轮分别设置在机体的长度方向上的两端，且其中一个校正轮连接有编码器；通电钢丝绳的一端由滑雪板起，并依次分别绕过两个校正轮后，由另一端回绕固定至滑雪板止；编码器通过获取校正轮的正转极限和\或反转极限用于确定滑雪板的位置，并使滑雪板归位。由此分析可知，本发明提供的滑雪板测距校准系统中，可以通过距离传感器的发射端向接收端发送信号，并通过该信号以确定滑雪板位于机体的长度方向上的具体位置，从而能够与显示屏幕中的虚拟画面相匹配；此外，编码器能够利用通电钢丝绳并通过确定校正轮的正转极限和\或反转极限以用于校准滑雪板的位置，并使滑雪板归位，即使滑雪板归位至机体长度方向上的中间位置。综上，本发明提供的滑雪板测距校准系统能够实现滑雪板自动地与显示屏幕中的虚拟画面进行匹配对应，且滑雪板能够自动归位至机体长度方向上的中间位置，并与显示屏幕中的起始画面相吻合的目的。

本发明还提供一种模拟滑雪仪，包括：如上述任一项所述的滑雪板测距校准系统。

实际应用时，所述模拟滑雪仪还包括：处理器和驱动器，且所述驱动器与所述滑雪板连接；所述距离传感器的所述发射端和所述通电钢丝绳还连接有电容器，所述电容器与所述处理器连接；所述编码器也与所述处理器连接，且所述处理器与所述驱动器连接。

其中，所述滑雪板包括：滑雪踏板和承载装置；所述承载装置包括：固定支架，滑动轮，连接杆和导向轮；所述滑动轮安装在所述固定支架上，且所述滑动轮连接有所述驱动器；所述连接杆固定在所述固定支架的顶端，且所述连接杆上安装有所述滑雪踏板；所述导向轮设置在所述连接杆的两端，且所述导向轮与所述滑动轮垂直设置。

具体地，所述固定支架上还连接有安装板，所述安装板上设置有所述距离传感器的所述发射端或所述接收端。

进一步地，所述安装板通过所述支撑架与所述固定支架连接。

更进一步地，所述滑动轮包括有沿所述固定支架的长度方向设置的四个，且四个所述滑动轮分为两组、每组两个；两组所述滑动轮分别位于所述固定支架的两端。

所述模拟滑雪仪与上述滑雪板测距校准系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统在使用时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的模拟滑雪仪中滑雪板的承载装置在使用时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的模拟滑雪仪中滑雪板的承载装置非使用时的立体结构示意图。

图中：

1－距离传感器；11－发射端；12－接收端；2－滑雪板；3－机体；4－校正轮；5－编码器；6－通电钢丝绳；21－支撑架；211－柱状体；7－弹性件；22－滑雪踏板；23－承载装置；231－固定支架；232－滑动轮；233－连接杆；234－导向轮；31－轨道侧壁；235－安装板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统在使用时的结构示意图。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种滑雪板测距校准系统，包括：距离传感器1，距离传感器1包括发射端11和接收端12，发射端11和接收端12分别设置在滑雪板2和模拟滑雪仪的机体3的长度方向上的一端，且发射端11和接收端12相对设置；校正轮4，且校正轮4设置有两个，两个校正轮分别设置在机体3的长度方向上的两端，且其中一个校正轮4连接有编码器5；通电钢丝绳6，通电钢丝绳6的一端由滑雪板2起，并依次分别绕过两个校正轮4后，由另一端回绕固定至滑雪板2止；编码器5通过获取校正轮4的正转极限和\或反转极限用于确定滑雪板2的位置，并使滑雪板2归位。

相对于现有技术，本发明实施例所述的滑雪板测距校准系统具有以下优势：

本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统中，如图1和图2所示，包括：距离传感器1，校正轮4和通电钢丝绳6；其中，距离传感器1包括发射端11和接收端12，发射端11和接收端12分别设置在滑雪板2和模拟滑雪仪的机体3的长度方向上的一端，且发射端11和接收端12相对设置；具体地，校正轮4设置有两个，两个校正轮4分别设置在机体3的长度方向上的两端，且其中一个校正轮4连接有编码器5；通电钢丝绳6的一端由滑雪板2起，并依次分别绕过两个校正轮4后，由另一端回绕固定至滑雪板2止；编码器5通过获取校正轮4的正转极限和\或反转极限用于确定滑雪板2的位置，并使滑雪板2归位。由此分析可知，本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统中，可以通过距离传感器1的发射端11向接收端12发送信号，并通过该信号以确定滑雪板2位于机体3的长度方向上的具体位置，从而能够与显示屏幕中的虚拟画面相匹配；此外，编码器5能够利用通电钢丝绳6并通过确定校正轮4的正转极限和\或反转极限以用于校准滑雪板2的位置，并使滑雪板2归位，即使滑雪板2归位至机体3长度方向上的中间位置。综上，本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统能够实现滑雪板2自动地与显示屏幕中的虚拟画面进行匹配对应，且滑雪板2能够自动归位至机体3长度方向上的中间位置，并与显示屏幕中的起始画面相吻合的目的。

实际应用时，为了防止通电钢丝绳6在(长期的)使用过程中崩断，产生安全隐患，如图1所示，本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统中，优选为滑雪板2上设置有支撑架21，该支撑架21为U型结构，且U型结构的两侧段为柱状体211；U型结构内容纳有弹性件7，从而通电钢丝绳6的一端可以由该弹性件7起，并缠绕过临近的一个柱状体211，且依次分别绕过两个校正轮4后，由另一端缠绕过另一个柱状体211，并固定至弹性件7止。此方案中由于设置有弹性件7，且通过该弹性件7连接通电钢丝绳6的两端，因此能够保证通电钢丝绳6在工作过程中具有弹性余量，从而借助弹性件7起到良好地缓冲作用，进而有效避免崩断现象的产生。

其中，为了保证弹性件7具有良好地弹性效果，并降低制造成本、便于安装，本发明实施例提供的滑雪板测距校准系统中，上述弹性件7可以为螺旋弹簧，从而通电钢丝绳6的起始端可以与螺旋弹簧的一端连接、通电钢丝绳6的终止端可以与螺旋弹簧的另一端连接。此种设置，也即巧妙地利用柱状体211及缠设绕过其的通电钢丝绳6将弹性件7(螺旋弹簧)安装设置在U型结构的支撑架21内，无需使用额外的固定件。

具体地，为了有效提高距离传感器1工作时的稳定性，上述距离传感器1可以为红外线传感器；相应地，发射端11可以为红外线发射器，接收端12可以为红外线接收器，从而通过由红外线发射器向红外线接收器发射红外线，并通过该红外线的具体长度距离以确定滑雪板2位于机体3的长度方向上的具体位置，进而能够与显示屏幕中的虚拟画面相匹配。

进一步地，上述编码器5可以为旋转编码器；旋转编码器是用来测量转速并配合PWM技术实现快速调速的装置；其中，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出。

本发明实施例还提供一种模拟滑雪仪，包括：如上述任一项所述的滑雪板测距校准系统。

实际应用时，为了实现各电子元件及驱动器之间的协同控制，本发明实施例提供的模拟滑雪仪还可以包括：处理器和驱动器，且驱动器可以与滑雪板2连接；距离传感器1的发射端11和通电钢丝绳6还可以连接有电容器，该电容器与处理器连接；编码器5也可以与处理器连接，且处理器与驱动器连接，从而距离传感器1和通电钢丝绳6可以通过电容器与处理器连接，且编码器5也与处理器连接，进而距离传感器1的发射端11和编码器5可以将相应地信号发送给控制器，控制器接收信号后作出对应的指令，譬如控制驱动器带动滑雪板2移动，以使滑雪板2位于相应的位置。

图3为本发明实施例提供的模拟滑雪仪中滑雪板的承载装置在使用时的结构示意图；图4为本发明实施例提供的模拟滑雪仪中滑雪板的承载装置非使用时的立体结构示意图。

其中，为了使滑雪板2能够稳定地在模拟滑雪仪的机体3上左右滑动，如图1、图2结合图3、图4所示，上述滑雪板2可以包括：滑雪踏板22和承载装置23；具体地，该承载装置23可以包括：固定支架231，滑动轮232，连接杆233和导向轮234；进一步地，如图3结合图2所示，滑动轮232安装在固定支架231上，且滑动轮232连接有驱动器；连接杆233固定在固定支架231的顶端，且连接杆233上安装有滑雪踏板22；导向轮234设置在连接杆233的两端，且导向轮234与滑动轮232垂直设置。由于固定支架231、连接杆233和滑动轮232能够共同起到稳固支撑滑雪踏板22的作用，且通过驱动器能够带动滑动轮232及承载装置23和滑雪踏板22沿模拟滑雪仪的机体3的长度方向左右移动，以实现模拟实际滑雪场地中的左右移动，同时导向轮234能够保证滑雪板2的承载装置23紧贴机体3的轨道侧壁31移动，以避免滑雪板2发生沿机体3的宽度方向的摆动，影响模拟效果，因此上述设置能够保证滑雪板2稳定地在模拟滑雪仪的机体3上左右滑动。

具体地，为了便于距离传感器1的装配，如图4所示，上述固定支架231上还连接有安装板235，该安装板235上可以设置有距离传感器1的发射端11或接收端12。

进一步地，为了提高距离传感器1的工作性能，防止其被滑雪板2干涉，如图4所示，上述安装板235可以通过支撑架21与固定支架231连接，从而保证距离传感器1能够伸出承载装置23设置，以保证其在工作时不受干涉。

更进一步地，为了提高滑雪板2的承载装置23的支撑效果，以及滑动时的稳定性，如图3所示，上述滑动轮232包括有沿固定支架231的长度方向设置的四个，且四个滑动轮232分为两组、每组两个；两组滑动轮232可以分别位于固定支架231的两端。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。