一种VR人机交互人体运动定位悬臂的制作方法

本发明涉及一种定位悬臂，特别涉及一种vr人机交互人体运动定位悬臂。

背景技术：

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(vr)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的vr应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

现有vr技术为了追求更加逼真的效果，会使用为此人机交互人体运动定位悬臂来实现真实效果，但是传统的人机交互人体运动定位悬臂使用效果较差，可靠性较差，我们提出一种vr人机交互人体运动定位悬臂。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种vr人机交互人体运动定位悬臂，首要功能是在对人体的重心进行定位和约束，使人体运动时人体重心在水平面上始终保持在原点位置，从而提供人体前后行进与左右转向的核心基本功能，并通过跑步机与回转复位装置获得水平运动原地复位功能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种vr人机交互人体运动定位悬臂，包括回转式跑台、升降立柱底座、升降立柱、升降式悬臂基座和升降驱动电机，所述回转式跑台上方一侧固定连接有升降立柱底座，所述升降立柱底座上方连接有升降立柱，所述升降立柱上方设置有升降式悬臂基座，所述升降式悬臂基座一侧设置有降驱动电机，所述升降式悬臂基座另一侧连接有俯仰轴角度传感器，所述俯仰轴角度传感器内部设置有俯仰轴，所述俯仰轴角度传感器一侧连接有四连杆悬臂，所述四连杆悬臂一侧连接有回转轴，所述回转轴一侧设置有回转轴合页，所述回转轴合页上方设置有回转轴压力传感器，所述回转轴合页下方设置有回转轴角度传感器，所述回转轴合页一侧连接有刚性靠背，所述四连杆悬臂内部设置有俯仰控制可调空气弹簧或液压缸。

进一步地，所述回转轴内部设置有回转复位空气弹簧或液压缸。

进一步地，所述俯仰控制可调空气弹簧或液压缸一侧连接有悬臂可调压力空气弹簧或液压缸。

进一步地，所述刚性靠背一侧连接有刚性腰带。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.首要功能是在对人体的重心进行定位和约束，使人体运动时人体重心在水平面上始终保持在原点位置，从而提供人体前后行进与左右转向的核心基本功能，并通过跑步机与回转复位装置获得水平运动原地复位功能。

2.第二项功能是将人体重心的水平位置约束在原点的同时，允许人体重心在垂直方向上获得一定范围的运动，从而提供人体各种纵向运动的可能，并通过重力或悬臂正压力、四连杆平行轴纵向运动原地复位功能，四连杆悬臂可调压力空气弹簧或液压缸或液压缸提供人体中项运动缓冲和阻尼功能。

3.第三项功能是允许人体在270°角度范围绕回转轴转动，由回转轴角度传感器向控制系统输出转向信号，通过回转复位空气弹簧或液压缸或液压缸提供缓冲和回转复位功能。

4.第四项功能是允许人体在120°角度范围内绕俯仰轴转动，由俯仰轴角度传感器控制系统输出俯仰信号，通过俯仰控制可调空气弹簧或液压缸或液压缸提供缓冲和俯仰复位功能。

5.第五项功能是步态减重，可以由悬臂承担人体从0到100％比例的重量，减轻下肢步行或奔跑时的人体重量，从根本性缓解使用者长时间进行vr游戏或操作的疲劳，进而大幅度拓展vr应用范围。

附图说明

图1为本发明一种vr人机交互人体运动定位悬臂的整体结构示意图。

图中：1、回转式跑台；2、升降立柱底座；3、升降立柱；4、升降式悬臂基座；5、升降驱动电机；6、四连杆悬臂；7、回转轴；8、回转轴合页；9、刚性靠背；10、刚性腰带；11、回转轴压力传感器；12、回转轴角度传感器；13、回转复位空气弹簧或液压缸；14、俯仰轴角度传感器；15、俯仰轴；16、悬臂可调压力空气弹簧或液压缸；17、俯仰控制可调空气弹簧或液压缸。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种vr人机交互人体运动定位悬臂，包括回转式跑台1、升降立柱底座2、升降立柱3、升降式悬臂基座4和升降驱动电机5，所述回转式跑台1上方一侧固定连接有升降立柱底座2，所述升降立柱底座2上方连接有升降立柱3，所述升降立柱3上方设置有升降式悬臂基座4，所述升降式悬臂基座4一侧设置有降驱动电机5，所述升降式悬臂基座4另一侧连接有俯仰轴角度传感器14，所述俯仰轴角度传感器14内部设置有俯仰轴15，所述俯仰轴角度传感器14一侧连接有四连杆悬臂6，所述四连杆悬臂6一侧连接有回转轴7，所述回转轴7一侧设置有回转轴合页8，所述回转轴合页8上方设置有回转轴压力传感器11，所述回转轴合页8下方设置有回转轴角度传感器12，所述回转轴合页8一侧连接有刚性靠背9，所述四连杆悬臂6内部设置有俯仰控制可调空气弹簧或液压缸17。

本实施例中，如图1所示，首要功能是在对人体的重心进行定位和约束，使人体运动时人体重心在水平面上始终保持在原点位置，从而提供人体前后行进与左右转向的核心基本功能，并通过跑步机与回转复位装置获得水平运动原地复位功能，第二项功能是将人体重心的水平位置约束在原点的同时，允许人体重心在垂直方向上获得一定范围的运动，从而提供人体各种纵向运动的可能，并通过重力或悬臂正压力、四连杆平行轴纵向运动原地复位功能，悬臂可调压力空气弹簧或液压缸16提供人体中项运动缓冲和阻尼功能，第三项功能是允许人体在270°角度范围绕回转轴转动，由回转轴角度传感器12向控制系统输出转向信号，通过回转复位空气弹簧或液压缸13提供缓冲和回转复位功能，第四项功能是允许人体在120°角度范围内绕俯仰轴转动，由俯俯仰轴角度传感器14控制系统输出俯仰信号，通过俯仰控制可调空气弹簧或液压缸17提供缓冲和俯仰复位功能，第五项功能是步态减重，可以由悬臂承担人体从0到100％比例的重量，减轻下肢步行或奔跑时的人体重量，从根本性缓解使用者长时间进行vr游戏或操作的疲劳，进而大幅度拓展vr应用范围。

其中，所述回转轴7内部设置有回转复位空气弹簧或液压缸13。

本实施例中，如图1所示，能够实现回转轴7的回转复位功能。

其中，所述俯仰控制可调空气弹簧或液压缸17一侧连接有悬臂可调压力空气弹簧或液压缸16。

本实施例中，如图1所示，能够调节俯仰控制可调空气弹簧或液压缸17的压力，增加设备的使用效果。

其中，所述刚性靠背9一侧连接有刚性腰带10。

本实施例中，如图1所示，能够与刚性靠背9相互配合，用于连接和固定襁褓护甲。

需要说明的是，本发明为一种vr人机交互人体运动定位悬臂，包括回转式跑台1、升降立柱底座2、升降立柱3、升降式悬臂基座4、升降驱动电机5、四连杆悬臂6、回转轴7、回转轴合页8、刚性靠背9、刚性腰带10、回转轴压力传感器11、回转轴角度传感器12、回转复位空气弹簧或液压缸13、俯仰轴角度传感器14、俯仰轴15、悬臂可调压力空气弹簧或液压缸16和俯仰控制可调空气弹簧或液压缸17，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，工作时，首要功能是在对人体的重心进行定位和约束，使人体运动时人体重心在水平面上始终保持在原点位置，从而提供人体前后行进与左右转向的核心基本功能，并通过跑步机与回转复位装置获得水平运动原地复位功能，第二项功能是将人体重心的水平位置约束在原点的同时，允许人体重心在垂直方向上获得一定范围的运动，从而提供人体各种纵向运动的可能，并通过重力或悬臂正压力、四连杆平行轴纵向运动原地复位功能，悬臂可调压力空气弹簧或液压缸16提供人体中项运动缓冲和阻尼功能，第三项功能是允许人体在270°角度范围绕回转轴转动，由回转轴角度传感器12向控制系统输出转向信号，通过回转复位空气弹簧或液压缸13提供缓冲和回转复位功能，第四项功能是允许人体在120°角度范围内绕俯仰轴转动，由俯俯仰轴角度传感器14控制系统输出俯仰信号，通过俯仰控制可调空气弹簧或液压缸17提供缓冲和俯仰复位功能，第五项功能是步态减重，可以由悬臂承担人体从0到100％比例的重量，减轻下肢步行或奔跑时的人体重量，从根本性缓解使用者长时间进行vr游戏或操作的疲劳，进而大幅度拓展vr应用范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。