一种VR万向踏步机的制作方法

本发明涉及运动器材健身及VR领域，尤其涉及一种VR万向踏步机。

背景技术：

VR是Virtual Reality的缩写，中文的意思就是虚拟现实，虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术， 它利用计算机生成一种交互式的三维动态视景，其实体行为的仿真系统能够使用户沉浸到该环境中，而现实中存在的问题在于，仅有VR头盔的配套，需要一定面积的场景来满足用户移动的需求，各种电路线的限制也使得实际的运动不能达到激烈的效果；

随着现代网络和电子科技发展，近年虚拟现实头盔应用也日益增多，给人们的网络视频游戏等娱乐工作学习和生活带来了全新的现实般的体验，相比于传统仅使用VR设备来享受相关体验，结合部分的锻炼器材可以达到更为出色的锻炼体验或者游戏体验，中国专利号为2016107328726提到的一种

无线集群虚拟娱乐万向跑步机，虽然能根据使用者不同身高高度可调，噪声小，其跑走平台无需配套特殊的鞋子，但是不能实现蹲跳互动反应的实际效果，脚底的球式阵列跑珠设计更像是健身房中的无阻尼跑步机，没有实际的锻炼效果，游戏中也无法达到与现实世界运动相符合的动作。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种具有多个转轴，身体能完成360度旋转，通过脚部上下左右运动达到良好的各个方向真实运动和游戏模拟，满足用户不同激烈程度的运动、结构简便的VR万向踏步机。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种VR万向踏步机，包括安全装置和万向踏步装置，所述安全装置包括底座、安全环和至少一根稳定杆，稳定杆下端与底座连接，稳定杆上端与安全环连接，所述安全环上设有开关夹紧闭合门，所述底座上设有器械容纳槽，所述器械容纳槽内设有垂直于器械容纳槽底面的中心轴；

所述万向踏步装置包括两组对称设置的单脚万向踏步组件，在一个单脚万向踏步组件中：所述单脚万向踏步组件包括旋转支撑组件、自转轴组件和踏板组件，所述旋转支撑组件包括旋转杆和旋转支柱，所述旋转杆一端设有环绕轴承，所述环绕轴承套设于中心轴上，旋转杆另一端与旋转支柱连接，所述旋转支柱底部贴靠于器械容纳槽底面，所述自转轴组件包括固定在旋转支柱顶部的自转轴承和自转轴，所述自转轴和自转轴承转动配合，自转轴上端连接所述踏板组件。稳定杆上端连接的安全环将人体的腰部固定，器械容纳槽保证了两组单脚万向踏步组件绕中心轴旋转时的范围限制，提高装置运行的安全性，两组单脚万向踏步组件可绕中心轴任一角度转动模拟人体转换方向的场景，自转轴组件在原地转动可以模拟人体脚部的转向，而踏板组件则是可以提供用户行走或奔跑的运动方式，通过这些轴承和转轴的配合，高度模拟了人体下半肢体在三维空间内的各种体态。

作为优选，所述踏板组件包括主体支架、前摇摆杆、后摇摆杆和踏板架，所述前摇摆杆一端与主体支架前端转动配合，所述前摇摆杆另一端与踏板架前端转动配合，所述后摇摆杆一端与主体支架后端转动配合，所述后摇摆杆另一端与踏板架后端转动配合，所述踏板架上设有脚踏板。结合传统的健身房的踏步机器只能上下和向前踏步，本发明中通过将踏板架的前后都以转动连接方式固定，能够保证人体在运动过程中可以向前走或者往后退步时的稳定性和安全性。

作为优选，所述前摇摆杆上设有用于调节前摇摆杆旋转半径的调节孔。根据不同腿长人调节合适和跨步半径，提高舒适度和准确度。

作为优选，所述脚踏板上设有若干绷紧带。绷紧带用于将人体的脚掌和踏板更加精密连接。

作为优选，所述旋转支柱底部设有圆柱万向球轴承，使得旋转支柱绕中心轴旋转时与器械容纳槽表面接触阻力减少。使用圆柱万向球轴承减少摩擦力，达到人体正常转向的时只有空气阻力的同等效果。

作为优选，所述稳定杆数目为两根，两根稳定杆对称布置，使安全环处于底座正中心上方。稳定杆对称设置，受力均匀，提高使用时的安全性。

作为优选，所述自转轴承深沟球轴承。

作为优选，所述脚踏板底部上设有电位器式位移传感器，所述自转轴上设有自转角度位移传感器，所述旋转杆与中心轴轴连接处设有旋转角度位移传感器。通过多个传感器的配合三维建模，将人体腿部的运动较高程度的模拟至VR设备，使得人体现实运动和VR场景信息交换更加真实，效果逼真。

作为优选，使用者将双脚分别放置于两组单脚万向踏步组件上，配合外界佩戴的VR设备，可做原地踏步，向左右旋转，或者全身体可绕中心轴做360度旋转。

作为优选，所述底座呈圆形。

与现有技术相比，本发明的有益效果：器械容纳槽保证了两组单脚万向踏步组件绕中心轴旋转时的范围限制，提高装置运行的安全性，两组单脚万向踏步组件可绕中心轴任一角度转动模拟人体转换方向的场景，自转轴组件在原地转动可以模拟人体脚部的转向，而踏板组件则是可以提供用户行走或奔跑的运动方式，通过这些轴承和转轴的配合，高度模拟了人体下半肢体在三维空间内的各种体态；结合传统的健身房的踏步机器只能上下和向前踏步，本发明中通过将踏板架的前后都以转动连接方式固定，能够保证人体在运动过程中可以向前走或者往后退步时的稳定性和安全性；根据不同腿长人调节合适和跨步半径，提高舒适度和准确度；稳定杆对称设置，受力均匀，提高使用时的安全性；通过多个传感器的配合三维建模，将人体腿部的运动较高程度的模拟至VR设备，使得人体现实运动和VR场景信息交换更加真实，效果逼真。

附图说明

图1是本发明的整体结构立体图；

图2是本发明的整体结构侧面示意图；

图3是本发明的安全环结构示意图；

图4是本发明的万向踏步装置的截面示意图；

图5是本发明的踏板组件的结构示意图；

图6是本发明的踏板组件的部分结构侧面示意图；

图中：底座1、稳定杆11、中心轴12、器械容纳槽13、安全环2、开关夹紧闭合门20、单脚万向踏步组件3、旋转杆31、环绕轴承310、旋转支柱32、圆柱万向球轴承320、自转轴33、自转轴承330、踏板组件34、主体支架341、前摇摆杆342、调节孔3420、后摇摆杆343、踏板架344、脚踏板345、绷紧带346。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-6中所示，一种VR万向踏步机，包括

安全装置和万向踏步装置，所述安全装置包括底座1、安全环2和两根稳定杆11，稳定杆下端与底座连接，稳定杆上端与安全环连接，所述安全环上设有开关夹紧闭合门20，所述底座上设有器械容纳槽13，所述器械容纳槽内设有垂直于器械容纳槽底面的中心轴12；所述万向踏步装置包括两组对称设置的单脚万向踏步组件3，在一个单脚万向踏步组件中：所述单脚万向踏步组件包括旋转支撑组件、自转轴组件和踏板组件，所述旋转支撑组件包括旋转杆31和旋转支柱32，所述旋转杆一端设有环绕轴承310，所述环绕轴承套设于中心轴上，旋转杆另一端与旋转支柱连接，所述旋转支柱底部贴靠于器械容纳槽底面，所述自转轴组件包括固定在旋转支柱顶部的自转轴承330和自转轴33，所述自转轴和自转轴承转动配合，自转轴上端连接所述踏板组件34，所述踏板组件包括主体支架341、前摇摆杆342、后摇摆杆343和踏板架344，所述前摇摆杆一端与主体支架前端转动配合，所述前摇摆杆另一端与踏板架前端转动配合，所述后摇摆杆一端与主体支架后端转动配合，所述后摇摆杆另一端与踏板架后端转动配合，所述踏板架上设有脚踏板345，所述前摇摆杆342上设有用于调节前摇摆杆旋转半径的调节孔，所述脚踏板上设有两个绷紧带346，所述旋转支柱底部设有圆柱万向球轴承，使得旋转支柱绕中心轴旋转时与器械容纳槽表面接触阻力减少；两根稳定杆对称布置，使安全环处于底座正中心上方，所述自转轴承330深沟球轴承，所述脚踏板345底部上设有电位器式位移传感器，所述自转轴33上设有自转角度位移传感器，所述旋转杆31与中心轴轴连接处设有旋转角度位移传感器，使用者将双脚分别放置于两组单脚万向踏步组件上，配合外界佩戴的VR设备，可做原地踏步，向左右旋转，或者全身体可绕中心轴做360度旋转，所述底座呈圆形。

本实例中：使用者将腰部固定在安全环内，然后用踏板上绷紧带将双脚分别固定，佩戴VR设备或者直接开始运动，穿戴VR设备后，各个传感器收集使用者的运动状态和数据，将人体真实的运动状态传输到VR设备中，实现高模拟程度的VR体验，器械容纳槽保证了两组单脚万向踏步组件绕中心轴旋转时的范围限制，提高装置运行的安全性，两组单脚万向踏步组件可绕中心轴任一角度转动模拟人体转换方向的场景，自转轴组件在原地转动可以模拟人体脚部的转向，而踏板组件则是可以提供用户行走或奔跑的运动方式，通过这些轴承和转轴的配合，高度模拟了人体下半肢体在三维空间内的各种体态，结合传统的健身房的踏步机器只能上下和向前踏步，本发明中通过将踏板架的前后都以转动连接方式固定，能够保证人体在运动过程中可以向前走或者往后退步时的稳定性和安全性，根据不同腿长人调节合适和跨步半径，提高舒适度和准确度，绷紧带用于将人体的脚掌和踏板更加精密连接，使用圆柱万向球轴承减少摩擦力，达到人体正常转向的时只有空气阻力的同等效果，稳定杆对称设置，受力均匀，提高使用时的安全性，通过多个传感器的配合三维建模，将人体腿部的运动较高程度的模拟至VR设备，使得人体现实运动和VR场景信息交换更加真实，效果逼真，使用者将双脚分别放置于两组单脚万向踏步组件上，配合外界佩戴的VR设备，可做原地踏步，向左右旋转，或者全身体可绕中心轴做360度旋转。

上面结合附图对本发明实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本发明的前提下作若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。