一种虚拟现实模拟飞行座椅的制作方法

[0001]
本发明涉及虚拟现实技术，尤其涉及一种虚拟现实模拟飞行座椅。


背景技术：

[0002]
随着技术的不断发展，虚拟现实技术被广泛应用于多种不同的行业中。利用其良好的沉浸式体验，虚拟现实技术可以广泛应用于游戏开发或者模拟训练。虽然应用广泛，但现有的虚拟现实技术只能提供视听体验，而人们对虚拟现实的要求缺日益增长。
[0003]
中国专利公开了一种虚拟现实机动平台及虚拟现实座椅【申请号：cn201720212713.3、公开号：cn206688212u】包括：底座、旋转装置及机动平台，旋转装置与外部娱乐设备信号连接，用于产生与外部娱乐设备的虚拟现实场景相匹配的旋转运动，其中，旋转装置包括万向球轴承、球体及x轴、y轴、z轴传动机构，万向球轴承固定于底座上；球体设置于万向球轴承与机动平台之间；x轴传动机构包括x传动轮及x电机，y轴传动机构包括y传动轮及y电机，z轴传动机构包括z传动轮及z电机，x传动轮、y传动轮及z传动轮分别与球体接触且相切，使得球体带动机动平台旋转。虽然提供了一个良好的平台从而进一步增强人们在虚拟现实中的体感体验，但是受其结构影响，平台的转动幅度有限，同时，该专利的技术方案并未考虑传动轮的磨损问题，随着使用时间的增长，该专利所提供的的虚拟现实体验会逐渐变差。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的技术问题，本发明提供了一种虚拟现实模拟飞行座椅。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案：一种虚拟现实模拟飞行座椅，包括：座舱、动力装置；座舱为球形，座舱内设置有座椅；动力装置包括动力轮、摆动臂、弹簧；动力轮与座舱相贴合，动力轮设置在摆动臂的一端；摆动臂上设置有动力轮的一端与弹簧相抵触，摆动臂的另一端设置有摆动轴。
[0006]
在实际使用时，动力轮通过摩擦力带动座舱转动，进而带动座椅进行转动。座舱自身为球形，在转动过程中不会与其他部件产生干涉，从而有效的扩大了座椅的转动范围。随着运行时间的增长，动力轮的表面被不断磨损，导致动力轮的半径不断减小，当动力轮的半径减小时，在弹簧弹力的作用下，将推动摆动臂以摆动轴为轴进行摆动，从而使得动力轮维持与座舱相贴合的状态，进而有效的避免了动力轮因半径减小而与座舱分离。由此，使得座舱能够有效维持最初的转送速度，从而有效维持了虚拟现实体验。
[0007]
进一步的，动力轮与座舱相切，摆动臂平行于动力轮与座舱之间的切线；弹簧垂直于摆动臂设置。
[0008]
进一步的，摆动臂上靠近动力轮的一端设置有顶板；弹簧上设置有稳定套，稳定套套接在弹簧上，稳定套与顶板相抵触。
[0009]
进一步的，稳定套与顶板之间设置有摆动结构，稳定套通过摆动结构可摆动的与顶板连接。
[0010]
进一步的，动力装置还包括磁片，磁片与摆动臂间隔设置；摆动臂上设置有能够感应磁片的磁感装置。
[0011]
进一步的，磁感装置与动力轮的圆心相对应。
[0012]
进一步的，动力装置为多个，动力装置环绕在座舱的四周。
[0013]
进一步的，动力装置为4个，相邻两个动力装置之间的夹角为90
°
。
[0014]
进一步的，座舱上还设置有舱门，舱门的一侧可摆动的与座舱连接，舱门呈弧形，舱门的外表面与座舱的外表面位于同一球形曲面上。
[0015]
进一步的，舱门的四个顶角端设置有光传感器。
[0016]
相较于现有技术，本发明具有以下优点：座椅设置在座舱内部，通过动力装置带动座舱转动进而带动座椅转动，使得座椅的转动角度不受限制。
[0017]
通过弹簧弹力的作用可使得摆动臂进行摆动，从而促使动力轮维持与座舱贴合的状态，从而避免因动力轮磨损导致半径变小，造成动力轮与座舱分离。由此，有效的维持了本装置的虚拟体验。
[0018]
摆动臂平行于动力轮与座舱之间的切线，弹簧垂直于摆动臂设置，可有效降低对弹簧弹力的需求，延长动力装置的使用寿命。
[0019]
套接在弹簧上的稳定套与摆动臂上的顶板之间设置有摆动结构，通过摆动结构可使得当摆动臂发生摆动时，可维持弹簧垂直于动力轮与座舱之间的切线的状态，从而避免弹簧发生弯曲，进而有效的延长了弹簧的使用寿命。
[0020]
通过磁片与磁感装置之间的感应作用，可有效检测动力轮的半径是否减小到了极限值，从而及时提醒工作人员更换动力轮。
[0021]
舱门的四个顶角端设置有光传感器，可有效检测舱门外是否有其他部件遮挡，从而提醒使用人员当前能够安全打开舱门。
附图说明
[0022]
图1：整体结构图。
[0023]
图2：动力装置结构图。
[0024]
图3：摆动结构图。
[0025]
图4：受力分析图。
[0026]
图中：1-座舱、11-舱门、2-动力装置、21-动力轮、22-摆动臂、23-弹簧、24-磁片、221-顶板、231-稳定套、222-磁感装置、2211-摆动结构、3-地台、31-固定板。
具体实施方式
[0027]
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0028]
一种虚拟现实模拟飞行座椅，包括：座舱1、动力装置2、地台3。座舱1上均匀的开设有多个通气口，座舱1嵌入在地台3上，地台3上设置能够支撑座舱1转动的凹槽。座舱1上设置有供人员进入的舱门11，舱门11的一侧可摆动的与座舱1连接。舱门11呈弧形，舱门11的外表面与座舱1的外表面位于同一球形曲面上，以避免在座舱1转动过程中，舱门11与其他
部件产生干涉。动力装置2设置在地台3内，动力装置2设置有4个，动力装置2环绕在座舱1的四周。动力装置2包括动力轮21、摆动臂22，动力轮21设置在摆动臂22的一端，动力轮21与座舱1相贴合且动力轮21与座舱1相切，摆动臂22内设置有用于驱动动力轮21转动的驱动装置，当动力轮21转动时，通过利用动力轮21与座舱1之间的摩擦力，动力轮21可带动座舱1转动，此时座舱1的转速方向平行于动力轮21与座舱1之间的切线方向。当多个动力轮21转动时，座舱1的转速方向便会相互复合，通过调节不同动力轮21的转速，便可对复合后的转速方向进行调节，使得座舱1能够进行自由转动。用以驱动动力轮21转动的参数可通过预先设置的方式以配合虚拟现实设备生成的虚拟图像。相邻的动力装置2之间的夹角为90
°
，从而便于对所需要生成的复合转速进行解析，进而便于工作人员设置相应的参数以生成所需的复合转速。
[0029]
在实际使用时，座舱1内还设置有虚拟现实设备，体验人员打开舱门11进入座舱1内，体验人员佩戴虚拟现实设备并坐在座舱1内的座椅上。此时，关闭舱门11，启动虚拟现实设备并启动动力装置2，动力装置2带动座舱1转动并配合虚拟现实设备，从而体验更为真实的模拟飞行。其中舱门11的四个顶角端还设置有光传感器，当其中任意一个光传感器被遮挡时，表明当前舱门11被其他部件遮挡，舱门11不能正常打开，此时需要手动控制动力装置2运转，直至光传感器不被遮挡，当光传感器不再被遮挡时，内部人员便可正常打开舱门11离开座舱1。
[0030]
动力装置2还包括弹簧23，弹簧23的一端与摆动臂22相抵触，另一端与地台3相抵触，从而向摆动臂22施加力。随着本装置的不断运行，动力轮21会被不断磨损，使得动力轮21的半径不断减小，当动力轮21的半径减小时，在弹簧23的弹力作用下，摆动臂22会向靠近座舱1的方向摆动，从而促使动力轮21与座舱1之间不会发生相对位移，进而使得动力轮21能够维持与座舱1相贴合的状态，避免因动力轮21的半径减小造成动力轮21不能带动座舱1转动。同时，摆动臂22平行于动力轮21与座舱1之间的切线l，弹簧23垂直于摆动臂22设置，使得弹簧23通过摆动臂22施加在动力轮21上的弹力方向垂直于动力轮21与座舱1之间的切线l，通过对比可知，此弹力设置方式优于其他的设置方式，以施加水平方向的弹力为例，若弹簧施加的弹力为水平方向的力f，力f会产生垂直于切线l方向的分力f1，平行于切线l方向的分力f2，f1被应用于促使动力轮21与座舱1相互贴合，为有效的力，而f2促使动力轮21与座舱1分离，为无效的力，一方面造成了力f的利用率低下，另一方面当座舱1转动时，会向动力轮21施加摩擦力，该摩擦力的方向随座舱1的转动方向的变化而变化，因此，该摩擦力会与分力f2生成复杂的复合力，从而对动力装置2造成不可逆转的损伤。综上，摆动臂22平行于切线l，弹簧23垂直与摆动臂22设置，一方面可有效降低对弹簧弹力的需求，另一方面有助于提高动力装置2的使用寿命。
[0031]
其中，摆动臂22上靠近动力轮21的一端设置有顶板221，弹簧23的两端设置有稳定套231，稳定套231套接在弹簧23上，其中一个稳定套231与顶板221之间设置有摆动结构2211，稳定套231通过摆动结构2211可摆动的与顶板221连接，另一个稳定套231与地台3相抵触。一方面，稳定套231可对弹簧23进行有效限位，有效的防止了弹簧23发生不可控的位移。另一方面，当动力轮21的半径变小，摆动臂22发生摆动时，弹簧23与摆动臂22之间的夹角由直角变为锐角，通过摆动结构2211可使得弹簧23相对于摆动臂22进行摆动，从而使得摆动结构2211维持垂直于切线l的状态，从而有效的避免了当摆动臂22摆动时造成弹簧23
发生弯曲，进而有效的延长了弹簧23的使用寿命。
[0032]
同时，动力装置2还包括磁片24，地台3内设置有固定板31，磁片24固定设置在固定板31上，磁片24与摆动臂22间隔设置，磁片24设置的位置与摆动臂22上设置有动力轮21的一端在摆动时所通过的路径相对应。摆动臂22上还设置有能够感应磁片24的磁感装置222，磁感装置222与动力轮21的圆心相对应。在实际使用时，随着动力轮21的半径不断减小，摆动臂22在弹簧23弹力的作用下进行摆动，从而使得磁感装置222逐渐靠近磁片24，当磁感装置222感应到磁片24时，表明当前动力轮21的半径已经减小至极限值，则本装置发出相应的警报以提醒工作人员更换动力轮21。
[0033]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。