一种多自由度VR运动平台动作录制设备/VR望远镜的制作方法

本发明涉及一种录制设备以及一种vr望远镜，具体涉及一种多自由度vr运动平台动作录制设备/vr望远镜。

背景技术：

vr运动平台可以模拟多种物体的运动状态，例如车、船等各种骑乘设备，而运动平台执行的运动数据，主要来源于计算机物理引擎的输入和人主观手动输入。在手动输入方面，现有vr运动平台动作录制设备主要依靠人工观察显示器画面，模拟动作输入，容易造成模拟动作与vr影像不匹配的结果，不具备实现所见即所得的输入模式。同时，依靠人工手动输入，还存在动作不稳定、不平滑等缺陷。

另一种vr公共体验设备即vr望远镜，也与该设备有所联系。

vr望远镜提供了一种可以将vr眼镜设置为公共设施的设备，可以让使用者更方便快捷的使用公共vr眼镜。犹如公共望远镜一样，游客眼睛贴上，手握控制杆即可体验，体验完成后即可快速离开。

现有vr望远镜首先设计上过于笨重，不便于安装布局。另外，由于供电复杂等因素，缺少了升降调节功能，不能同时满足不同身高的体验者使用，且观看自由度受限，缺少横向摆动的观看方式。

发明的内容

本发明的目的是解决现有vr运动平台易造成模拟动作与vr影像不匹配的结果，且运动数据不便于人工录制，以及现有vr望远镜使用不方便、体验感差的问题，而提供一种多自由度vr运动平台动作录制设备/vr望远镜。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种多自由度vr运动平台动作录制设备/vr望远镜，其特殊之处在于：包括固定座、支撑杆、控制手柄、中空万向节、旋转轴承、水平回转组件、供电单元和随动设备；

所述固定座设置在地板上；

所述支撑杆的下端连接固定座，其上端与旋转轴承的内圈固连；

所述中空万向节包括下铰接座、中空的铰接环和中空的上铰接座；

所述水平回转组件包括水平回转板，其回转端与旋转轴承的外圈固连，其远端与中空万向节的上铰接座固连；

所述控制手柄包括左手柄、右手柄和上支撑杆；所述左手柄和右手柄分别固定在下铰接座的左右两侧；所述上支撑杆的下端固定在下铰接座的中部，其上端穿过铰接环、上铰接座和水平回转板后与随动设备连接；

所述随动设备为带陀螺仪的vr录制设备或vr眼镜；

所述供电单元包括设备连接导线、电源连接导线、导电滑环；所述导电滑环设置在支撑杆的上端内部，其定子与设备连接导线电连接，其转子与电源连接导线电连接。

进一步地，所述支撑杆为笔式电动推杆；

所述笔式电动推杆的固定杆与固定座固连，其连接杆与旋转轴承的内圈固连，其推杆连接固定杆和连接杆，其控制按钮设置在左手柄和/或右手柄处。

进一步地，所所述设备连接导线穿过水平回转板的回转端、旋转轴承的中空处与导电滑环的定子连接；

与导电滑环的转子连接的电源连接导线设置在连接杆的内部；所述电源连接线从连接杆接近推杆连接处穿出，设置在推杆与固定杆的外部，且此段的电源连接导线为弹簧线。

进一步地，所述支撑杆为机械式伸缩杆。

进一步地，所述左手柄与右手柄均包括竖杆以及分别与竖杆两端连接的把手和横杆；所述横杆与下铰接座固连。

同时，本发明还提供另一种多自由度vr运动平台动作录制设备/vr望远镜，其特殊之处在于：包括固定座、支撑杆、控制手柄、中空万向节、旋转轴承、水平回转组件、供电单元和随动设备；

所述固定座设置在天花板上；

所述支撑杆的上端连接固定座，其下端与旋转轴承的内圈固连；

所述中空万向节包括下铰接座、中空的铰接环和中空的上铰接座；

所述水平回转组件包括c形架，c形架包括依次连接的上水平架、中部竖直架、水平回转板，所述上水平架外端与旋转轴承的外圈固连，所述水平回转板外端与中空万向节的上铰接座固连；

所述控制手柄包括左手柄、右手柄和上支撑杆；所述左手柄和右手柄分别固定在下铰接座的左右两侧；所述上支撑杆的下端固定在下铰接座的中部，其上端穿过铰接环、上铰接座和水平回转板后与随动设备连接；

所述随动设备为带陀螺仪的vr录制设备或vr眼镜；

所述供电单元包括设备连接导线、电源连接导线、导电滑环；所述导电滑环设置在上水平架外端内部，其定子与设备连接导线电连接，其转子与电源连接导线电连接。

进一步地，所述支撑杆为笔式电动推杆；

所述笔式电动推杆的固定杆与固定座固连，其推杆与旋转轴承的内圈固连，其控制按钮设置在左手柄和/或右手柄处。

进一步地，所述上水平架包括与推杆连接的第一角管，与中部竖直架连接的第二角管，以及与第一角管和第二角管连接的中间杆；

所述第一角管与旋转轴承的外圈固连，且内设有导电滑环；

所述设备连接导线穿过水平回转板的回转端，设置在中部竖直架、第二角管、中间杆与第一角管的内部；

所述电源电源连接导线穿过旋转轴承的中空处，从推杆接近第一角管连接处穿出，设置在推杆与固定杆的外部，且此段的电源连接线为弹簧线。

进一步地，所述支撑杆为机械式伸缩杆。

进一步地，所述左手柄与右手柄均包括竖杆以及分别与竖杆两端连接的把手和横杆；所述横杆与下铰接座固连。

本发明的有益效果是：

1.可同时录制多自由度的运动姿态模拟数据，包括水平360度旋转，前后左右倾斜，垂直上下升降。并有助于稳定录制者动作，录制出更加平滑的姿态数据。从而减少数据后期处理工作量，为vr运动平台的动作录制，提供了一种可靠高效的动作输入方式。

2.录制者使用本设备，根据vr播放设备上显示的影像内容，通过控制手柄对vr播放设备的姿态进行调整，采集vr播放设备内陀螺仪的姿态数据，使用此姿态数据作为vr运动平台的运动数据。相比人工手动输入，可更加稳定、平滑的录制出所见即所得的运动平台运动数据，减少模拟动作与vr影像不匹配的问题，以及在录制过程中的不稳定、不平滑的缺陷。

3.vr眼镜的观看角度多，体验感好。体验者使用该多自由度vr望远镜，通过控制手柄调节vr眼镜的高度，同时满足不同身高的体验者使用，并且通过控制手柄也可使vr眼镜360°旋转，满足多个视角的观看需求。另外由于上支撑杆的直径小于铰接环与水平回转板上的开孔，因此控制手柄的上支撑杆可在铰接环与水平回转板的开孔内进行小范围的摆动，进而使vr眼镜可进行横向摆动。

4.结构简单，使用范围广，易于推广。本发明体积小、便于安装布局，提供吊装和正装两种安装方式。

附图说明

图1是本发明实施例1或实施例3的结构图；

图2是图1的侧视图(左视)；

图3是图2的剖视图；

图4是图1上部分的放大图；

图5是图4的侧面剖视图

图6是本发明实施例1至4中控制手柄和中空万向节的结构图；

图7是本发明实施例2或实施例4的结构图；

图8是图7的主视图；

图9是图7的侧视图(左视)；

图10是图9的剖视图；

图11是图7下半部分的放大图；

图12是本发明实施例2或实施例4中旋转轴承与导电滑环的结构图；

附图标记如下：

1-固定座，2-笔式电动推杆，21-固定杆，22-连接杆，23-推杆，24-控制按钮，3-控制手柄，31-左手柄，32-右手柄，33-上支撑杆，34-竖杆，35-把手，36-横杆，4-中空万向节，41-下铰接座，42-铰接环，43-上铰接座，5-旋转轴承，61-水平回转板，62-c形架，621-上水平架，6211-第一角管，6212-第二角管，6213-中间杆，622-中部竖直架，7-随动设备，8-设备连接导线，9-电源连接导线，10-导电滑环。

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。

实施例1为正装安装的一种多自由度vr望远镜。

如图1至图3所示，多自由度vr望远镜包括设置在地板上固定座1、连接杆、控制手柄3、中空万向节4、旋转轴承5、水平回转组件、供电单元和随动设备7。连接杆的下端连接固定座1，其上端与旋转轴承5的内圈固连。随动设备7为vr眼镜。

如图6所示，中空万向节4包括下铰接座41、中空的铰接环42和中空的上铰接座43。

如图5所示，水平回转组件包括水平回转板61，其回转端与旋转轴承5的外圈固连，其远端与中空万向节4的上铰接座43固连。

如图6所示，控制手柄3包括左手柄31、右手柄32和上支撑杆33。左手柄31和右手柄32分别固定在下铰接座41的左右两侧。上支撑杆33的下端固定在下铰接座41的中部，其上端穿过铰接环42、上铰接座43和水平回转板61后与vr眼镜连接。由于上支撑杆33的直径小于铰接环42与水平回转板61上的开孔，故控制手柄3的上支撑杆33可在铰接环42与水平回转板61中的开孔内摆动，进而使vr眼镜可横向摆动。另外铰接环42上设有四个螺丝，可通过螺丝的松紧来调节阻尼，满足使用者的力度手感调节，并可通过水平回转板61上开孔的大小，调整vr眼镜的摆动幅度。

如图3所示，该支撑杆为笔式电动推杆2，笔式电动推杆2的固定杆21与固定座1固连，其连接杆22与旋转轴承5的内圈固连，其推杆23连接固定杆21和连接杆22，其控制按钮24设置在左手柄31和/或右手柄32处。通过控制手柄上的控制按钮24调整笔式电动推杆2的高度，进而控制vr眼镜的水平高度。另外，支撑杆也可选用机械式伸缩杆。

如图4所示，左手柄31与右手柄32均包括竖杆34以及分别与竖杆34两端连接的把手35和横杆36，其中横杆36与下铰接座41固连。

如图3与图5所示，供电单元包括设备连接导线8、电源连接导线9、导电滑环10。导电滑环10设置在连接杆22的上端内部，设备连接导线8穿过水平回转板61的回转端、旋转轴承5的中空处与导电滑环10的定子连接。该录制设备在转动时，由于导电滑环10的定子与设备连接导线8电连接，不会造成导线扭曲，造成设备损坏。电源连接导线9与导电滑环10的转子连接，电源连接导线9设置在连接杆22内部的部分，可随着导电滑环10转动，从连接杆22接近推杆23连接处穿出的部分电源连接导线9为弹簧线，当调整设备高度时，该电源连接导线9可提供足够长度，避免断裂。通过水平回转板61、控制手柄3和旋转轴承5实现vr眼镜360°旋转。

该多自由度vr望远镜的使用过程如下：

体验者站在该vr望远镜前方，通过控制按钮24调节vr眼镜的水平高度，使体验者的眼睛与vr眼镜平齐，并与其紧贴，手握控制手柄3的两侧把手35。此时体验者可通过vr眼镜观看到虚拟景象。若想观看不同视角的景象，可通过控制手柄3旋转vr眼镜，或者将控制手柄3的上支撑杆33稍微倾斜，使得vr眼镜在水平方向轻微摆动。

实施例2为吊装安装的一种多自由度vr望远镜

如图7至图10所示，多自由度vr运动平台动作录制设备，包括设置在天花板上的固定座1、连接杆、控制手柄3、中空万向节4、旋转轴承5、水平回转组件、供电单元和随动设备7。连接杆的下端连接固定座1，其上端与旋转轴承5的内圈固连。随动设备7为vr眼镜。

如图6所示中空万向节4包括下铰接座41、中空的铰接环42和中空的上铰接座43。

如图6所示，控制手柄3包括左手柄31、右手柄32和上支撑杆33。左手柄31和右手柄32分别固定在下铰接座41的左右两侧。上支撑杆33的下端固定在下铰接座41的中部，其上端穿过铰接环42、上铰接座43和水平回转板61后与vr眼镜连接。由于上支撑杆33的直径小于铰接环42与水平回转板61上的开孔，故控制手柄3的上支撑杆33可在铰接环42与水平回转板61中的开孔内摆动，进而带动vr眼镜的横向摆动。另外铰接环42上设有四个螺丝，可通过螺丝的松紧来调节阻尼，即vr眼镜的摆动幅度，也可通过水平回转板61上开孔的大小，调整vr眼镜的摆动幅度。

如图11所示，左手柄31与右手柄32均包括竖杆34以及分别与竖杆34两端连接的把手35和横杆36，横杆36与下铰接座41固连。

如图10所示，连接杆采用笔式电动推杆2，笔式电动推杆2的固定杆21与固定座1固连，其推杆23与旋转轴承5的内圈固连，其控制按钮24设置在左手柄31和/或右手柄32处，用于控制笔式电动推杆2的高度，实现vr眼镜在不同高度的应用。另外，支撑杆也可选用机械式伸缩杆。

如图7、图9与图10所示，水平回转组件包括c形架62，c形架62包括依次连接的上水平架621、中部竖直架622、水平回转板61，上水平架621外端与旋转轴承5的外圈固连，水平回转板61外端与中空万向节4的上铰接座43固连。上水平架621包括与推杆23连接的第一角管6211，与中部竖直架622连接的第二角管6212，以及与第一角管6211和第二角管6212连接的中间杆6213。如图12所示，第一角管6211与旋转轴承5的外圈固连，且内设有导电滑环10。

如图9、图10和图12所示，供电单元包括设备连接导线8、电源连接导线9、导电滑环10。设备连接导线8穿过水平回转板61的回转端，设置在中部竖直架622、第二角管6212、中间杆6213与第一角管6211的内部，最后与导电滑环10的定子连接，其转子与电源连接导线9电连接，电源电源连接导线9穿过旋转轴承5的中空处，从推杆23接近第一角管6211连接处穿出，设置在推杆23与固定杆21的外部，且此段的电源连接线为弹簧线。

该多自由度vr望远镜的使用过程如下：

体验者面对vr眼镜，通过控制按钮24调节vr眼镜的水平高度，使体验者的眼睛与vr眼镜平齐，并与其紧贴，手握控制手柄3的两侧把手35。此时体验者可通过vr眼镜观看到虚拟景象。若想观看不同视角的景象，可通过控制手柄3带动c形架62旋转,进而带动vr眼镜旋转，或者将控制手柄3的上支撑杆33稍微倾斜，使得vr眼镜在水平方向轻微摆动。

实施例3为正装安装的一种多自由度vr运动平台动作录制设备。

实施例3与实施1的不同之处在于，在实施例1放置vr眼镜的地方，放置带陀螺仪的vr录制设备，该vr录制设备可为带陀螺仪的显示设备，例如手机、平板电脑等。

该多自由度vr运动平台动作录制的使用过程如下：

在vr运动平台编写输入运动数据时，可通过该录制设备进行信息采集。采集人员观看vr播放设备上的影像内容，根据视频播放的内容，可同步操作控制手柄3，带动录制设备360°旋转，并可在铰接环42与水平回转板61上开孔内，进行小范围的摆动，然后通过采集vr播放设备中陀螺仪的数据，转化为运动平台的控制数据，即可实现运动平台的动作与vr内容同步。

例如在播放vr赛车视频时，若此处为赛车转弯，可通过控制手柄3旋转vr录制设备的角度，获取旋转数据，控制运动平台模拟赛车旋转。若视频播放为爬坡、下坡或左右颠簸，同样可通过控制手柄3，进行摆动，获取倾斜数据，控制运动平台模拟赛车上下坡或车身的左右颠簸倾斜。另外，可通过控制按钮5来升高或降低vr录制设备的高度，采集垂直升降数据，控制运动平台。

以上动作信息可通过对vr播放设备内部的陀螺仪，或另行设置陀螺仪的姿态数据进行采集，进行转换后驱动vr运动平台，使vr运动平台动作与vr影像匹配。

实施例4为吊装安装的一种多自由度vr运动平台动作录制设备。

实施例4与实施2的不同之处在于，在实施例2放置vr眼镜的地方，放置带陀螺仪的vr录制设备，该vr录制设备可为带陀螺仪的显示设备，例如手机、平板电脑等。

实施例4与实施例3的使用过程相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。