[实用新型]一种基于虚拟现实的三自由度动感体验装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于运动仿真和虚拟现实技术领域，具体涉及一种可连续无限旋转的三自由度运动转台和利用惯性测量单元的虚拟现实动感体验新装置。

背景技术：

传统的动感体验设备一般只能旋转有限角度，对于需要空间任意姿态指向的连续旋转太空体验一般采用软件算法模拟实现，体验真实度不高。另一方面，对于基于虚拟现实技术的眼镜，其传感器一般需要安装在身体其他部位如手部和背部，传感器与眼镜之间往往需要信号连接通道，在有较强电磁干扰的环境中，存在易被干扰的缺点。

本实用新型采用三框叠装结构，实现了三个旋转自由度的无限连续旋转，同时，借助微型惯性测量单元，实时感测三维姿态，将所需图像直接通过虚拟眼镜展现给体验者，大大增强了体验的逼真度。

发明内容：

本实用新型提供了一种基于虚拟现实的三自由度动感体验装置，其特征在于，包括外框架(4)、中框架(5)和内框架(6)，内框架(6)通过内框旋转轴(3)与中框架(5)连接，中框架(5)通过中框旋转轴(2)与外框架(4)连接，外框架(4)通过外框旋转轴(1)与固定支架(7)连接，固定支架(7)固定于地面上，座椅固定于内框架(6)上。

进一步的，外框架(4)、中框架(5)和内框架(6)形状一致，包括从四边形、八边形、圆形。

本设备的潜在应用包括，需要连续翻滚的战斗机飞行训练，太空体验教育，生活娱乐。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的使用状态图；

图3为本实用新型的使用状态实例图。

具体实施方式：

一种基于虚拟现实的三自由度动感体验装置，其特征在于，包括外框架4、中框架5和内框架6，内框架6通过内框旋转轴3与中框架5连接，中框架5通过中框旋转轴2与外框架4连接，外框架4通过外框旋转轴1与固定支架7连接，固定支架7固定于地面上，座椅固定于内框架6上。

进一步的，外框架4、中框架5和内框架6形状一致，包括从四边形、八边形、圆形。

其整体组成示意图如附图1所示，其中，1：外转轴，2：中转轴，3：内转轴，4：外框架，5：中框架，6：内框架，7：固定支架，8：虚拟眼镜。

三自由度转台主要功能是提供空间任意姿态，座椅安装于三自由度转台内框架上，内框架4安装于中框架5上，中框架5安装于外框架6上，外框架通过两边支架固定于地面上。主要应用目的是太空自由漂浮状态体验和战斗机飞行模拟训练。座椅设计符合人机工程学，三自由度转台为手动操作方式，可折叠，便于存放。

三自由度连续旋转转台的三个框架均采用无缝钢管焊接制作，具有较大的承载能力，可满足体重200kg以内的动感体验者。三个框架之间的旋转轴根据实际需求可采用角接触球轴承或滑动摩擦轴承，满足摩擦力和噪声小的使用需求，同时具有维护方便的优点。三自由度转台的两个固定支架采用焊接三角架结构，具有支撑刚度大，不易变形的特点，同时，固定支架底部安装可锁紧的万向轮，方便设备移动。在人机接口方面，该设备提供便于人体乘坐的座椅、脚蹬、把手以及固定人体的卡扣型安全带。

本实用新型可以配合虚拟眼镜8使用，虚拟眼镜8主要功能是感知三自由度转台的实时姿态并通过虚拟眼镜为体验者提供虚拟实时图像；传统的动感体验设备一般只能旋转有限角度，对于需要空间任意姿态指向的连续旋转太空体验一般采用软件算法模拟实现，体验真实度不高，本实用新型采用三框叠装结构，实现了三个旋转自由度的无限连续旋转，同时，借助微型惯性测量单元，实时感测三维姿态，将所需图像通过虚拟眼镜展现给体验者，大大增强了体验的逼真度。