[发明专利]VR动感单车及其交互方法

说明书

技术领域

本发明属于健身器材技术领域，具体涉及一种VR动感单车及其交互方法。

背景技术

动感单车作为一种室内健身器材，结构上基本与普通单车相似，包括车把、车座、车蹬和车轮几个部分，车身稳固地联结为一个整体。其中车轮通过皮带由车蹬驱动，主要作用是配重和增强骑行的连贯性，也就是增加运动的负荷以起到一个加大训练强度的作用，通常设于前面。现有的动感单车，往往只能在坐在车座上踩脚踏，除了脚踏和车轮，车体本身固定不动，健身过程单调乏味，游戏室内的动感单车连接了屏幕，增加了虚拟场景，但是游戏用动感单车仅能左右摆动，车体摆到一侧之后靠人力才能回位，由于车体、车把的功能单一，无法与屏幕中的虚拟场景互动，车体无法动态的配合虚拟场景中的环境，健身效果和游戏体验均不好。

专利(申请号CN201610483597.9，公布号CN105963914A)公开了一种VR(VirtualReality，即虚拟现实)动感单车，包括车架和车把，车把通过转动机构转动设置于所述车架的斜梁前端，转动机构上设有用于与VR系统的处理器采样连接的角度传感器，转动机构包括与车把连接的转筒或转轴、斜梁前端的固定筒以及设于转筒与固定筒之间或设于转轴与固定筒之间的轴承，角度传感器设于转筒或所述转轴上。该VR动感单车将VR系统与动感单车相结合，在转动车把的时候，VR系统的处理器从角度传感器获得车把转动信息，及时将车辆的状态反映在虚拟场景中，让健身及游戏人员有一种身临其境的感觉，增加了骑行的真实感和丰富感。

虽然该VR动感单车可以俯仰和左右摇摆，但是该动感单车无法模拟颠簸感受，而且车轮阻力无法精确灵活调节，对于上坡、下坡、坑洼等复杂路段以及顺风、逆风带来的不同骑行模拟体验还有待开发。

发明内容

因此，本发明针对现有技术中VR动感单车的阻力无法精确灵活模拟调节、骑行体验还有待提高的技术问题，目的在于提供一种阻力可以精确灵活模拟调节的VR动感单车。

本发明的VR动感单车包括底座和安装在所述底座上的车架，所述车架上安装有龙头、车把、车座、车蹬和车轮，其还包括：

计算机终端，所述计算机终端装载有模拟游戏并配设有VR显示设备；

单片机控制器，所述单片机控制器与所述计算机终端连接交互；

方向模拟单元，所述方向模拟单元包括角度传感器，所述角度传感器安装在所述龙头转轴上并与所述单片机控制器连接交互；

速度模拟单元，所述速度模拟单元包括速度传感器，所述速度传感器同轴安装在所述车轮一侧并与所述单片机控制器连接交互；

阻力模拟单元，所述阻力模拟单元包括磁粉制动器，所述磁粉制动器同轴安装在所述车轮一侧并与所述单片机控制器连接交互；

刹车模拟单元，所述刹车模拟单元包括拉力传感器，所述拉力传感器安装在所述车把上并与所述单片机控制器连接交互；

动作模拟单元，所述动作模拟单元包括第一电动缸和第一伺服驱动器，所述第一电动缸竖直安装在所述底座上并位于所述车架后面，所述第一电动缸由紧邻安装的所述第一伺服驱动器连接驱动，所述第一伺服驱动器与所述单片机控制器连接交互；所述车架底部设有缓冲底板，所述缓冲底板前端向上弯曲与所述车架底部连为一体，所述缓冲底板后端连接有一竖直连接杆，所述竖直连接杆通过连接件与所述第一电动缸的竖直的伸缩杆连接。

其中，所述单片机控制器和所述计算机终端可通过共同装载的sdk程序进行数据相互传递。

所述角度传感器用来检测所述龙头转向情况，优选导电塑料角位移传感器，通过转动动感单车车把带动导电塑料角位移传感器转动，获取不同的电压值，反馈出所述龙头的转向情况。

所述速度传感器用来实时检测用户骑行速度，优选编码器，所述编码器与所述车轮结构关联，所述车轮每发生单位角度转动则发射一次脉冲，以2000次/秒以上的脉冲速度来精确判断车轮转速。通过所述车轮转动带动所述编码器旋转产生的电压获取脉冲，根据相邻瞬时时刻的脉冲数值的差值(本时刻脉冲数值与上一时刻脉冲数值的差值)计算出车轮的转速和运动情况，从而检测用户骑行时候的速度值。