[发明专利]一种VR全方位运动装置

说明书

本发明涉及虚拟现实(virtual reality，VR)技术领域，具体涉及一种实现使用者在有限空间内全方向行走，并在VR场景中模拟多种地形和触觉反馈的装置,包括致动机构和连接并放置使用者双足部的连接部。所述致动机构通过连接部分别与使用者双足连接，双足的动作带动致动机构运动，也带动致动机构的活动部件运动，可以是平面内的运动，也可以是立体空间内的运动。连接部始终与使用者足部进行同步运动并可随时由致动机构在任何位置对使用者足部施加动力或阻力。所述致动机构驱动连接部向使用者双足共同动作方向的相反方向运动，或由承载部对致动机构、连接部或使用者足部施加动力。可实现使用者在限定范围内向任意方向行走。

技术领域

本发明涉及虚拟现实(virtual reality，VR)技术领域，具体涉及一种让使用者在有限空间内全方向行走，并在VR场景中模拟多种地形和触觉反馈的装置。

背景技术

虚拟现实(VR)技术是现代社会重要的应用技术，可利用计算机图像仿真技术产生逼真的场景并反馈信息，其应用范围和普及程度日益提高。

在虚拟现实系统中，让使用者在虚拟场景中全方向行走是一项必要的技术，现有技术方案包括：大传送带嵌套方向正交的若干小传送带方式、圆形凹面滑动方式、滚珠阵列方式、滚柱排列方式。

现有技术方案，使用同一装置既能让使用者在限定空间内全方向自由行走，又能模拟各种地形和触觉阻力(如上下坡、上下台阶、凹凸不平的地形、泥泞地面、蹚水等)和多种使用场景(滑雪，车辆、机械、工具的踩踏阻力等)的具体模拟方式还未实现。

发明内容

基于上述现有技术方案的不足之处，本发明提出了VR全方位运动装置的技术方案。

本发明所述VR全方位运动装置包括致动机构和可以连接并放置使用者双足部的连接部，所述连接部可以支撑使用者足部，也可以连接并支撑使用者所使用的行走辅助器械，如：拐杖、假肢，所以致动机构和连接部的数量不限制，可以为配合使用者双足而配备两套，也可以为辅助使用者行走的单拐或双拐配备三套或四套。为便于后续说明，在本说明书中，设致动机构和连接部的数量为两套，分别与使用者的双足连接。

本发明所述致动机构通过连接部分别与使用者双足连接，双足的动作带动致动机构运动，也带动致动机构的活动部件运动，可以是平面内的运动，也可以是立体空间内的运动。使用者双足可分别带动致动机构的某些活动部件运动，比如：伸展、收缩、折叠、旋转，使连接部始终与使用者足部进行同步运动并可随时由致动机构在任何位置对使用者足部施加动力或阻力。

本发明所述连接部包括支撑部件，可以随使用者足部的动作同步运动，并相对于和支撑部件自身的X、Y轴转动。

本发明所述致动机构受控制系统的控制，可以通过连接部对使用者双足分别施加立体空间X、Y、Z三轴的动力，驱动使用者足部沿动力合力的方向运动。致动机构还可以对连接部施加X、Y两轴的转动力，使连接部改变倾斜角度。连接部的支撑部件，可在致动机构活动部件的垂直活动范围内任意高度对使用者足部施加支撑力，当使用者单足或双足受到连接部的支撑部件支撑时，所述致动机构驱动连接部向使用者双足共同动作方向的相反方向运动，或由承载部对致动机构、连接部或使用者足部施加动力。可实现使用者在限定范围内向任意方向行走。

本发明所述的致动机构可以对所述连接部施加支撑力、阻力，让使用者的足部在动作方向上受到阻力，减慢运动速度或以某个角度停止于某个空间位置。比如：使用者抬起左足，带动左足连接部的支撑部件在比右足连接部的支撑部件高出20cm时，致动机构对左足连接部件施加阻力，让使用者左足停留在比右足高出20cm的位置。