[发明专利]一种基于激光测距的动作捕捉设备

权利要求书

1.一种基于激光测距的动作捕捉设备，包括八边形底座(1)、八边形捕捉台(2)与VR主机(19)，所述八边形捕捉台(2)设于八边形底座(1)的顶部，所述VR主机(19)设于八边形底座(1)的一侧，其特征在于：所述八边形底座(1)的顶部外壁固定设有八个等间距分布的第一绞盘(3)，所述八边形捕捉台(2)的底部外壁固定设有八个等间距分布的第二绞盘(5)，所述第一绞盘(3)的顶部一端铰接有第一气动推杆(4)，所述第一气动推杆(4)的输出轴与第二绞盘(5)的底部一端铰接，所述八边形底座(1)的顶部中央位置固定设有第一定位块(6)，所述八边形捕捉台(2)的底部中央位置固定设有第二定位块(9)，所述第一定位块(6)的顶部一端固定设有第二气动推杆(7)，所述第二气动推杆(7)的输出轴顶部一端通过连轴固定设有活动球(8)，所述第二定位块(9)的底部外壁开有球形活动槽(10)，所述活动球(8)的外壁与球形活动槽(10)的内壁滑动连接，所述VR主机(19)的顶部一端固定设有支撑架(20)，所述支撑架(20)的末端位于八边形捕捉台(2)中央位置的正上方，所述支撑架(20)的末端固定设有竖直向下的定位套筒(21)，所述定位套筒(21)的内壁固定设有竖直向下的步进电机(32)，所述步进电机(32)的输出轴穿过定位套筒(21)的底部外壁通过连轴器固定设有转动盘(33)，所述转动盘(33)的一侧外壁固定设有横板(34)，所述横板(34)的一端固定设有两个竖直向下的连杆(35)，两个所述连杆(35)的底部一端固定设有定位板(36)，所述定位板(36)的侧壁固定设有两个第三气动推杆(37)，两个所述第三气动推杆(37)的输出端固定设有撞击板(38)，所述撞击板(38)远离定位板(36)的一侧固定设有海绵护垫(39)。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的动作捕捉设备，其特征在于：所述八边形底座(1)的顶部外壁固定设有八边形波纹伸缩管(11)，所述八边形波纹伸缩管(11)的顶部外壁与八边形捕捉台(2)的底部外壁固定连接，所述八边形波纹伸缩管(11)由橡胶材质制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的动作捕捉设备，其特征在于：所述八边形底座(1)的外壁固定设有等距离分布的固定板(12)，所述固定板(12)的顶部外壁固定设有竖直向上的保护围栏(13)，所述保护围栏(13)的一侧开有缺口(14)，所述缺口(14)的一侧通过铰链活动连接有门栏(15)。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光测距的动作捕捉设备，其特征在于：所述门栏(15)的顶部一侧固定设有拉把手(16)，所述门栏(15)远离缺口(14)铰接的侧壁固定设有第一电磁铁(17)，所述门栏(15)的一侧外壁固定设有第二电磁铁(18)，所述第一电磁铁(17)与第二电磁铁(18)相适配。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的动作捕捉设备，其特征在于：所述定位套筒(21)的侧壁固定设有三个等距离分布的定位支架(22)，所述定位支架(22)的底部一端均固定设有激光发射器(23)，所述转动盘(33)的底部外壁固定设有激光接收器(24)。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的动作捕捉设备，其特征在于：所述VR主机(19)的顶部一侧设有显示面板(25)，所述VR主机(19)的侧壁固定设有控制台(26)，所述控制台(26)位于显示面板(25)的底部一侧。

7.根据权利要求6所述的一种基于激光测距的动作捕捉设备，其特征在于：所述控制台(26)的顶部一侧开有等距离分布的控制按钮(27)，所述控制台(26)的顶部外壁固定设有限位柱(28)，所述限位柱(28)的外壁套接有相适配的VR眼镜(29)，所述控制台(26)的顶部外壁开有两个固定口(30)，两个所述固定口(30)的内壁插接有相适配的VR手柄(31)。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于激光测距的动作捕捉设备，其特征在于，还包括如下操作步骤：

步骤1：首先通过拉把手(16)控制第一电磁铁(17)与第二电磁铁(18)分离将门栏(15)打开，需要体验的人员步入八边形捕捉台(2)的顶部，体验人员将限位柱(28)外壁套接有的VR眼镜(29)取出，并将固定口(30)内壁插接有的VR手柄(31)取出，体验人员首先将VR眼镜(29)佩戴在头部，双手分别握着两个VR手柄(31)；

步骤2：通过VR眼镜(29)体验人员能够体验到虚拟画面，体验人员在现实中头部以及手部进行移动时，带动VR眼镜(29)以及两个VR手柄(31)进行移动，此时通过三个激光发射器(23)发射激光信号，VR眼镜(29)以及两个VR手柄(31)反射激光信号，激光接收器(24)对反射的激光信号进行捕捉，通过VR主机(19)进行计算捕捉到体验人员的动作轨迹，并在VR眼镜(29)内显示出来，供体验人员进行观看，在外界的人员可通过显示面板(25)观看到体验人员观看到的虚拟画面；

步骤3：虚拟画面内产生振动以及地面倾斜时，此时通过第一气动推杆(4)的输出轴与球形活动槽(10)的输出轴向上或向下运动，在八边形底座(1)的顶部控制八边形捕捉台(2)上升下降，产生振动以及倾斜角度，供体验者做出真实的动作反馈，同时能够适配虚拟画面产生的真实振动，极大地提高了体验者的体验效果；

步骤4：用户在虚拟空间内与物体发生碰撞时，通过步进电机(32)的输出轴带动转动盘(33)旋转，转动盘(33)带动横板(34)旋转，横板(34)通过连杆(35)带动定位板(36)旋转，通过定位板(36)带动撞击板(38)移动到用户即将发生碰撞的位置，通过定位板(36)一侧设有的第三气动推杆(37)推动撞击板(38)，撞击板(38)带动海绵护垫(39)往用户的身体移动，通过撞击板(38)一侧设有的海绵护垫(39)与用户发生碰撞，能够让用户的肢体做出对应的动作，使之与虚拟空间内具有相同的画面反馈，极大提高了用户的体验效果，真实感强烈；

步骤5：体验者体验完毕后，将VR眼镜(29)从体验者的头部取出，将VR眼镜(29)套入限位柱(28)的内壁，然后将两个VR手柄(31)插入固定口(30)的内壁，体验者将门栏(15)打开，从八边形捕捉台(2)的顶部移出，体验完毕。