[發明專利]基于虛擬現實技術的騎行設備及其控制方法

有效

• 申請號: 201810352776.8
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108744472B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 陳樂;陳新奎;于捷;湯龍梅;蔡志明;陳博文
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;A63B24/00;A63B22/08
• 代理公司: 11255 北京市商泰律師事務所
• 代理人: 王曉彬<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種基于虛擬現實技術的騎行設備，包括主機、虛擬頭盔和車體模擬裝置，所述車體模擬裝置包括底板，底板相對兩端設有兩豎向平行設置的支架，兩支架間通過第一轉軸連接有可旋轉的圓環，圓環內側通過第二轉軸連接有可旋轉的車體，第二轉軸垂直于第一轉軸方向設置；還包括圓環驅動機構和車體驅動機構；車體驅動機構驅動車體繞第二轉軸旋轉，圓環驅動機構驅動圓環繞第一轉軸旋轉，實現車體轉彎、上坡、下坡等姿態的變換。本發明可以通過主機向車體模擬裝置發送指令，全方位實時改變車體空間姿態，讓騎行人員根據自身重心平衡感體驗到各種場景的不同地理情況，帶給騎行人員沉浸式體驗，體驗更真實。

技術領域

本發明涉及虛擬現實控制技術領域，尤其涉及一種基于虛擬現實技術的騎行設備及其控制方法。

背景技術

隨著經濟的發展及生活水平的提高，人們的健身意識逐漸增強。自行車騎行運動作為一種簡單容易實現的運動方式，深受廣大運動愛好者的喜歡，自行車騎行不僅出行綠色，而且還具有恢復心臟功能、防止高血壓、血管硬化等功效，隨著汽車污染日趨嚴重，人們越來越倡導自行車綠色出行。自行車騎行運動雖然是一種簡單容易實現的運動方式，但是一旦遇到天氣不佳(如雨天)時，也會給騎行運動帶來一定的不便。

健身車是一種有氧運動，常作為負重器械訓練前的熱身活動。它可以產生熱量、促進關節空腔內分泌更多的潤滑液，有效減輕軟組織慢性勞損、避免軟骨磨損等健身訓練的副作用。

因此，人們將健身車與虛擬現實技術結合，研發了一系列VR健身車，可以實現足不出戶的騎行健身體驗。

現有VR健身車的外置健身車設備通常將車身固定，不能隨意改變車身的空間姿態，使得騎行者體驗感覺不真實，由于視覺感受與肢體動作不能統一，會讓騎行者有眩暈感。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于虛擬現實技術的騎行設備及其控制方法，車體模擬裝置可以隨場景變化實時變換車體空間姿態，讓騎行者體驗各種場景的不同地理情況，增強騎行體驗。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：

一種基于虛擬現實技術的騎行設備，包括主機、虛擬頭盔和車體模擬裝置，所述車體模擬裝置包括底板，底板相對兩端設有兩豎向平行設置的支架，兩支架上設有對應的第一軸孔，第一軸孔內設有可旋轉的第一轉軸，第一轉軸間連接有圓環，第一轉軸與圓環相對兩端外側固定連接，圓環在圓環驅動機構的帶動下繞第一轉軸旋轉；圓環內側相對兩端設有第二軸孔，第二軸孔內設有可旋轉的第二轉軸，第二轉軸垂直于所述第一轉軸，第二轉軸間連接有車體，第二轉軸分別與車體的前端、后端固定連接，車體在車體驅動機構的帶動下繞第二轉軸旋轉；

所述車體底部設有向下延伸的支撐桿，支撐桿末端連接有弧形限位桿，限位桿以圓環中心為圓心且沿圓環旋轉路徑設置；

所述圓環驅動機構包括第一電機，第一電機的驅動軸上設有第一齒輪；所述圓環上設有連桿，連桿一端套置在圓環外且可繞圓環旋轉，連桿另一端連接有第一驅動桿，第一驅動桿與連桿鉸接，第一驅動桿側面設有第一齒條，第一齒條與所述第一齒輪嚙合；第一電機正反轉，通過第一齒輪、第一齒條帶動第一驅動桿進行往復運動，從而第一驅動桿通過連桿帶動圓環旋轉，實現車體向前或后傾斜；

所述車體驅動機構包括第二電機，第二電機的驅動軸上設有第二齒輪；所述車體驅動機構還包括第二驅動桿，第二驅動桿為弧形且沿車體中部底端旋轉路徑設置，第二驅動桿下表面設有第二齒條，第二齒條與所述第二齒輪嚙合，第二驅動桿上表面設有限位槽，所述限位桿嵌置在限位槽內且可沿限位槽滑動；第二電機正反轉，通過第二齒輪、第二齒條帶動第二驅動桿沿車體中部底端旋轉路徑做往復運動，從而第二驅動桿通過限位桿帶動車體繞第二轉軸旋轉，實現車體向左或右傾斜。

作為本方案的一種優選，所述車體前端設有可旋轉的車把，后端設有高度可調的車座，車體底部設有可供蹬踏的腳踏板，所述限位桿設置在腳踏板旋轉半徑范圍外。