[發明專利]一種滾軸式人體全向運動平臺及其速度合成方法

有效

• 申請號: 201810922105.0
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109248415B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 王子峣;魏海坤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A63B26/00
• 分類號: A63B26/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發明公開了一種滾軸式人體全向運動平臺，主要包括外殼、置于外殼內部的若干組交替放置的螺旋滾軸和用于驅動螺旋滾軸的電機，所述螺旋滾軸分為順時針螺旋滾軸和逆時針螺旋滾軸，其中順時針螺旋滾軸軸身上按一定角度斜向嵌入可轉動的輪子，滾軸兩端裝有齒輪和起支撐作用的軸承，逆時針螺旋滾軸與順時針螺旋滾軸成鏡像對稱。本發明呈現出了一種主動式的人體全向運動平臺，與被動式的全向運動平臺相比，人體不需要被束縛，可提供更加真實的移動感受，有效的解決了虛擬空間移動受現實空間限制的問題，并且具有低噪聲，機身輕薄等特點。

技術領域

本發明涉及人體運動設備技術領域，具體涉及一種滾軸式人體全向運動平臺及其速度合成方法。

背景技術

在計算機網絡技術迅猛發展的現代社會，網絡技術不僅帶來科技經濟的發展，也帶了休閑娛樂功能的革新，由此虛擬現實環境的終端模擬器類型多樣，但大多的終端模擬器中，都需要大面積的場地進行運動，靈敏度不夠，對于跳躍下蹲轉向等運動無法自如實現，感受逼真度低，且由于人體移動時，沒有防護措施容易造成傷害，這些都極大地制約了現有人體萬向移動平臺的發展。

為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如“一種萬向跑步踩踏裝置(201320425296.2)”，包括殼體、跑步機本體、主控制系統和傳感器，所述傳感器和跑步機本體均與主控制系統電連接所述殼體包括上蓋，所述上蓋上設置有一洞口，所述跑步機本體設置于殼體內、洞口所在位置的下方所述傳感器傳遞其感應到的人跑步的受力信息到主控制系統，所述主控制系統控制調節跑步機本體運行方向。

又如“虛擬現實人體全向移動輸入平臺(201510333880.9)”解決了防護效果差，人體運動時安全性低的問題。但其仍屬于被動式的跑步機，造成人體需要受到來自腰部的束縛，在倒退行走時極不自然。

在“一種基于速度分解與合成的全向運動輸入平臺(201611214960.3)”中，其有效的解決了行走不自然的問題，且結構簡單。但由于使用鏈條式的方法，存在鏈條傳動固有的缺點，即容易出現跳齒，脫節等現象，且維護成本較高，此外由于鏈條與其他部件的摩擦，所產生的噪音問題也難以解決。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，提供一種體驗效果更佳、更加輕薄、主動式、易于維護、低噪音的滾軸式人體全向運動平臺。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供一種滾軸式人體全向運動平臺，包括外殼、設置在外殼內的若干組交替放置的螺旋滾軸以及用于驅動螺旋滾軸的電機，所述螺旋滾軸用于給平臺表面上運動的人體提供一個反向的移動速度，從而實現人體不離開機體表面區域的移動體驗，采用主動式的運動結構，消除了人體受到來自腰部的束縛的影響，可提供更加真實的移動感受。

進一步地，所述外殼包括底座和機體蓋，所述底座的兩側邊均設置有用于安裝螺旋滾軸的支撐軸承槽以及用于齒輪傳動的齒輪槽，機體蓋與底座基本對稱，區別在于機體蓋無底。

進一步地，所述底座的一側端設置有兩個用于固定和裝配電機的電機安裝槽，兩個電機安裝槽分別用于固定兩個電機。

進一步地，所述螺旋滾軸的兩端均設置有支撐軸承和齒輪，所述支撐軸承和齒輪分別配合在支撐軸承槽和齒輪槽上，所述螺旋滾軸上的兩個齒輪分別為主動齒輪和從動齒輪，所述主動齒輪固定在螺旋滾軸上在電機作用下用于驅動螺旋滾軸轉動，所述從動齒輪活動裝配在螺旋滾軸上可繞螺旋滾軸自由轉動，所述螺旋滾軸的兩端均設置有用于安裝支撐軸承的支撐軸承固定區并且分別設置有主動齒輪固定區和從動齒輪固定區，所述主動齒輪通過主動齒輪固定區固定在螺旋滾軸上，所述從動齒輪通過軸承裝配在螺旋滾軸的從動齒輪固定區上。