[發(fā)明專利]一種模塊化全向運(yùn)動平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210149746.3
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114522395B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王子峣;魏海坤;張侃健
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: A63B26/00
• 分類號: A63B26/00;A63B71/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發(fā)明公開了一種模塊化全向運(yùn)動平臺。通過模塊化設(shè)計(jì)，將不同功能進(jìn)行模塊化劃分，包括驅(qū)動型全向運(yùn)動底盤，驅(qū)動單元，防護(hù)支架。本本發(fā)明通過特殊的傳動方式，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動型全向平臺沿曲線進(jìn)行連續(xù)傳動的效果，由此構(gòu)造了圓形的全向平臺表面，減小設(shè)備的占地面積，并提高了有效面積的利用率。通過模塊化的驅(qū)動單元設(shè)計(jì)，及由中間向兩端驅(qū)動的方式，克服了現(xiàn)有技術(shù)中傳動結(jié)構(gòu)受力不均勻的問題，減小了因單側(cè)受力造成的磨損，并提高了可維護(hù)性。通過對防護(hù)支架的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了人體運(yùn)動六自由度的完全解耦，在不不影響用戶自由度的情況下，提供足夠的安全防護(hù)，由此達(dá)到舒適性和安全性之間的有效平衡。本發(fā)明具有占地面積小，用戶移動體驗(yàn)自然，具有足夠的安全性和舒適性，維護(hù)簡單，可拓展性強(qiáng)等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人體全向運(yùn)動技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有模塊化設(shè)計(jì)的全向運(yùn)動平臺及其安全防護(hù)裝置的技術(shù)。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)模擬人類各類感官信號，如視覺，聽覺，觸覺，運(yùn)動等，提供以假亂真的虛擬感受。自然移動交互技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中拓展用戶在虛擬世界中探索空間的重要技術(shù)之一。基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)產(chǎn)生的全向運(yùn)動設(shè)備即是一種可以滿足使用者全向行動的需求的設(shè)備，其使得使用者在有限空間里實(shí)現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)中的無限行走，如奔跑、旋轉(zhuǎn)、跳躍、下蹲、左右躲閃等動作。

為了實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動，已有解決方案如“一種輕量化VR全向運(yùn)動機(jī)(CN201920999658.6)”公開的一種輕量化VR全向運(yùn)動機(jī)，其達(dá)到了輕量化的目的，輪廓為圓盤型，總體占用面積較小。然而其在解決用戶全向移動問題上采用了被動式解決方案，用戶移動過程實(shí)際是在原地進(jìn)行滑步，克服摩擦的過程是費(fèi)力的。此外該方案在實(shí)際的應(yīng)用中省略了腰部的復(fù)雜動作，導(dǎo)致了在實(shí)際的VR體驗(yàn)中用戶存在一定程度的束縛感，可以應(yīng)用的運(yùn)動種類較為單一，在倒退行走時(shí)極不自然，進(jìn)而影響到了沉浸式體驗(yàn)。

一種滾軸式人體全向運(yùn)動平臺及其速度合成方法(201810922105.0)中給出了一種主動式的全向運(yùn)動平臺，能夠?qū)⒂脩粞厝我夥较蛩突刂行摹Ｈ欢摲桨钢械膫鲃臃桨竷H適用于規(guī)整的直線，因此整體設(shè)備結(jié)構(gòu)為方形，這造成多角線上面積的浪費(fèi)，使得難以小型化。此外順次單一的驅(qū)動方案，使得靠近驅(qū)動端的具有更大的磨損。內(nèi)置的電機(jī)方案難以進(jìn)行不同型號和尺寸的其他電機(jī)，可維護(hù)性和拓展性差。相對轉(zhuǎn)動的螺旋轉(zhuǎn)軸，極易造成用戶腳步卡入機(jī)器內(nèi)部，此外單一平臺無法保證用戶在失去平衡的安全性，整體來看安全性較差。

已有技術(shù)中，可初步提供較為自然的用戶移動體驗(yàn)，然而這些方案的空間浪費(fèi)嚴(yán)重；對于用戶的安全性和舒適性之間，現(xiàn)有方案或使得自由度缺失，或完全放開用戶束縛，無法得到有效防護(hù)，使得二者之間難以達(dá)到有效的平衡。此外目前技術(shù)方案中，各功能單元屬于強(qiáng)耦合，難以實(shí)現(xiàn)功能單元的快速替換和拓展，整體維護(hù)困難，可拓展性差。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種具有占地面積小，用戶移動體驗(yàn)自然，具有足夠的安全性和舒適性，維護(hù)簡單，可拓展性強(qiáng)等特點(diǎn)的模塊化全向運(yùn)動平臺及安全防護(hù)裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明完整的技術(shù)手段和方法。