[發(fā)明專利]一種主動(dòng)式全向行動(dòng)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310535548.5
• 申請(qǐng)日: 2023-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN116617674A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州虛現(xiàn)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): A63F13/90
• 分類號(hào): A63F13/90
• 代理公司: 杭州華知專利事務(wù)所(普通合伙) 33235
• 代理人: 張德寶

本發(fā)明公開了一種主動(dòng)式全向行動(dòng)設(shè)備。本發(fā)明通過腳部慣性傳感器和腳部光學(xué)非接觸式傳感器結(jié)合，精準(zhǔn)的判斷實(shí)際移動(dòng)速度以及啟動(dòng)，停止時(shí)機(jī)，通過底盤磁式角度傳感器，精準(zhǔn)判斷用戶行走方向，并通過主動(dòng)式底盤的設(shè)計(jì)，主動(dòng)配合用戶在底盤上沿各個(gè)方向自然行走；本發(fā)明優(yōu)化設(shè)備對(duì)不同身高的適配，使用戶在不對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整的情況下即可使用設(shè)備；本發(fā)明增加坐姿的實(shí)現(xiàn)，使用戶可以在不下機(jī)的情況下即可舒適的坐下，并可以檢測(cè)到用戶坐下的動(dòng)作；本發(fā)明優(yōu)化腰環(huán)的穿戴方式，使用戶可以更加簡(jiǎn)單的穿戴腰帶，并且可以簡(jiǎn)單的將腰環(huán)系緊；優(yōu)化腰環(huán)的橫向調(diào)節(jié)功能，使用戶可以快速對(duì)腰環(huán)進(jìn)行調(diào)整以彌補(bǔ)因用戶行走習(xí)慣而造成偏向轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種主動(dòng)式全向行動(dòng)設(shè)備。

背景技術(shù)

現(xiàn)今社會(huì)的休閑娛樂業(yè)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)游戲更是得到用戶的喜愛和推廣，眾多的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的終端模擬器也應(yīng)運(yùn)而生，滿足用戶對(duì)于更強(qiáng)烈的操控感和沉浸感的需求。基于虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)產(chǎn)生的全向行動(dòng)設(shè)備即是一種可以滿足使用者全向行動(dòng)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(dòng)作。

中國(guó)專利公告號(hào)CN?114564025A，公告日2022年5月31日，公開的一種虛擬行走的裝置及虛擬行走方法，包括全向運(yùn)動(dòng)機(jī)和腳部穿戴設(shè)備，使用者穿戴好全向運(yùn)動(dòng)機(jī)時(shí)，利用負(fù)載框體進(jìn)行適配身高的調(diào)節(jié)，并穿戴好腳部穿戴設(shè)備站立與跑盤上，通過對(duì)人體軀干進(jìn)行跟蹤獲得人體姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過激光傳感器對(duì)人體腳部進(jìn)行跟蹤獲得左右腳的位移數(shù)據(jù)，根據(jù)左右腳的位移數(shù)據(jù)分別獲得腳部的虛擬位置和移動(dòng)速度；根據(jù)所述腳部虛擬位置，使用IK算法反推得到腿部姿態(tài)；最后利用所述人體姿態(tài)數(shù)據(jù)、腳部的移動(dòng)速度和腿部姿態(tài)控制虛擬角色的行走動(dòng)作。這類產(chǎn)品適配性好，行走時(shí)穩(wěn)定舒適，同時(shí)使用慣性傳感器和腳部的激光傳感器來實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)行走感受，具有更好的貼合感和沉浸度。

但現(xiàn)有市場(chǎng)上如CN?114564025A這類全向行動(dòng)設(shè)備的全向行動(dòng)平臺(tái)主要為被動(dòng)式底盤，即底盤不會(huì)主動(dòng)配合用戶行動(dòng)，用戶在使用時(shí)需要通過學(xué)習(xí)，才可以在設(shè)備上實(shí)現(xiàn)相對(duì)自然的行走；而且大部分產(chǎn)品僅支持行走、跑步的功能。且在使用時(shí)需要進(jìn)行繁瑣的穿戴、調(diào)整步驟才可以正常使用設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)式全向行動(dòng)設(shè)備，采用全新結(jié)構(gòu)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)通過設(shè)備本身主動(dòng)配合用戶在底盤上沿各個(gè)方向自然行走。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種主動(dòng)式全向行動(dòng)設(shè)備，包括全向運(yùn)動(dòng)機(jī)、腳部穿戴設(shè)備和行動(dòng)控制系統(tǒng)，全向運(yùn)動(dòng)機(jī)包括滑桿、腰帶、連接桿、轉(zhuǎn)動(dòng)桿、底盤和支撐底座，轉(zhuǎn)動(dòng)桿通過底盤轉(zhuǎn)動(dòng)部分可以繞支撐底座360°轉(zhuǎn)動(dòng)；連接桿連接到轉(zhuǎn)動(dòng)桿上；滑桿連接到連接桿上，腰帶連接到滑桿上；底盤安裝到支撐底座上，底盤為主動(dòng)式底盤，包括承載框架、兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聯(lián)動(dòng)帶輪、多排左驅(qū)動(dòng)輪及右驅(qū)動(dòng)輪，左驅(qū)動(dòng)輪與右驅(qū)動(dòng)輪為對(duì)稱結(jié)構(gòu)；多排左驅(qū)動(dòng)輪及右驅(qū)動(dòng)輪交替分布轉(zhuǎn)動(dòng)連接在承載框架上，兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別通過聯(lián)動(dòng)帶輪和聯(lián)動(dòng)帶聯(lián)動(dòng)多排左驅(qū)動(dòng)輪和右驅(qū)動(dòng)輪；

左驅(qū)動(dòng)輪和右驅(qū)動(dòng)輪分別包括輪架與小輪，小輪安裝在輪架上，并可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝后小輪局部突出輪架表面，小輪在輪架橫向方向上傾斜分布；

行動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器和信息反饋系統(tǒng)，信息反饋系統(tǒng)包括安裝于腳部穿戴設(shè)備的腳部慣性傳感器、腳部光學(xué)非接觸式傳感器和安裝于底盤轉(zhuǎn)動(dòng)部分的底盤磁式角度傳感器，分別用于反饋用戶人體的行動(dòng)速度、離地?cái)?shù)據(jù)及行走方向；

控制器通過反饋的用戶人體的行動(dòng)速度、離地?cái)?shù)據(jù)及行走方向控制兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)左驅(qū)動(dòng)輪和右驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，配合用戶移動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述輪架沿圓周均勻設(shè)置有多排小輪，相鄰兩排小輪交錯(cuò)分布。

作為優(yōu)選，所述小輪在輪架橫向方向上呈45°夾角分布。

作為優(yōu)選，所述連接桿上安裝有坐姿模塊。坐姿模塊采用可折疊的座位板。