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一种万向运动平台的制作方法
时间:2024-03-27 22:08 点击次数:160

  随着虚拟现实技术的兴起,新的设备和解决方案层出不穷,传统的设备人体只能再一个方向以不同的速度行走,不能满足虚拟现实要求的人体可以以不同速度沿任意方向走动的要求。

  而现有的一些运动平台只能实现单向运动,无法做到全向运动,且在运动过程中,无法通过控制抽气或吹气来控制万向球与气囊之间的摩擦力,当人踩在气囊顶部时,由于人体重量不同,造成万向球与气囊之间的摩擦力难以控制,造成万向球带动运动平台的位移量与使用人员实际位移量之间偏差较大,使用人员体验较差。

  本发明克服了现有技术的不足,提供一种万向运动平台,能够用于跑步机或vr虚拟现实模拟运动装置或模拟训练平台。

  为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种万向运动平台,包括:偏平结构的气囊,设置在气囊内壁上的若干个万向球与若干个驱动机构,用于检测使用人员移动数据的传感器;

  所述驱动机构外侧间隔设置若干个通孔,所述驱动机构内部设置有气泵与储气囊体,所述气泵能够将驱动机构内的气体吸入储气囊体,或所述气泵能够将所述储气囊体内的气体排入驱动机构内,通过气泵的抽气或吹气控制所述驱动机构与所述气囊内壁之间的摩擦力;

  若干个所述万向球与若干个所述驱动机构间隔分布,当脚掌踩在所述气囊顶部时,所述气囊承受压力挤压,使气囊的上内壁的万向球抵持至气囊的下内壁的驱动机构上;

  所述万向球外壁上涂有正电极层,所述驱动机构外壁上涂有负电极层,当所述正电极层与所述负电极层接触时,触发所述驱动机构运行,所述驱动机构能够驱动所述万向球偏转;

  所述传感器能够检测所述脚掌移动的位移量与所述位移速度,所述传感器检测的位移信号传输至处理器进行分析处理。

  本发明一个较佳实施例中,所述万向球的偏转量与所述偏转速度均与所述传感器检测到的脚掌的位移量与位移速度相同,且所述万向球的偏转方向与所述使用人员的移动方向相反。

  本发明一个较佳实施例中,所述气囊外侧设置有第一滑道,所述第一滑道上沿周向配合连接有多个防护组件,所述防护组件包括护腰、第一固定件、第一伸缩件与转轴。

  本发明一个较佳实施例中,所述固定件通过配合件配合连接在滑道上,所述伸缩件连接在所述固定件顶部,所述伸缩件顶部设置有转轴,所述转轴连接有摆臂,所述摆臂插入所述气囊内,所述护腰中心位置设置有预留孔。

  本发明一个较佳实施例中,所述气囊底部设置有底座,所述底座顶部设置有与所述气囊相配合的凹槽。

  本发明一个较佳实施例中,所述气囊外侧还包括第二滑道,所述第二滑道上沿周向配合连接有一随动组件,所述随动组件包括第二固定件、第二伸缩件与操作面板,所述随动组件能够根据使用人员转身进行配合旋转,始终保持使用人员面部一侧正对随动组件的操作面板。

  本发明一个较佳实施例中,所述第二固定件配合连接在所述第二滑道上,所述伸缩件连接在所述固定件顶部,所述伸缩件顶部设置有操作面板。

  本发明一个较佳实施例中,所述传感器包括重力传感器,所述重力传感器能够根据监测到的使用人员脚掌压力区域变化量进行检测使用人员的移动方向。

  (1)气囊内壁上的驱动机构与万向球间隔分布,只有使用人员踩在气囊上,使用人员对气囊的压力,使气囊产生形变,顶部内壁上的驱动机构或万向球与底部内壁上的万向球或驱动机构抵持接触,相互抵持的驱动机构与万向球实现电信号连接,实现驱动机构带动万向球移动,万向球带动气囊上表面(跑步面)移动,实现使用人员与运动平台的相对静止。

  (2)驱动机构驱动万向球的偏移量与使用人员的实现移动量相同,且万向球的偏转方向与使用人员移动方向相反,保证使用人员具有较好的体验感。

  (3)运动过程中,通过控制气泵的抽气或吹气来控制万向球与气囊之间的摩擦力,当人踩在气囊顶部时,由于人体重量不同,可以实现万向球带动运动平台的位移量与使用人员实际位移量之间偏差较小,精准较高。

  为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

  在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

  除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与术语本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

  在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

  在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

  需要说明的是,万向运动平台包括偏平结构的气囊80,设置在气囊80内壁上的若干个万向球82与若干个驱动机构81,用于检测使用人员10移动数据的传感器;

  驱动机构81外侧间隔设置若干个通孔83,驱动机构81内部设置有气泵94与储气囊体91,气泵94能够将驱动机构81内的气体吸入储气囊体91,或气泵94能够将储气囊体91内的气体排入驱动机构81内,通过气泵94的抽气或吹气控制驱动机构81与气囊80内壁之间的摩擦力;

  若干个万向球82与若干个驱动机构81间隔分布,当脚掌踩在气囊80顶部时,气囊80承受压力挤压,使气囊80的上内壁的万向球82抵持至气囊80的下内壁的驱动机构81上;

  万向球82外壁上涂有正电极层,驱动机构81外壁上涂有负电极层,当正电极层与负电极层接触时,触发驱动机构81运行,驱动机构81能够驱动万向球82偏转;

  传感器能够检测脚掌移动的位移量与位移速度,传感器检测的位移信号传输至处理器进行分析处理。

  具体而言,正电极层可以是二维过渡金属碳化物或碳氮化物,常见的ti3c2,具有手风琴状多层结构,保持高导电性,负电极层可以是酚醛树脂炭包覆石墨材料,气囊80底部有底座70,底座70上设置有与气囊80相配合的凹槽72,底座70顶部的边缘处有一圈弧形的护板71,护板71将气囊80包括在内,防止气囊80在使用过程中脱离凹槽72,气囊80外侧设置有防护组件30,防护组件30底部设置有相配合的第一滑道60,防护组件30能够沿第一滑道60移动,第一滑道60为圆环结构,但不限于圆环结构,本领域技术人员可以根据实际使用进行调整,第一滑道60上配合连接有三个防护组件30,任意两个防护组件30之间的角度均为120度,保证防护组件30的牢固性。

  根据本发明实施例,第一固定件33通过配合件配合连接在第一滑道60上,其中配合件能够是滑轮或其他的结构,只要是能够将第一固定件33固定在第一滑道60内侧,且第一固定件33能够在第一滑道60内灵活滑动,且不会脱离第一滑道60均可,第一伸缩件32连接在第一固定件33顶部,第一伸缩件32顶部设置有转轴31,转轴31连接有摆臂34,摆臂34插入护腰20内

  需要说明的是,第一固定件通过配合件配合连接在第一滑道60上,第一伸缩件连接在第一固定件顶部,第一伸缩件顶部设置有转轴31,转轴31连接有摆臂34,摆臂34插入护腰20内,护腰中心处设置有预留孔,预留孔能够进行腰部支撑固定,在使用前,护腰20内没有充气,护腰20为干瘪状,随后缓慢充气,也可以快速充入一定量的空气后,在进行缓慢充气,根据不同腰围的使用人群进行调整护腰20内的充气量,防护组件30包括护腰20、第一固定件33、第一伸缩件32与转轴31。

  在使用时,将第一伸缩件32降下,第一伸缩件32缓慢升起,三个摆臂的中心位置位于使用人员10腰部时,则第一伸缩件32停止升降,然后对护腰20进行充气,直到充入的气体使护腰20逐渐膨胀,护腰20内侧的预留孔膨胀接触到使用人员10的腰的外侧即可,当然,也可以控制充气量调整护腰20强度。

  通过设置升降式的第一伸缩件32,面对不同身高,不同体重的使用人群均能够使用,转轴31一侧的摆臂34能够对护腰20的倾斜角度进行微调,使护腰20朝向上方或下方倾斜,提高使用舒适性。

  根据本发明实施例,气囊80外侧还包括第二滑道50,第二滑道50上沿周向配合连接有一随动组件40,随动组件40包括第二固定件43、第二伸缩件42与操作面板41,第二固定件43配合连接在第二滑道50上,伸缩件连接在固定件顶部,伸缩件顶部设置有操作面板41,可以理解的是,随动组件40可以忽略,当使用人员10通过佩戴vr眼镜或vr头盔时,则不需要使用操作面板41进行操作,此种情况下,即可以省略随动组件40部分或全部结构,也可以根据实际使用需要进行调整随机组件的结构或随动方式,比如根据人眼定睛观看随动,使用人员10眼睛直视的方向,通过随动组件40,将控制面板调整至眼睛前方。

  需要说明的是,第二滑道50与第一滑道60均为圆形结构,但不限于圆形结构,可以根据实际需要进行设置,如方形结构等等,第一滑道60套在第二滑道50外侧,可以理解为第一滑道60与第二滑道50中心点重合,且第二滑道50的尺寸大于第一滑道60,第一滑道60与第二滑道50的形状相同,第二滑道50上配合连接有随动组件40,随动组件40能够沿第二滑道50移动,随动组件40上的第二固定件43与第二滑道50配合,配合方式能够是滑轮或其他的结构,只要是能够将第二固定件43固定在第二滑道50内侧,且第二固定件43能够在第二滑道50内灵活滑动,且不会脱离第二滑道50均可,第二伸缩件42能够沿第二固定件43长度方向竖直伸缩移动,用于调整操作面板41的高度。

  使用人员10转身或旋转过程中,由于护腰20固定腰部,所以外侧的防护组件30会跟随使用人员10旋转,可以理解的是,使用人员10旋转过程中,有时会需要使用到操作面板41,因此不管使用人员10如何旋转,均需要保证操作面板41始终在使用人员10的正前方,因此随动组件40跟随使用人员10进行旋转,保证操作面板41始终位于使用人员10眼睛前方,在使用人员10进行下蹲动作时,第二伸缩件42进行伸缩,调整操作面板41高度。

  根据本发明实施例,万向球82与驱动机构81间隔交错分布在气囊80的内部。

  需要说明的是,相邻万向球82与驱动机构81之间的间距能够是相同的,若间距不同,误差应维持在1-5厘米,这样保证使用人员10踩在气囊80的每一个位置处,受力均匀,使用人员10踩下气囊80上表面时,能够保证万向球82至少与下侧的一个驱动机构81接触,同时,万向球82的设置方式可以按照预定的轨迹进行分布,如按照圆形轨迹,方形轨迹排布或菱形轨迹排布等等,但不限于这几种分布方式,但驱动机构81的设置方式需要与万向球82相对应,这样可以保证驱动机构81与万向球82进行匹配,万向球82能够按照预定的方式或顺序依次进行旋转,传感器检测气囊80的移动速度与移动方向,与人体移动速度方向进行对比,从而得到偏差,然后通过气囊80内部的万向球82增加或减小速度,或调整万向球82偏移方向,进行纠正偏差。

  图3为驱动机构外侧通孔分布示意图,图4为驱动机构局部剖视图,图5为驱动机构内部结构示意图;

  根据本发明实施例,驱动机构81外侧间隔设置若干个通孔83,驱动机构81为球形结构,且为中空结构,两个半圆内空球壳进行配合卡接的方式将气泵94与储气囊体91存放在驱动机构81内;

  需要说明的是,驱动机构81内部设置有气泵94与储气囊体91,储气囊体91与气泵94之间通过气管92连接,气泵94的一侧连接有气管92,其余侧面均连接有气孔93,通过气孔93进行进气或出气操作,多面气孔93进行抽气或吹气,能够提高效率,在需要进行通过气泵94调整气囊80内壁与驱动机构81之间的摩擦力时,能够快速调整,驱动机构81为球形结构,且为中空结构,两个半圆内空球壳进行配合卡接的方式将气泵94与储气囊体91存放在驱动机构81内,气泵94能够将驱动机构81内的气体吸入储气囊体91,或气泵94能够将储气囊体91内的气体排入驱动机构81内,通过气泵94的抽气或吹气控制驱动机构81与气囊80内壁之间的摩擦力,驱动机构81与万向球82外侧设置有橡胶套,保证驱动机构81、万向球82与气囊80内壁之间能够产生摩擦力。

  根据本发明实施例,气囊80内部的万向球82以及驱动机构81的分布示意图,万向球82与驱动机构81间隔交错分布在气囊80的内部,这样保证使用人员10踩在气囊80的每一个位置处,受力均匀,使用人员10踩下气囊80上表面时,能够保证万向球82至少与下侧的一个驱动机构81接触,万向球82的偏转量与偏转速度均与传感器检测到的脚掌的位移量与位移速度相同,且万向球82的偏转方向与使用人员10的移动方向相反。传感器包括重力传感器,重力传感器能够根据监测到的使用人员10脚掌压力区域变化量进行检测使用人员10的移动方向。

  需要说明的是,气囊80内壁上的驱动机构81与万向球82间隔分布,只有使用人员踩在气囊80上,使用人员对气囊80的压力,使气囊80产生形变,顶部内壁上的驱动机构81或万向球82与底部内壁上的万向球82或驱动机构81抵持接触,相互抵持的驱动机构81与万向球82实现电信号连接,实现驱动机构81带动万向球82移动,万向球82带动气囊80上表面(即跑步面)移动,实现使用人员与运动平台的相对静止,驱动机构81驱动万向球82的偏移量与使用人员的实现移动量相同,且万向球82的偏转方向与使用人员移动方向相反,保证使用人员具有较好的体验感。

  根据本发明实施例,气囊80底部设置有底座70,底座70顶部设置有与气囊80相配合的凹槽72,凹槽72边缘处设置有弧形护板71,护板71向底座70圆心方向弯曲弧度,能够通过护板71将平台卡在护板71内侧,不会使气囊80滑移,且气囊80的外表面光滑,凹槽72的表面也光滑,保证平台在凹槽72内移动时,气囊80通过护板71的防护不会脱离凹槽72,同时也能使使用人员10与运动平台始终保持相对静止。

  需要说明的是,气囊80内壁上的驱动机构81与万向球82间隔分布,只有使用人员踩在气囊80上,使用人员对气囊80的压力,万向球82带动气囊80上表面(即跑步面)移动,实现使用人员与运动平台的相对静止,传感器能够检测脚掌移动的位移量与位移速度,传感器检测的位移信号传输至处理器进行分析处理,万向球的偏转量与偏转速度均与传感器检测到的脚掌的位移量与位移速度相同,且万向球的偏转方向与使用人员的移动方向相反,传感器包括重力传感器,重力传感器能够根据监测到的使用人员脚掌压力区域变化量进行检测使用人员的移动方向,多个万向球偏移量的合量与合旋转方向进行叠加计算,即可得到整个气囊80真正的实际偏移量与偏移方向,这样计算,能够实现气囊80偏移方位实现多角度,接近零偏差,使人员与运动平台始终保持相对静止。

  运动过程中,通过控制气泵94的抽气或吹气来控制万向球82与气囊80之间的摩擦力,当人踩在气囊80顶部时,由于人体重量不同,可以实现万向球82带动运动平台的位移量与使用人员实际位移量之间偏差较小,精准较高。

  以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

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