一种虚拟现实承载台论文和设计-张昉

全文摘要

一种虚拟现实承载台，涉及一种虚拟现实装置，用于承载座椅并与外部娱乐设备进行信号连接，所述虚拟现实承载台包括底座、倾斜装置和承载台，所述倾斜装置连接于所述底座与所述承载台之间，所述承载台用于承载承载座椅，在所述承载座椅上分别设有按压压杠和可升降的坐板，所述倾斜装置与外部娱乐设备信号连接，用于产生与外部娱乐设备的虚拟现实场景相匹配的倾斜运动，所述的倾斜装置包括一个支撑机构和四个升降机构；本实用新型可以根据外部娱乐设备发送的信号，虚拟现实承载台的倾斜装置实时的接收外部娱乐设备发送的信号做出各种高难的动作，本实用新型结构设置合理，体积小，非常具有推广价值。

主设计要求

1.一种虚拟现实承载台，包括用于承载座椅并与外部娱乐设备进行信号连接，包括底座（6）、倾斜装置（5）和承载台（3），其特征是：所述倾斜装置（5）连接于所述底座（6）与所述承载台（3）之间，所述承载台（3）用于承载承载座椅（1），在所述承载座椅（1）上分别设有安全压杠（11）和可升降的坐板（13），所述倾斜装置与外部娱乐设备信号连接，用于产生与外部娱乐设备的虚拟现实场景相匹配的倾斜运动，所述的倾斜装置（5）包括一个支撑机构（4）和四个升降机构（10），在所述支撑机构（4）上部设有支撑板（9），所述支撑机构（4）上部的支撑板（9）支撑在所述承载台（3）中心部位，所述的四个升降机构（10）连接于所述底座（6）上，所述四个升降机构（10）的升降轴分别与所述承载台（3）下底面四个顶角呈活动连接，所述四个升降机构（10）的升降轴与所述承载台（3）底面的连接点的连线呈正方形，且所述承载台（3）的中心与所述支撑机构（4）上的支撑板（9）重合，在所述承载台（3）上表面两侧分别设有支杆（2），在所述两支杆（2）的相对面上分别设有转动机构（7），在所述两支杆（2）相对面之间设有承载座椅（1），所述承载座椅（1）与所述两支杆（2）上的转动机构（7）的转动轴固定连接，控制器与所述支撑机构（4）、升降机构（10）和转动机构（7）电性连并接收所述外部娱乐设备的信号并发出控制指令，控制支撑机构（4）下降后再控制所述四个升降机构（10）进行相互独立的升降运动，所述承载台（3）由所述四个独立升降的升降机构（10）运动而形成的与虚拟现实场景相配合的倾斜运动，控制转动机构（7）进行转动而形成与虚拟现实场景相配合的纵向转动运动。

设计方案

2.根据权利要求1所述的虚拟现实承载台，其特征是：所述四个升降机构（10）的升降轴与所述承载台（3）之间通过万向轴承（8）活动连接。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实承载台，其特征是：所述的转动机构（7）为旋转电机。

4.根据权利要求1所述的虚拟现实承载台，其特征是：所述的支撑机构（4）和升降机构（10）为气缸或线性电机。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实承载台，其特征是：在所述承载座椅（1）上设有安全压杠（11），在所述安全压杠（11）外表面上设有把手（12）。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实承载台，其特征是：在所述承载座椅（1）下部设有底部升降件（14），在所述底部升降件（14）上固定连接有坐板（13），在所述承载座椅（1）底部面上设有开槽（15），压杆（16）通过开槽（15）与所述底部升降件（14）进行机械连接。

7.根据权利要求6所述的虚拟现实承载台，其特征是：所述的底部升降件（14）为油压或机械式或气压升降结构。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种承载台，尤其是涉及一种虚拟现实承载台。

背景技术

VR(英文：Virtual Reality，中文翻译：虚拟现实，简称VR)，是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境 (英文：V i r t u alEnvironment，简称VE)。虚拟现实技术实现的载体是虚拟现实仿真平台 (英文：VirtualReality Platform，简称VRP)，虚拟现实技术已经有几十年历史了，多年来它的应用一直集中于军事、房地产、科研等专业领域。2014年年初，Facebook花费20亿美金收购OculusVR，让很多人觉得，虚拟现实技术也许即将走进普通人的生活。虚拟现实技术在军事、房地产、科研等领域都有应用，近年来也广泛应用于在电竞、影院等商业领域，最为专注在游戏领域。虚拟现实技术已经在逐步的走进普通大众的生活。

最先进的VR系统的键特征将是它们为每个虚拟环境提供细节的广度和深度的能力。例如，集成的VR系统可以提供各种各样的虚拟体验，例如模拟沿着繁忙的街道行走的细节、进入具有用于购买的各种产品的虚拟商店的内部、驾驶虚拟汽车、模拟丛林穿越、坐过山车等等。VR系统可以包括传感器以检测来自体验者的输入，例如运动、语音、眼睛注视等，并且还为体验者生成输出，例如立体图像、音频、触觉反馈等，以创造体验者“存在”于虚拟环境中并且与其交互的感觉。由于期望每个虚拟体验将用户完全沉浸在模拟的环境中，所以在默写特定的虚拟环境时，需要提供对应的虚拟现实承载台，辅助VR系统完成各种复杂的体验，以为体验者提供最佳的体验感觉。

在虚拟现实(VR)系统执行时，体验者与被设计为仿真真实世界的特性的数字模拟的虚拟展。虚拟现实承载台根据体验者的运动信号，通过控制虚拟现实承载台升降机构完成多向移动倾斜等，使得虚拟现实承载台体验者体验到不同的体感。目前，大多数的虚拟现实体验所都是在商场或一些游戏场所。在虚拟现实体验过程中，由于体验者沉迷于虚拟现实中，通常会做出与现实环境情况不符的冲动行为，有的甚至会因为难以自拔而造成碰撞硬物或其它设备而受伤的安全事故。

因此，现有的虚拟现实承载台在实际的使用与应用中，还存在一些问题，如下：

1、目前市场上现有的虚拟现实承载台装置仅可驱动座椅实现单一自由度的运动，应用局限性大，虚拟现实承载台的体验不佳，因此，急需一种体验效果好的虚拟现实承载台。

2、虚拟现实承载台通过升降机构进行控制承载台的倾斜运动，现有的虚拟现实承载台大多是两个或者三个升降机构，这就使得在通过升降机构改变承载台的倾斜运动时，倾斜方案较少，只能进行驾驶虚拟汽车的体验。

3、传统的虚拟现实承载台都是通过升降机构进行支撑，这就使得升降机构与承载台之间的连接件磨损较大，很容易损坏，减少虚拟现实承载台的使用寿命。

4、传统的虚拟现实承载台在使用期间和非使用期间都是通过升降机构进行支撑，升降机构长时间处于工作状态，承载台与升降结构之间的连接容易发生故障，产生承载台相应速度慢、有很大的噪声等问题，影响体验者的感官体验。

5、现有的支撑承载台的升降结构智能实现单一的升降倾斜功能，变化性范围不大，座椅不能进行翻转，不能为体验者提供更多更具快感的体验。

6、目前的虚拟现实体验过程中，安全防护措施过于简单，现有的虚拟现实承载台的安全防护装置只是简单的把手或安全带，起到的预防安全事故发生的效果不佳。

7、现有的安全压杠结构固定，导致对承载人员的身高体重都有要求，尤其是针对虚拟现实来说，如果体验者为小孩，小孩的体型差异较大，没办法实现调节，存在安全隐患。

目前虚拟现实承载台的使用中，现有的装置还存在上述的问题，为提高体验者的体验效果，增加体验过程的安全性，有必要研究设计一种新型的解决上述问题的虚拟现实承载台，具有一定的经济价值和社会价值。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种虚拟现实承载台，通过本实用新型，不仅可根据外部娱乐设备发送的信号进行多种倾斜翻转运动，而且大大降低了承载台与支撑结构之间的磨损，为人们的乘坐安全提供了保障。

实现本实用新型的技术方案如下：

一种虚拟现实承载台，用于承载座椅并与外部娱乐设备进行信号连接，所述虚拟现实承载台包括底座、倾斜装置和承载台，所述倾斜装置连接于所述底座与所述承载台之间，所述承载台用于承载承载座椅，在所述承载座椅上分别设有安全压杠和可升降的坐板，所述倾斜装置与外部娱乐设备信号连接，用于产生与外部娱乐设备的虚拟现实场景相匹配的倾斜运动，所述的倾斜装置包括一个支撑机构和四个升降机构，在所述支撑机构上部设有支撑板，所述支撑机构上部的支撑板支撑在所述承载台中心部位，所述的四个升降机构连接于所述底座上，所述四个升降机构的升降轴分别与所述承载台下底面四个顶角呈活动连接，所述四个升降机构的升降轴与所述承载台底面的连接点的连线呈正方形，且所述承载台的中心与所述支撑机构上的支撑板重合，在所述承载台上表面两侧分别设有支杆，在所述两支杆的相对面上分别设有转动机构，在所述两支杆相对面之间设有承载座椅，所述承载座椅与所述两支杆上的转动机构的转动轴固定连接，控制器与所述支撑机构、升降机构和转动机构电性连并接收所述外部娱乐设备的信号并发出控制指令，控制支撑机构下降后再控制所述四个升降机构进行相互独立的升降运动，所述承载台由所述四个独立升降的升降机构运动而形成的与虚拟现实场景相配合的倾斜运动，控制转动机构进行转动而形成与虚拟现实场景相配合的纵向转动运动。

所述的虚拟现实承载台，所述四个升降机构的升降轴与所述承载台之间通过万向轴承活动连接。

所述的虚拟现实承载台，所述的转动机构为旋转电机。

所述的虚拟现实承载台，所述的支撑机构和升降机构为气缸或线性电机。

所述的虚拟现实承载台，在所述承载座椅上设有安全压杠，在所述安全压杠外表面上设有把手。

所述的虚拟现实承载台，在所述承载座椅下部设有底部升降件，在所述底部升降件上固定连接有坐板，在所述承载座椅底部面上设有开槽，压杆通过开槽与所述底部升降件进行机械连接。

所述的虚拟现实承载台，所述的底部升降件为油压或机械式或气压升降结构。

本实用新型的有益效果是，本实用新型所述的一种虚拟现实承载台通过设置支撑机构，支撑机构上部的支撑板支撑在承载台中心部位，在虚拟现实承载台处于非工作状态时，支撑机构实现对承载台的支撑，避免传统的虚拟现实承载台通过升降结构进行支撑时，容易导致升降结构磨损较大，容易损坏，减少虚拟现实承载台的使用寿命；同时也能解决由于虚拟现实承载台由于升降结构长时间支撑，及其老化，在运动过程中反应速度慢，有噪音等影响体验者的感官体验的问题。

通过设置倾斜装置，倾斜装置包括一个支撑机构和四个升降机构，四个升降机构之间的配合变化，能够使虚拟现实承载台的具有较为丰富的运动方式，使得体验者可以体验更多的体位变化，运动方式有三十六种之多。

通过设置转动机构，通过控制器控制转动机构可实现承载座椅的向上翻转或向下翻转，从而再配合上四个升降机构对承载台作出的三十六种倾斜运动方式进行六十二中运动方式，提升体验者的体验体验效果，能够感受真实感、临场感与震撼感，具有身临其境的感觉。

通过在承载座椅下部设置底部升降件，底部升降件上固定连接有坐板，通过调节压杆的按压可进行底部升降件的控制，可实现承载座椅的高低调节，进而配合安全压杠根据不同体验者的身高、体型进行安全防护，解决了现有的安全压杠结构固定，对承载人员的身高体重都有要求，尤其是针对体验者为小孩的情况，小孩的体型差异较大，没办法实现调节，存在安全隐患的问题。

本实用新型在进行虚拟现实体验的过程中，集安全度高、体验感丰富为一身，通过在承载座椅下部设置底部升降件，能根据体验正身高体型不同，进行座椅高度的改变，配合安全压杠可使体验者与承载座椅和座板之间稳固贴合在一起，避免在虚拟现实承载台大力倾斜或者翻转过程中，发生安全事故；通过设置四个升降结构以及旋转结构，使本装置最大化的实现了动态虚拟现实承载台的运用范围，具有多姿态多自由度变化大的特点，增强现实动态模拟效果的真实感，使得坐于载具本体上的体验者能够感受真实感、临场感与震撼感，具有身临其境的感觉，达到一机多用的目的，增加了虚拟现实承载台的使用价值，客观上减少了成本，提高了经济价值。本实用新型可以根据外部娱乐设备发送的信号，虚拟现实承载台的倾斜装置实时的接收外部娱乐设备发送的信号做出各种高难的动作，本实用新型结构设置合理，体积小，非常具有推广价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的平面示意图。

图3是本实用新型的运动原理示意图。

图4是本实用新型的承载座椅结构示意图。

图中:1.承载座椅，2.支杆，3.承载台，4.支撑机构，5.倾斜装置，6.底座，7.转动机构，8.万向轴承，9.支撑板，10.升降机构，11.安全压杠，12.把手，13.坐板，14.底部升降件，15.开槽， 16.压杆。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

结合附图1～4所给出的虚拟现实承载台，用于承载座椅并与外部娱乐设备进行信号连接，虚拟现实承载台根据实际情况可通过缆线进行有线的信号连接，或通过WIFI模块进行无线的信号连接，或通过蓝牙模块进行无线的信号连接均可，所述虚拟现实承载台包括底座6、倾斜装置5和承载台3，所述倾斜装置5连接于所述底座6与所述承载台3之间，所述承载台3用于承载承载座椅1，在所述承载座椅1上设有安全压杠11，在所述安全压杠11外表面上设有把手12，在所述承载座椅1下部设有底部升降件14，在所述底部升降件14上固定连接有坐板13，在所述承载座椅1底部面上设有开槽15，所述压杆16通过开槽15与所述底部升降件14进行机械连接，所述的底部升降件14为油压或机械式或气压升降结构，所述倾斜装置与外部娱乐设备信号连接，用于产生与外部娱乐设备的虚拟现实场景相匹配的倾斜运动，所述的倾斜装置5包括一个支撑机构4和四个升降机构10，在所述支撑机构4上部设有支撑板9，所述支撑机构4上部的支撑板9支撑在所述承载台3中心部位，所述的四个升降机构10连接于所述底座6上，所述四个升降机构10的升降轴分别与所述承载台3下底面四个顶角呈活动连接，所述四个升降机构10的升降轴与所述承载台3底面的连接点的连线呈正方形，且所述承载台3的中心与所述支撑机构4上的支撑板9重合，所述的支撑机构4和升降机构10为气缸或线性电机，在所述承载台3上表面两侧分别设有支杆2，在所述两支杆2的相对面上分别设有转动机构7，所述的转动机构7为旋转电机，进一步的，旋转电机采用直流电机，在所述两支杆2相对面之间设有承载座椅1，所述承载座椅1与所述两支杆2上的转动机构7的转动轴固定连接，所述控制器与所述支撑机构4、升降机构10和转动机构7电性连并接收所述外部娱乐设备的信号并发出控制指令，进一步的控制器与外部娱乐设备可通过缆线进行有线信号连接，或通过WIFI模块进行无线的信号连接，或通过蓝牙模块进行无线的信号连接均可，控制支撑机构4下降后再控制所述四个升降机构10进行相互独立的升降运动，所述四个升降机构10的升降轴与所述承载台3之间通过万向轴承活动连接，所述承载台3由所述四个独立升降的升降机构10运动而形成的与虚拟现实场景相配合的倾斜运动，控制转动机构7进行转动而形成与虚拟现实场景相配合的纵向转动运动。

实施本实用新型所述的虚拟现实承载台，用户进行虚拟现实体验时，用户坐在承载座椅1上，将安全压杠11向下按压，对用户肩部和腹部进行限位按压后可实现对用户乘坐过程中的安全防护，由于本装置乘坐用户大都为年龄较小的儿童，在针对不同体格的儿童乘坐时，为了使得安全压杠11能够针对不同体格的儿童进行安全防护，可按压压杆16通过底部升降件14将座板13向上升高，从而使得儿童在乘坐时安全压杠11能够安全有效的对儿童进行安全防护；

当启动虚拟现实装置后，控制器接收到启动信号发出控制指令，承载台3下部的支撑机构4下降停止对承载台3进行支撑，随着虚拟现实外部娱乐设备发送的信号，倾斜装置5接收到信号后产生与外部娱乐设备的虚拟现实场景相匹配的倾斜运动，转动机构7接收到信号后产生与外部娱乐设备的虚拟现实场景相匹配的翻转运动，使得用户能在承载座椅1上体验到身临其境的感觉；

在虚拟现实承载台的运动过程中，所述四个升降机构10的升降轴与承载台3的连接点分别为A1、A2、A3、A4，如图3所示，控制器与升降机构10电性连接并通过接收外部娱乐设备的信号发出控制指令，控制所述四个升降机构10独立进行圣剑搞运动，所述四个独立升降的升降机构10可组合成对承载台3的多种多维的倾斜运动方式，比如：

运动方式一：每一时刻A1升降机构10作上升运动、A2、A3和A4升降机构10不运动，承载台3承载承载座椅1呈左上倾斜运动；运动方式二：每一时刻A1和A2升降机构10不运动，A3和A4升降机构作下降运动，承载台3承载承载座椅1呈后部向后倾斜运动；

运动方式三：每一时刻A1、A2和A3升降机构10作下降运动，A4升降机构10作上升运动，承载台3承载承载座椅1呈右下方大幅倾斜运动；

运动方式四：每一时刻A1和A2升降机构10作上升运动，A3和A4升降机构10作下降运动，承载台3承载承载座椅1呈前部向上大幅倾斜运动；

运动方式五：每一时刻A1和A3升降机构10作上升运动，A2和A4升降机构10不运动，承载台3承载承载座椅1呈向左倾斜运动；

本实用新型由四个相互独立升降的升降机构10组合形成对承载台3作倾斜运动，其运动方式不仅仅局限于上述五种方式，每个升降机构10具有三个不同的运动方式即：向上运动、向下运动、不运动，因此在同一时刻由四个升降机构10的各自运动组合形成承载台3的运动方式有三十六种之多；

此外，在通过四个升降机构10对承载台3进行倾斜运动的同时，外部娱乐设备还可发出信号给控制器，使得控制器控制转动机构7对承载座椅1进行向上翻转或向下翻转，从而再配合上四个升降机构10对承载台3作出的三十六种倾斜运动方式进行六十二中运动方式；

本实用新型可以根据外部娱乐设备发送的信号，虚拟现实承载台的倾斜装置实时的接收外部娱乐设备发送的信号做出各种高难的动作，本实用新型结构设置合理，体积小，非常具有推广价值。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型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其技术性范围。

设计图

一种虚拟现实承载台论文和设计

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主设计要求

设计方案

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