VR滑雪模拟器的制作方法

2024-04-15 08:50:11

　　VR滑雪模拟器的制作方法随着物质水平的提高，娱乐方式也开始多样化，其中滑雪不仅仅起到了娱乐的目的，而且还可以锻炼身体，是一项集娱乐和锻炼一体的娱乐活动。滑雪也属于一项极限运动，给人带来更多趣味性和刺激性，特别是爱好极限运动者，滑雪成了一项绝佳的选择。

　　但是滑雪非常依赖自然环境，一般的地区无法设立滑雪场，但是随着虚拟机技术的发展，vr技术诞生，vr已不仅仅被关注于计算机图象领域，它已涉及更广的领域，比如vr滑雪模拟器，目前vr滑雪模拟器包括承载并发生摇晃的模拟器以及带头上的vr头盔(vr眼镜)，vr头盔里播放仿真的滑雪场景，再配合模拟器的晃动，给人制造出滑雪的真实感觉。

　　目前的这类vr滑雪模拟器存在一些不足之处，比如，体验方式单一，vr头盔播放滑雪视频，体验者身体被动跟随模拟器一起做滑雪运动的动作，这种被动的感觉大大降低了体验者的真实体验度，经过多次体验后慢慢失去线公开了一种仿真滑雪游戏机的操作站台，其晃动的机构为连杆机构，其设计比较复杂，不易精确地实现复杂地运动规律。

　　针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种vr滑雪模拟器，以增加体验方式，提高滑雪体验的真实感；降低晃动机构的复杂度，同时提高运动的精度，提高与vr头盔的配合度。

　　本发明提供一种vr滑雪模拟器，包括底座、面板、滑板、地架、旋转支撑架、前后摆动机构和左右摆动机构；

　　所述前后摆动机构包括第一减速机组、传动箱、主动齿轮和旋转齿轮；所述第一减速机组的输出轴与所述传动箱的输入端传动连接，传动箱的输出端通过第一传动轴与位于传动箱相对两侧的两个所述主动齿轮传动连接；所述第一减速机组和传动箱均固定安装于所述地架内，并且所述第一传动轴的两端转动连接于地架的两个侧壁；所述旋转支撑架的两个相对的侧壁的外侧面分别与两个所述旋转齿轮固定连接，并且两个旋转齿轮的两个中心轴分别转动连接于地架的两个侧壁，从而使旋转支撑架转动连接于地架内，并且两个旋转齿轮分别与两个主动齿轮一一对应传动连接；

　　所述地架固定安装于所述底座内，所述旋转支撑架固定连接于所述面板的下面，通过所述前后摆动机构进而使面板相对于底座前后摆动；所述左右摆动机构安装于所述旋转支撑架，并且左右摆动机构的输出端与安装于面板上面的滑板传动连接，通过左右摆动机构使滑板沿着滑板的中心轴左右摆动。

　　优选地，所述左右摆动机构包括第二减速机组和旋转支撑组；所述旋转支撑组包括蜗杆、涡轮和安装座；所述安装座和第二减速机组均固定连接于所述旋转支撑架的上面，所述蜗杆和涡轮均安装于所述安装座内并且蜗杆和涡轮传动连接；所述蜗杆与所述第二减速机组的输出轴传动连接，所述涡轮通过第二传动轴与所述滑板的中心轴传动连接。旋转支撑组采用蜗杆涡轮的传动机构，其传动平稳、噪音很小，传动精度高，有利于提高左右摆动机构的精度；并且只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，从而使滑板摆动更加平稳，此外，这种单向的传动方式还可以实现反向自锁，自锁性可起安全保护作用。并且将蜗杆涡轮集成在安装座内形成一个整体，比交错轴斜齿轮机构紧凑，减少了空间的占用。

　　优选地，所述滑板包括踏板和基座；所述踏板设有两个并且两个踏板的长向两端均设有转动轴，两个所述踏板均通过其两端的转动轴对应安装于所述基座的两个安装槽内，从而两个踏板在相应的安装槽内围绕相应的转动轴左右摆动。不仅左右摆动机构能实现滑板的大幅度的左右摆动，滑板自身通过其中的踏板结构也可以实现小幅度的左右摆动，该小幅度的左右摆动起到了缓冲的作用，防止体验者站立踏板中因滑板突然性地大幅度左右摆动而扭伤脚踝，通过踏板和基座的连接方式提高了对体验者的保护。

　　优选地，所述安装槽内还设有控制踏板摆动的阻尼减震器。阻尼减震器提高了缓冲效果，进一步加强对的保护。

　　优选地，所述第一传动轴的两端与所述地架的两个侧壁之间，以及两个所述旋转齿轮的两个中心轴与地架的两个侧壁之间均通过轴承转动连接。轴承减小了第一传动轴与地架以及中心轴与地架的摩擦，大幅度的缓解磨损现象，提高了传动结构的使用寿命。

　　优选地，所述面板的上面设安装架并且安装架上设有风机。体验者站在踏板上既可以感受滑雪过程中的摆动，通过风机还可以感受风雪天气，提高了模拟的真实性。

　　优选地，还包括vr头盔。vr头盔与vr滑雪模拟器配套使用，提高模拟场景和模拟动作的匹配度，防止模拟场景和模拟动作不同步，影响体验度。

　　本发明包括底座、面板、滑板、地架、旋转支撑架、前后摆动机构和左右摆动机构。将前后摆动机构和左右摆动机构安装在旋转支撑架上，再通过地架和旋转支撑架配合连接底座和面板，从而实现滑板在前后方向的两个自动度运动以及左右方向的两个自由度运动，满足了模拟真实滑雪场景中的各种摆动情况，并且四个自由度的结合提供更丰富的摆动效果，进一步提高模拟的真实感。其中所述前后摆动机构包括第一减速机组、传动箱、主动齿轮和旋转齿轮，第一减速机组通过传动箱带动旋转支撑架摆动，从而使面板和滑板前后摆动，传动箱通过主动齿轮和旋转齿轮实现旋转支撑架的摆动，其传动效率高，传动比稳定、准确，工作可靠性高，从而提高了滑板的前后摆动动作的精度，有利于准确地反应模拟动作，提高与vr头盔的配合度。所述左右摆动机构的输出端与安装于面板上面的滑板传动连接，其中滑板内的长向方向设有中心轴，中心轴与滑板固定连接，左右摆动机构带动中心轴转动从而使滑板沿着滑板的中心轴左右摆动。该传动方式结构简单，其生产制造成本低，有利于生产方控制生产成本，提高经济效益。

　　为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

　　附图中，1-底座，2-面板，3-滑板bwin官方网站，4-地架，5-旋转支撑架，6-操作面板，7-左右摆动机构，8-第一减速机组，9-传动箱，10-主动齿轮，11-旋转齿轮，12-第一传动轴，13-轴承，14-第一端盖，15-中心轴，16-第二端盖，17-第二减速机组，18-旋转支撑组，19-蜗杆，20-涡轮，21-安装座，22-安装面板，23-第二传动轴，24-踏板，25-基座，26-安装孔，27-围挡，28-安装架，29-风机，30-扶手

　　下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

　　需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

　　如图1至图3所示，本实施例中a方向表示前方，b方向表示后方，c方向表示左方，d方向表示右方。本实施例提供了一种vr滑雪模拟器，包括底座1、面板2、滑板3、地架4、旋转支撑架5、前后摆动机构6和左右摆动机构7。其中前后摆动机构6包括第一减速机组8、传动箱9、主动齿轮10和旋转齿轮11。第一减速机组8的输出轴与传动箱9的输入端传动连接，传动箱9的输出端通过第一传动轴12与位于传动箱9相对两侧的两个主动齿轮10传动连接。第一减速机组8和传动箱9均固定安装于地架4内，并且第一传动轴12的两端通过轴承13转动连接于地架4的两个侧壁，该处的侧壁设有安装该处轴承13的第一端盖14。旋转支撑架5的两个相对的侧壁的外侧面分别与两个旋转齿轮11固定连接，并且两个旋转齿轮11的两个中心轴15通过轴承13分别转动连接于地架4的两个侧壁，从而使旋转支撑架5转动连接于地架4内，并且两个旋转齿轮11分别与两个主动齿轮10一一对应传动连接。此处的侧壁与第一传动轴12连接的地架4的侧壁为同一组侧壁，并且此处的侧壁设有用于安装旋转齿轮11的两个中心轴15的轴承13的第二端盖16。轴承13减小了第一传动轴12与地架4以及中心轴15与地架4的摩擦，大幅度的缓解磨损现象，提高了传动结构的使用寿命。第一减速机组8通过传动箱9带动旋转支撑架5摆动，从而使面板2和滑板3前后摆动，传动箱9通过主动齿轮10和旋转齿轮11实现旋转支撑架5的摆动，其传动效率高，传动比稳定、准确，工作可靠性高，从而提高了滑板3的前后摆动动作的精度，有利于准确地反应模拟动作，提高与vr头盔的配合度。

　　如图4至图7所示，左右摆动机构7包括第二减速机组17和旋转支撑组18，旋转支撑组18包括蜗杆19、涡轮20和安装座21。左右摆动机构7安装于旋转支撑架5的安装面板22上，并且左右摆动机构7的输出端与安装于面板2上面的滑板3传动连接，这里的左右摆动机构7的输出端是指涡轮20。安装座21和第二减速机组17均固定连接于旋转支撑架5的上面，蜗杆19和涡轮20均安装于安装座21内并且蜗杆19和涡轮20传动连接。蜗杆19与第二减速机组17的输出轴传动连接，涡轮20通过第二传动轴23与滑板3的中心轴传动连接。旋转支撑组18采用蜗杆19涡轮20的传动机构，其传动平稳、噪音很小，传动精度高，有利于提高左右摆动机构7的精度；并且只能由蜗杆19带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆19，从而使滑板3摆动更加平稳，此外，这种单向的传动方式还可以实现反向自锁，自锁性可起安全保护作用。并且将蜗杆19涡轮20集成在安装座21内形成一个整体，比交错轴斜齿轮机构紧凑，减少了空间的占用。其中第一减速机组8和第二减速机组17均包括旋转伺服电机和减速机，减速机将伺服电机的转速降低以达到设计的转速。

　　图8和图9所示，滑板3包括踏板24和基座25。踏板24设有两个并且两个踏板24的长向两端均设有转动轴，两个踏板24均通过其两端的转动轴对应安装于基座25的两个安装槽内的安装孔26，从而两个踏板24在相应的安装槽内围绕相应的转动轴左右摆动。安装槽内还设有控制踏板24摆动的阻尼减震器。阻尼减震器提高了缓冲效果，进一步加强对的保护。基座25内的长向方向设有中心轴，中心轴与滑板3固定连接，左右摆动机构7带动中心轴转动从而使滑板3沿着滑板3的中心轴左右摆动。不仅左右摆动机构7能实现滑板3的大幅度的左右摆动，滑板3自身通过其中的踏板24结构也可以实现小幅度的左右摆动，该小幅度的左右摆动起到了缓冲的作用，防止体验者站立踏板24中因滑板3突然性地大幅度左右摆动而扭伤脚踝，通过踏板24和基座25的连接方式提高了对体验者的保护。基座25的下面设有便于第二传动轴23穿过的通孔，面板2也设有与该通孔对应的通孔。

　　如图2和图5所示，地架4固定安装于底座1内，旋转支撑架5固定连接于面板2的下面，旋转支撑架5和面板2形成一体，同步摆动，通过前后摆动机构6带动旋转齿轮11转动，则旋转支撑架5转动，进而使面板2相对于底座1前后摆动。底座1和面板2之间设有围挡27。围挡27具有弹性伸缩的功能，围挡27有效的防止杂物进入底座1内，影响传动机构的运转。

　　本实施例中的面板2的上面设安装架28并且安装架28上设有风机29。体验者站在踏板24上既可以感受滑雪过程中的摆动，通过风机29还可以感受风雪天气，提高了模拟的线。vr模拟过于逼线有效地减小体验者摔倒的情况。

　　本实施例提供的vr滑雪模拟器还包括vr头盔，vr头盔通过无线或者有线与vr滑雪模拟器的连接，vr头盔与vr滑雪模拟器配套使用，提高模拟场景和模拟动作的匹配度，防止模拟场景和模拟动作不同步，影响体验度。设置安装架28上并且与风机29相邻，上还设有操作面板6，在操作面板6上可以选择电影体验模式和互动体验模式。电影体验模式是指：vr头盔播放滑雪视频，体验者身体被动跟随机器一起做滑雪运动的动作。互动体验模式是指：vr头盔播放滑雪视频游戏画面，体验者可以主动通过肢体操作vr滑雪模拟器运动，vr滑雪模拟器驱动游戏里的人物进行实时模拟滑雪的画面，从而实现更逼真的模拟滑雪的运动。

　　最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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