一种虚拟现实游戏体验用保护装置的制作方法

1.本发明涉及虚拟现实游戏体验技术领域，具体为一种虚拟现实游戏体验用保护装置。


背景技术：

2.所谓虚拟现实，顾名思义，就是虚拟和现实相互结合。从理论上来讲，虚拟现实技术（vr）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。
3.而虚拟现实游戏，英文名“virtual reality game”，只要打开电脑，带上虚拟现实头盔，就可以让你进入一个可交互的虚拟现场场景中，不仅可以虚拟当前场景，也可以虚拟过去和未来，戴上虚拟现实头盔，你看到的就是游戏的世界，不管你怎么转动视线，你都位于游戏里。
4.目前，由于设备技术和成本的原因，这类虚拟现实游戏普及度并不广泛，大多时候还是一些商场或游戏商家的娱乐场所来作为一种营销手段，通过吸引用户来体验而达到营销和吸引关注度的目的，然而，当用户在其虚拟现实游戏的体验过程中，其体验者在进行游戏动作的同时，尤其是起跳和转弯及横移的过程中，往往容易导致身体失去重心而摔倒，虽然很多时候现场会配备有软质的地垫来防止摔倒后的磕碰损伤，但却无法避免手脚在摔倒时被冲击而出现崴到情况，更甚者可能会出现骨折的情况，安全性差，为此，我们提出一种虚拟现实游戏体验用保护装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种虚拟现实游戏体验用保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种虚拟现实游戏体验用保护装置，包括有基座，所述基座设置有多个，且每个所述基座上均设置有空心立柱，在所述空心立柱内设置有拉绳；所述基座内设置有用于拉绳卷绕与放卷使用的绕卷机构，且每个所述拉绳的端部均设置有能够触发相对应绕卷机构进行卷绕和放卷使用的触动部件；还包括有一个能够被体验者穿戴的防护外衣，并在所述防护外衣上设置有平衡监测传感器，在虚拟现实游戏体验过程中，利用所述平衡监测传感器对体验者肢体平衡性进行监测，且利用各触动部件的同时触发来驱动各绕卷机构工作进行防摔保护。
7.作为优选，所述基座内设置有空心腔体，所述绕卷机构包括设置在所述空心腔体
内的卷轴，且所述空心腔体顶部设置有与空心立柱连通的通孔，所述拉绳穿过通孔固定绕卷在卷轴上；所述卷轴延伸至基座外侧，并在所述基座外侧设置有一步进电机，所述步进电机输出端与卷轴连接。
8.作为优选，在所述基座外侧还设置有一用于步进电机隔离防护使用的保护罩。
9.作为优选，在所述空心立柱内及其端部的槽口位置均设置有导向轴，所述拉绳绕过导向轴且不与空心立柱内壁接触。
10.作为优选，所述空心立柱由一无侧边的壳体和一盖板组成，所述壳体和盖板铰接，并在所述壳体和盖板相对一侧的内壁上均设置有磁铁，且所述壳体和盖板上相对应的磁铁相互吸附。
11.作为优选，所述触动部件包括一张力传感器，所述张力传感器设置在空心立柱内，且拉绳绕过张力传感器来对其张力进行监测；还包括有一拉力传感器，所述拉力传感器安装在拉绳的端部，且该拉力传感器上连接有一拉簧，所述拉簧与防护外衣连接，利用所述张力传感器与拉力传感器的监测数据来控制绕卷机构相应的进行放卷和收卷。
12.作为优选，所述防护外衣为背心，且设置有大小尺寸不一的多个，在所述防护外衣的侧边位置设置有与触动部件一一对应的连接绳，所述连接绳与触动部件可拆连接。
13.作为优选，所述拉簧与拉力传感器连接，且所述拉簧与拉力传感器的端部均设置有一挂环，所述拉绳和连接绳端部均设置有一挂扣，利用所述挂扣与挂环来实现拉簧与拉力传感器的可拆安装，并用于防护外衣的拆装更换。
14.作为优选，所述平衡监测传感器包括有四个距离传感器，四个所述距离传感器分别设置在所述防护外衣前后两侧的四角位置。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明区别于现有技术，在实际的虚拟现实游戏体验过程中，其设置的拉绳，在配合绕卷机构的使用下，可跟随体验者的实时移动，进而对拉绳进行绕卷紧绷，避免拉绳松弛而可能出现绊到体验者的情况，且在体验者持续进行游戏动作的过程中，在其摔倒的同时，能够同时对各拉绳进行同步卷绕，以将即将摔倒的体验者拉至站立状态，从而对其进行有效的防摔保护，保证现场安全的虚拟现实游戏体验使用。
附图说明
16.图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明图1平面局剖结构示意图；图3为本发明图1俯视平面结构示意图；图4为本发明图1局部爆炸结构示意图；图5为本发明盖板结构示意图；图6为本发明图4局部结构示意图。
17.图中：1
‑
基座；11
‑
空心腔体；2
‑
空心立柱；21
‑
壳体；22
‑
盖板；23
‑
磁铁；3
‑
拉绳；4
‑
绕卷机构；41
‑
卷轴；42
‑
通孔；43
‑
步进电机；44
‑
保护罩；45
‑
导向轴；5
‑
触动部件；51
‑
张力传感器；52
‑
拉力传感器；53
‑
拉簧；54
‑
挂环；55
‑
挂扣；6
‑
防护外衣；61
‑
连接绳；7
‑
平衡监测传
感器；71
‑
距离传感器。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1
‑
6，本发明提供一种技术方案：一种虚拟现实游戏体验用保护装置，包括有基座1，基座1设置有多个，且每个基座1上均设置有空心立柱2，在空心立柱2内设置有拉绳3；基座1内设置有用于拉绳3卷绕与放卷使用的绕卷机构4，且每个拉绳3的端部均设置有能够触发相对应绕卷机构4进行卷绕和放卷使用的触动部件5；还包括有一个能够被体验者穿戴的防护外衣6，并在防护外衣6上设置有平衡监测传感器7，在虚拟现实游戏体验过程中，利用平衡监测传感器7对体验者肢体平衡性进行监测，且利用各触动部件5的同时触发来驱动各绕卷机构4工作进行防摔保护。
20.具体的：对上述绕卷机构4进行补充：基座1内设置有空心腔体11，绕卷机构4包括设置在空心腔体11内的卷轴41，且空心腔体11顶部设置有与空心立柱2连通的通孔42，拉绳3穿过通孔42固定绕卷在卷轴41上；且卷轴41延伸至基座1外侧，并在基座1外侧设置有一步进电机43，而步进电机43是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，通过将其步进电机43输出端与卷轴41连接，进而利用步进电机43的正反转来驱使卷轴41相应的对拉绳3进行收放卷。
21.此外，在基座1外侧还设置有一用于步进电机43隔离防护使用的保护罩44，利用保护罩44来对步进电机43进行有效隔绝防灰保护的同时，还对其进行有效的辅助散热，保证步进电机43持续高效且稳定的使用。
22.进一步的，在空心立柱2内及其端部的槽口位置均设置有导向轴45，拉绳3绕过导向轴45且不与空心立柱2内壁接触，以利用导向轴45的设计，从而将拉绳3与空心立柱2侧壁的滑动摩擦变为滚动摩擦，以降低拉绳3的摩擦损耗，保证其长时间的稳定防护使用。
23.而空心立柱2由一无侧边的壳体21和一盖板22组成，壳体21和盖板22铰接，并在壳体21和盖板22相对一侧的内壁上均设置有磁铁23，且壳体21和盖板22上相对应的磁铁23相互吸附，利用磁铁23的相互吸附，首先以有效方便盖板22和壳体21的拼接定位，进而有效方便拉绳3在空心立柱2内精准绕过各导向轴45，保证稳定且高效的使用。
24.对上述触动部件5进行补充，其触动部件5包括一张力传感器51，其张力传感器51是张力控制过程中，用于测量卷材张力值大小的仪器，本方案中张力传感器51选择微位移型，是通过外力施加负载，使板簧产生位移，然后通过差接变压器检测出张力，由于板簧的位移量极小，大约
±
200μm，所以称作微位移型张力检测器51，通过将张力传感器51设置在空心立柱2内，且拉绳3绕过张力传感器51来对其张力进行监测；
还包括有一拉力传感器52，其拉力传感器52利用弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程，以测出实时拉力，通过将拉力传感器52安装在拉绳3的端部，且该拉力传感器52上连接有一拉簧53，拉簧53与防护外衣6连接，以监测实时拉力。
25.而平衡监测传感器7包括有四个距离传感器71，四个距离传感器71分别设置在防护外衣6前后两侧的四角位置，需要说明的是，其距离传感器71为红外距离传感器，其具有一个红外线发射管和一个红外线接收管，其发出红外线经地面反射后背红外线接收管接收，以监测其各距离传感器71实时距地距离。
26.进一步的，对防护外衣6进行进一步的补充，其防护外衣6为背心，且设置有大小尺寸不一的多个，在防护外衣6的侧边位置设置有与触动部件5一一对应的连接绳61，连接绳61与触动部件5可拆连接；此外，防护外衣6也可为绑带式魔术贴结构，区别于防护外衣6，其舒适性会略微降低，但其可方便的适用于各体型体验者，具体选择可在使用过程中自行选择，保证使用即可。
27.作为进一步的优化，拉簧53与拉力传感器52连接，且拉簧53与拉力传感器52的端部均设置有一挂环54，拉绳3和连接绳61端部均设置有一挂扣55，需要说明的是，其挂扣55为类似登山扣的结构设计，在保证方便对接钩挂的基础上，还保证稳定的防脱钩挂使用，利用挂扣55与挂环54来方便拉簧53与拉力传感器52及防护外衣6的拆装更换。
28.需要说明的是，本方案保护装置包括有两个大状态，即正常移动的动作状态和摔倒状态：正常移动的动作状态下，使用者身穿防护外衣6，此时各拉绳33为绷紧状态，拉力传感器52初始拉力为f1，且亦为预设阈值拉力，而张力传感器51初始张力为f11，此时四个距离传感器71距地距离为x1、x2、x3、x4,其距离距离相等，需要补充的是，在体验者蹲身的情况下，其四个距离传感器71距离均为x0，且为初始预设阈值距离，在正常行走过程中，x1、x2、x3、x4不同程度变化，但均不小于x0，而移动方向前方的拉绳3，其拉绳3松弛，张力传感器51数值f11和拉力传感器52数值f1均减小，此时该对应的步进电机43启动并正转绕卷拉绳3，将其收卷避免松弛悬挂而绊到体验者，其卷绕程度至该f1和f11区域预设阈值时停止，而移动方向后方的拉力传感器52数值f1及张力传感器51数值f11均增大，此时对应步进电机43启动反转，以放卷拉绳3，满足体验者移动，以做到跟随体验者移动而同时卷绕；需要补充的是，本方案中拉簧53的设计，是为了能够使得体验者在移动时，能够通过拉动拉簧53，进而提供一个缓慢增加的拉力，且这一过程中，拉绳3同步收放卷，避免瞬间使得拉力和张力达到一个很高的数值；而在摔倒时，首先其四个距离传感器71的数值会各有变化，且无论体验者是朝哪个方向倾倒，必然x1、x2、x3、x4中有两两数值相近，且一大一小，区别于体验者下蹲的情况，其下蹲过程中，四个距离传感器71数值x1、x2、x3、x4虽有细微不同，但整体数值相近，而此时，由于是摔倒，其瞬间各拉绳3均被绷紧，及四个拉力传感器52的数值f1均瞬间增加且为持续增大的fx，且同时张力传感器51数值f11同样变大的fy，于是在x1、x2、x3、x4两两数值
相近，且一大一小的情况下，而f1和f11均瞬间增大的情况下，同时在x1、x2、x3、x4最小数值持续减小且突破阈值x0时，各步进电机43同时启动正转卷绕拉绳3，以将体验者强制拉起至站立状态，而在其区域站立的过程中，fx和fy会由一个变化的数值持续趋于并最终变为f1和f11，且各距离传感器71数值趋于并保持在x1、x2、x3、x4，此时人员站立，步进电机43停止工作，以为虚拟现实游戏体验者提供有效的防摔保护。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。