[实用新型]一种全方向自由移动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全方向自由移动装置，具体涉及一种适用于虚拟现实中全方位的自由移动的装置。 

背景技术

虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟现实，在虚拟现实中可以模拟人在无限空间里全方位的自由移动，但实际上使用者只能在有限制的实际空间里移动，所以使用者不能真正的如同虚拟现实中人的全方位的自由移动。为了解决这个难题，出现了一种转动大球装置，这种装置主要采用一个可以在支架上自由旋转的封闭空心大球，使用者进入球内部，在球内表面完成行走、转向等动作。这种形式存在的不足主要表现在：球的体积非常大，一般直径是人身高的两倍，占有的空间会非常大，这就与有限的空间要求不相符，而其制作成本较高，使用方便性不理想，这些缺点导致了其只有很小的应用范围。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种全方向自由移动装置，可以让使用者在有限的现实空间里进行无限的全方向自由移动，并满足结构简单、体积小、运动自由顺畅、制作难度小、成本低、应用广泛的要求，而且还要适用于使用者在虚拟现实中全方位的自由移动。 

为了实现上述发明的目的，本实用新型采用的技术方案是：应用磁铁磁极同性相斥、异性相吸原理的磁悬浮技术，使用滚动灵活，具有较好滑动能力的万向球和传感器检测装置。 

运动台，由一个为空心圆球体的运动体，密封包裹住一个外表面紧密排列有多个万向球，且空腔内固定有永磁体组，且开口向下的圆盆形的基座构成，运动台的外形如横向放置的椭球体，其中构成运动台的平直上面为使用者站立和移动的区域，运动体可以在万向球的滑动下以万向球和基座为中心向所有方向移动。 

运动台置于固定于机座的悬浮基磁铁组的上方，悬浮基磁铁组与构成运动台的永磁体组同性磁极相对，从而产生斥力型磁悬浮力，使运动台磁悬浮于悬浮基磁铁组之上，形成运动台被无接触的托起。在机盖的限位下，运动台悬浮于机座和机盖之间，固定于机盖的位置传感器捕捉使用者的位置信息，并发送至控制器，由控制器进行接收和处理，控制器根据对位置信息的处理，控制电流变换器输出给动力单元的电流强度、方向、持续时间，从而控制动力单元驱动运动体的移动来配合使用者的运动，并产生指示与使用者在现实空间中的位置和移动相对应的虚拟现实的位置和移动。 

一种全方向自由移动装置，其特别之处在于由：运动台、机座(22)、悬浮基磁铁(14)、动力单元、隔离管(21)、机盖、控制器(23)、电流变换器(24)构成。 

所述的运动台由：一个为空心圆球体的运动体(1)，密封包裹住一个外表面紧密排列有多个万向球(2)，且空腔内固定有永磁体组(4)，且开口向下的圆盆形的基座(3)构成，运动台的外形为椭球形。 

所述的动力单元由：支架(15)、传动轮(16)、束缚管(17)、支撑弹簧(18)、转向电机(19)、移动电机(20)构成。 

所述的机盖由：盖体(8)、纵向间隙传感器(9)、横向间隙传感器(10)、位置传感器(11)、牵引电磁铁(12)、万向球(13)构成。 

所述的运动台的构件运动体(1)可以在万向球(2)的滑动下以基座(3)为中心向所有方向移动。 

所述的运动台是磁悬浮的。 

所述的悬浮基磁铁组(14)由多块电磁铁或多块永磁体组成，或所述的悬浮基磁铁组（14）由电磁铁和永磁体混合组成。

所述的传动轮(16)在所述的支撑弹簧(18)的支撑下与所述的运动体(1)始终保持接触摩擦。 

所述的位置传感器(11)为红外线传感器或激光传感器，检测使用者的脚部运动。 

所述的位置传感器(11)在所述运动台的上方构成栅格形感应区。 

本实用新型的有益效果是，使用者可以轻松、自由的在原地进行全方向的移动，如日常生活中的自然的走、跑、停、转向、拐弯、侧向移动，并且使用者的位置和移动在虚拟现实中也会有相对应的位置和移动，可广泛应用于虚拟漫游、游戏等仿真领域，可以应用于教育培训、健身运动和休闲娱乐。

附图说明

    下面结合附图对本实用新型进一步说明。

    图1 是全方向自由移动装置的立体透视剖视图；

图2 是全方向自由移动装置的第一个实施例的纵截面结构图；

图3 是全方向自由移动装置的第二个实施例的纵截面结构图；

图4是脚座万向球的纵截面结构图；

图5是腰座万向球的纵截面结构图；