[发明专利]一种滚筒阵列主动式全向跑步机

说明书

本发明公开了一种滚筒阵列主动式全向跑步机，包括阵列式驱动组件(1)、动力系统(2)、转向系统(3)、行走平台(4)和框架(5)，其特征在于：所述的驱动组件(1)包括动力轮(1.1)、转向轮(1.2)，所述的动力轮(1.1)上设有转轴(1.3)，所述的转轴(1.3)上设有锥齿轮一(1.4)，所述的架体(1.5)上设有主滚筒(1.6)和副滚筒(1.7)，所述的主滚筒(1.6)上设有与锥齿轮一(1.4)相啮合的锥齿轮二(1.8)，所述的锥齿轮一(1.4)的锥向朝下。本发明的全向跑步机驱动组件锥齿轮的设置可使主滚筒的转速不会偏离预定值，驱动组件的转向运动和水平运动相互独立可控，可靠性高、组件的质量小、替换方便，而且系统的惯性小、灵活性高。

技术领域

本发明涉及一种用于虚拟现实运动交互设备，具体是指一种滚筒阵列主动式全向跑步机。

背景技术

虚拟现实技术是一门新兴的展示技术，它可以模拟出一个比较真实的立体环境，通过虚拟头盔展现出来，戴上虚拟现实头盔后虽然虚拟画面可以展现出来但是在现实环境中的运动就比较有束缚，这样会大大减弱用户体验乐趣的沉浸感，如果能发明一种可以自由运动的交互设备，将运动与娱乐结合，那么体验虚拟现实的乐趣将大大提升，因此全向跑步机产生，全向跑步机是指一类为用户提供水平及任意方向的运动，且运动速度及方向可随用户脚步变化实时改变的跑步机，它可以为用户提供无限的自由行走空间。

在现有技术中，全向跑步机可划分为两大类：被动式全向跑步机以及主动式全向跑步机。

被动式全向跑步机实现的方案有凹面原地滑行型、平面原地滑行型、滚动球内行走型，由于与本专利采用的技术方向完全无关，因此不加赘述。

主动式全向跑步机实现的方案有：其一采用大传送带嵌套方向垂直的小传送带的方式，优点是控制简便，只需要控制两个方向传送带的运动速度从而形成任意水平方向的合速度；缺点是系统惯性较大，由于小传送带系统整体安装在大传送带上，导致大传送带转动惯性太大，因而缺乏灵活性；其二是采用若干个马达驱动螺旋装置，此方案直线运动同步性较好，但缺点是不能及时匹配用户运动方向及运动速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上技术方案，提供一种结构简单、系统惯性小、灵活性高、滚筒速度不会失调的一种滚筒阵列主动式全向跑步机。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种滚筒阵列主动式全向跑步机，包括阵列式驱动组件、动力系统、转向系统、行走平台和用于限位人身体的框架，所述的驱动组件包括动力轮、转向轮，所述的动力轮上设有转轴，所述的转轴上设有锥齿轮一，所述的转向轮上设有架体，所述的架体上设有主滚筒和副滚筒，所述的主滚筒上设有与锥齿轮一相啮合的锥齿轮二，所述的锥齿轮一的锥向朝下，所述的副滚筒内设有速度传感器和压力传感器。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的全向跑步机驱动组件结构简单、双滚筒的设置可增大滚筒和用户脚底的接触面积，起到更好的支撑作用，而且速度传感器和压力传感器设置在副滚筒上，可以准确的测出用户的运动情况，驱动组件锥齿轮的设置可使主滚筒的转速不会偏离预定值，驱动组件的转向运动和水平运动相互独立可控，可靠性高、组件的质量小、结构简单、成本低廉、替换方便，而且系统的惯性小、灵活性高。

作为改进，所述的动力系统上设有一根输出轴一，所述的输出轴一和动力轮之间通过螺杆一传动，所述的转向系统上设有一根输出轴二，所述的输出轴二和转向轮之间通过螺杆二传动，成排的驱动组件共用一个螺杆一和一个螺杆二。此种传动方式，可使各个驱动组件之间转动的速度一致，可有效的提高全向跑步机的同步性。

作为改进，所述的框架包括限位支架和设置在限位支架上可伸缩的伸缩杆，所述的伸缩杆与用户所穿的背带装置相连，所述的限位支架的高度可调。框架的作用主要是对人体起到限位的作用，使用户在有效的范围内运动，避免用户摔倒或走出有效范围，限位支架和伸缩杆可有效的限位用户的身体并且活动自如。