[发明专利]一种基于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机

权利要求书

1.一种基于虚拟现实技术的多路径可变幅室内攀岩机，包括机械结构部分和虚拟现实系统，所述机械结构部分包括外部支撑架、攀岩机本体框架，所述攀岩机本体框架安设在外部支撑架上，在攀岩机本体框架包括内部支撑架，在内部支撑架上设有攀岩机转动机构，所述攀岩机转动机构包括沿攀岩机本体框架外围方向竖向循环转动的链条和多个平行于攀岩机本体框架横向方向的横板，各链条与链轮及链轮轴对应配置，且各链条设置在内部支撑架的两侧位置，各横板是相互紧邻固定于各链条上，随链条循环转动，在攀岩机本体框架的横板上设置有多个攀岩抓手，所述攀岩抓手可沿横板横向滑移，在攀岩机本体框架上设有用于实现攀岩抓手路径变换的路径变更装置，所述路径变更装置包括背部抓手变更机构、正面抓手固定轨道、底部抓手复位轨道和攀岩抓手存储区，所述正面抓手固定轨道位于攀岩机本体框架的正面，所述底部抓手复位轨道位于攀岩机本体框架底部朝向攀岩机本体框架的背部方向，所述攀岩抓手存储区位于横板两侧被攀岩机外部框架所包容的区域，所述背部抓手变更机构位于攀岩机背部倒三角形区域的上方；所述背部抓手变更机构位于攀岩机本体框架的背部偏上位置，包括抓手推出机构和抓手定位机构；所述抓手推出机构包括在内部支撑架上设置的多个固定板，所述固定板位于横板的内侧，且与横板平行设置，固定板的两侧固设有推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁与在攀岩抓手底部设置的铁质凸块相对应，由电机驱动推拉式电磁铁将攀岩抓手从攀岩抓手存储区推向横板内部，所述抓手定位机构包括在固定板上间隔设置的多个吸盘式电磁铁，其用于初步定位被抓手推出机构推出的攀岩抓手，在每个吸盘式电磁铁的两侧对应设置有防磁挡板，所述攀岩机本体框架的两侧通过轴承与外部支撑架相连，所述外部支撑架还通过支撑变幅装置与攀岩机本体框架相连，以实现攀岩机本体框架摆动角度的调节，所述正面抓手固定轨道为多个，所述攀岩抓手底部设置的铁质凸块能滑入正面抓手固定轨道内，用于约束其横向自由度，各正面抓手固定轨道沿攀岩机本体框架横向方向设置，所述每条正面抓手固定轨道从上至下依次相连的Y字型滑轨、直线滑轨和弧形滑轨，所述Y字型滑轨用于矫正初步固定后的攀岩抓手的位置，所述直线滑轨与吸盘式电磁铁共线，当攀岩抓手位于直线滑轨区域时，由于T型槽横板上竖直方向位移与垂直方向位移的限制，联合直线滑轨上水平方向位移的限制，实现了六个自由度的限制，当攀岩抓手沿直线滑轨到达弧形滑轨时，沿其滑行轨道运动即可到达攀岩机本体框架的背部，所述弧形滑轨与底部抓手复位轨道相连，所述底部抓手复位轨道的数量与正面抓手固定轨道的数量一一对应，并对应相连，每个所述底部抓手复位轨道包括回转轨道和复位滑轨，所述回转轨道为倾斜设置的弯折型轨道，部分回转轨道向攀岩机本体框架的一侧弯折倾斜，其余部分回转轨道向攀岩机本体框架的另一侧弯折倾斜，所述复位滑轨与回转轨道光滑过渡连接，所述复位滑轨的尾端朝向横板的一端或另一端，且各个复位滑轨的路径长度不同，使每个攀岩抓手回到攀岩抓手存储区的位置不一样，所述支撑变幅装置包括外部支撑架、攀岩机本体框架，所述攀岩机本体框架的两侧通过轴承与外部支撑架相连，在外部支撑架的两侧对称设置的蜗轮蜗杆机构、第一变幅连杆和第二变幅连杆，所述蜗轮蜗杆机构安设在外部支撑架上，两蜗轮蜗杆机构的蜗轮套装在第一变幅旋杆的两端，所述第一变幅旋杆横向安设在外部支撑架上，所述第一变幅连杆的上端与第一变幅旋杆相固连，下端与第二变幅连杆相铰接，所述第二变幅连杆与攀岩机本体框架的下端相铰接，实现攀岩机本体框架在一定角度范围内摆转。

2.根据权利要求1所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：所述攀岩机转动机构的整体传动是依靠攀爬者自身重力以及攀爬时作用在攀岩机上的力进行传动，所述链轮轴的转速通过攀岩机液压控制系统控制，所述攀岩机液压控制系统包括与上部链轮轴相连接的传动齿轮、齿轮泵、油箱、三位四通电磁阀、比例节流阀、PLC控制系统和流量传感器，所述传动齿轮与齿轮泵上的齿轮相啮合，所述齿轮泵的吸油口与油箱相连，排油口通过三位四通电磁阀与比例节流阀相连，所述比例节流阀通过流量传感器与油箱相连，所述PLC控制系统与比例节流阀和流量传感器相连。

3.根据权利要求1所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：在所述横板上设有倒T型滑槽，所攀岩抓手包括顶部抓手块、中部倒T型滑块和底部铁质凸块，所述攀岩抓手通过中部倒T型滑块可以在横板的T型滑槽内横向滑移，在横板的两侧分别设置有防止攀岩抓手滑出的限位块。

4.根据权利要求1所述的多路径可变幅室内攀岩机，其特征在于：还包括信息系统，所述信息系统包括用户攀岩运动信息检测模块、用户身体健康信息检测模块、信息对比及反馈模块和上传共享模块，用户攀岩运动信息检测模块用于检测用户攀岩过程中的攀岩高度、攀岩时间和攀岩速度，包括安装在链轮上的感应磁铁、感应器和主机码表，所述用户身体健康信息检测模块用于检测用户的心率、血压和呼吸频率参数，其包括运动手环。