[发明专利]一种万向行动平台及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及体育锻炼、体操、游泳、爬山或击剑用的器械；球类；训练器械的技术领域，特别涉及一种能实现单向行走、自主控制转向的万向行动平台及其控制方法。

背景技术

现今社会不仅经济迅猛发展，休闲娱乐业也快速发展，其中的网络游戏更得到了用户的喜爱和推广，为了使用户具有更强烈的操控感和沉浸感，也产生了众多的虚拟现实环境的终端模拟器。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统的技术，其利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术丰要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面，其中，自然技能是指人的头部转动、眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入做出实时响应，并分别反馈到用户的五官，这是虚拟现实技术中非常重要的一部分。

然而，若要1:1实现人体在虚拟现实环境中做出行走、奔跑等动作，现实中则需要布置一个和虚拟现实环境中等面积的活动场地，这在一些较大场景的应用中是非常不现实的，并且由于用户在虚拟世界中操作，无法感知现实环境的变化，人身安全也存在很大隐患。

现有技术中，由此产生了若干种可以让使用者在原地做出行走动作的外设设备，但这些设备无法兼顾直线运动和回转运动，无法完全模拟现实中行走与转向同时进行的场景，且由于在使用者行走的过程中存在惯性，如果产品不能很好的模拟走路的场景，则从整体上来说使用者会产生顿挫感，影响沉浸式体验，甚至存在安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种优化的万向行动平台及其控制方法，行走舒适，使用和操作方便，可实现单向行走、可进行自主控制转向。

本发明所采用的技术方案是，一种万向行动平台，包括控制器，所述行动平台包括回转机构；所述回转机构上设有直线运动机构和扶手机构，所述扶手机构设于直线运动机构一侧，所述直线运动机构的另一侧设有背部支撑机构；所述扶手机构、直线运动机构分别与所述控制器连接，所述控制器通过驱动机构连接至回转机构；所述万向行动平台还包括头显设备，所述头显设备内设有传感器，所述传感器连接至控制器。

优选地，所述回转机构包括支撑底座，所述支撑底座的轴心处设有齿轮内圈，所述齿轮内圈外设有旋转齿轮，所述旋转齿轮与所述驱动机构配合设置；所述支撑底座下均匀分布设有若干支脚。

优选地，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有过渡齿轮，所述过渡齿轮与所述旋转齿轮啮合；所述驱动电机配合设有第一距离编码器，所述驱动电机和第一距离编码器连接至控制器。

优选地，所述直线运动机构包括旋转轴，所述旋转轴与所述回转机构同轴配合设置；所述旋转轴上对应设有2个直线横梁，所述2个直线横梁的两端分别对应设有转轴，2个所述转轴外套设有履带，所述2个直线横梁间还设有若干与所述转轴平行的辊轴；所述转轴侧部配合设有第二距离编码器，所述第二距离编码器与所述控制器连接；所述履带包括若干首尾连接的跑步块，所述跑步块包括底板，所述底板上设有踏板，所述踏板为拱形板，所述踏板和底板间设有若干支撑件，中心的所述支撑件的高度大于两侧的支撑件。

优选地，所述直线运动机构还包括制动单元；所述制动单元包括设于所述转轴端部的金属安装板，所述金属安装板侧部设有制动盘，所述制动盘套设于转轴外侧；所述金属安装板通过继电器连接至控制器；所述转轴上套设有超越离合器。

优选地，所述扶手机构包括2个第一支撑杆，所述第一支撑杆一端设于所述直线运动机构上，另一端设有手柄，所述手柄上设有控制部，所述2个第一支撑杆与手柄的连接端间设有显示器，所述控制部和显示器连接至控制器。

优选地，所述背部支撑机构包括2个第二支撑杆，所述第二支撑杆一端设于所述直线运动机构上，所述2个第二支撑杆的另一端之间设有连杆，所述连杆外侧套设有轴套，所述轴套上设有调节螺杆，所述调节螺杆朝向扶手机构的一端顺次设有支撑板和腰环。

一种所述的万向行动平台的控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：使用者登上万向行动平台，通电，控制器获取头显设备初始高度，记录高度最大值；使用者开始运动；

步骤2：控制器始终保持工作，接收指令；

控制部发出回转指令，则控制器根据回转指令控制回转机构做向左或向右的回转运动，由此带动人体实现360°的旋转，控制器实时获取第一距离编码器反馈的角度值；角度值反馈到使用者头显设备的虚拟场景中，可实现虚拟场景中人体的旋转；