[实用新型]摩擦轮可转向式全向运动平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种运动平台，尤其是一种全向运动平台。

背景技术

现有用于虚拟现实沉浸式体验的全向运动平台主要分为两类，一类是通过穿戴特殊的鞋子在经过特殊处理带有辐状发散结构的倾斜曲上的滑动，运动者自动滑回运动平台中心位置，进而达到全向仿真运动的全向运动平台，这种全向运动平台是使用者先在曲面上运动随后再在重力作用下向曲面中心位置滑落，如中国公开专利号：CN104971469A，名称：虚拟现实人体全向移动输入平台即为这种全向运动平台，这种全向运动平台虽然结构简单，但是滑落过程造成的同步迟滞效果会严重影响使用者的仿真运动体验效果，往往需要配备身体辅助固定装置才能避免因现实和虚拟感受脱节造成的身体运动失衡的问题，同时该运动平台还存在无法精确控制运动位移、运动方向调整自由度受限等问题，因存在严重的虚拟和现实的脱节，该类全向运动平台的运动仿真体验效果相对较差，另外一类是在运动平台垂直方向和水平方向设置传动机构，使用者产生运动位移后，根据使用者的运动位移变化，通过在运动平台水平方向和垂直方向两个方向的传动机构的组合传动，使运动平台向相反方向传动相应的位移量，通过传送平台的合成运动速度及运动方向的传动，将使用者反向传送至起始位置的全向运动平台，因垂直传动机构和水平传动机构结合合成传动方式运动平台的机械结构原理决定了，目前该类全向运动平台存在运动平台反应灵敏度差、运动回馈传送不同步、传送位移精度控制差、合成传动方向控制灵活性不足、无法精确控制运动位移、运动方向调整自由度受限，等缺陷。

发明内容

为解决现有全向运动平台所存在的反应灵敏度差、运动回馈传送不同步、传送位移精度控制差、合成传动方向控制灵活性不足等缺陷，使用者虚拟和现实感受脱节，沉浸体验效果较差，无法达到较好的交互运动体验效果的问题，本实用新型提供了一种摩擦轮可转向式全向运动平台，通过摩擦轮可转向传动机构配合链轮齿形链传动机构实现灵活控制运动平台垂直及水平方向的传动变化的功能。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：本摩擦轮可转向式全向运动平台是一种链轮传动机构与摩擦轮转向角度可调节的差速转向摩擦传动机构相结合的全向运动平台，该实用新型全向运动平台由链轮、齿形链以及安装固定在齿形链上的多个平行相邻安装的水平传动机构共同构成一个封闭环状的垂直方向的传动机构，由水平传动机构构成的封闭环状传动机构的上表面之下设置有通过升降机构固定在机架上阵列安装的差速偏转摩擦传动机构，在运动平台上设置有多组运动感应单元，在至少一个差速偏转摩擦传动机构或者用于支撑水平传动机构的万向轮上安装压力传感单元，运动感应单元及压力传感单元将使用者运动状态变化数据，通过数据传输线路传送至运动数据收集装置，运动数据收集装置通过数据传输线路，将数据传送至运动控制单元，运动控制单元计算分析接收到的数据信息生成运动控制数据，伺服控制单元根据接收到的运动控制数据控制各伺服电机的转速，通过升降装置固定在运动平台上连接转向控制蜗杆的伺服电机通过蜗杆连接固定在转动轴外套上的涡轮，通过调整控制摩擦传动机构的偏转角度，通过升降装置固定在运动平台机架上连接差速偏转摩擦传动机构动力传动轴的伺服电机动，通过传动轴和固定在动力传动轴上的伞状传动齿轮和传动轴连接，驱动位于差速转向单元内的摩擦传动轮，通过控制摩擦轮的偏转角度及转速达到对水平传动机构的水平传动的驱动控制，在保持垂直方向传送线速度同步的前提下，实现水平方向传动速度的自由控制，进而实现全向运动平台在垂直传动方向和水平传动方向上的自由控制，通过计算分析使用者运动状态变化趋势，调整控制各传动伺服电机的输出，达到全向运动平台自动适应使用者运动趋势变化的效果，通过运动平台的适应性传动使得使用者的运动位移变化被灵敏、精确、同步地控制在运动平台的中心区域。

本实用新型的有益效果是，本实用新型解决了现有全向运动平台反应灵敏度差、运动回馈传送不同步、传送位移精度控制差、合成传动方向控制灵活性不足等缺陷，使用者虚拟和现实感受脱节，沉浸体验效果较差，无法达到较好的交互运动体验效果的问题，可灵敏、精确、同步地适应使用者运动位移的变化，能实现360度全向运动仿真，在虚拟现实应用中在不借助其它辅助运动装备的情况下即可达到完全运动仿真的效果，可改良现有虚拟现实环境运动平台所存在的使用者对虚拟和现实感受严重脱节，沉浸体验效果较差，无法达到较好的交互运动体验效果的问题，具体特点如下：