[发明专利]沉浸式上肢多向活动的虚拟现实系统

权利要求书

1.一种上肢活动虚拟现实系统，其特征在于，包括：交互式物理训练设备、定位模块、数据处理终端、头戴式显示器，定位模块包括手柄感应器、臂环感应器；数据处理终端与交互式物理训练设备、定位模块、头戴式显示器互联；终端处理器通过对数据的整合，利用手柄感应器及臂环感应器传输来的位置数据，位置换算模块计算得出使用者上肢空间位置，同时结合交互式物理训练设备传输来的受力数据，根据动作镜像模型以虚拟现实动态演绎的方式展示在头戴式虚拟显示设备中；

所述交互式物理训练设备，包括数控滑轨组件、手柄组件、中枢组件；所述数控滑轨组件,包括滑台基座(14)、数控滑台(13)、横向轨道(11)、升降轨道(12)；所述数控滑台(13)活动连接于横向轨道(11)上，数控滑台(13)包括滑块和滑块步进电机，通过滑块与横向轨道(11)咬合，通过滑块步进电机驱动转轴转化为整个数控滑台(13)在横向轨道(11)上的横向活动方向d1和位移s1；所述横向轨道(11)安装于滑台基座(14)后整体再活动连接于升降轨道(12)上；滑台基座(14)包括基座和基座步进电机，通过基座与升降轨道(12)咬合，通过基座步进电机驱动转轴转化为整个滑台基座(14)在升降轨道(12)上的升降方向d2和位移s2；所述手柄组件包括弹力拉绳(41)、数控退线器(42)、舵机、手柄(43)，所述弹力拉绳缠绕于退线器转轴上，弹力拉绳的一端连接于滑台，其另一端连接于手柄，所述舵机输出轴连接退线器转轴，退线器转轴用于收纳或者释放弹力拉绳，调节弹力拉绳(41)长度；所述弹力拉绳(41)具有弹性,固有的弹性系数f；所述中枢组件包括控制器(32)、拉力传感器和遥控器(34)；所述拉力传感器设置于手柄组件上，用于采集弹力拉绳的拉力状态数据(拉力大小n和方向d3)并提供给控制器(32)；滑块步进电机、基座步进电机、舵机，它们的驱动器连接受控于控制器(32)；所述遥控器(34)连接于控制器(32)，用于上肢活动前初始设置或者重新设置滑台基座(14)在升降轨道(12)之上的基准高度位置、拉绳操作长短以适应用户需求；拉力传感器将用户拉力大小及拉力方向数据实时传给控制器(32)。

2.如权利要求1所述的上肢活动虚拟现实系统，其特征在于，所述定位模块,包括手柄感应器、臂环感应器硬件；所述手柄感应器，设置于由使用者握持的手柄(43)之上，用于获得手柄(43)空间位置，并提供给终端处理器中的位置换算模块；所述臂环感应器，设置于使用者的肘关节上，获得臂环感应器空间位置，并提供给位置换算模块。