本發(fā)明涉及到的是二軸陀螺儀的式虛擬運(yùn)動(dòng)球形倉。
背景技術(shù)：
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在20世紀(jì)80年代提出以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)及光學(xué)技術(shù)等相關(guān)科學(xué)的發(fā)展，在工業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)景展示、教育培訓(xùn)、消費(fèi)娛樂等方面均展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)要實(shí)現(xiàn)真實(shí)的環(huán)境模擬，除了滿足使用對象的視覺效果，還要在空間上進(jìn)行相關(guān)的配合；例如對象在行走時(shí)3d成像或全息投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)景物的不斷變化，而運(yùn)動(dòng)者本身應(yīng)保持在光學(xué)技術(shù)能夠?qū)嵤┑姆秶畠?nèi)。如果使用對象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)受到限制就無法使對象的感受更加真實(shí)，或使用空間隨著對象的運(yùn)動(dòng)不斷增加，就增加了技術(shù)成本，并且不符合“虛擬現(xiàn)實(shí)”宗旨。
為了真實(shí)模擬運(yùn)動(dòng)對象的使用空間配合光學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)虛擬環(huán)境體驗(yàn)，各種針對運(yùn)動(dòng)對象出現(xiàn)的裝置不斷出現(xiàn)。目前可以查到的行為控制裝置可以分為2種：1，具有環(huán)裝或束帶牽引約束的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，上述裝備在一定程度上節(jié)省了運(yùn)動(dòng)空間，但由于約束裝置直接作用在使用對象身上，使用者無法享受到自由的運(yùn)動(dòng)感覺，并且受相關(guān)穿戴設(shè)備的限制無法進(jìn)行大幅度劇烈的運(yùn)動(dòng)。
2，基于傳送帶的多向跑步機(jī)系統(tǒng)，上述裝置在一定程度上放松了對人體的束縛，改由傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)將運(yùn)動(dòng)的人體帶回虛擬裝置作用中心。單存在諸多不足：人體運(yùn)動(dòng)方向的復(fù)雜使之無法精確的實(shí)現(xiàn)回歸原點(diǎn)；對傳送帶或齒輪的控制過多而且復(fù)雜，增加了機(jī)械設(shè)備維護(hù)和使用難度，對于較大的人體動(dòng)作同樣難以實(shí)現(xiàn)回歸原點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于二軸陀螺儀的球形運(yùn)動(dòng)倉，通過陀螺儀的自平衡特性實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的原點(diǎn)回歸。
二軸陀螺儀式虛擬運(yùn)動(dòng)球形倉，包括內(nèi)部球形倉和固定在地面的最外層支架，內(nèi)部球形倉包括套在一起、球心重合、直徑不等的球體形狀的載人運(yùn)動(dòng)倉和y軸運(yùn)動(dòng)倉，載人運(yùn)動(dòng)倉外表面通過轉(zhuǎn)軸固定在y軸運(yùn)動(dòng)倉表面，y軸運(yùn)動(dòng)倉外表面通過轉(zhuǎn)軸固定在支架上，2個(gè)球體的轉(zhuǎn)軸連線垂直、相交且都經(jīng)過球心。
進(jìn)一步的，所述載人運(yùn)動(dòng)倉通過外表面對稱的兩根轉(zhuǎn)軸，即為“x軸”，固定在y軸運(yùn)動(dòng)倉內(nèi)表面，所述“x軸”的連線通過載人運(yùn)動(dòng)倉的球心；y軸運(yùn)動(dòng)倉通過外表面對稱的兩根轉(zhuǎn)軸，即為“y軸”，固定在最外層支架上，所述“y軸”的連線通過載人運(yùn)動(dòng)倉的球心；“x軸”的連線和“y軸”的連線互相垂直。
進(jìn)一步的，載人運(yùn)動(dòng)倉為全封閉球體，y軸運(yùn)動(dòng)倉為全封閉或者半封閉圓環(huán)、全封閉或者半封閉球形骨架。
進(jìn)一步的，載人運(yùn)動(dòng)倉直徑5.5-6米，以方便運(yùn)動(dòng)對象進(jìn)行各種動(dòng)作。構(gòu)成材料為2-5cm厚、雙面噴砂、透明高強(qiáng)度亞克力，需承受運(yùn)動(dòng)對象與接收外界投影，采用材料構(gòu)成，為使艙體達(dá)到更好的投影效果，降低透光率。(載人運(yùn)動(dòng)倉為了可以移動(dòng)到球面上任意一點(diǎn)，應(yīng)該為全封閉球形，為了可以投影，需要透明透光)。
進(jìn)一步的，整個(gè)載人運(yùn)動(dòng)倉由花瓣?duì)顏喛肆Π迤唇佣桑唇油瓿珊笤诨ò杲稽c(diǎn)處開有直徑1米的倉門，供人員進(jìn)出，人員準(zhǔn)備好后倉門關(guān)閉。
進(jìn)一步的，在虛擬運(yùn)動(dòng)球形倉設(shè)備內(nèi)部或者外部設(shè)置投影設(shè)備。
進(jìn)一步的，載人運(yùn)動(dòng)倉表面布滿密集排列的孔。(方便超聲波等波穿過載人運(yùn)動(dòng)倉)
載人運(yùn)動(dòng)倉，為人員運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)。使用者進(jìn)入載人運(yùn)動(dòng)倉后起點(diǎn)位置肯定是載人運(yùn)動(dòng)倉球面的最低點(diǎn)，當(dāng)使用者在載人運(yùn)動(dòng)倉內(nèi)表面沿“y軸”方向移動(dòng)時(shí)，由于重力作用，載人運(yùn)動(dòng)倉繞“x軸”發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使對象回到起點(diǎn)位置，即此時(shí)載人運(yùn)動(dòng)倉球面的最低點(diǎn)。換言之，載人運(yùn)動(dòng)倉通過繞“x軸”發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得使用者在載人運(yùn)動(dòng)倉內(nèi)部運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的“y軸”方向的位移“消失”了。同理，當(dāng)使用者在載人運(yùn)動(dòng)倉內(nèi)表面沿“x軸”方向移動(dòng)時(shí)，y軸運(yùn)動(dòng)倉繞“y軸”發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使對象回到起點(diǎn)位置，即此時(shí)載人運(yùn)動(dòng)倉球面的最低點(diǎn)。換言之，y軸運(yùn)動(dòng)倉通過繞“y軸”發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得使用者在載人運(yùn)動(dòng)倉內(nèi)部運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的“x軸”方向的位移“消失”了。因此，無論使用者在載人運(yùn)動(dòng)倉內(nèi)部如何運(yùn)動(dòng)，由于重力和內(nèi)部球形倉繞“x軸”、“y軸”轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，使用者最終都會(huì)回到起點(diǎn)位置，即此時(shí)載人運(yùn)動(dòng)倉球面的最低點(diǎn)。
本專利基本結(jié)構(gòu)采用二軸陀螺儀構(gòu)架，每層轉(zhuǎn)軸均由特殊材料構(gòu)成完整球體。共分3層，最外層支架固定在地面上，保證系統(tǒng)穩(wěn)定；最內(nèi)層采用高強(qiáng)度定向有機(jī)玻璃構(gòu)成，方便外部光線在內(nèi)部球體的投影燈操作，每層球體均有扇形開口方便人員進(jìn)出。
附圖說明
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，二軸陀螺儀式虛擬運(yùn)動(dòng)球形倉，包括內(nèi)部球形倉和固定在地面的最外層支架3，內(nèi)部球形倉包括套在一起、球心重合、直徑不等的球體形狀的載人運(yùn)動(dòng)倉1和y軸運(yùn)動(dòng)倉2，載人運(yùn)動(dòng)倉1外表面通過轉(zhuǎn)軸，即為“x軸”12，固定在y軸運(yùn)動(dòng)倉2內(nèi)表面，y軸運(yùn)動(dòng)倉2外表面通過轉(zhuǎn)軸，即為“y軸”21固定在支架3上，2個(gè)球體的轉(zhuǎn)軸連線垂直、相交且都經(jīng)過球心。載人運(yùn)動(dòng)倉1為全封閉球體，開有直徑1米的倉門11，供人員進(jìn)出，人員準(zhǔn)備好后倉門關(guān)閉。y軸運(yùn)動(dòng)倉2為全封閉球形骨架。載人運(yùn)動(dòng)倉1直徑6米，以方便運(yùn)動(dòng)對象進(jìn)行各種動(dòng)作。構(gòu)成材料為2-5cm厚、雙面噴砂、透明高強(qiáng)度亞克力。