本發(fā)明涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)健身設(shè)備，具體地涉及一種可在不同場景攀巖的虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)、科技實(shí)力的逐步增強(qiáng)以及人們的工作壓力不斷增高，人們戶外運(yùn)動量急劇減少，為了提高生活質(zhì)量，提高身體的健康狀況，室內(nèi)運(yùn)動逐步成為多數(shù)職業(yè)人的選擇，同時健康，易趣的高質(zhì)量生活日益成為人們的追求目標(biāo)，同時，受外部環(huán)境的限制，某些室外進(jìn)行的運(yùn)動也逐漸搬到了室內(nèi)，室內(nèi)攀巖就是其中之一。

戶外攀巖固然好，比如，自然攀巖，在自然環(huán)境中攀巖，需要附近擁有適合攀巖的自然環(huán)境，需要專用的工具，攀巖環(huán)境固定，同時有一定風(fēng)險性；人造攀巖，占地比較大，建設(shè)成本貴，投資較高，攀巖的環(huán)境固定，相對戶外自然攀巖風(fēng)險性較小。

傳統(tǒng)攀巖機(jī)在鏈板上安裝攀巖支點(diǎn)，鏈板安裝在橢圓形鏈帶之上，使用電機(jī)或者人體自身的重力帶動鏈帶循環(huán)往復(fù)滾動，一般安裝在室內(nèi)環(huán)境中，環(huán)境固定，風(fēng)險性很小，簡單式的機(jī)械重復(fù)運(yùn)動和單調(diào)的環(huán)境會給用戶帶來乏味、無聊的感覺，缺乏室外自然攀巖和人工攀巖的高度所帶來的刺激性和樂趣。

這些問題都會導(dǎo)致在用戶在健身時，無法感受到相應(yīng)的反饋，體驗(yàn)感差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種在室內(nèi)可以根據(jù)個人喜好選擇攀巖場景同時能最大程度避免用戶在使用過程中產(chǎn)生暈動現(xiàn)象和其它不適感覺的虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：一種虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)，所述的虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)包含攀巖機(jī)物理結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，所述的攀巖機(jī)物理結(jié)構(gòu)包括主電機(jī)，鏈帶，鏈板，安裝孔，攀巖支點(diǎn)，穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)，緩降結(jié)構(gòu)；所述的主電機(jī)位于穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)上，控制鏈帶結(jié)構(gòu)的循環(huán)往復(fù)；所述的鏈板安裝在可循環(huán)往復(fù)滾動的鏈帶結(jié)構(gòu)上，鏈板上有若干個安裝孔，攀巖支點(diǎn)安裝在安裝孔上，所述的緩降結(jié)構(gòu)包括穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)上的緩降保護(hù)電機(jī)，固定在穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)上的軟梯或者懸掛裝置以及人體穿戴保護(hù)裝置，所述的緩降保護(hù)電機(jī)安裝在穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)底部；所述的緩降保護(hù)電機(jī)為帶剎車系統(tǒng)的雙電機(jī)，所述攀巖機(jī)物理結(jié)構(gòu)上設(shè)有控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述的控制系統(tǒng)包括智能主機(jī)和控制傳感系統(tǒng)，所述的智能主機(jī)為安裝有智能操作系統(tǒng)的主機(jī)，所述的智能操作系統(tǒng)包含但不限于Android、IOS、Windows，所述的控制傳感系統(tǒng)主要包含控制系統(tǒng)主板，所述的控制系統(tǒng)主板為安裝在攀巖機(jī)上的控制板，其上有無線芯片，使用無線或者有線方式連接智能主機(jī)和VR設(shè)備，控制系統(tǒng)主板連接控制主電機(jī)、緩降結(jié)構(gòu)、姿態(tài)捕捉系統(tǒng)、攀巖支點(diǎn)定位系統(tǒng)、以及其它設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述的姿態(tài)捕捉系統(tǒng)主要由姿態(tài)捕捉設(shè)備組成，包括體感攝像頭以及姿態(tài)捕捉手套，用于捕捉獲取用戶位置信息、用戶身體骨胳、用戶攀巖動作、用戶身體重心的高度等信息，并將信號傳輸給智能主機(jī)和控制系統(tǒng)主板。

進(jìn)一步的，所述的攀巖支點(diǎn)定位系統(tǒng)通過智能主機(jī)系統(tǒng)預(yù)先渲染攀巖支點(diǎn)的位置，攀巖過程中智能主機(jī)系統(tǒng)實(shí)時渲染虛擬場景的角色位置，與真實(shí)場景中用戶的位置完全吻合，當(dāng)角色高度達(dá)到預(yù)設(shè)的高點(diǎn)時，系統(tǒng)啟動主電機(jī)將角色的高度旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)的低點(diǎn)，以保障用戶可以正常的攀巖，攀巖機(jī)上的攀巖支點(diǎn)和虛擬場景中的攀巖支點(diǎn)完全一致。

更進(jìn)一步地，所述的智能主機(jī)包含PC電腦，手機(jī)，VR一體機(jī)；所述的VR設(shè)備呈現(xiàn)通過智能主機(jī)系統(tǒng)渲染的內(nèi)容給用戶，VR顯示設(shè)備包括但不限于VR一體機(jī)，VR手機(jī)盒子，VR眼鏡；VR設(shè)備與智能主機(jī)通過有線或者無線的方式連接。

所述攀巖機(jī)的攀巖運(yùn)行包括以下過程：

攀巖開始前，所述的控制傳感系統(tǒng)根據(jù)用戶的站立位置，提示用戶移動到可檢測區(qū)域，當(dāng)系統(tǒng)捕捉到用戶位置時渲染開始界面，接受用戶的選擇，選擇攀巖的場景，根據(jù)用戶選擇的場景獲取到該場景所有攀巖支點(diǎn)的位置和高度，啟動主電機(jī)，調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)的鏈板和固定在鏈板上的攀巖支點(diǎn)的位置，將位置和高度調(diào)整與虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的攀巖節(jié)點(diǎn)完全一致，調(diào)節(jié)完畢之后，在虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備中提示用戶設(shè)備已就緒，攀巖可以開始；

攀巖開始后，系統(tǒng)實(shí)時渲染游戲場景、游戲場景中的攀巖支點(diǎn)和虛擬人物在虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備中，同時，姿態(tài)捕捉系統(tǒng)讀取用戶的攀巖動作，將用戶攀巖姿態(tài)實(shí)時渲染成虛擬人物的攀巖動作，控制傳感系統(tǒng)根據(jù)用戶的重心位置，實(shí)時控制主電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，每當(dāng)達(dá)到臨界高點(diǎn)時，主電機(jī)啟動并帶動鏈帶和攀附在鏈帶鏈板上的攀巖支點(diǎn)的用戶旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時高度調(diào)整，確保攀巖連續(xù)進(jìn)行；

攀巖結(jié)束后，系統(tǒng)自動啟動緩降系統(tǒng)，提示用戶可以雙手懸掛在懸掛裝置、或者攀爬在軟梯上，系統(tǒng)啟動緩降電機(jī)降落至地面，與此同時，系統(tǒng)在VR顯示設(shè)備中渲染蹦極、跳傘或者滑翔降落的場景；

用戶降落地面后，系統(tǒng)提示用戶攀巖結(jié)束，用戶解除虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備和緩降保護(hù)系統(tǒng)之后，所述邏輯控制主電機(jī)和緩降保護(hù)系統(tǒng)回位。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1，本發(fā)明將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引和實(shí)時人體骨骼捕捉技術(shù)入到攀巖健身運(yùn)動之中，用戶可以自主選擇世界各地的風(fēng)景作為虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖的場景，用戶可以選擇教學(xué)、游戲、聯(lián)網(wǎng)競賽等多種游戲模式，虛擬現(xiàn)實(shí)帶來的沉浸式攀巖體驗(yàn)會讓用戶的攀巖過程充滿樂趣和刺激感。

2，本發(fā)明使用帶剎車系統(tǒng)的雙電機(jī)緩降保護(hù)結(jié)構(gòu)作為用戶緩降保護(hù)結(jié)構(gòu)，安全系數(shù)非常高，配合虛擬現(xiàn)實(shí)場景緩降系統(tǒng)（懸掛裝置）在降落的過程中可讓用戶感受到從高空跳傘及滑繩速降的獨(dú)特體驗(yàn)。

3，本發(fā)明使用高精度體感攝像頭實(shí)時捕捉用戶的攀巖動作，還可以使用姿態(tài)捕捉手套以進(jìn)一步提高動作捕捉的精度，用戶現(xiàn)實(shí)中的動作和虛擬現(xiàn)實(shí)場景中角色的動作完全一致，用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)中感官狀態(tài)和真實(shí)狀態(tài)完全一致，最大程度的避免了用戶在使用過程中的暈動現(xiàn)象和其它不適感覺。

4，本發(fā)明可兼容多種虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備，包括但不局限于電腦端虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，虛擬現(xiàn)實(shí)一體機(jī)，虛擬現(xiàn)實(shí)手機(jī)盒子等。

5，和人工攀巖設(shè)備相比，本發(fā)明的造價較低，占用空間小。

附圖說明

圖1為攀巖機(jī)的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為攀巖機(jī)的控制系統(tǒng)示意圖；

圖3為攀巖機(jī)的啟動系統(tǒng)示意圖；

圖4為攀巖機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)行示意圖；

圖5為緩降保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行示意圖；

其中，1，主電機(jī)；2，鏈帶；3，鏈板；4，安裝孔；5，攀巖支點(diǎn)；6，穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)；7，緩降結(jié)構(gòu)；8，緩降保護(hù)電機(jī)；9，軟梯或者懸掛裝置；10，控制系統(tǒng)主板；11，無線芯片；12，VR設(shè)備；13，姿態(tài)捕捉系統(tǒng)；14，攀巖支點(diǎn)定位系統(tǒng)；15，其它設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-5，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的部分實(shí)施方式，而不是全部，不能理解為對本發(fā)明內(nèi)容的限制。

本發(fā)明提供的一種技術(shù)方案為：

一種虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)，虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)包含攀巖機(jī)物理結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，攀巖機(jī)物理結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括主電機(jī)1，鏈帶2，鏈板3，安裝孔4，攀巖支點(diǎn)5，穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)6，緩降結(jié)構(gòu)7；主電機(jī)1位于穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)6上，控制鏈帶2結(jié)構(gòu)的循環(huán)往復(fù)；鏈板3安裝在可循環(huán)往復(fù)滾動的鏈帶2結(jié)構(gòu)上，鏈板3上有若干個安裝孔4，攀巖支點(diǎn)5安裝在安裝孔4上，緩降結(jié)構(gòu)7包括穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)6上的緩降保護(hù)電機(jī)8，固定在穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)6上的軟梯或者懸掛裝置9以及人體穿戴保護(hù)裝置，緩降保護(hù)電機(jī)8安裝在穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)6底部；緩降保護(hù)電機(jī)為帶剎車系統(tǒng)的雙電機(jī)，攀巖機(jī)物理結(jié)構(gòu)上設(shè)有控制系統(tǒng)；

如圖2所示，控制傳感系統(tǒng)主要包含控制系統(tǒng)主板10，控制系統(tǒng)主板10上的無線芯片11，可以通訊連接VR設(shè)備12，控制系統(tǒng)主板連接主電機(jī)1、緩降結(jié)構(gòu)7、姿態(tài)捕捉系統(tǒng)13、攀巖支點(diǎn)定位系統(tǒng)14、以及其它設(shè)備15；控制傳感系統(tǒng)控制整個攀巖機(jī)物理結(jié)構(gòu)。

下面結(jié)合流程圖就本發(fā)明各系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的連接配合關(guān)系。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)啟動邏輯如圖3所示，用戶佩戴好虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，穿戴好保護(hù)裝置和姿態(tài)捕捉設(shè)備之后，站立在攀巖機(jī)之前，所述啟動邏輯啟動姿態(tài)捕捉系統(tǒng)獲取用戶位置，如所述邏輯未捕捉到用戶的位置，系統(tǒng)將提示用戶移動到可檢測區(qū)域。其后，系統(tǒng)繼續(xù)使用姿態(tài)捕捉獲取用戶的位置。如所述邏輯已捕捉到用戶的位置，根據(jù)用戶的位置和體感攝像頭捕捉到用戶身體骨骼和姿態(tài)捕捉手套捕捉到用戶手部骨骼融合渲染至虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備。其后，在虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備中渲染開始界面，接受用戶的選擇，選擇攀巖的場景。其后，根據(jù)用戶選擇的場景生成該場景所有攀巖支點(diǎn)的位置和高度，啟動主電機(jī)，調(diào)整虛擬現(xiàn)實(shí)攀巖機(jī)的鏈板和固定在鏈板上的攀巖支點(diǎn)的位置，將位置和高度調(diào)整與虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的攀巖節(jié)點(diǎn)完全一致，調(diào)節(jié)完畢之后，在虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備中提示用戶設(shè)備已就緒，可以開始攀巖。

圖4為開始攀巖后的運(yùn)行邏輯，用戶開始攀巖之后系統(tǒng)實(shí)時渲染游戲場景、游戲場景中的攀巖支點(diǎn)和虛擬人物在虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備中。與此同時，姿態(tài)捕捉系統(tǒng)讀取用戶的攀巖動作，將用戶攀巖姿態(tài)實(shí)時渲染成虛擬人物的攀巖動作。其后，系統(tǒng)響應(yīng)攀巖是否結(jié)束的消息，如未接受到攀巖結(jié)束的消息，系統(tǒng)繼續(xù)讀取和渲染用戶的攀巖動作，如接受到攀巖結(jié)束的消息，系統(tǒng)啟動緩降保護(hù)系統(tǒng)。其后，姿態(tài)捕捉系統(tǒng)實(shí)時讀取用戶身體重心的高度。判斷，用戶身體重心的高度是否高于攀巖機(jī)預(yù)設(shè)的臨界高點(diǎn)。如達(dá)到臨界高點(diǎn)，系統(tǒng)啟動主電機(jī)，旋轉(zhuǎn)鏈帶使攀巖支點(diǎn)和攀巖支點(diǎn)上的用戶向下移動，當(dāng)移動至臨界低點(diǎn)時停止主電機(jī)。如未達(dá)到臨界高點(diǎn)，系統(tǒng)繼續(xù)讀取和渲染用戶的攀巖動作。

圖5為緩降保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行邏輯，緩降保護(hù)系統(tǒng)啟動之后，系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)場景中提示用戶登上緩降軟梯或者懸掛裝置，其后，姿態(tài)捕捉系統(tǒng)實(shí)時讀取用戶的位置，直到用戶登上軟梯或懸掛裝置。如用戶已登上軟梯，系統(tǒng)啟動緩降電機(jī)開始緩降。與此同時，系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的場景渲染速降、跳傘或滑翔的場景在虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備中。當(dāng)用戶降落到地面后，提示用戶攀巖結(jié)束，用戶解除虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備和緩降保護(hù)系統(tǒng)之后，所述邏輯控制主電機(jī)和緩降保護(hù)系統(tǒng)回位。

上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能理解為對本發(fā)明準(zhǔn)許范圍的限制，凡根據(jù)本發(fā)明做出的變形和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。