本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。

眾所周知，虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)處于發(fā)展初期，有諸多需求未能得到有效解決，行業(yè)空白較多，絕大部分從業(yè)單位都在使用高度雷同的動(dòng)感座椅系統(tǒng)，不但體驗(yàn)形式、題材單一，系統(tǒng)本身也較為簡(jiǎn)單，產(chǎn)品生命周期非常短。

現(xiàn)有的vr體驗(yàn)設(shè)備都只是提供基礎(chǔ)的站立或坐姿體驗(yàn)，且其體驗(yàn)形式單一，無法自然捕捉體驗(yàn)者的行為姿態(tài)，也即無法實(shí)現(xiàn)全自然的vr體驗(yàn)，并且由于體驗(yàn)者在使用vr設(shè)備時(shí)，體驗(yàn)者自身一般沒有有效保護(hù)，因而存在安全隱患。

因而，現(xiàn)有的vr體驗(yàn)設(shè)備無法自然捕捉體驗(yàn)者姿態(tài)以及存在較大安全隱患的問題成為人們亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備及控制系統(tǒng)，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的現(xiàn)有的vr體驗(yàn)設(shè)備無法自然捕捉體驗(yàn)者姿態(tài)以及存在較大安全隱患的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案在于：

一種虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備，包括：方向控制力臂、盔甲以及彈性連接裝置；

所述方向控制力臂，包括能夠相對(duì)于水平面旋轉(zhuǎn)的第一臂、頂端與所述第一臂樞接的第二臂、頂端部分伸入所述第二臂并與所述第二臂滑動(dòng)連接的第三臂、樞接于所述第三臂底端的第四臂，其中，所述第二臂上設(shè)置有姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)；

所述盔甲包括能夠包覆于人體的盔甲本體以及設(shè)置于盔甲本體內(nèi)的用于模擬震動(dòng)的力反饋系統(tǒng)；

所述彈性連接裝置包括兩端分別連接所述盔甲和所述方向控制力臂的第三臂的第一彈性組件，以及兩端分別連接所述盔甲和所述方向控制力臂的第四臂自由端的第二彈性組件。

更進(jìn)一步地，

所述第一彈性組件包括兩個(gè)相互平行的第一彈性支撐桿，所述第一彈性支撐桿的一端與所述盔甲本體背面的第一位置連接，另一端與所述第三臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述第二彈性組件包括從盔甲本體到所述方向控制力臂方向逐漸靠攏的兩個(gè)第二彈性支撐桿，所述第二彈性支撐桿的一端與所述盔甲本體背面的第二位置連接，另一端與所述第四臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

其中，所述第一位置高于所述第二位置。

更進(jìn)一步地，

所述力反饋系統(tǒng)包括設(shè)置于所述盔甲本體第一區(qū)域的第一震動(dòng)裝置、設(shè)置于所述盔甲本體第二區(qū)域的第二震動(dòng)裝置、以及設(shè)置于所述盔甲本體第三區(qū)域的第三震動(dòng)裝置。

更進(jìn)一步地，

所述第一區(qū)域?yàn)榭妆倔w對(duì)應(yīng)人體胸部的區(qū)域，所述第二區(qū)域?yàn)榭妆倔w對(duì)應(yīng)人體背部的區(qū)域，所述第三區(qū)域?yàn)榭妆倔w對(duì)應(yīng)人體腰部的區(qū)域。

更進(jìn)一步地，

所述第一臂包括：

豎直段、與所述豎直段的下部固定連接的水平段、與所述水平段的下表面連接并且與所述水平段形成交叉結(jié)構(gòu)的傾斜段、設(shè)置于所述傾斜段的外側(cè)并且兩端分別與所述水平段的側(cè)面以及所述第二臂連接的第三彈性組件、安裝于所述第三彈性組件上并且可以在所述第三彈性組件的帶動(dòng)下沿所述第三彈性組件的軸線方向運(yùn)動(dòng)的滑塊、沿所述傾斜段的延伸方向設(shè)置于所述滑塊兩側(cè)的第一傳感器和第二傳感器。

更進(jìn)一步地，

所述第二臂包括：頂端樞接于所述第一臂的傾斜段的第二臂主體、設(shè)置于所述第二臂主體頂端一側(cè)的用于與所述第三彈性組件連接的第二臂掛耳、設(shè)置于所述第二臂主體上的掛鉤。

更進(jìn)一步地，

所述第三臂通過位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述第二臂連接；

所述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括沿所述第二臂的長(zhǎng)度方向排列的多個(gè)限位孔、設(shè)置于所述第三臂的能夠伸入所述限位孔以鎖定所述第二臂和所述第三臂相對(duì)位置的限位件；

在所述限位件處于伸出狀態(tài)時(shí)，所述第二臂和所述第三臂的相對(duì)位置被鎖定；

在所述限位件處于縮回狀態(tài)時(shí)，所述第二臂和所述第三臂能夠進(jìn)行相對(duì)伸縮運(yùn)動(dòng)。

更進(jìn)一步地，

所述第四臂包括水平設(shè)置的第四臂主體、一端安裝于所述第四臂主體并且另一端用于與所述第三臂連接的彈性支撐件；所述彈性支撐件、所述第三臂以及所述第四臂主體之間形成三角形結(jié)構(gòu)；

所述第四臂主體的一端與所述第三臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第四臂主體的另一端與所述第二彈性組件固定連接。

一種虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，

包括：信號(hào)連接的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)、控制模塊、顯示終端和力反饋系統(tǒng)；

所述姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，用于采集盔甲主體的姿態(tài)信號(hào)，并將所述姿態(tài)信號(hào)傳遞至所述控制模塊；

所述控制模塊，用于接收所述姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的姿態(tài)信號(hào)，根據(jù)所述姿態(tài)檢測(cè)信號(hào)生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)傳遞至顯示終端；

所述顯示終端，用于接收所述控制信號(hào)并輸出與所述姿態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的顯示圖像，還用于接收所述動(dòng)作演示信號(hào)并生成相應(yīng)的動(dòng)作演示圖像；

所述力反饋系統(tǒng)，用于接收所述動(dòng)作模擬信號(hào)，并根據(jù)所述動(dòng)作模擬信號(hào)生成震動(dòng)信號(hào)。

更進(jìn)一步地，所述控制模塊，還用于生成動(dòng)作演示信號(hào)并將所述動(dòng)作演示信號(hào)發(fā)送至所述顯示終端，以及用于生成動(dòng)作模擬信號(hào)并將所述動(dòng)作模擬信號(hào)發(fā)送至所述力反饋系統(tǒng)。

結(jié)合以上技術(shù)方案，本發(fā)明能夠達(dá)到的有益效果分析如下：

在體驗(yàn)者的具體使用過程中，將上述的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備安裝于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，其中方向控制力臂的第一臂頂端安裝于體驗(yàn)倉(cāng)的倉(cāng)頂，人體盔甲位于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，人體位于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的姿態(tài)可以為站姿、坐姿或者懸浮等，無論體驗(yàn)者進(jìn)行任何姿態(tài)調(diào)整，例如向左運(yùn)動(dòng)、向右運(yùn)動(dòng)、向前運(yùn)動(dòng)或者向后運(yùn)動(dòng)，盔甲均會(huì)伴隨人體進(jìn)行相應(yīng)的姿態(tài)調(diào)整，由于方向控制力臂包括從上至下依次設(shè)置的第一臂、第二臂、第三臂和第四臂，并且第一臂能夠相對(duì)于水平面旋轉(zhuǎn)，因而，該虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備可以適應(yīng)盔甲的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另外，第一臂與第二臂樞接，第二臂與第三臂滑動(dòng)連接，第三臂與底壁鉸接，彈性連接裝置連接盔甲和方向控制力臂，盔甲的任何姿態(tài)都可以通過各部件關(guān)節(jié)進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)化，即各部件通過各部件的關(guān)節(jié)進(jìn)行相對(duì)位置調(diào)整以適應(yīng)盔甲的姿態(tài)調(diào)整，人體的各個(gè)方向的動(dòng)作產(chǎn)生的作用力均可以通過盔甲均勻分散，從而體驗(yàn)者在體驗(yàn)過程中整體感覺較為舒適，即使發(fā)生失重或者跌倒的情況，操作者也會(huì)被方向控制力臂牢固鎖定，不存在現(xiàn)有的vr體驗(yàn)設(shè)備的不安全問題。

并且，由于體驗(yàn)者是以盔甲的方式進(jìn)行vr體驗(yàn)，盔甲的姿態(tài)通過彈性連接裝置、第四臂、第三臂、傳遞至位于所述第二臂上的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，如上所述，方向控制力臂可以根據(jù)盔甲的姿態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，這種適應(yīng)性調(diào)整基于方向控制力臂各個(gè)力臂相對(duì)位置調(diào)整，顯然，這種適應(yīng)性調(diào)整更加符合人體工程學(xué)，位于方向控制力臂上的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)能夠自然捕捉體驗(yàn)者的姿態(tài)，vr顯示終端的顯示效果基于體驗(yàn)者的姿態(tài)，因而，更加自然且精確的姿態(tài)信息將有助于顯示終端顯示更加貼近實(shí)際的反饋畫面，從而使體驗(yàn)者得到更加沉浸式的vr體驗(yàn)。

又由于，盔甲的盔甲本體內(nèi)設(shè)置有用于模擬震動(dòng)的力反饋系統(tǒng)，體驗(yàn)者佩戴顯示終端，在顯示例如子彈、劍、手、墻壁等實(shí)體觸碰到體驗(yàn)者的畫面時(shí)，力反饋系統(tǒng)可以相應(yīng)地作出力學(xué)反饋，即在身體的局部位置，通過力反饋系統(tǒng)施加作用力(例如震動(dòng))給體驗(yàn)者，使體驗(yàn)者身體局部接收到真實(shí)的作用力，從而使體驗(yàn)者獲得最佳的vr體驗(yàn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為第一臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為第二臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為第三臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為第四臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備控制系統(tǒng)的原理圖。

圖標(biāo)：100－方向控制力臂；110－第一臂；120－第二臂；130－第三臂；140－第四臂；200－盔甲；300－彈性連接裝置；310－第一彈性組件；320－第二彈性組件；111－豎直段；112－水平段；113－傾斜段；114－第三彈性組件；115－滑塊；121－第二臂主體；122－第二臂掛耳；123－掛鉤；410－限位孔；420－限位件；141－第四臂主體；142－彈性支撐件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3進(jìn)行詳細(xì)描述：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為第一臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為第二臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為第三臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為第四臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備控制系統(tǒng)的原理圖。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備，請(qǐng)一并參照?qǐng)D1至圖5，包括：方向控制力臂、盔甲以及彈性連接裝置；

所述方向控制力臂，包括能夠相對(duì)于水平面旋轉(zhuǎn)的第一臂、頂端與所述第一臂樞接的第二臂、頂端部分伸入所述第二臂并與所述第二臂滑動(dòng)連接的第三臂、樞接于所述第三臂底端的第四臂；其中，所述第二臂上設(shè)置有姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)；

所述盔甲包括能夠包覆于人體的盔甲本體以及設(shè)置于盔甲本體內(nèi)的用于模擬震動(dòng)的力反饋系統(tǒng)；

所述彈性連接裝置包括兩端分別連接所述盔甲和所述方向控制力臂的第三臂的第一彈性組件，以及兩端分別連接所述盔甲和所述方向控制力臂的第四臂自由端的第二彈性組件。

在體驗(yàn)者的具體使用過程中，將上述的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備安裝于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，其中方向控制力臂的第一臂頂端安裝于體驗(yàn)倉(cāng)的倉(cāng)頂，人體盔甲位于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，人體位于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的姿態(tài)可以為站姿、坐姿或者懸浮等，無論體驗(yàn)者進(jìn)行任何姿態(tài)調(diào)整，例如向左運(yùn)動(dòng)、向右運(yùn)動(dòng)、向前運(yùn)動(dòng)或者向后運(yùn)動(dòng)，盔甲均會(huì)伴隨人體進(jìn)行相應(yīng)的姿態(tài)調(diào)整，由于方向控制力臂包括從上至下依次設(shè)置的第一臂、第二臂、第三臂和第四臂，并且第一臂能夠相對(duì)于水平面旋轉(zhuǎn)，因而，該虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備可以適應(yīng)盔甲的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另外，第一臂與第二臂樞接，第二臂與第三臂滑動(dòng)連接，第三臂與底壁鉸接，彈性連接裝置連接盔甲和方向控制力臂，盔甲的任何姿態(tài)都可以通過各部件關(guān)節(jié)進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)化，即各部件通過各部件的關(guān)節(jié)進(jìn)行相對(duì)位置調(diào)整以適應(yīng)盔甲的姿態(tài)調(diào)整，人體的各個(gè)方向的動(dòng)作產(chǎn)生的作用力均可以通過盔甲均勻分散，從而體驗(yàn)者在體驗(yàn)過程中整體感覺較為舒適，即使發(fā)生失重或者跌倒的情況，操作者也會(huì)被方向控制力臂牢固鎖定，不存在現(xiàn)有的vr體驗(yàn)設(shè)備的不安全問題。

并且，由于體驗(yàn)者是以盔甲的方式進(jìn)行vr體驗(yàn)，盔甲的姿態(tài)通過彈性連接裝置、第四臂、第三臂、傳遞至位于所述第二臂上的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，如上所述，方向控制力臂可以根據(jù)盔甲的姿態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，這種適應(yīng)性調(diào)整基于方向控制力臂各個(gè)力臂相對(duì)位置調(diào)整，顯然，這種適應(yīng)性調(diào)整更加符合人體工程學(xué)，位于方向控制力臂上的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)能夠自然捕捉體驗(yàn)者的姿態(tài)，vr顯示終端的顯示效果基于體驗(yàn)者的姿態(tài)，因而，更加自然且精確的姿態(tài)信息將有助于顯示終端顯示更加貼近實(shí)際的反饋畫面，從而使體驗(yàn)者得到更加沉浸式的vr體驗(yàn)。

又由于，盔甲的盔甲本體內(nèi)設(shè)置有用于模擬震動(dòng)的力反饋系統(tǒng)，體驗(yàn)者佩戴顯示終端，在顯示例如子彈、劍、手、墻壁等實(shí)體觸碰到體驗(yàn)者的畫面時(shí)，力反饋系統(tǒng)可以相應(yīng)地作出力學(xué)反饋，即在身體的局部位置，通過力反饋系統(tǒng)施加作用力(例如震動(dòng))給體驗(yàn)者，使體驗(yàn)者身體局部接收到真實(shí)的作用力，從而使體驗(yàn)者獲得最佳的vr體驗(yàn)。

以下對(duì)盔甲的形狀和結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明如下：

具體而言：

盔甲包括馬甲式的盔甲主體，為了增加牢固度并且為了定型，在盔甲主體外表面貼附有固定片，固定片例如才有鋁合金材料。為了保證體驗(yàn)者穿戴時(shí)的舒適度，在盔甲本體內(nèi)部還設(shè)置有柔性層，柔性曾例如可以是皮革或者泡沫等。為了減輕盔甲的整體重量，盔甲的腰部位置鏤空。為了穿戴方便，盔甲的腰部位置的下部通過可拆卸的腰帶可拆卸連接。

盔甲還包括安裝于盔甲內(nèi)部(例如盔甲的夾層)的震動(dòng)電機(jī)，震動(dòng)電機(jī)的安裝位置可以根據(jù)具體使用的需要進(jìn)行設(shè)置。

以下對(duì)彈性連接裝置的形狀和結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明如下：

彈性連接裝置包括兩端分別連接所述盔甲和所述方向控制力臂的第三臂的第一彈性組件，以及兩端分別連接所述盔甲和所述方向控制力臂的第四臂自由端的第二彈性組件。

所述第一彈性組件包括兩個(gè)相互平行的第一彈性支撐桿，所述第一彈性支撐桿的一端與所述盔甲本體背面的第一位置連接，另一端與所述第三臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接。優(yōu)選地，第一彈性支撐桿例如可以設(shè)置為阻尼器，阻尼器在發(fā)生相互轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠起到減震和緩沖的作用，可以理解，第一彈性支撐桿除了可以是阻尼器之外，還可以是彈簧、彈柱等彈性件。優(yōu)選地，第一位置例如可以是盔甲的對(duì)應(yīng)人體背部的位置。需要說明的是，第一位置不可理解為點(diǎn)區(qū)域，而應(yīng)當(dāng)理解為塊區(qū)域。

所述第二彈性組件包括從盔甲本體到所述方向控制力臂方向逐漸靠攏的兩個(gè)第二彈性支撐桿，所述第二彈性支撐桿的一端與所述盔甲本體背面的第二位置連接，另一端與所述第四臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接；需要補(bǔ)充說明的是，第二彈性組件在靠近第四臂的位置設(shè)置有圓盤狀的固定盤，兩根第二彈性支撐桿固定于上述的圓盤狀的固定盤。優(yōu)選地，第二彈性支撐桿例如可以設(shè)置為阻尼器，阻尼器在發(fā)生相互轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠起到減震和緩沖的作用，可以理解，第二彈性支撐桿除了可以是阻尼器之外，還可以是彈簧、彈柱等彈性件。優(yōu)選地，第一位置例如可以是盔甲的對(duì)應(yīng)人體腰部的位置。需要說明的是，第一位置不可理解為點(diǎn)區(qū)域，而應(yīng)當(dāng)理解為塊區(qū)域。

以下對(duì)力反饋系統(tǒng)作詳細(xì)說明如下：

力反饋系統(tǒng)包括設(shè)置于所述盔甲本體第一區(qū)域的第一震動(dòng)裝置、設(shè)置于所述盔甲本體第二區(qū)域的第二震動(dòng)裝置、以及設(shè)置于所述盔甲本體第三區(qū)域的第三震動(dòng)裝置。較為優(yōu)選地，所述第一區(qū)域?yàn)榭妆倔w對(duì)應(yīng)人體胸部的區(qū)域，所述第二區(qū)域?yàn)榭妆倔w對(duì)應(yīng)人體背部的區(qū)域，所述第三區(qū)域?yàn)榭妆倔w對(duì)應(yīng)人體腰部的區(qū)域。

具體而言：

顯示終端生成動(dòng)作模擬信號(hào)并將所述動(dòng)作模擬信號(hào)發(fā)送至所述力反饋系統(tǒng)。力反饋系統(tǒng)接收上述的動(dòng)作模擬信號(hào)后控制相應(yīng)區(qū)域的震動(dòng)裝置以使震動(dòng)裝置發(fā)生震動(dòng)。例如：顯示終端發(fā)出胸部受擊的動(dòng)作模擬信號(hào)，力反饋系統(tǒng)控制胸部對(duì)應(yīng)的第一震動(dòng)裝置發(fā)生震動(dòng)。又例如，顯示終端發(fā)出背部受擊的動(dòng)作模擬信號(hào)，力反饋系統(tǒng)控制背部對(duì)應(yīng)的第二震動(dòng)裝置發(fā)生震動(dòng)。再例如，顯示終端發(fā)出腰部受擊的動(dòng)作模擬信號(hào)，力反饋系統(tǒng)控制腰部對(duì)應(yīng)的第三震動(dòng)裝置發(fā)生震動(dòng)。

上述，顯示終端例如可以是vr眼鏡、顯示屏幕，vr眼鏡生成動(dòng)作模擬信號(hào)后將上述的動(dòng)作模擬信號(hào)發(fā)送至力反饋系統(tǒng)，力反饋系統(tǒng)根據(jù)不同的動(dòng)作模擬信號(hào)控制相應(yīng)區(qū)域的震動(dòng)裝置發(fā)生震動(dòng)。

上述，震動(dòng)裝置例如可以是震動(dòng)電機(jī)，震動(dòng)電機(jī)接收到顯示終端的動(dòng)作模擬信號(hào)進(jìn)行震動(dòng)作業(yè)。

還需要補(bǔ)充說明的是，本發(fā)明要求保護(hù)的震動(dòng)區(qū)域不僅僅局限于第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域。上述的第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域可以是連續(xù)的塊狀區(qū)域，例如第一區(qū)域僅僅指胸部區(qū)域，第二區(qū)域僅僅指背部區(qū)域，第三區(qū)域僅僅指腰部區(qū)域。上述的第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域還可以指不連續(xù)的塊狀區(qū)域，例如，第一區(qū)域指胸部以及肩部區(qū)域，第二區(qū)域指背部和臀部區(qū)域等。

以下對(duì)方向控制力臂的形狀和結(jié)構(gòu)詳細(xì)說明如下：

所述第一臂包括：豎直段、與所述豎直段的下部固定連接的水平段、與所述水平段的下表面連接并且與所述水平段形成交叉結(jié)構(gòu)的傾斜段、設(shè)置于所述傾斜段的外側(cè)并且兩端分別與所述水平段的側(cè)面以及所述第二臂連接的第三彈性組件、安裝于所述第三彈性組件上并且可以在所述第三彈性組件的帶動(dòng)下沿所述第三彈性組件的軸線方向運(yùn)動(dòng)的滑塊、沿所述傾斜段的延伸方向設(shè)置于所述滑塊兩側(cè)的第一傳感器和第二傳感器。為了實(shí)現(xiàn)第一臂的水平自由轉(zhuǎn)動(dòng)，第一臂的頂端與艙體頂端通過安裝部連接，安裝部例如可以是法蘭，豎直段伸入法蘭的內(nèi)部，為了使豎直段與法蘭的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，在豎直段與法蘭之間安裝有兩個(gè)軸承。

所述第二臂包括：頂端樞接于所述第一臂的傾斜段的第二臂主體、設(shè)置于所述第二臂主體頂端一側(cè)的用于與所述第三彈性組件連接的第二臂掛耳、設(shè)置于所述第二臂主體上的掛鉤。

所述第三臂通過位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述第二臂連接；所述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括沿所述第二臂的長(zhǎng)度方向排列的多個(gè)限位孔、設(shè)置于所述第三臂的能夠伸入所述限位孔以鎖定所述第二臂和所述第三臂相對(duì)位置的限位件；在所述限位件處于伸出狀態(tài)時(shí)，所述第二臂和所述第三臂的相對(duì)位置被鎖定；在所述限位件處于縮回狀態(tài)時(shí)，所述第二臂和所述第三臂能夠進(jìn)行相對(duì)伸縮運(yùn)動(dòng)。由于第二臂和第三臂之間可以通過位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相對(duì)位置的調(diào)節(jié)，因而方向控制力臂的整體高度可以進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，從而適應(yīng)具有不同身高的體驗(yàn)者的訴求。

所述第四臂包括水平設(shè)置的第四臂主體、一端安裝于所述第四臂主體并且另一端用于與所述第三臂連接的彈性支撐件；所述彈性支撐件、所述第三臂以及所述第四臂主體之間形成三角形結(jié)構(gòu)；所述第四臂主體的一端與所述第三臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第四臂主體的另一端與所述第二彈性組件固定連接。較為優(yōu)選地，第四臂主體由彈性材料制成，可以起到彈性限位的作用。

在具體工作過程中：

盔甲通過彈性連接裝置帶動(dòng)第四臂、第三臂和第二臂運(yùn)動(dòng)，第二臂的頂端通過第二臂掛耳與第三彈性組件連接，第二臂的運(yùn)動(dòng)將帶動(dòng)第三彈性組件進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，從而安裝于第三彈性組件上的滑塊能夠沿著第三彈性組件的軸線方向運(yùn)動(dòng)，第一傳感器和第二傳感器位于滑塊兩側(cè)，在滑塊進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)的過程中，將會(huì)觸碰到第一傳感器和第二傳感器，第一傳感器被觸發(fā)后表示盔甲向前運(yùn)動(dòng)或者經(jīng)過力學(xué)分解后具有向前運(yùn)動(dòng)的力，第二傳感器被觸發(fā)表示盔甲向后運(yùn)動(dòng)或者經(jīng)過力學(xué)分解后具有向后運(yùn)動(dòng)的力。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種采用了實(shí)施例1中所述的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，請(qǐng)參照?qǐng)D6，具體而言：

包括：信號(hào)連接的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)、控制模塊、顯示終端和力反饋系統(tǒng)；

所述姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，用于采集盔甲主體的姿態(tài)信號(hào)，并將所述姿態(tài)信號(hào)傳遞至所述控制模塊；

所述控制模塊，用于接收所述姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的姿態(tài)信號(hào)，根據(jù)所述姿態(tài)檢測(cè)信號(hào)生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)傳遞至顯示終端，還用于生成動(dòng)作演示信號(hào)并將所述動(dòng)作演示信號(hào)發(fā)送至所述顯示終端，以及用于生成動(dòng)作模擬信號(hào)并將所述動(dòng)作模擬信號(hào)發(fā)送至所述力反饋系統(tǒng)；

所述顯示終端，用于接收所述控制信號(hào)并輸出與所述姿態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的顯示圖像，還用于接收所述動(dòng)作演示信號(hào)并生成相應(yīng)的動(dòng)作演示圖像；

所述力反饋系統(tǒng)，用于接收所述動(dòng)作模擬信號(hào)，并根據(jù)所述動(dòng)作模擬信號(hào)生成震動(dòng)信號(hào)。

上述，姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包括第一傳感器和第二傳感器。姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)原理簡(jiǎn)述如下：盔甲通過彈性連接裝置帶動(dòng)第四臂、第三臂和第二臂運(yùn)動(dòng)，第二臂的頂端通過第二臂掛耳與第三彈性組件連接，第二臂的運(yùn)動(dòng)將帶動(dòng)第三彈性組件進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，從而安裝于第三彈性組件上的滑塊能夠沿著第三彈性組件的軸線方向運(yùn)動(dòng)，第一傳感器和第二傳感器位于滑塊兩側(cè)，在滑塊進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)的過程中，將會(huì)觸碰到第一傳感器和第二傳感器，第一傳感器被觸發(fā)后表示盔甲向前運(yùn)動(dòng)或者經(jīng)過力學(xué)分解后具有向前運(yùn)動(dòng)的力，第二傳感器被觸發(fā)表示盔甲向后運(yùn)動(dòng)或者經(jīng)過力學(xué)分解后具有向后運(yùn)動(dòng)的力。

上述的控制系統(tǒng)具體而言：

體驗(yàn)者佩戴顯示終端，穿戴盔甲后，根據(jù)顯示終端顯示的虛擬圖像進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作反饋，例如向前運(yùn)動(dòng)、向后運(yùn)動(dòng)、向左運(yùn)動(dòng)或者向后運(yùn)動(dòng)等，穿戴盔甲的姿態(tài)信息通過姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行采集，姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)將采集的姿態(tài)信號(hào)傳遞至控制模塊，控制模塊接收所述姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的姿態(tài)信號(hào)，根據(jù)所述姿態(tài)檢測(cè)信號(hào)生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)傳遞至顯示終端，顯示終端接收所述控制信號(hào)并輸出于所述姿態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的顯示圖像，即實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)交互。另外，為了進(jìn)一步增強(qiáng)vr體驗(yàn)，控制模塊生成動(dòng)作演示信號(hào)并將所述動(dòng)作演示信號(hào)發(fā)送至所述顯示終端，與此同時(shí)，控制模塊生成動(dòng)作模擬信號(hào)并將所述動(dòng)作模擬信號(hào)發(fā)送至所述力反饋系統(tǒng)。顯示終端接收上述的動(dòng)作演示信號(hào)后生成相應(yīng)的動(dòng)作畫面，力反饋系統(tǒng)接收上述的動(dòng)作模擬信號(hào)后產(chǎn)生震動(dòng)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了全自然的vr體驗(yàn)。

上述，動(dòng)作演示信號(hào)，涵蓋射箭、槍擊、打斗、碰撞等畫面信號(hào)。

上述，動(dòng)作模擬信號(hào)，是相對(duì)于上述的射箭、槍機(jī)、打斗等作出的相應(yīng)的力學(xué)信號(hào)。即，顯示終端顯示體驗(yàn)者被箭集中胸部的動(dòng)作演示信號(hào)，相應(yīng)地，力反饋系統(tǒng)在胸部位置產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的震動(dòng)信號(hào)。如此，實(shí)現(xiàn)了更加沉浸式的vr體驗(yàn)效果。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備的控制方法，包括：

姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)采集盔甲主體的姿態(tài)信號(hào)，并將所述姿態(tài)信號(hào)傳遞至控制模塊；

控制模塊接收所述姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的姿態(tài)信號(hào)，根據(jù)所述姿態(tài)檢測(cè)信號(hào)生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)傳遞至顯示終端；生成動(dòng)作演示信號(hào)并將所述動(dòng)作演示信號(hào)發(fā)送至所述顯示終端；生成動(dòng)作模擬信號(hào)并將所述動(dòng)作模擬信號(hào)發(fā)送至所述力反饋系統(tǒng)；

顯示終端接收所述控制信號(hào)并輸出與所述姿態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的顯示圖像；以及接收所述動(dòng)作演示信號(hào)并生成相應(yīng)的動(dòng)作演示圖像；

力反饋系統(tǒng)接收所述動(dòng)作模擬信號(hào)，并根據(jù)所述動(dòng)作模擬信號(hào)生成震動(dòng)信號(hào)。

通過本實(shí)施例提供的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備的控制方法，可以達(dá)到的有益效果在于：

首先，盔甲的盔甲本體內(nèi)設(shè)置有用于模擬震動(dòng)的力反饋系統(tǒng)，體驗(yàn)者佩戴顯示終端，在顯示例如子彈、劍、手、墻壁等實(shí)體觸碰到體驗(yàn)者的畫面時(shí)，力反饋系統(tǒng)可以相應(yīng)地作出力學(xué)反饋，即在身體的局部位置，通過力反饋系統(tǒng)施加作用力(例如震動(dòng))給體驗(yàn)者，使體驗(yàn)者身體局部接收到真實(shí)的作用力，從而使體驗(yàn)者獲得最佳的vr體驗(yàn)。

其次，由于體驗(yàn)者是以盔甲的方式進(jìn)行vr體驗(yàn)，盔甲的姿態(tài)通過彈性連接裝置、第四臂、第三臂、傳遞至位于所述第二臂上的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，如上所述，方向控制力臂可以根據(jù)盔甲的姿態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，這種適應(yīng)性調(diào)整基于方向控制力臂各個(gè)力臂相對(duì)位置調(diào)整，顯然，這種適應(yīng)性調(diào)整更加符合人體工程學(xué)，位于方向控制力臂上的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)能夠自然捕捉體驗(yàn)者的姿態(tài)，vr顯示終端的顯示效果基于體驗(yàn)者的姿態(tài)，因而，更加自然且精確的姿態(tài)信息將有助于顯示終端顯示更加貼近實(shí)際的反饋畫面，從而使體驗(yàn)者得到更加沉浸式的vr體驗(yàn)。

再次，在體驗(yàn)者的具體使用過程中，將上述的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備安裝于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，其中方向控制力臂的第一臂頂端安裝于體驗(yàn)倉(cāng)的倉(cāng)頂，人體盔甲位于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，人體位于體驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)的姿態(tài)可以為站姿、坐姿或者懸浮等，無論體驗(yàn)者進(jìn)行任何姿態(tài)調(diào)整，例如向左運(yùn)動(dòng)、向右運(yùn)動(dòng)、向前運(yùn)動(dòng)或者向后運(yùn)動(dòng)，盔甲均會(huì)伴隨人體進(jìn)行相應(yīng)的姿態(tài)調(diào)整，由于方向控制力臂包括從上至下依次設(shè)置的第一臂、第二臂、第三臂和第四臂，并且第一臂能夠相對(duì)于水平面旋轉(zhuǎn)，因而，該虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備可以適應(yīng)盔甲的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另外，第一臂與第二臂樞接，第二臂與第三臂滑動(dòng)連接，第三臂與底壁鉸接，彈性連接裝置連接盔甲和方向控制力臂，盔甲的任何姿態(tài)都可以通過各部件關(guān)節(jié)進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)化，即各部件通過各部件的關(guān)節(jié)進(jìn)行相對(duì)位置調(diào)整以適應(yīng)盔甲的姿態(tài)調(diào)整，人體的各個(gè)方向的動(dòng)作產(chǎn)生的作用力均可以通過盔甲均勻分散，從而體驗(yàn)者在體驗(yàn)過程中整體感覺較為舒適，即使發(fā)生失重或者跌倒的情況，操作者也會(huì)被方向控制力臂牢固鎖定，不存在現(xiàn)有的vr體驗(yàn)設(shè)備的不安全問題。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。