具有三自由度的虛擬現實模擬器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及飛行模擬器技術領域，尤其是一種具有三自由度的虛擬現實模擬器。
【背景技術】
[0002]飛行虛擬模擬器從廣義上來說，就是用來模擬飛行器飛行的機器。如模擬飛機、導彈、衛星、宇宙飛船等飛行的裝置，都可稱之為飛行模擬器。它是能夠復現飛行器及空中環境并能夠進行操作的模擬裝置。從狹義上來說，就是用來虛擬模擬飛行器飛行且結構比較復雜功能比較齊全的裝置。如果其結構比較簡單且功能較少的飛行模擬裝置，則稱為飛行訓練器。利用飛行虛擬模擬器，進行飛行訓練，具有提高訓練效率，節省訓練經費，保證飛行安全，減少環境污染等優點，因此，不論是航空部門，還是航天部門，都越來越重視發揮飛行虛擬模擬器的作用。
[0003]目前現有技術大致分為三塊:
[0004]搖籃式:具有小角度俯仰和滾轉以及小角度的左右搖擺，但不能實現三自由度的360度旋轉，體驗度不夠真實。
[0005]史都華運動平臺多液壓桿式:可以實現六自由度的運動。主要用于訓練飛行員，結構復雜，洗出算法極其復雜，造價尚昂。
[0006]懸臂式:此設備主要體驗高速偏心旋轉帶來的強大離心力的體驗，同時體驗者的姿態也可360度旋轉，主要用于航天局用于航天員承受超重能力的鍛煉，但體驗方式仍然較為局限。
【實用新型內容】
[0007]針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，多自由度，模擬效果顯著的具有三自由度的虛擬現實模擬器。
[0008]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0009]一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，包括體驗室，所述體驗室內部設置有座椅，所述座椅設置在遠離體驗室內中心點的位置，所述體驗室外部環繞有滾動環，所述滾動環設置有俯仰旋轉動力裝置，所述體驗室與滾動環間設置有滾轉旋轉動力裝置，所述體驗室下側與滾動環間還設置有偏航旋轉動力裝置；所述體驗室下側還依次設置有彈簧、壓力傳感器，壓力傳感器與滾動環間設置有反饋液壓裝置；體驗者腳底連接彈簧，由壓力傳感器測量腳部壓力，壓力傳感器測量的壓力數據傳輸給模擬器控制系統，模擬器控制系統根據反饋數據控制反饋液壓裝置。
[0010]優選地，所述偏航旋轉動力裝置設置在體驗室下側的中心位置。
[0011]優選地，所述座椅靠背上部設置有體驗者安全壓桿。
[0012]優選地，所述座椅還設置有安全腰帶。
[0013]優選地，所述俯仰旋轉動力裝置設置在滾動環的左下側。
[0014]優選地，所述滾轉旋轉動力裝置設置在滾動環的右側。
[0015]優選地，所述體驗室還設置有門或者窗。
[0016]優選地，所述體驗室還設置有手扶桿。
[0017]優選地，模擬器整體呈球形狀。
[0018]優選地，所述體驗室為雙層結構，內層為球狀結構，外層為立方體結構。
[0019]有益效果:
[0020]1.本實用新型采用滾轉旋轉動力裝置、俯仰旋轉動力裝置和偏航旋轉動力裝置之間的協調運動，使虛擬模擬器可實現俯仰和滾轉兩個自由度的360度全方位加速旋轉；
[0021]2.由于座椅位置遠離模擬器的中心點，可以體驗到力矩，由力矩的作用和封閉式的虛擬視景，讓內部乘客可以體驗到正G和負G值的體驗感；
[0022]3.“彈簧、壓力傳感器和反饋液壓裝置”的設置使體驗者腿部首先感受外界的振動，做出身體上的反應，可以切身感受到飛機在天空中受各種環境下的沖擊起伏波動，同時系統根據傳感器的數據控制模擬器的姿態，改善體驗者的舒適性；
[0023]4.座椅上還設置有體驗者安全壓桿和安全腰帶等、結構簡單緊湊，具有很強的實用性和安全性；
[0024]綜上所述，本實用新型具有良好的體驗效果，市場應用前景廣泛，可實現仿真度更高的模擬飛行及其它極限運動。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型實施例的剖視圖；
[0026]圖2是本實用新型實施例的正視圖；
[0027]圖3是本實用新型實施例的仰視圖；
[0028]圖4是本實用新型實施例的左視圖；
[0029]圖中附圖標記:1_偏航旋轉動力裝置(Z軸)；2_滾轉旋轉動力裝置(X軸)；3-體驗室；4_體驗者安全壓桿；5_虛擬視景眼鏡；6_體驗者-J-座椅；8_彈簧；9_壓力傳感器；10-俯仰旋轉動力裝置(Y軸)；11_反饋液壓裝置。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0031]實施例:
[0032]如圖1并結合圖2、圖3和圖4所示，一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，包括體驗室3，體驗室3內部設置有座椅7，體驗室3外部環繞有滾動環，滾動環左下側設置有俯仰旋轉動力裝置10，體驗室3右側與滾動環間設置有滾轉旋轉動力裝置2，體驗室3下側與滾動環間設置有偏航旋轉動力裝置I。采用滾轉旋轉動力裝置2、俯仰旋轉動力裝置10和偏航旋轉動力裝置I之間的協調運動，使虛擬模擬器可實現俯仰、滾轉和繞Z軸加速度旋轉三個自由度的360度全方位加速旋轉。
[0033]進一步的，所述座椅7設置在遠離體驗室3內中心點的位置，可以體驗到力矩，由力矩的作用和封閉式的虛擬視景，讓體驗者6可以體驗到正G和負G值的體驗感。
[0034]進一步的，所述體驗室3下側還依次設置有彈簧8、壓力傳感器9，壓力傳感器9與滾動環間設置有反饋液壓裝置11 ;體驗者3腳底連接彈簧8，由壓力傳感器9測量腳部壓力，壓力傳感器9測量的壓力數據傳輸給模擬器控制系統，模擬器控制系統根據反饋數據控制反饋液壓裝置11。
[0035]“彈簧8、壓力傳感器9和反饋液壓裝置11”的設置使體驗者3腿部首先感受外界的振動，做出身體上的反應，可以切身感受到飛機在天空中受各種環境下的沖擊起伏波動，同時系統根據傳感器的數據控制模擬器的姿態，改善體驗者3的舒適性。
[0036]進一步的，座椅7靠背上部設置有體驗者安全壓桿4，體驗者安全壓桿4用以保護的體驗者6的安全，在使用過程中保證體驗者6不從座椅上脫落下來。
[0037]進一步的，座椅7還設置有安全腰帶，安全腰帶進一步的保證了體驗者6的安全。
[0038]進一步的，模擬器為球形框架結構，體驗室3還設置有手扶桿，體驗者6在體驗的過程中可以使用手扶桿，調整姿態，保持穩定，增強安全性。
[0039]其中，內部體驗者6佩戴虛擬視景眼鏡5，虛擬視景眼鏡5通過彈性綁帶固定在臉部，防止運動的過程中掉落，虛擬視景眼鏡5是用來模擬體驗者6所看到的座艙外部的景象，從而使體驗者判斷出飛機的姿態、位置、高度、速度以及天氣等情況。先進的視景系統，是用計算機來產生座艙外部的景象，然后通過投影、顯示裝置顯示出來。
[0040]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:包括體驗室，所述體驗室內部設置有座椅，所述座椅設置在遠離體驗室內中心點的位置，所述體驗室外部環繞有滾動環，所述滾動環設置有俯仰旋轉動力裝置，所述體驗室與滾動環間設置有滾轉旋轉動力裝置，所述體驗室下側與滾動環間還設置有偏航旋轉動力裝置；所述體驗室下側還依次設置有彈簧、壓力傳感器，壓力傳感器與滾動環間設置有反饋液壓裝置；體驗者腳底連接彈簧，由壓力傳感器測量腳部壓力，壓力傳感器測量的壓力數據傳輸給模擬器控制系統，模擬器控制系統根據反饋數據控制反饋液壓裝置。2.根據權利要求1所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述偏航旋轉動力裝置設置在體驗室下側的中心位置。3.根據權利要求2所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述座椅靠背上部設置有體驗者安全壓桿。4.根據權利要求3所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述座椅還設置有安全腰帶。5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述俯仰旋轉動力裝置設置在滾動環的左下側。6.根據權利要求1或2或3或4所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述滾轉旋轉動力裝置設置在滾動環的右側。7.根據權利要求1所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述體驗室還設置有門或者窗。8.根據權利要求1或7所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述體驗室還設置有手扶桿。9.根據權利要求1所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:模擬器整體呈球形狀。10.根據權利要求1或9所述的一種具有三自由度的虛擬現實模擬器，其特征在于:所述體驗室為雙層結構，內層為球狀結構，外層為立方體結構。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有三自由度的虛擬現實模擬器,涉及飛行模擬器技術領域，包括體驗室,所述體驗室內部設置有座椅,所述座椅設置在遠離體驗室內中心點的位置，所述體驗室外部環繞有滾動環,所述滾動環設置有俯仰旋轉動力裝置,所述體驗室與滾動環間設置有滾轉旋轉動力裝置,所述體驗室下側與滾動環間還設置有偏航旋轉動力裝置；所述體驗室下側還依次設置有彈簧、壓力傳感器，壓力傳感器與滾動環間設置有反饋液壓裝置。本實用新型采用滾轉旋轉動力裝置、俯仰旋轉動力裝置和偏航旋轉動力裝置之間的協調運動，使虛擬模擬器可實現俯仰和滾轉兩個自由度的360度全方位加速旋轉，具有很強的實用性和安全性，市場應用前景廣泛。
【IPC分類】G09B9/12
【公開號】CN204926595
【申請號】CN201520687942
【發明人】張純碧
【申請人】重慶幻羽科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月8日