[发明专利]一种虚拟现实系统

说明书

技术领域

   本发明涉及一种虚拟现实模拟设备。

背景技术

   虚拟现实是现在目前较为前沿的技术之一，通过虚拟现实的设备，模拟真实现实生活中场景，给使用者全新的体验。

当前，许多院校已经开设了虚拟现实的课程，给学生讲解模拟现实的原理及其实现。但是，由于虚拟现实的教具较为昂贵，通常一个数据手套或者动态模拟工具都要花费数万元，给学校带来了很大负担，学生无法使用工具进行实验，只能看书面上的描述，严重影响了教学得进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种简易的虚拟现实系统。

为了实现上述目的，采用以下技术方案，一种虚拟现实系统，其特征在于：所述系统包括手臂模拟装置和力反馈数据手套装置，其中

手臂模拟装置包括两节相铰接的连接杆，连接杆上设置有绑带，每节连接杆上均设置有红外线发射装置；所述装置还包括一竖直平面板，平面板的一侧设置有红外线接收矩阵，红外线接收矩阵的输出信号连接至图像处理装置，图像处理装置输出一与连接杆成比例的虚拟手臂图形，通过输出信号控制虚拟手臂的弯曲变化；

力反馈数据手套系统包括：手套，手套内壁设置有气囊，气囊通过导管与气泵相接，与气泵相接的控制器控制气泵的充气与放气。

所述每节连接杆上均匀设置有三个红外线发射装置。

所述力反馈数据手套装置还包括一个红外线检测装置，用来检测手套的位置，并将检测信号传递给控制器，控制器通过手套位置信息控制气囊中的充气量。

所述系统还包括头盔装置，包括头盔与设置于头盔前方与头盔相连的显示器，显示器由处理器控制，显示图像信息，所述头盔的上部和侧面设置有用来发送头盔位置信号的定位发送装置，所述头盔装置还包括定位接收装置，所述定位接收装置设置于头盔的上方和头盔四周，定位接收装置将收到的头盔位置信息发送给处理器，由处理器控制经显示器显示的图像。

所述定位发送装置为红外线发送装置，所述定位接收装置为红外线接收装置。

本发明结构简单，大大方便了学生的实践，可以实时显示手臂的运动情况，并且通过控制手套内气囊的充气和排气，来对使用者的手部进行压迫，易于实现，成本较低，在原有的头盔式显示器上安装定位装置，将头盔的运动与显示器中图像的变化连接起来，给使用者强烈的身临其境的感觉，大大增加了使用者的舒适程度和体验感。

附图说明

图1为本发明中手臂模拟装置的结构示意图；

图2为本发明中力反馈数据手套装置的结构示意图；

图3为本发明中头盔装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，手臂模拟装置包括两节相铰接的连接杆1-1，连接杆上设置有绑带1-3，每节连接杆上均设置有红外线发射装置1-2；红外线发射装置发出的红外线光线照射到红外线接收矩阵1-4上，这样红外线接收矩阵就会输出连接杆的位置信号，然后将信号传输到图像处理装置1-5。

图像处理装置1-5上事先通过绘图软件设计有一个与连接杆成比例大小的虚拟手臂，连接杆上的红外线装置的位置也标定在虚拟手臂上，当图像处理装置收到信号后，通过计算就可以得到连接杆的弯曲状态，从而对应改变虚拟手臂的连接状态。

使用时，只需要用绑带讲两节连接杆绑到手臂上，随着手臂的活动，图像处理装置上显示的虚拟手臂也会随着活动，得到一个模拟真实手臂的活动轨迹。

如图2所示，反馈数据手套装置，包括手套2-2，手套内壁设置有多个独立的气囊2-1，各个气囊2-1通过单个导管与气泵相接，与气泵相接的控制器控制气泵的充气与放气。这样通过控制每个气泵就可以改变气囊的充气情况，进而给手掌不同部位不同的压迫感。

反馈数据手套装置还包括一个红外线检测装置，用来检测手套的位置，并将检测信号传递给控制器，控制器通过手套位置信息控制气囊中的充气量。比如，在手套压迫虚拟环境中模拟的海绵体时，通过检测手套的位置就可以改变气囊充气量，压入海绵体越深，则手套内气囊充气量越大，给手掌更大的压力，反之，压力越小。

如图3所示，头盔装置，包括头盔3-2与设置于头盔前方与头盔相连的显示器3-1，所述头盔的上部和侧面设置有定位发送装置3-3，所述系统还包括定位接收装置，所述定位接收装置设置于头盔的上方和头盔四周。

其中定位发送装置为红外线发送装置，所述接收装置为红外线接收装置。

使用者带上头盔后，显示器便位于使用者眼部的前方，开始显示图像。同时头盔上的红外线发送装置发送的红外线被红外线接收装置所接收，当使用者转动、抬起或者低下头部时，随着头盔的位置的变化，发送的红外线照射到红外线接收装置上的位置也发送变化，形成位置变化信号，这种位置变化信号又传递给头盔内置的处理器，处理器由此改变显示器上的图像的内容。