[发明专利]一种用于上肢训练的交互体感仿真设备

说明书

本发明公开了一种用于上肢训练的交互体感仿真设备，包括：主体框架；一对分别被使用者左右手持握的手持组件；两对倾斜的上拉绳，每一对上拉绳对应一个手持组件；三套从左往右依次间隔地安装在主体框架顶部的上阻尼机构；两对倾斜的下拉绳，每一对下拉绳对应一个手持组件；三个从左往右依次间隔地安装在主体框架前侧内部的下绳连杆；三个下阻尼器，每个下绳连杆均对应一个下阻尼器。可以精细调节上肢活动时所受阻尼的体感力学效果。

技术领域

本发明涉及人体体感仿真技术技术领域，具体来说，是一种用于上肢训练的交互体感仿真设备。

背景技术

交互仿真过程中，视觉和听觉信号可以由基于视频的设备，或监测相对位移、角度、速度、加速度的设备(陀螺仪传感器、Goneometer等均为此类)，或者由动作捕捉设备跟踪人体关键点来提供。而视觉信号和听觉信号的实时反馈，由VR、MR等设备，或屏幕提供。当前的视觉信号和身体姿态都已经很好的被纳入交互系统。但对力学相关体感的模拟还相对简单，在格斗、太极拳、搬运、拿取等场景下，上肢感觉明显难以对应。

在上肢的阻尼体感方面，尤其是在模拟上肢的拳击、太极拳、推拉、拿取等复杂交互过程中，其接触目标处于空间位置变化和运动中，运动路径可能性大。动作期间的可变阻尼和命中目标的力学反馈很难模拟。而这类场景中对感觉的仿真和反馈，决定了交互场景的真实性。简单的类似于沙袋的打击目标，或者常见的没有阻尼的手部动作，不能提供逼真的感觉。

对应打击目标的三维空间位置，及时提供针对主要上肢姿态和阻尼的力学反馈，显得十分必要。为了让这种细分上肢行为与外部条件，如姿态、速度、平衡、手部任务等相对应，应该有专门设备提供特定体感。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于上肢训练的交互体感仿真设备，可以精细调节上肢活动时所受阻尼的体感力学效果。

本发明的目的是这样实现的：一种用于上肢训练的交互体感仿真设备，包括：

主体框架，所述主体框架具有容纳使用者在其内活动的活动空间，所述主体框架的两侧设有容纳使用者自由进出活动空间的开口；

一对分别被使用者左右手持握的手持组件；

两对倾斜的上拉绳，每一对上拉绳对应一个手持组件，每一对上拉绳下端分别连接手持组件上部左右两侧；

三套从左往右依次间隔地安装在主体框架顶部的上阻尼机构，从俯瞰视角看，每个手持组件处于相邻两上阻尼机构之间，每个上阻尼机构连接有与上拉绳连接的牵引绳，所述上阻尼机构在上拉绳的牵引下进行伸缩活动，居中的上阻尼机构通过其牵引绳与左手持组件的右侧上拉绳和右手持组件的左侧上拉绳一同连接；

两对倾斜的下拉绳，每一对下拉绳对应一个手持组件，每一对下拉绳上端分别连接手持组件下部左右两侧；

三个从左往右依次间隔地安装在主体框架前侧内部的下绳连杆，所述下绳连杆倾斜布置且其上端与主体框架上下转动地连接，从俯瞰视角看，每个手持组件处于相邻两下绳连杆之间，居中的下绳连杆与左手持组件的右侧下拉绳和右手持组件的左侧下拉绳一同连接，左右下绳连杆分别与另两根下拉绳相连；

三个下阻尼器，每个下绳连杆均对应一个下阻尼器，所述下阻尼器两端分别连接下绳连杆杆身、主体框架。

进一步地，每个下绳连杆均设有沿其长度方向间隔排布的、用于连接下拉绳下端的定位孔。

进一步地，每个上阻尼机构均配置有顶固定座，所述顶固定座可拆卸地固定安装在主体框架的顶部。

进一步地，所述主体框架顶部设有三排顶定位槽，每排顶定位槽具有若干个，每排顶定位槽均对应一个上阻尼机构的顶固定座，且从前向后依次间隔分布，所述顶固定座可选择性地锁定于其中一个顶定位槽中。