一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置。

背景技术

虚拟现实技术是20世纪发展起来的一项全新的实用技术，如专利号为CN217988339U则公开了一种VR虚拟体验的山地自行车转向模拟结构，其可以更加真实的体验到自行车的转动模拟效果；

但是，上述装置结构简陋，而由于山地车通常用于一些颠簸的路况，上述装置也不能实际模拟出山地车遇到的实际路况，同时，骑行山地车在转弯时，山地车通常会向转弯的圆心处倾斜，而用户使用上述装置时的骑行姿势始终不变，从而不能准确的模拟出实际的骑行姿势，为此，提出一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的缺点，提出了一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置，包括底座，所述底座的上方设有单车主体，所述单车主体上设有呈等腰三角形分布的后臂以及两个侧臂，所述后臂与底座之间连接有同一个连接机构，所述单车主体上还设有龙头把手，所述单车主体上设有脚踏以及通过脚踏驱动转动的轮盘，两个之间上设有提供给轮盘不同路况的路况模拟组件，所述底座上安装有带动两个侧臂以连接机构为圆心上下摆动的模拟机构，两个侧臂与模拟机构之间均连接有偏转机构，所述龙头把手与两个模拟机构之间通过两个偏转机构连接在一起，所述龙头把手转动时通过转向机构以及两个偏转机构带动两个侧臂以连接机构为圆心进行左右摆动。

优选的，所述底座上开设有矩形孔一，所述连接机构包括安装架，所述安装架上固定安装有垂直设置的转轴一和转轴二，所述转轴二贯穿后臂并与后臂转动连接，所述转轴一的两段分别与矩形孔一的两侧内壁转动连接。

优选的，所述偏转机构包括弧形架，所述弧形架上开设有半圆滑孔，所述半圆滑孔内活动安装有与侧臂固定连接的光轴，所述光轴上转动套设有滚轮，所述滚轮滚动安装在半圆滑孔内。

优选的，所述转向机构包括顶端与龙头把手固定连接的转动杆二，所述转动杆二的下方升降式的安装有转动杆一，所述转动杆一的底端固定安装有齿轮，所述转向机构还包括固定连接且相互连通的圆筒一和圆筒二，所述圆筒一内贯穿滑动安装有齿条柱，所述齿轮转动安装在圆筒二内并与齿条柱相啮合，所述齿条柱上开设有两个圆孔，两个光轴分别贯穿对应的圆孔并与对应圆孔的内壁活动连接。

优选的，所述偏转机构还包括两个定位框，所述圆筒一的两段均固定安装有定位筒，两个定位筒分别位于对应定位框内并与对应定位框内壁滑动连接。

优选的，所述转动杆一和转动杆二相互靠近的一端分别固定安装有圆盘一以及圆盘二，所述圆盘一的顶部固定安装有呈圆周阵列分布的多个导杆，多个导杆分别贯穿对应圆盘二并与对应圆盘二滑动连接，所述导杆的顶端固定安装有挡块，所述导杆上滑动套设有弹簧二，所述弹簧二的顶端和底端分别与圆盘二以及圆盘一固定连接。

优选的，所述模拟机构包括固定安装在底座底部的固定板，所述固定板上方设有横板，所述固定板的顶部固定安装有呈线性分布的多个气缸，多个气缸均位于矩形孔二内，所述气缸的活塞杆顶端固定安装有圆盘三，所述圆盘三的顶部固定安装有弹簧一，所述弹簧一的顶端与横板底部固定连接，所述弧形架和定位框的底部均与横板顶部固定连接。

优选的，所述单车主体上设有高度可调节的车座，所述底座的底部固定安装有呈矩形分布的多个配重座。

优选的，所述路况模拟组件包括两个安装板，两个安装板分别与对应侧臂双轴伸缩缸固定连接，两个安装板之间转动安装有两个辊筒，所述轮盘和两个辊筒转动连接，所述辊筒上开设有呈圆周阵列分布的多个通孔，所述辊筒的两侧均固定安装有侧挡板，所述侧挡板与安装板转动连接，所述辊筒的内部设有与两个侧挡板转动连接的模拟件，所述模拟件包括位于辊筒内部并呈圆周阵列分布的多个横条，多个横条相互远离的一侧均固定安装有呈线性分布的多个顶杆，多个顶杆分别贯穿相应的通孔并与相应通孔的内壁滑动连接，所述模拟件还包括呈线性分布的多个圆盘四，所述圆盘四上铰接有呈圆周阵列分布的多个铰接杆，多个铰接杆远离圆盘四的一端分别与对应的横条铰接在一起，多个圆盘四上贯穿螺纹连接有同一个丝杆，所述丝杆的一端固定安装有手轮，远离手轮的安装板上贯穿转动安装有两个导轮，两个导轮分别与对应的侧挡板固定连接，靠近导轮的安装板上固定安装有双轴伸缩缸，所述双轴伸缩缸的活塞杆端部固定安装有摩擦板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过偏转龙头把手，龙头把手则可以通过转向机构以及两个偏转机构带动单车主体朝转弯圆心处倾斜，从而模拟出山地车在转弯时实际的倾斜偏转状态；

2、通过模拟机构能够使单车主体以转轴二为圆心进行上下的摆动，从而可以模拟出山地车遇到颠簸路况的状态，通过配合单车主体的左右倾斜能够模拟出山地车在颠簸路况时转动的状态；

3、通过路况模拟组件能够对轮盘提供不平整的模拟路况，使得单车主体更加贴合山地车的骑行路况，并且通过控制龙头把手的上下高度不同，可以模拟出单车主体上下坡时的骑行路况。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置的另一视角结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置的局部结构示意图；

图4为图3中A部分的放大结构示意图；

图5为图3中B部分的放大结构示意图；

图6为本发明提出的一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置中转向机构的分体结构示意图；

图7为图2中C部分的放大结构示意图；

图8为本发明提出的一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置中路况模拟组件的结构示意图；

图9为本发明提出的一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置中路况模拟组件的局部分体结构示意图。

图中：1、底座；11、矩形孔一；12、矩形孔二；13、配重座；2、单车主体；21、后臂；22、侧臂；23、龙头把手；24、车座；25、脚踏；26、轮盘；3、连接机构；31、安装架；32、转轴一；33、转轴二；4、模拟机构；41、固定板；42、气缸；43、横板；44、圆盘三；45、弹簧一；5、偏转机构；51、弧形架；52、半圆滑孔；53、光轴；54、滚轮；55、定位框；6、转向机构；61、圆筒一；62、圆筒二；63、定位筒；64、齿条柱；641、圆孔；65、齿轮；66、转动杆一；67、圆盘一；68、导杆；69、挡块；610、圆盘二；611、转动杆二；612、弹簧二；7、路况模拟组件；71、安装板；72、双轴伸缩缸；73、辊筒；731、通孔；732、侧挡板；74、模拟件；741、圆盘四；742、丝杆；743、横条；744、手轮；745、顶杆；746、铰接杆；75、摩擦板；76、导轮。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1-图9，本发明提供一种技术方案：一种基于VR虚拟体验的山地自行车转向模拟装置，包括底座1，底座1的上方设有单车主体2，单车主体2上设有呈等腰三角形分布的后臂21以及两个侧臂22，后臂21与底座1之间连接有同一个连接机构3，单车主体2上还设有龙头把手23，单车主体2上设有脚踏25以及通过脚踏25驱动转动的轮盘26，两个22之间上设有提供给轮盘26不同路况的路况模拟组件7，底座1上安装有带动两个侧臂22以连接机构3为圆心上下摆动的模拟机构4，两个侧臂22与模拟机构4之间均连接有偏转机构5，龙头把手23与两个模拟机构4之间通过两个偏转机构5连接在一起，龙头把手23转动时通过转向机构6以及两个偏转机构5带动两个侧臂22以连接机构3为圆心进行左右摆动。

底座1上开设有矩形孔一11，连接机构3包括安装架31，安装架31上固定安装有垂直设置的转轴一32和转轴二33，转轴二33贯穿后臂21并与后臂21转动连接，转轴一32的两段分别与矩形孔一11的两侧内壁转动连接。

偏转机构5包括弧形架51，弧形架51上开设有半圆滑孔52，半圆滑孔52内活动安装有与侧臂22固定连接的光轴53，光轴53上转动套设有滚轮54，滚轮54滚动安装在半圆滑孔52内。

转向机构6包括顶端与龙头把手23固定连接的转动杆二611，转动杆二611的下方升降式的安装有转动杆一66，转动杆一66的底端固定安装有齿轮65，转向机构6还包括固定连接且相互连通的圆筒一61和圆筒二62，圆筒一61内贯穿滑动安装有齿条柱64，齿轮65转动安装在圆筒二62内并与齿条柱64相啮合，齿条柱64上开设有两个圆孔641，两个光轴53分别贯穿对应的圆孔641并与对应圆孔641的内壁活动连接。

偏转机构5还包括两个定位框55，圆筒一61的两段均固定安装有定位筒63，两个定位筒63分别位于对应定位框55内并与对应定位框55内壁滑动连接。

进一步的，圆筒一61位于两个定位框55之间，当龙头把手23偏转时，圆筒一61能够在两个定位框55之间上下移动，而圆筒一61的上下路径则与转动杆二611的轴线重合，并且通过两个定位框55和两个定位筒63的限位，能够防止圆筒一61在上下移动时出现左右移动的情况。

转动杆一66和转动杆二611相互靠近的一端分别固定安装有圆盘一67以及圆盘二610，圆盘一67的顶部固定安装有呈圆周阵列分布的多个导杆68，多个导杆68分别贯穿对应圆盘二610并与对应圆盘二610滑动连接，导杆68的顶端固定安装有挡块69，导杆68上滑动套设有弹簧二612，弹簧二612的顶端和底端分别与圆盘二610以及圆盘一67固定连接。

进一步的，通过多个导杆68的配合能够使转动杆二611能够带动转动杆一66同步转动，在龙头把手23偏转而使圆筒一61上下移动时，转动杆一66将跟随圆筒一61同步上下移动，转动杆一66上下移动时将使得圆盘一67和圆盘二610之间的间距发生变化，而通过多个弹簧二612能够使得圆盘二610和圆盘一67之间始终保持紧绷状态。

模拟机构4包括固定安装在底座1底部的固定板41，固定板41上方设有横板43，固定板41的顶部固定安装有呈线性分布的多个气缸42，多个气缸42均位于矩形孔二12内，气缸42的活塞杆顶端固定安装有圆盘三44，圆盘三44的顶部固定安装有弹簧一45，弹簧一45的顶端与横板43底部固定连接，弧形架51和定位框55的底部均与横板43顶部固定连接。

进一步的，通过控制气缸42的伸缩能够使得横板43上下移动，横板43则通过两个模拟机构4带动整个单车主体2以转轴一32为圆心进行上下往复转动，当龙头把手23处于不同高度，当龙头把手23上升时能够模拟用户爬坡时的骑行状态，当龙头把手23下降时能够模拟用户下坡时的骑行状态。

单车主体2上设有高度可调节的车座24，底座1的底部固定安装有呈矩形分布的多个配重座13。

进一步的，通过高度可调节的车座24可以根据用户的身高进行相应的调节。

路况模拟组件7包括两个安装板71，两个安装板71分别与对应侧臂双轴伸缩缸72固定连接，两个安装板71之间转动安装有两个辊筒73，轮盘26和两个辊筒73转动连接，辊筒73上开设有呈圆周阵列分布的多个通孔731，辊筒73的两侧均固定安装有侧挡板732，侧挡板732与安装板71转动连接，辊筒73的内部设有与两个侧挡板732转动连接的模拟件74，模拟件74包括位于辊筒73内部并呈圆周阵列分布的多个横条743，多个横条743相互远离的一侧均固定安装有呈线性分布的多个顶杆745，多个顶杆745分别贯穿相应的通孔731并与相应通孔731的内壁滑动连接，模拟件74还包括呈线性分布的多个圆盘四741，圆盘四741上铰接有呈圆周阵列分布的多个铰接杆746，多个铰接杆746远离圆盘四741的一端分别与对应的横条743铰接在一起，多个圆盘四741上贯穿螺纹连接有同一个丝杆742，丝杆742的一端固定安装有手轮744，远离手轮744的安装板71上贯穿转动安装有两个导轮76，两个导轮76分别与对应的侧挡板732固定连接，靠近导轮76的安装板71上固定安装有双轴伸缩缸72，双轴伸缩缸72的活塞杆端部固定安装有摩擦板75。

进一步的，通过采用长度不同的顶杆745，从而使得从各个通孔731探出的顶杆745的长度不同，用户在通过踩踏脚踏25带动轮盘26转动时将带动两个辊筒73转动，通过握持手轮744带动丝杆742转动将带动多个圆盘四741同时远离手轮744，圆盘四741远离手轮744的过程中将通过多个铰接杆746带动多个横条743相互远离，从而使得多个顶杆745分别从对应的通孔731内探出，轮盘26通过与顶杆745探出通孔731的部分接触可以模拟出在崎岖不平道路上行驶状态；

通过控制双轴伸缩缸72伸长使摩擦板75与两个导轮76接触，增大了导轮76转动的阻力，使得辊筒73转动变得费劲，从而可以模拟出骑行爬坡的状态，通过控制摩擦板75的上升高度能够使辊筒73转动的阻力不同从而可以模拟出爬升不同坡度的状态。

本实施例中：使用时，用户坐在车座24上骑行单车主体2时，双手则是握持在龙头把手23上，当用户偏转龙头把手23时将带动圆筒一61转动，圆筒一61再通过转动杆一66带动齿轮65转动，齿轮65转动时将带动齿条柱64朝齿轮65转动相反的方向移动；

如图3-图6所示，当用户坐在车座24上逆时针偏转龙头把手23时，转动的齿轮65将带动齿条柱64朝左移动，齿条柱64再带动两个滚轮54同时朝左移动，滚轮54向左移动在半圆滑孔52内滚动上升时将通过两个侧臂22带动整个单车主体2以转轴二33为圆心向右偏转，而当用户顺时针偏转龙头把手23时候，整个单车主体2将以转轴二33为圆心向右偏转，因此，用户在偏转龙头把手23时，单车主体2能够发生偏转倾斜，从而模拟出用户骑乘山地车转弯方向时车辆的偏转情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。