一种多样式人体全向运动平台的方法及装置与流程

1.本发明涉及人体全向运动技术领域，具体涉及一种多样式人体全向运动平台的方法及装置。


背景技术：

2.人工智能(artificial intelligence)，英文缩写为ai。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
3.人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。
4.人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。2017年12月，人工智能入选“2017年度中国媒体十大流行语”。2021年9月25日，为促进人工智能健康发展，《新一代人工智能伦理规范》发布。
5.目前的人工智能中的虚拟和现实的交互运动平台，有很多问题和缺点需要解决。对于运动平台需要的场地较大、人员运动容易受伤、敏感度低、逼真度低、成本造价高、容易打滑摔倒、需要束腰保护等，本发明专利能全部解决这些问题。


技术实现要素：

6.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种体验效果更佳、更加轻薄、不容易打滑摔倒、成本造价低、多方式、节能环保、主动式、易于维护、低噪音的滚轴式人体全向运动平台。
7.技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种多样式人体全向运动平台的方法：
8.a、底板的两侧均具有用于安装螺旋滚轴的支撑轴承和用于齿轮之间传动的同步带，有两个电机安装连接装置分别为右电机安装装置和左电机安装装置，两个电机分别固定和装配在右电机安装装置和左电机安装装置上面；
9.b、机体盖可以设计成各种形状，与底板对称无下盖即可，在螺旋滚轴和电机等在底板上装配完成后，机体盖与底板进行装配，即可完成对整个机身的配置；
10.c、电机包括转轴和齿轮固定区，其中齿轮固定区与主动齿轮固定配合，用于进行传动；
11.d、从动齿轮中心的轴承固定孔可与轴承配合，进而使得从动齿轮在于螺旋滚轴上
的从动齿轮固定区配合后，通过同步带带来主动齿轮的动力使得其可绕螺旋滚轴被动转动；
12.e、主动齿轮中心为多边形固定孔，可与电机上的齿轮固定区配合，使得电机可驱动该齿轮，也可以与螺旋滚轴上的主动齿轮固定区配合，使得该齿轮可驱动该螺旋转轴；
13.e、任意一个与轮轴方向成一定角度的速度或力，在与轮子摩擦，在不产生滑动仅产生转动的情况，沿轮轴方向的速度或力会被抵消掉，仅分解保留沿轮子转动方向的速度或力；
14.f、一端齿轮与该逆时针螺旋滚轴通过主动齿轮固定区固定，因此该齿轮可驱动该逆时针螺旋滚轴转动，称为主动齿轮，另一端齿轮使用轴承装配在该逆时针螺旋滚轴的从动齿轮固定区，因此该齿轮可绕滚轴自由转动，称为从动齿轮，该逆时针螺旋滚轴对从动齿轮仅起到支撑的作用。
15.g、对于顺时针螺旋滚轴和逆时针螺旋滚轴，其只要保证两者所嵌入的装置方向具有一定的夹角，且轮子方向与滚轴轴向不平行即可。
16.进一步地，所述多样式人体全向运动平台可以采用左右链条方式实现。
17.进一步地，所述多样式人体全向运动平台可以采用内收式推动轴承方式实现。
18.进一步地，所述多样式人体全向运动平台可以采用多种方式实现，都属于本发明的保护范围。
19.进一步地，所述多样式人体全向运动平台可以采用多种方式实现，都属于本发明的保护范围。
20.进一步地，所述多样式人体全向运动平台的方法，可以应用于任何物理领域和行业。不仅仅是vr人工智能、机械、物流传送等。
21.进一步地，滚轴直径非常小，滚轴上面的小轮子面弄得粗糙，可以把摩擦力控制在和上面的力和速度正好对称，不会出现力失衡打滑的现象。
22.进一步地，用此方法设置出的任何装置，都是本发明创造的变形，都属于本发明创造的实施例。
23.进一步地，以后还会在此方法上面加各种步骤进行改良，但是原理都属于本发明的保护范围。
24.一种多样式人体全向运动平台的装置，其特征在于：包括外壳、设置在外壳内的若干组交替放置的螺旋滚轴以及用于驱动螺旋滚轴的电机，所述螺旋滚轴用于给平台表面上运动的人体提供一个反向的移动速度；
25.具体为：
26.所述外壳包括底座和机体盖，所述底座的两侧边均设置有用于安装螺旋滚轴的支撑轴承以及用于齿轮传动的同步带；
27.所述螺旋滚轴的两端均设置有支撑轴承和齿轮，所述支撑轴承和齿轮分别配合在支撑轴承和齿轮同步带上；
28.所述螺旋滚轴上的两个齿轮分别为主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定在螺旋滚轴上在电机作用下用于驱动螺旋滚轴转动，所述从动齿轮活动装配在螺旋滚轴上可绕螺旋滚轴自由转动；
29.所述螺旋滚轴分为逆时针螺旋滚轴和顺时针螺旋滚轴，所述逆时针螺旋滚轴和顺
时针螺旋滚轴的轴身上分别按照逆时针方向和顺时针方向斜向嵌入可转动的轮子；
30.所述逆时针螺旋滚轴和顺时针螺旋滚轴间隔交错装配在底板中，其中，逆时针螺旋滚轴的从动齿轮与顺时针螺旋滚轴的主动齿轮在一个同步带上面连接，逆时针螺旋滚轴的主动齿轮与顺时针螺旋滚轴的从动齿轮在另一个同步带上面连接，两个电机分别用于驱动这两排齿轮。
31.有益效果：本发明与现有技术相比，具备如下优点：
32.1、此方法可以实现多种变种，有链条式方式、滚轴式方式、内收式推动轴承方式，可以用三种方式相互切换实现。而且未来技术的发展，也可以用别的方式实现。
33.2、由于改进螺旋滚轴转动的半径大大减小，可以根据应用群体选择对应的滚轴半径，把摩擦力控制在合理的范围内，防止出现打滑。
34.3、采用主动式的运动结构，消除了人体受到来自腰部的束缚的影响，可提供更加真实的移动感受，有效的解决了虚拟空间移动受现实空间限制的问题，提升了体验效果；而且可以用三种方式实现本专利的方法。
附图说明
35.图13各个部件的对应编号：1.底板；2.中间轴承座；4.连接套；6.轮毂；7.滚子；11.方轴；12.带轮轴；13.同步带轮；14.轮毂；15.电机连接轴；16.联轴器；17.减速机安装座；18.电机螺丝；21.电机；22.同步带。
36.图1为本发明的包胶滚子示意图；
37.图2为本发明带轮轴示意图；
38.图3为本发明底板示意图；
39.图4为本发明电机连接轴示意图；
40.图5为本发明中减速机安装座示意图；
41.图6为本发明中中间轴承座示意图；
42.图7为本发明连接套示意图；
43.图8为本发明轮毂示意图。
44.图9为本发明轮毂侧面剖面示意图。
45.图10为本发明整体横侧侧面示意图。
46.图11为本发明整体竖侧侧面示意图。
47.图12为本发明整体俯视示意图。
48.图13为本发明整体俯视图示意图。
具体实施方式
49.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
50.本发明提供一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，包括外壳、设置在外壳内的若干组交替放置的螺旋滚轴以及用于驱动螺旋滚轴的两个电机，外壳包括底板和机体盖。
51.如图1所示，图1中的部件滚子设施安装在轮毂上面，呈现安装三组到四组，滚子中间有一根非常细的金属丝穿插在滚子中间，金属丝两头插入到轮毂中固定，滚子可以根据
金属丝这个轴进行转动。
52.如图2所示，图2中的带轮轴两头固定在中间轴承座上面，中间轴承座安装在底板上面，带轮轴可以自由转动。
53.如图3所示，底板为整个产品进行支撑的作用，此产品布局了很多中间轴承座，中间轴承座固定连接在底板上面，左右两边各接一个电机，电机连接轴固定在底板上面。
54.如图4所示，电机连接轴一侧跟轴连器相连，轴连器跟电机相连，电机通电以后，电机启动，带动轴连器，轴连器连接电机连接轴转动，让电机固定在产品上面，电机连接轴在底板上面安置。
55.如图5所示，减速机安装座上面有四颗螺丝，用螺丝拧在底板上面，给控制电机的速度起到辅助的作用。
56.如图6所示，中间轴承座连接到启动支撑的作用，一侧起到支撑带轮轴的作用，另一侧起到支撑滚轴的作用。
57.如图7所示，此为连接套，方轴是一段一段的，外面套的轮毂是分段的，方轴通过连接套连接在两侧。
58.如图3所示，为本实施例中的运动平台的底板，其中，根据图1～图13可知，底板两侧均具有用于安装螺旋滚轴的支撑轴承和用于齿轮传动的同步带，在底板的两侧，有两个电机安装连接轴分别为右电机连接轴和左电机连接轴，两个电机分别固定和装配在右电机连接轴和左电机连接轴上。
59.机体盖可以设计成各种形状，与底板对称无下盖即可，在螺旋滚轴和电机等在底板上装配完成后，机体盖与底板进行装配，即可完成对整个机身的配置；
60.如图12所示，电机包括转轴和齿轮固定区，其中齿轮固定区与主动齿轮固定配合，用于进行传动。
61.如图1到图13所示，从动齿轮中心的轴承可与轴承配合，进而使得从动齿轮在于螺旋滚轴上的从动齿轮固定区配合后，使得其可绕螺旋滚轴自由转动。
62.从动齿轮中心的轴承固定孔可与轴承配合，进而使得从动齿轮在于螺旋滚轴上的从动齿轮固定区配合后，通过同步带带来主动齿轮的动力使得其可绕螺旋滚轴被动转动；
63.主动齿轮中心为多边形固定孔，可与电机上的齿轮固定区配合，使得电机可驱动该齿轮，也可以与螺旋滚轴上的主动齿轮固定区配合，使得该齿轮可驱动该螺旋转轴；
64.任意一个与轮轴方向成一定角度的速度或力，在与轮子摩擦，在不产生滑动仅产生转动的情况，沿轮轴方向的速度或力会被抵消掉，仅分解保留沿轮子转动方向的速度或力；
65.一端齿轮与该逆时针螺旋滚轴通过主动齿轮固定区固定，因此该齿轮可驱动该逆时针螺旋滚轴转动，称为主动齿轮，另一端齿轮使用轴承装配在该逆时针螺旋滚轴的从动齿轮固定区，因此该齿轮可绕滚轴自由转动，称为从动齿轮，该逆时针螺旋滚轴对从动齿轮仅起到支撑的作用。
66.对于顺时针螺旋滚轴和逆时针螺旋滚轴，其只要保证两者所嵌入的装置方向具有一定的夹角，且轮子方向与滚轴轴向不平行即可。
67.具体为：
68.在机体平面上，以逆时针螺旋滚轴轴向，逆时针转动45度为y方向，即以逆时针螺
旋滚轴上轮子的轴向为y方向，以顺时针螺旋滚轴轴向，顺时针转动45度为x方向，即以顺时针螺旋滚轴上轮子的轴向为x方向。由此构建坐标系，当平台表面需要大小为vw、角度为w的输出合速度时，逆时针螺旋滚轴的转动线速度大小需要为v1＝vw*sin(w)/sin(pi/4)，顺时针螺旋滚轴的转动线速度大小需要为v2＝vw*cos(w)/sin(pi/4)，因此驱动逆时针螺旋滚轴的电机转速为w1＝a*v1，驱动逆时针螺旋滚轴的电机转速为w2＝a*v2，其中a与齿轮半径，传动比有关，为一常数。

技术特征：
1.一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，步骤如下：a、底板的两侧均具有用于安装螺旋滚轴的支撑轴承和用于齿轮之间传动的同步带，有两个电机安装连接装置分别为右电机安装装置和左电机安装装置，两个电机分别固定和装配在右电机安装装置和左电机安装装置上面；b、机体盖可以设计成各种形状，与底板对称无下盖即可，在螺旋滚轴和电机等在底板上装配完成后，机体盖与底板进行装配，即可完成对整个机身的配置；c、电机包括转轴和齿轮固定区，其中齿轮固定区与主动齿轮固定配合，用于进行传动；d、从动齿轮中心的轴承固定孔可与轴承配合，进而使得从动齿轮在于螺旋滚轴上的从动齿轮固定区配合后，通过同步带带来主动齿轮的动力使得其可绕螺旋滚轴被动转动；e、主动齿轮中心为多边形固定孔，可与电机上的齿轮固定区配合，使得电机可驱动该齿轮，也可以与螺旋滚轴上的主动齿轮固定区配合，使得该齿轮可驱动该螺旋转轴；e、任意一个与轮轴方向成一定角度的速度或力，在与轮子摩擦，在不产生滑动仅产生转动的情况，沿轮轴方向的速度或力会被抵消掉，仅分解保留沿轮子转动方向的速度或力；f、一端齿轮与该逆时针螺旋滚轴通过主动齿轮固定区固定，因此该齿轮可驱动该逆时针螺旋滚轴转动，称为主动齿轮，另一端齿轮使用轴承装配在该逆时针螺旋滚轴的从动齿轮固定区，因此该齿轮可绕滚轴自由转动，称为从动齿轮，该逆时针螺旋滚轴对从动齿轮仅起到支撑的作用。g、对于顺时针螺旋滚轴和逆时针螺旋滚轴，其只要保证两者所嵌入的装置方向具有一定的夹角，且轮子方向与滚轴轴向不平行即可。2.根据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：所述多样式人体全向运动平台可以采用左右链条方式实现。3.根据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：所述多样式人体全向运动平台可以采用内收式推动轴承方式实现。4.根据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：所述多样式人体全向运动平台可以采用多种方式实现，都属于本发明的保护范围。5.据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：所述多样式人体全向运动平台，采用滚轴上面的万向轮把力和速度分解，然后再合成力和速度，用轮的转动消掉一部分力和速度，从而可以多向移动。6.据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：所述多样式人体全向运动平台的方法，可以应用于任何物理领域和行业。不仅仅是vr人工智能，机械、物流传送等。7.据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：滚轴直径非常小，滚轴上面的小轮子面弄的粗糙，这样可以把摩擦力控制在和上面的力和速度正好合适对称的状态，不会出现力失衡打滑的现象。8.据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：用此方法设计出的任何装置，都是本发明创造的变形，都属于本发明创造的实施例。9.据权利要求1所述的一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，其特征在于：以后还会在此方法上面加各种步骤进行改良，但是原理都属于本发明的保护范围。10.一种多样式人体全向运动平台的装置，其特征在于：包括外壳、设置在外壳内的若
干组交替放置的螺旋滚轴以及用于驱动螺旋滚轴的电机，所述螺旋滚轴用于给平台表面上运动的人体提供一个反向的移动速度；所述外壳包括底座和机体盖，所述底座的两侧边均设置有用于安装螺旋滚轴的支撑轴承以及用于齿轮传动的同步带；所述螺旋滚轴的两端均设置有支撑轴承和齿轮，所述支撑轴承和齿轮分别配合在支撑轴承槽和同步带内；所述螺旋滚轴上的两个齿轮分别为主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定在螺旋滚轴上在电机作用下用于驱动螺旋滚轴转动，所述从动齿轮活动装配在螺旋滚轴上可绕螺旋滚轴在同步带的带动下转动；所述螺旋滚轴分为逆时针螺旋滚轴和顺时针螺旋滚轴，所述逆时针螺旋滚轴和顺时针螺旋滚轴的轴身上分别按照逆时针方向和顺时针方向斜向嵌入可转动的轮子；所述逆时针螺旋滚轴和顺时针螺旋滚轴间隔交错装配在底板中，其中，逆时针螺旋滚轴的从动齿轮与顺时针螺旋滚轴的主动齿轮在一个同步带上面连接，逆时针螺旋滚轴的主动齿轮与顺时针螺旋滚轴的从动齿轮在另一个同步带上面连接，两个电机分别用于驱动这两排齿轮。

技术总结
本发明公开了一种多样式人体全向运动平台的方法及装置，主要包括外壳、置于外壳内部的若干组交替放置的螺旋滚轴和用于驱动螺旋滚轴的电机，所述螺旋滚轴分为顺时针螺旋滚轴和逆时针螺旋滚轴，其中顺时针螺旋滚轴轴身上按一定角度斜向嵌入可转动的轮子，滚轴两端装有齿轮和起支撑作用的轴承，逆时针螺旋滚轴与顺时针螺旋滚轴成镜像对称。此方法可以实现多种变种，有链条式方式、滚轴式方式、内收式推动轴承方式，可以用三种方式相互切换实现。而且未来技术的发展，也可以用别的方式实现。由于改进螺旋滚轴转动的半径大大减小，可以根据应用群体选择对应的滚轴半径，把摩擦力控制在合理的范围内，防止出现打滑。防止出现打滑。防止出现打滑。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：北京国承万通信息科技有限公司
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2023/8/5