本發明涉及一種虛擬現實健身設備，具體地涉及一種可在不同場景攀巖的虛擬現實攀巖機。

背景技術：

隨著我國經濟、科技實力的逐步增強以及人們的工作壓力不斷增高，人們戶外運動量急劇減少，為了提高生活質量，提高身體的健康狀況，室內運動逐步成為多數職業人的選擇，同時健康，易趣的高質量生活日益成為人們的追求目標，同時，受外部環境的限制，某些室外進行的運動也逐漸搬到了室內，室內攀巖就是其中之一。

戶外攀巖固然好，比如，自然攀巖，在自然環境中攀巖，需要附近擁有適合攀巖的自然環境，需要專用的工具，攀巖環境固定，同時有一定風險性；人造攀巖，占地比較大，建設成本貴，投資較高，攀巖的環境固定，相對戶外自然攀巖風險性較小。

傳統攀巖機在鏈板上安裝攀巖支點，鏈板安裝在橢圓形鏈帶之上，使用電機或者人體自身的重力帶動鏈帶循環往復滾動，一般安裝在室內環境中，環境固定，風險性很小，簡單式的機械重復運動和單調的環境會給用戶帶來乏味、無聊的感覺，缺乏室外自然攀巖和人工攀巖的高度所帶來的刺激性和樂趣。

這些問題都會導致在用戶在健身時，無法感受到相應的反饋，體驗感差。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種在室內可以根據個人喜好選擇攀巖場景同時能最大程度避免用戶在使用過程中產生暈動現象和其它不適感覺的虛擬現實攀巖機。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：一種虛擬現實攀巖機，所述的虛擬現實攀巖機包含攀巖機物理結構和控制系統，所述的攀巖機物理結構包括主電機，鏈帶，鏈板，安裝孔，攀巖支點，穩定支撐結構，緩降結構；所述的主電機位于穩定支撐結構上，控制鏈帶結構的循環往復；所述的鏈板安裝在可循環往復滾動的鏈帶結構上，鏈板上有若干個安裝孔，攀巖支點安裝在安裝孔上，所述的緩降結構包括穩定支撐結構上的緩降保護電機，固定在穩定支撐結構上的軟梯或者懸掛裝置以及人體穿戴保護裝置，所述的緩降保護電機安裝在穩定支撐結構底部；所述的緩降保護電機為帶剎車系統的雙電機，所述攀巖機物理結構上設有控制系統。

進一步地，所述的控制系統包括智能主機和控制傳感系統，所述的智能主機為安裝有智能操作系統的主機，所述的智能操作系統包含但不限于Android、IOS、Windows，所述的控制傳感系統主要包含控制系統主板，所述的控制系統主板為安裝在攀巖機上的控制板，其上有無線芯片，使用無線或者有線方式連接智能主機和VR設備，控制系統主板連接控制主電機、緩降結構、姿態捕捉系統、攀巖支點定位系統、以及其它設備。

進一步地，所述的姿態捕捉系統主要由姿態捕捉設備組成，包括體感攝像頭以及姿態捕捉手套，用于捕捉獲取用戶位置信息、用戶身體骨胳、用戶攀巖動作、用戶身體重心的高度等信息，并將信號傳輸給智能主機和控制系統主板。

進一步的，所述的攀巖支點定位系統通過智能主機系統預先渲染攀巖支點的位置，攀巖過程中智能主機系統實時渲染虛擬場景的角色位置，與真實場景中用戶的位置完全吻合，當角色高度達到預設的高點時，系統啟動主電機將角色的高度旋轉至預設的低點，以保障用戶可以正常的攀巖，攀巖機上的攀巖支點和虛擬場景中的攀巖支點完全一致。

更進一步地，所述的智能主機包含PC電腦，手機，VR一體機；所述的VR設備呈現通過智能主機系統渲染的內容給用戶，VR顯示設備包括但不限于VR一體機，VR手機盒子，VR眼鏡；VR設備與智能主機通過有線或者無線的方式連接。

所述攀巖機的攀巖運行包括以下過程：

攀巖開始前，所述的控制傳感系統根據用戶的站立位置，提示用戶移動到可檢測區域，當系統捕捉到用戶位置時渲染開始界面，接受用戶的選擇，選擇攀巖的場景，根據用戶選擇的場景獲取到該場景所有攀巖支點的位置和高度，啟動主電機，調整虛擬現實攀巖機的鏈板和固定在鏈板上的攀巖支點的位置，將位置和高度調整與虛擬現實場景中的攀巖節點完全一致，調節完畢之后，在虛擬現實顯示設備中提示用戶設備已就緒，攀巖可以開始；

攀巖開始后，系統實時渲染游戲場景、游戲場景中的攀巖支點和虛擬人物在虛擬現實顯示設備中，同時，姿態捕捉系統讀取用戶的攀巖動作，將用戶攀巖姿態實時渲染成虛擬人物的攀巖動作，控制傳感系統根據用戶的重心位置，實時控制主電機的旋轉，每當達到臨界高點時，主電機啟動并帶動鏈帶和攀附在鏈帶鏈板上的攀巖支點的用戶旋轉，以實現實時高度調整，確保攀巖連續進行；

攀巖結束后，系統自動啟動緩降系統，提示用戶可以雙手懸掛在懸掛裝置、或者攀爬在軟梯上，系統啟動緩降電機降落至地面，與此同時，系統在VR顯示設備中渲染蹦極、跳傘或者滑翔降落的場景；

用戶降落地面后，系統提示用戶攀巖結束，用戶解除虛擬現實顯示設備和緩降保護系統之后，所述邏輯控制主電機和緩降保護系統回位。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1，本發明將虛擬現實技術引和實時人體骨骼捕捉技術入到攀巖健身運動之中，用戶可以自主選擇世界各地的風景作為虛擬現實攀巖的場景，用戶可以選擇教學、游戲、聯網競賽等多種游戲模式，虛擬現實帶來的沉浸式攀巖體驗會讓用戶的攀巖過程充滿樂趣和刺激感。

2，本發明使用帶剎車系統的雙電機緩降保護結構作為用戶緩降保護結構，安全系數非常高，配合虛擬現實場景緩降系統（懸掛裝置）在降落的過程中可讓用戶感受到從高空跳傘及滑繩速降的獨特體驗。

3，本發明使用高精度體感攝像頭實時捕捉用戶的攀巖動作，還可以使用姿態捕捉手套以進一步提高動作捕捉的精度，用戶現實中的動作和虛擬現實場景中角色的動作完全一致，用戶在虛擬現實中感官狀態和真實狀態完全一致，最大程度的避免了用戶在使用過程中的暈動現象和其它不適感覺。

4，本發明可兼容多種虛擬現實顯示設備，包括但不局限于電腦端虛擬現實眼鏡，虛擬現實一體機，虛擬現實手機盒子等。

5，和人工攀巖設備相比，本發明的造價較低，占用空間小。

附圖說明

圖1為攀巖機的正面結構示意圖；

圖2為攀巖機的控制系統示意圖；

圖3為攀巖機的啟動系統示意圖；

圖4為攀巖機的系統運行示意圖；

圖5為緩降保護系統運行示意圖；

其中，1，主電機；2，鏈帶；3，鏈板；4，安裝孔；5，攀巖支點；6，穩定支撐結構；7，緩降結構；8，緩降保護電機；9，軟梯或者懸掛裝置；10，控制系統主板；11，無線芯片；12，VR設備；13，姿態捕捉系統；14，攀巖支點定位系統；15，其它設備。

具體實施方式

下面結合附圖1-5，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅為本發明的部分實施方式，而不是全部，不能理解為對本發明內容的限制。

本發明提供的一種技術方案為：

一種虛擬現實攀巖機，虛擬現實攀巖機包含攀巖機物理結構和控制系統，攀巖機物理結構如圖1所示，包括主電機1，鏈帶2，鏈板3，安裝孔4，攀巖支點5，穩定支撐結構6，緩降結構7；主電機1位于穩定支撐結構6上，控制鏈帶2結構的循環往復；鏈板3安裝在可循環往復滾動的鏈帶2結構上，鏈板3上有若干個安裝孔4，攀巖支點5安裝在安裝孔4上，緩降結構7包括穩定支撐結構6上的緩降保護電機8，固定在穩定支撐結構6上的軟梯或者懸掛裝置9以及人體穿戴保護裝置，緩降保護電機8安裝在穩定支撐結構6底部；緩降保護電機為帶剎車系統的雙電機，攀巖機物理結構上設有控制系統；

如圖2所示，控制傳感系統主要包含控制系統主板10，控制系統主板10上的無線芯片11，可以通訊連接VR設備12，控制系統主板連接主電機1、緩降結構7、姿態捕捉系統13、攀巖支點定位系統14、以及其它設備15；控制傳感系統控制整個攀巖機物理結構。

下面結合流程圖就本發明各系統和機械結構之間的連接配合關系。在一些實施例中，系統啟動邏輯如圖3所示，用戶佩戴好虛擬現實眼鏡，穿戴好保護裝置和姿態捕捉設備之后，站立在攀巖機之前，所述啟動邏輯啟動姿態捕捉系統獲取用戶位置，如所述邏輯未捕捉到用戶的位置，系統將提示用戶移動到可檢測區域。其后，系統繼續使用姿態捕捉獲取用戶的位置。如所述邏輯已捕捉到用戶的位置，根據用戶的位置和體感攝像頭捕捉到用戶身體骨骼和姿態捕捉手套捕捉到用戶手部骨骼融合渲染至虛擬現實顯示設備。其后，在虛擬現實顯示設備中渲染開始界面，接受用戶的選擇，選擇攀巖的場景。其后，根據用戶選擇的場景生成該場景所有攀巖支點的位置和高度，啟動主電機，調整虛擬現實攀巖機的鏈板和固定在鏈板上的攀巖支點的位置，將位置和高度調整與虛擬現實場景中的攀巖節點完全一致，調節完畢之后，在虛擬現實顯示設備中提示用戶設備已就緒，可以開始攀巖。

圖4為開始攀巖后的運行邏輯，用戶開始攀巖之后系統實時渲染游戲場景、游戲場景中的攀巖支點和虛擬人物在虛擬現實顯示設備中。與此同時，姿態捕捉系統讀取用戶的攀巖動作，將用戶攀巖姿態實時渲染成虛擬人物的攀巖動作。其后，系統響應攀巖是否結束的消息，如未接受到攀巖結束的消息，系統繼續讀取和渲染用戶的攀巖動作，如接受到攀巖結束的消息，系統啟動緩降保護系統。其后，姿態捕捉系統實時讀取用戶身體重心的高度。判斷，用戶身體重心的高度是否高于攀巖機預設的臨界高點。如達到臨界高點，系統啟動主電機，旋轉鏈帶使攀巖支點和攀巖支點上的用戶向下移動，當移動至臨界低點時停止主電機。如未達到臨界高點，系統繼續讀取和渲染用戶的攀巖動作。

圖5為緩降保護系統的運行邏輯，緩降保護系統啟動之后，系統在虛擬現實場景中提示用戶登上緩降軟梯或者懸掛裝置，其后，姿態捕捉系統實時讀取用戶的位置，直到用戶登上軟梯或懸掛裝置。如用戶已登上軟梯，系統啟動緩降電機開始緩降。與此同時，系統根據用戶選擇的場景渲染速降、跳傘或滑翔的場景在虛擬現實顯示設備中。當用戶降落到地面后，提示用戶攀巖結束，用戶解除虛擬現實顯示設備和緩降保護系統之后，所述邏輯控制主電機和緩降保護系統回位。

上述技術方案僅體現了本發明的優選實施方式，不能理解為對本發明準許范圍的限制，凡根據本發明做出的變形和改進，均屬于本發明保護范圍。