一種實時交互跑步機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及運動娛樂交互領域，具體地，涉及一種實時交互跑步機。
【背景技術】
[0002]目前的健身只是使用者自身的健身運動，缺乏交互性和娛樂性，目前還沒有出現針對實時交互的一種實時交互跑步機產品出現，
[0003]現有技術中，如申請號為201310598527.4的中國專利申請，該專利提供了一種基于健身自行車的新型同步視頻系統，包括速度檢測模塊、方向檢測模塊、DSP數據采集和控制系統、液晶顯示模塊、工控機、網絡服務平臺、手控鍵盤、力檢測模塊和阻力電機，所述的速度檢測模塊、方向檢測模塊和力檢測模塊分別與DSP數據采集和控制系統連接，工控機與DSP數據采集和控制系統相連，阻力電機與DSP數據采集和控制系統連接，液晶顯示模塊與工控機連接，手控鍵盤與工控機連接，網絡服務平臺與工控機相連。
[0004]上述專利技術雖然提供了一定的虛擬場景中獲得了如同真實環境中騎車的體驗，但是無法應用與跑步機，同時也無法實現運動娛樂交互，而且該專利中也沒有詳細給出具體如何虛擬和控制的技術。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種實時交互跑步機，將跑步機、和虛擬現實結合在一起，通過虛擬畫面實時控制跑步機的狀態，并根據使用者對跑步機的操作反應到虛擬畫面中，提高跑步機的交互性和娛樂性。
[0006]為實現以上目的，本發明提供一種實時交互跑步機，包括跑步機本體部分、俯仰模擬部分、轉彎部分、速度調節部分、輔助按鍵部分、轉彎傳感器部分、主控制部分和虛擬現實部分，其中:
[0007]所述的跑步機本體部分，為一種健身體育器材，通過電機帶動跑帶使使用者以不同的速度被動地跑步或走動，并將俯仰模擬部分、轉彎部分、速度調節部分、輔助按鍵部分、轉彎傳感器部分連接在一起起到固定作用；
[0008]所述的俯仰模擬部分，接收主控制部分的命令，改變跑步機本體部分的俯仰角度以模擬使用者上下坡效果，并將跑步機本體部分的俯仰角度信息實時反饋給主控制部分；
[0009]所述的轉彎部分，用于設置使用者當前跑步的轉向，并與虛擬現實部分互動，通過虛擬現實部分模擬出當前轉彎的實時效果并呈現給使用者；
[0010]所述的速度調節部分，接收主控制部分的命令，控制跑步機本體部分的跑帶轉速，并與虛擬現實部分互動，通過虛擬現實部分模擬出當前轉速的實時效果并呈現給使用者；
[0011]所述的輔助按鍵部分，設置在轉彎部分的手柄上，用于提高娛樂交互性的操作功能按鍵，配合虛擬現實部分的場景需要來起到相應的功能；
[0012]所述的轉彎傳感器部分，將使用者使用過程中轉彎部分的角度進行采集并傳遞給主控制部分，由主控制部分計算成角度信息傳遞給虛擬現實部分，以改變虛擬現實部分畫面中使用者的轉彎角度；
[0013]所述的主控制部分，用于控制俯仰模擬部分的輸出俯仰角度、控制跑步機本體部分的跑帶轉速、采集轉彎傳感器部分的旋轉角度、采集速度調節部分的跑步機本體部分的跑帶轉速設置，并與虛擬現實部分交互；
[0014]所述的虛擬現實部分，通過畫面展現行進中的使用者，將當前虛擬路況的各種參數發送給主控制部分從而控制跑步機本體部分的俯仰角度，將當前速度調節部分的跑步機本體部分的跑帶轉速設置發送給主控制部分從而控制跑步機本體部分的跑帶轉速，并根據轉彎傳感器部分的轉彎角度改變畫面中使用者的姿態和行進效果，根據當前速度調節部分的跑步機本體部分的跑帶轉速設置改變畫面中使用者的姿態和行進速度。
[0015]優選地，所述的俯仰模擬部分，包括角度傳動機構、角度執行電機、角度電機驅動器和角度傳感器，其中:
[0016]所述角度傳動機構，包含一個固定旋轉支點和一個旋轉結構，用于改變跑步機本體部分的俯仰角度；
[0017]所述角度執行電機，為角度傳動機構的運動源，最終將角度執行電機的旋轉角度變成一定比例的角度傳動機構的輸出角度從而控制跑步機本體部分的俯仰角度；
[0018]所述角度電機驅動器，用于接收主控制部分的命令，改變角度執行電機的旋轉角度從而改變一定比例的跑步機本體部分的俯仰角度；
[0019]所述角度傳感器，作為主控制器部分對于俯仰模擬部分角度閉環控制的反饋部分，實時檢測跑步機本體部分當前的俯仰角度，反饋給主控制器。
[0020]優選地，所述的速度調節部分，包括速度調節旋鈕、速度設置接口和變速執行電路，其中:
[0021]所述速度調節旋鈕，用于方便使用者在使用過程中通過正向或反向旋轉旋鈕來操控，起到人機交互的作用；
[0022]所述速度設置接口，根據使用者對速度調節旋鈕的操作改變速度設置值，并將速度設置值傳遞給變速執行電路，同時將當前速度設置值傳遞給虛擬現實部分，在虛擬現實部分模擬出當前轉速的實時效果并呈現給使用者；
[0023]所述變速執行電路，根據主控制部分接收到的調節旋鈕的速度設置值，實時線性改變跑步機本體部分的跑帶轉速，從而讓使用者改變跑步速度。
[0024]優選地，所述的主控制部分，包括俯仰模擬控制單元、速度調節接口單元、轉彎傳感器接口單元、處理器單元，其中:
[0025]所述俯仰模擬控制單元，根據虛擬現實部分畫面中的運動上下坡角度來控制俯仰模擬部分的俯仰輸出角度，使得跑步機本體部分的俯仰角度和當前虛擬畫面中的運動上下坡角度相匹配；
[0026]所述速度調節接口單元，根據使用者對速度調節旋鈕改變的速度設置值，將當前速度設置值通過編碼傳遞給虛擬現實部分，通過虛擬現實部分模擬出當前轉速的實時效果并呈現給使用者；
[0027]所述轉彎傳感器接口單元，接收轉彎傳感器部分檢測到的轉彎部分的轉彎角度，計算成所對應的角度值，并將角度值傳遞給虛擬現實部分，從而在虛擬顯示部分中模擬出運動的轉彎效果；
[0028]所述的處理器單元，結合當前跑步機本體部分俯仰角度值、當前跑步機本體部分的跑帶轉速設置值以及轉彎傳感器部分的轉彎角度值參數和虛擬現實部分所對應的路況參數計算出跑步機本體部分的跑帶轉速、俯仰模擬部分的角度電機驅動器的參數值。
[0029]更優選的，所述的處理器單元，包括控制輸出模塊、參數輸入模塊和數據交互模塊，其中:
[0030]所述控制輸出模塊，用于將虛擬現實部分傳遞過來的路況參數通過計算得到俯仰模擬控制單元的俯仰值；
[0031]所述參數輸入模塊，包含當前跑步機本體部分的跑帶轉速設置值和轉彎傳感器部分的轉彎角度值；
[0032]所述數據交互模塊，用于建立處理器單元和虛擬現實部分的連接，結合俯仰模擬部分的當前跑步機本體部分俯仰角度值、當前跑步機本體部分的跑帶轉速設置值、轉彎傳感器部分的轉彎角度值，以及虛擬現實畫面中運動的路況信息，計算出相對應的俯仰模擬控制單元的俯仰值給俯仰模擬部分的角度電機驅動器和運動轉速給跑步機本體部分的跑帶轉速，從而將使用者所操作的跑步機本體部分與虛擬畫面相匹配。
[0033]優選的，所述的虛擬現實部分，包括顯示畫面模塊、控制接口，其中:
[0034]所述顯示畫面模塊，用于虛擬使用者行進中的運動狀態和路況；
[0035]所述控制接口，用于將當前虛擬畫面中使用者運動行進的路況參數傳遞給主控制部分，由虛擬軟件模擬出上下坡角度，計算出相對應的俯仰模擬控制單元的俯仰值傳遞給主控制部分，由當前速度設置值模擬出當前轉速的實時效果并呈現給使用者。
[0036]本發明的有益效果:
[0037]本發明結構合理，操作簡便，可以第一時間根據虛擬畫面控制跑步機的狀態，并根據使用者對跑步機的操作反應到虛擬畫面中或游戲中，對于使用者有很好的交互性和娛樂