可变重力体验和产生沉浸式VR感受的方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102656091A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102656091A(43)申请公布日2012.09.05(21)申请号201080041749.0代理人董均华(22)申请日2010.09.19(51)Int.Cl.(30)优先权数据B64G7/00(2006.01)61/277,1452009.09.19USG09B9/00(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日2012.03.19(86)PCT申请的申请数据PCT/CN2010/0014332010.09.19(87)PCT申请的公布数据WO2011/032363EN2011.03.24(71)申请人肖泉地址100083中国北京市海淀区学院路37号北航416住宅315号(72)发明人肖泉(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书99页页附图附图33页(54)发明名称可变重力体验和产生沉浸式VR感受的方法和装置(57)摘要提供一种可变零重力模拟系统。通过由浮力机构(101)基本上沉浸在流体环境中且使用诸如外骨骼(102)的机器人移位设备来帮助用户运动/重力补偿和/或减轻或改变由浮力机构(101)的重量和形状引起的在使用对象躯干和四肢上的负载，实现可变零重力状况，从而用户可以体验所模拟可变重力环境的效果，例如零重力，在该情况下，用户可以在无重力环境中不费力地运动。当与VR相关技术结合时，这可以产生用于地球外场景的生动沉浸式模拟，且可以广泛地用于娱乐、游戏、训练、治疗等。CN102659ACN102656091A权利要求书1/3页1.一种用于可变重力体验和产生沉浸式VR感受的装置，包括：“浮力机构”，所述浮力机构利用流体或流体混合物来支撑至少大部分的使用对象的身体各部分的重量，所述“浮力机构”具有柔性内表面/层，所述内表面/层对于所使用的流体/流体混合物是相对不可渗透的，且基本上覆盖或“包裹”使用对象的整个身体区域，所述浮力机构还具有至少一个外表面层，以保持或“容纳”用来“浮起”内层里面的使用对象的流体或流体混合物，外层的形状能够是但不仅限于服装形状或部分类似服装形状，两个表面/层之间存在多个舱室以容纳流体/混合物，内层的主要区域应能为使用对象提供流体压力；用于使用对象的“助力机构”或“机器人移位设备”(例如但不仅限于外骨骼)，其与所述″浮力机构″相整合/联接，以在使用对象占据“浮力机构”时帮助使用对象的运动/活动和/或减轻或改变所述“浮力机构”的重量和形状引起的在使用对象躯干和四肢上的负载，这可以是以下形式：例如但并不限于，重力补偿，不同的重力效果模拟等。2.根据权利要求1所述的装置，其中，“浮力机构”可以具有多个部分，各个部分可以任选地独立地填充、排空和/或加压。3.根据权利要求1所述的装置，其中，当使用对象占据“浮力机构”时，内层和外层之间的流体可以移动进出，且可以动态地进行移动。4.根据权利要求1所述的装置，其中，“浮力机构”和机器人移位/助力设备可以制成适当的大小和形状，并被装配到更大的外套服装/体型内，所述更大的外层服装/体型可以看起来像比如但不局限于太空服、与人形状具备相似性的物种或生物的体型等，所述物种或生物可能是虚构的。5.根据权利要求1所述的装置，其中，虚拟现实系统、增强现实系统或混合现实系统(可包括显示机构、图像处理单元、可能的图像采集设备等)能够与浮力机构和助力机构相整合，以给使用对象提供同步视觉和可能听觉的体验，所述体验与浮力系统和助力系统所模拟的场景/情况/环境相一致。6.根据权利要求1所述的装置，其中，浮力机构和助力机构可进一步与游戏控制器、操纵器或其他用户输入设备相整合，用于例如，但不仅限于游戏、训练、娱乐、模拟、治疗等。7.根据权利要求1所述的装置，其中，通过给用户提供物理感受，“助力机构”或“机器人移位设备”能够用来给用户产生(额外的)触觉或力反馈，通过“助力机构”或“机器人移位设备”的控制单元协调，通过改变例如(但不限于)重力补偿的因子/百分比，可以动态地改变，来提供可变重力效果感受，例如通过在一个或多个执行机构上改变“助力机构”或“机器人移位设备”的输出，还能够产生其他感受，例如振动和“阻力”。8.根据权利要求1所述的装置，其中，力反馈也能够通过变更/改变“浮力机构”的不同舱室的压力来产生。9.根据权利要求1所述的装置，其中，用户身体上或用户身体附近的附加触觉装置以及运动传感器能够用于增加准确性和/或力反馈感受的乐趣。10.根据权利要求1所述的装置，其中，能够暴露/配置浮力机构和/或助力机构的控制系统的一个或多个接口，以提供测量、控制、反馈、通信服务，且利于与虚拟现实系统、游戏、训练系统、远程(互联网)连接等相整合。