阅读说明：本技术 一种虚拟现实游戏手柄及其使用方法 (Virtual reality gamepad and use method thereof ) 是由 李炜 孙其民 于 2019-03-18 设计创作，主要内容包括：一种虚拟现实游戏手柄及其使用方法,包括用于定位手柄的定位环用于固定定位环的指环和用于对手柄进行操作的握持部,所述握持部和处理单元通讯相连；所述握持部通过检测握力大小的同时使手感受到来自握力的反作用力来模拟人在虚拟世界感受到的具体受力状况,所述指环通过连接部与定位环固定连接,所述握持部为与人类手掌大小相适应的椭球状结构,所述握持部上设有操作按钮。使用者通过握紧和放开展示虚拟世界中关于握持和松开的动作,来模拟具体的游戏动作,游戏沉浸体验良好。(A virtual reality gamepad and its operation method, including the ring used for locating the locating ring of the hand grip and used for fixing the locating ring and the grip used for operating the hand grip, the said grip communicates with processing unit and links to each other; the hand-held type hand ring is characterized in that the hand-held portion enables hand feeling to be subjected to reaction force from the grip force to simulate specific stress conditions experienced by a human in a virtual world through detecting the size of the grip force, the finger ring is fixedly connected with the positioning ring through the connecting portion, the hand-held portion is of an ellipsoidal structure matched with the size of a human palm, and the hand-held portion is provided with an operation button. The user simulates specific game actions by grasping and releasing actions related to grasping and releasing in the display virtual world, and the game immersion experience is good.)

一种虚拟现实游戏手柄及其使用方法

技术领域

本发明属于虚拟现实领域，具体涉及一种虚拟现实游戏手柄及其使用方法。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术，其原理是利用电子终端模拟产生一个三维空间的虚拟世界，向使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。而交互控制领域是虚拟现实技术的重要应用方向之一，也为虚拟现实技术的快速发展起了巨大的需求牵引作用。

手柄作为交互控制重要的硬件设备，为实现交互控制提供了强有力的支撑，然而目前的手柄仅能提供位置识别和基于按钮的操作，对于握持、握力等其他相关操作的检测比较缺乏，同时造成内容的单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种虚拟现实游戏手柄及其使用方法，要解决现有技术无法敏捷捕捉人手握力的技术问题；并解决现有技术使用不便的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种虚拟现实游戏手柄，其特征在于：包括用于定位手柄的定位环用于固定定位环的指环和用于对手柄进行操作的握持部；所述握持部和处理单元通讯相连；所述握持部通过检测握力大小的同时使手感受到来自握力的反作用力来模拟人在虚拟世界感受到的具体受力状况，所述指环通过连接部与定位环固定连接，所述握持部为与人类手掌大小相适应的椭球状结构，所述握持部上设有操作按钮。

进一步优选地，所述指环包括四个指环，四个指环分别为食指指环、中指指环、无名指指环和小指指环。

进一步地，所述处理单元为具备独立运算能力的虚拟现实头盔，所述虚拟机与内置在握持部的一级处理装置通讯相连。

进一步地，所述处理单元为计算机。

进一步地，所述连接部为分别与食指指环、中指指环、无名指指环和小指指环连接固定的四个连接杆；相邻所述指环之间固定连接。

进一步地，所述定位环上设有用于向定位装置发出光电信号的特征点；所述特征点为红外特征点或光学特征点。

此外，所述握持部内电元件的线路穿过连接部与定位环内的电元件连通；所述连接部为一个连接杆，相邻所述指环之间固定连接后通过所述连接杆与定位环固定。

更加优选地，所述指环和连接部均由硬质材料制作而成；所述握持部外部套设有用于缓冲握持部受力的缓冲装置。

一种虚拟现实游戏手柄的使用方法，其特征在于：

步骤一，使用者根据虚拟环境做出具体动作：使用者处于虚拟环境中，使用者因虚拟环境中具体出现的场景向握持部施力，同时向手传递使用者因具体虚拟环境需做出的具体动作而产生的反作用力，使使用者产生因对具体虚拟场景做出相应动作而产生的真实受力体验；

步骤二，处理单元显示握持部受力状态，握持部向处理单元传递使用者因步骤一产生的握持信号，处理单元在虚拟环境中将松手的行为通过图像、声音表现出来。

一种虚拟现实游戏手柄的使用方法，其特征在于：

步骤一：使用者根据虚拟环境做出投掷动作：使用者处于虚拟环境中，使用者因虚拟环境中具体出现的场景投掷握持部，握持部向手传递使用者投掷动作而产生的反作用力，使使用者产生因因投掷动作而产生的真实受力体验；

步骤二：处理单元显示握持部受力状态，握持部向处理单元传递使用者因步骤一产生的握持信号，处理单元在虚拟环境中将松手的行为通过图像、声音表现出来

实施本发明可以达到以下有益效果：

本发明中定位环和连接杆均由硬质材料制作而成，五个手指同时张开时，定位环不会发生大的位置变化，重新握紧即可继续游戏，方便使用者操作需要频繁张开手指和握紧手指的游戏；握持部的下方对应各手指的位置设置有对应的按钮，可以方便手指进行操作；对应按钮设置防误触装置，在不需要按动按钮时启动防误触的程序，防止误触按钮带来的影响；使用者通过握紧和放开展示虚拟世界中关于握持和松开的动作，来模拟具体的游戏动作，例如棒球手接球和抛球的动作，游戏沉溺体验良好。

附图说明

图1为本发明一种虚拟现实游戏手柄的结构示意图；

图2为本发明涉及的特征点分布于定位环上的结构示意图。

具体实施方式

的附图标号说明：

1-定位环；2-握持部；3-食指指环；4-中指指环；5-无名指指环；6-小指指环；7-连接部；8-操作按钮；9-特征点。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。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。

一种虚拟现实游戏手柄，如图1所示，包括用于定位手柄的定位环1、用于固定定位环1的指环、用于对手柄进行操作的握持部2和分布在握持部2 表面的握持部2，握持部2和处理单元通讯相连；握持部2通过检测握力大小的同时使手感受到来自握力的反作用力来模拟人在虚拟世界感受到的具体受力状况，指环通过连接部7与定位环1固定连接，握持部2为与人类手掌大小相适应的椭球状结构，握持部2上设有操作按钮8；处理单元为一体机或计算机，与握持部2通讯相连，具体可以在握持部2上设置信号采集模块和信号传输模块，信号采集模块采集握持部2受力信息，并通过信号传输模块传输至处理单元。

实施例一

一种虚拟现实游戏手柄，包括用于定位手柄的定位环1、用于固定定位环1的指环，用于对手柄进行操作的握持部2和用于接收来自握持部2传递的信息的处理单元，握持部2和处理单元通讯相连；握持部2通过检测握力大小的同时使手感受到来自握力的反作用力来模拟人在虚拟世界感受到的具体受力状况，指环通过连接部7与定位环1固定连接，握持部2为与人类手掌大小相适应的椭球状结构，握持部2上设有操作按钮8。连接部7为分别与食指指环3、中指指环4、无名指指环5和小指指环6连接固定的四个连接杆，相邻指环之间固定连接。

实施例二

一种虚拟现实游戏手柄，包括用于定位手柄的定位环1、用于固定定位环1的指环，用于对手柄进行操作的握持部2和用于接收来自握持部2传递的信息的处理单元，握持部2和处理单元通讯相连；握持部2通过检测握力大小的同时使手感受到来自握力的反作用力来模拟人在虚拟世界感受到的具体受力状况，指环通过连接部7与定位环1固定连接，握持部2为与人类手掌大小相适应的椭球状结构，握持部2上设有操作按钮8，如图2所示，定位环1上设有用于向定位装置发出光电信号的特征点9，特征点9为红外特征点或光学特征点；握持部2内电元件的线路穿过连接部7与定位环1内的电元件连通。

实施例三

一种虚拟现实游戏手柄，包括用于定位手柄的定位环1、用于固定定位环1的指环，用于对手柄进行操作的握持部2和用于接收来自握持部2传递的信息的处理单元，握持部2和处理单元通讯相连；握持部2通过检测握力大小的同时使手感受到来自握力的反作用力来模拟人在虚拟世界感受到的具体受力状况，指环通过连接部7与定位环1固定连接，握持部2为与人类手掌大小相适应的椭球状结构，握持部2上设有操作按钮8，连接部7为一个连接杆，相邻指环之间固定连接后通过连接杆与定位环1固定，连接杆同时也是电路元件连接线的通道。

实施例四

一种虚拟现实游戏手柄，包括用于定位手柄的定位环1、用于固定定位环1的指环，用于对手柄进行操作的握持部2和用于接收来自握持部2传递的信息的处理单元；握持部2通过检测握力大小的同时使手感受到来自握力的反作用力来模拟人在虚拟世界感受到的具体受力状况，指环通过连接部7与定位环1固定连接，握持部2为与人类手掌大小相适应的椭球状结构，握持部2上设有操作按钮8，指环和连接部7均由硬质材料制作而成，每个操作按钮 8上均设有防误触装置，在不需要按动按钮时启动防误触的程序，防止误触按钮带来的影响。

实施例五

虚拟现实手柄包括定位环、连接部、指环和握持部，指环与握持部相互连接，并通过连接部与定位环相互连接。定位环上设置有特征点，这些特征点可以是红外特征点，可以是光学特征点，定位装置通过识别特征点的位置来判断手柄的形态。指环共4个，主要用于使用时手指伸进指环防止手柄脱手，分别满足除大拇指以外的四个手指伸入。

为了保证定位环在使用时不会产生不必要的晃动，指环和连接部均应采用不会摇晃的硬质材料。在五个手指同时张开时，定位环不会发生大的位置变化，重新握紧即可继续游戏，方便使用者操作需要频繁张开手指和握紧手指的游戏，例如投棒球等。握持部与指环相连，在使用时五个手指握持在握持部上。握持部的外边可以套上缓冲装置，增加握持的舒适度。在握持部的下方对应各手指的位置设置有对应的按钮，可以方便手指进行操作。同时，可以对应按钮设置防误触装置，在不需要按动按钮时启动防误触的程序，防止误触按钮带来的影响，防误触装置的开关设于定位环或者远程操作设备上。

实施例六

一种虚拟现实游戏手柄，包括用于定位手柄的定位环1、用于固定定位环 1的指环，用于对手柄进行操作的握持部2，用于接收来自握持部2传递的信息的处理单元；指环包括四个指环，四个指环分别为食指指环3、中指指环 4、无名指指环5和小指指环6，指环通过连接部7与定位环1固定连接，握持部2为与人类手掌大小相适应的椭圆球状结构，握持部2上设有与食指、中指、无名指和小指分别相对应的操作按钮8；处理单元为一体机或计算机，与握持部2无线通讯相连，握持部2和握持部2可以由握力计组成，握力计可以将检测到的握力大小通过电信号的形式传递到手柄的处理模块，再由处理模块通过无线的方式将信号传递到系统的处理单元(例如计算机或一体机的处理单元)。通过握紧和放开展示内容中关于握持和松开的动作。当虚拟环境中，使用者手握一个物体时，握持部检测到使用者的握力增加，从而向处理单元传递握持的信号，处理单元在虚拟环境中将握持的行为通过图像、声音等表现出来。当虚拟环境中，使用者松开手握的物体时，握持部检测到使用者的握力减少接近于零，从而向处理单元传递松手的信号，处理单元在虚拟环境中将松手的行为通过图像、声音等表现出来。典型示例：棒球手接球和抛球的动作。通过该手柄可以方便展示投掷动作。同时，由于可以检测握力的大小，在虚拟场景中可以对应给出对应握力大小的特征场景，并通过握力的大小来解锁某些场景。例如，和虚拟场景中的人物(NPC或其他玩家)扳手腕来决定胜负、拉开一扇很重的门需要对应的握力来实现等。

一种虚拟现实游戏手柄的使用方法，如下：

步骤一，使用者根据虚拟环境做出具体动作：使用者处于虚拟环境中，使用者因虚拟环境中具体出现的场景向握持部施力，同时向手传递使用者因具体虚拟环境需做出的具体动作而产生的反作用力，使使用者产生因对具体虚拟场景做出相应动作而产生的真实受力体验；

步骤二，处理单元显示握持部受力状态，握持部2向处理单元传递使用者因步骤一产生的握持信号，处理单元在虚拟环境中将松手的行为通过图像、声音表现出来。

一种虚拟现实游戏手柄的使用方法，其特征在于：所述握持部2向处理单元传递握力大小的信号，处理单元根据握力大小解锁该力对应的虚拟场景。

一种虚拟现实游戏手柄的使用方法，其特征在于：

步骤一：使用者根据虚拟环境做出投掷动作：使用者处于虚拟环境中，使用者因虚拟环境中具体出现的场景投掷握持部2，握持部2向手传递使用者投掷动作而产生的反作用力，使使用者产生因因投掷动作而产生的真实受力体验；

步骤二：处理单元显示握持部2受力状态，握持部2向处理单元传递使用者因步骤一产生的握持信号，处理单元在虚拟环境中将松手的行为通过图像、声音表现出来

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。