阅读说明：本技术 一种新型旋转设备 (Novel rotating equipment ) 是由 赵吉良 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型旋转设备,包括有第一转动环、第二转动环和第三转动环,第一转动环与第二转动环之间正交连接,第二转动环与第三转动环之间正交连接,形成球形骨架结构,第一转动环位于球形骨架的内侧,第三转动环位于球形骨架的外侧,第一转动环、第二转动环和第三转动环均能够进行转动,第一转动环上设置有负载连接座,外部电源经第三转动环、第二转动环和第一连接环与负载连接座电连接。通过上述结构设置,实现了该设备能够在三维空间实现多方位的转动,真实模拟空间旋转,能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单,降低了生产成本和运输成本。(The invention discloses novel rotating equipment which comprises a first rotating ring, a second rotating ring and a third rotating ring, wherein the first rotating ring is in orthogonal connection with the second rotating ring, the second rotating ring is in orthogonal connection with the third rotating ring to form a spherical framework structure, the first rotating ring is positioned on the inner side of the spherical framework, the third rotating ring is positioned on the outer side of the spherical framework, the first rotating ring, the second rotating ring and the third rotating ring can rotate, a load connecting seat is arranged on the first rotating ring, and an external power supply is electrically connected with the load connecting seat through the third rotating ring, the second rotating ring and the first connecting ring. Through the structural arrangement, the equipment can realize multidirectional rotation in a three-dimensional space, truly simulate spatial rotation, and achieve completely immersive games or training experience to realize better games or training effect; and the equipment has simple structure and reduces the production cost and the transportation cost.)

一种新型旋转设备

技术领域

本发明涉及旋转设备技术领域，特别涉及一种能够在三维空间进行转动的新型旋转设备。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中，虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知，目前虚拟现实技术运用非常广泛，无论是用于科技还是医疗又或者是娱乐，都备受欢迎，而且技术正在不断的完善。

在现有的VR运动感知技术中，实现旋转主要靠机械臂，成本较高，而且占地空间大，也有箱体式设备，但是不能实现空间旋转，只能实现摇晃抖动。游戏体验差，局限性大，适用范围窄。

美国空军飞行模拟训练器能够实现完全空间模拟，甚至能够模拟出加速度，但是设备庞大，售价上亿美元不适合大规模商用。

如申请号为CN201620329620.4的专利文件中，公开了一种9D-VR虚拟现实体验平台，包括底座、旋转震动装置和座椅，旋转震动装置固定安装在底座上端，且旋转震动装置上端安装座椅，座椅包括外壳体，外壳体为半椭圆形结构，外壳体采用工业级PC外壳，外壳体顶端设有第一控制器，第一控制器内设有9轴姿态检测传感器和微处理器，外壳体的内腔侧壁设有第二控制器，第二控制器包括VR服务端和VR客户端，还包括视频眼镜，视频眼镜通过数据线连接第二控制器。

但是上述公开的9D-VR虚拟现实体验平台，需要通过外置的旋转震动装置进行水平的旋转，但是不能实现三维空间的多方位的转动，只能实现摇晃抖动。游戏体验差，局限性大，适用范围窄。

又如申请号为CN201610935875.X的专利文件中，公开了一种智能虚拟现实机器人，包括VR视频眼镜、显示屏或3D视屏，以及对VR视频进行控制的操作系统，总驱动装置和乘员仓，所述的VR视频眼镜、显示屏或3D视屏，以及操作系统均设在一个乘员仓内，总驱动装置驱动乘员仓进行一维、二维、三维或三维以上的多维运动。

但是上述公开的智能虚拟现实机器人，结构复杂，造价高昂，难以广泛推广。

发明内容

为解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种新型旋转设备，该设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果。

本发明的另一目的在于提供一种新型旋转设备，该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

本发明提供一种新型旋转设备，包括有第一转动环、第二转动环和第三转动环，所述第一转动环与第二转动环之间正交连接，所述第二转动环与第三转动环之间正交连接，形成球形骨架结构，第一转动环位于球形骨架的内侧，第三转动环位于球形骨架的外侧，所述第一转动环、第二转动环和第三转动环均能够进行转动，所述第一转动环上设置有负载连接座，外部电源经第三转动环、第二转动环和第一连接环与负载连接座电连接。在本发明中，通过第一转动环、第二转动环与第三转动环的设置形成球形骨架的新型旋转设备，负载连接座上可以固定测试者或游玩者的座位，外部电源经第三转动环、第二转动环和第一连接环与负载连接座电连接，第一转动环、第二转动环和第三转动环均能够进行转动，通过上述结构设置，实现了该设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

进一步地，所述第一转动环、第二转动环和第三转动环均包括有内圈和外圈，所述内圈能够相对外圈进行转动，所述第一转动环的外圈与第二转动环的内圈固定且正交连接，所述第二转动环的外圈与第三转动环的内圈固定且正交连接。在本发明中，通过上述设置，使第一转动环的内圈转动时，带动负载连接座在空间进行第一方位的360度转动，当第二转动环的内圈转动时，带动第一转动环进行转动，从而带动负载连接座在空间进行第二方位的360度转动；当第三转动环的内圈转动时，带动第二转动环进行转动，从而通过第一转动环带动负载连接座在空间进行第三方位的360度转动；通过上述设置实现了该设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

进一步地，所述第一转动环的外圈与第二转动环的内圈连接的位置设置有第一外圈连接座，所述第二转动环的内圈与第一转动环的外圈连接的位置设置有第二内圈连接座，所述第一外圈连接座与第二内圈连接座固定连接，且第一外圈连接座与第二内圈连接座之间还设置有第一连接片。在本发明中，通过第一外圈连接座、第二内圈连接座与第一连接片的设置，使第一转动环的外圈与第二转动环的内圈的连接更加稳定。

进一步地，所述第二转动环的外圈与第三转动环的内圈连接的位置设置有第二外圈连接座，所述第三转动环的内圈与第二转动环的外圈连接的位置设置有第三内圈连接座，所述第二外圈连接座与第三内圈连接座固定连接，且第二外圈连接座与第三内圈连接座之间还设置有第二连接片。在本发明中，通过第二外圈连接座、第三内圈连接座与第二连接片的设置，使第二转动环的外圈与第三转动环的内圈的连接更加稳定。

进一步地，所述第一转动环的外圈的上下两端均设置有所述第一外圈连接座，所述第二转动环的内圈的上下两端均设置有第二内圈连接座，所述第一转动环的外圈的上下两端通过第一外圈连接座与第二内圈连接座的固定连接实现分别与第二转动环的内圈的上下两端固定连接。在本发明中，通过上述设置，使第一转动环的外圈与第二转动环的内圈的连接更加稳定。

进一步地，所述第二转动环的外圈的左右两端均设置有所述第二外圈连接座，所述第三转动环的内圈的左右两端均设置有第三内圈连接座，所述第二转动环的外圈的左右两端通过第二外圈连接座与第三内圈连接座的固定连接实现分别与第三转动环的内圈的左右两端固定连接。在本发明中，通过上述设置，使第二转动环的外圈与第三转动环的内圈的连接更加稳定。

进一步地，所述第一转动环、第二转动环与第三转动环的内圈的内部结构均一致，所述第一转动环、第二转动环与第三转动环的外圈的内部结构均一致，所述外圈与内圈均设置有滚珠槽，所述外圈的滚珠槽内设置有滚珠。在本发明中第一转动环、第二转动环与第三转动环的内圈与外圈通过滚珠的设置能够方便相对转动。

进一步地，所述外圈的相对内圈的内壁中部设置有一圈电枢，所述外圈的相对内圈的内壁位于电枢两侧均设置有2圈滚珠槽，所述外圈的两侧边缘处均设置有一圈导电条，所述导电条的周围设置有绝缘条，所述内圈相对外圈的外壁中部设置有一圈磁钢，所述内圈相对外圈的外壁位于磁钢两侧均设置有2圈滚珠槽。在本发明中，通过上述设置实现内圈能够相对外圈转动的功能。

进一步地，所述外圈位于导电条的位置还开设有导电条引线槽，所述内圈的两侧边缘处还设置有电刷，所述内圈位于电刷的位置还开设有电刷槽，所述内圈相对外圈转动过程中，电刷与导电条发生摩擦，实现电源在内圈与外圈之间切换；所述第一转动环的外圈的导电条的引线穿出导电条引线槽与第二转动环的内圈的穿出电刷槽的电刷引线电连接，所述第二转动环的外圈的导电条的引线穿出导电条引线槽与第三转动环的内圈的穿出电刷槽的电刷引线电连接，从而实现外部电源从而第三转动环输入转第二转动环再到第一连接环导入负载连接座。在本发明中，通过上述设置，实现电源在内圈与外圈之间切换以及实现外部电源从而第三转动环输入转第二转动环再到第一连接环导入负载连接座，使该新型旋转设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

进一步地，所述外圈还设置有永磁无刷电机控制器，永磁无刷电机控制器与导电条并联设置。在本发明中，通过外部系统向该永磁无刷电机控制器发送旋转分量指令，实现负载连接座的空间旋转。

本发明的有益效果在于：相比于现有技术，在本发明中，通过第一转动环、第二转动环与第三转动环的设置形成球形骨架的新型旋转设备，负载连接座上可以固定测试者或游玩者的座位，外部电源经第三转动环、第二转动环和第一连接环与负载连接座电连接，第一转动环、第二转动环和第三转动环均能够进行转动，通过上述结构设置，实现了该设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

附图说明

图1是本发明所实施的一种新型旋转设备的结构示意图。

图2是本发明所实施的一种新型旋转设备的内环与外环拆开后的示意图。

图3是图2的局部放大示意图。

图4是本发明所实施的一种新型旋转设备的外环的内部结构局部示意图。

图5是本发明所实施的一种新型旋转设备的内环的内部结构局部示意图。

图6是本发明所实施的一种新型旋转设备的外环的外壁结构局部示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

参见图1-6所示，本发明提供一种新型旋转设备，包括有第一转动环1、第二转动环2和第三转动环3，第一转动环1与第二转动环2之间正交连接，第二转动环2与第三转动环3之间正交连接，形成球形骨架结构，第一转动环1位于球形骨架的内侧，第三转动环3位于球形骨架的外侧，第一转动环1、第二转动环2和第三转动环3均能够进行转动，第一转动环1上设置有负载连接座11，外部电源经第三转动环3、第二转动环2和第一转动环1与负载连接座11电连接。在本发明中，通过第一转动环1、第二转动环2与第三转动环3的设置形成球形骨架的新型旋转设备，负载连接座11上可以固定测试者或游玩者的座位，外部电源经第三转动环3、第二转动环2和第一转动环1与负载连接座11电连接，第一转动环1、第二转动环2和第三转动环3均能够进行转动，通过上述结构设置，实现了该设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

其中，第一转动环1、第二转动环2和第三转动环3均包括有内圈10和外圈20，内圈10能够相对外圈20进行转动，第一转动环1的外圈20与第二转动环2的内圈10固定且正交连接，第二转动环2的外圈20与第三转动环3的内圈10固定且正交连接。在本发明中，通过上述设置，使第一转动环1的内圈10转动时，带动负载连接座11在空间进行第一方位的360度转动，当第二转动环2的内圈10转动时，带动第一转动环1进行转动，从而带动负载连接座11在空间进行第二方位的360度转动；当第三转动环3的内圈10转动时，带动第二转动环2进行转动，从而通过第一转动环1带动负载连接座11在空间进行第三方位的360度转动；通过上述设置实现了该设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

其中，第一转动环1的外圈20与第二转动环2的内圈10连接的位置设置有第一外圈连接座12，第二转动环2的内圈10与第一转动环1的外圈20连接的位置设置有第二内圈连接座21，第一外圈连接座12与第二内圈连接座21固定连接，且第一外圈连接座12与第二内圈连接座21之间还设置有第一连接片30。在本发明中，通过第一外圈连接座12、第二内圈连接座21与第一连接片30的设置，使第一转动环1的外圈20与第二转动环2的内圈10的连接更加稳定。

其中，第二转动环2的外圈20与第三转动环3的内圈10连接的位置设置有第二外圈连接座22，第三转动环3的内圈10与第二转动环2的外圈20连接的位置设置有第三内圈连接座31，第二外圈连接座22与第三内圈连接座31固定连接，且第二外圈连接座22与第三内圈连接座31之间还设置有第二连接片40。在本发明中，通过第二外圈连接座22、第三内圈连接座31与第二连接片40的设置，使第二转动环2的外圈20与第三转动环3的内圈10的连接更加稳定。

其中，第一转动环1的外圈20的上下两端均设置有第一外圈连接座12，第二转动环2的内圈10的上下两端均设置有第二内圈连接座21，第一转动环1的外圈20的上下两端通过第一外圈连接座12与第二内圈连接座21的固定连接实现分别与第二转动环2的内圈10的上下两端固定连接。在本发明中，通过上述设置，使第一转动环1的外圈20与第二转动环2的内圈10的连接更加稳定。

其中，第二转动环2的外圈20的左右两端均设置有第二外圈连接座22，第三转动环3的内圈10的左右两端均设置有第三内圈连接座31，第二转动环2的外圈20的左右两端通过第二外圈连接座22与第三内圈连接座31的固定连接实现分别与第三转动环3的内圈10的左右两端固定连接。在本发明中，通过上述设置，使第二转动环2的外圈20与第三转动环3的内圈10的连接更加稳定。

其中，第一转动环1、第二转动环2与第三转动环3的内圈10的内部结构均一致，第一转动环1、第二转动环2与第三转动环3的外圈20的内部结构均一致，外圈20与内圈10均设置有滚珠槽4，外圈20的滚珠槽4内设置有滚珠5。在本发明中第一转动环1、第二转动环2与第三转动环3的内圈10与外圈20通过滚珠5的设置能够方便相对转动。

其中，外圈20的相对内圈10的内壁中部设置有一圈电枢6，外圈20的相对内圈10的内壁位于电枢6两侧均设置有2圈滚珠槽4，外圈20的两侧边缘处均设置有一圈导电条8，导电条8的周围设置有绝缘条9，内圈10相对外圈20的外壁中部设置有一圈磁钢7，内圈10相对外圈20的外壁位于磁钢7两侧均设置有2圈滚珠槽4。在本发明中，通过上述设置实现内圈10能够相对外圈20转动的功能。

其中，外圈20位于导电条8的位置还开设有导电条引线槽50，内圈10的两侧边缘处还设置有电刷，内圈10位于电刷的位置还开设有电刷槽70，内圈10相对外圈20转动过程中，电刷与导电条8发生摩擦，实现电源在内圈10与外圈20之间切换；第一转动环1的外圈20的导电条8的引线穿出导电条引线槽50与第二转动环2的内圈10的穿出电刷槽70的电刷的引线电连接，第二转动环2的外圈20的导电条8的引线穿出导电条引线槽50与第三转动环3的内圈10的穿出电刷槽70的电刷的引线电连接，从而实现外部电源从而第三转动环3输入转第二转动环2再到第一转动环1导入负载连接座11。在本发明中，通过上述设置，实现电源在内圈10与外圈20之间切换以及实现外部电源从而第三转动环3输入转第二转动环2再到第一转动环1导入负载连接座11，使该新型旋转设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

其中，外圈20还设置有永磁无刷电机控制器，永磁无刷电机控制器与导电条8并联设置。在本发明中，通过外部系统向该永磁无刷电机控制器发送旋转分量指令，实现负载连接座11的空间旋转。

在实际运用中，外部系统在外部将交流电源整流为直流电源。经第三转动环、第二转动环、第一转动环到达负载连接座，永磁无刷电机控制器与导电条并联。将电枢作为定子，磁钢作为转子，具体能够驱动内圈相对外圈转动的技术为现有的永磁无刷电机技术，在此不做赘述。

本发明的新型旋转设备通过三环在空间上呈正交关系，能够实现空间旋转。从而模拟出VR游戏中的角色空间变化；设备小巧4平方米足够安装，技术简单性价比高，可大规模商用。体感交互真实，通过VR显示可以实现完全沉浸式的体验；有了此设备VR影院可实现全息化，观众在影片中可自主切换观影角度，甚至参与电影，比如跟随主角完成任务，甚至能够驾驶车辆、飞机同外星人作战。能够构造一个完整的VR世界。

本发明的有益效果在于：相比于现有技术，在本发明中，通过第一转动环、第二转动环与第三转动环的设置形成球形骨架的新型旋转设备，负载连接座上可以固定测试者或游玩者的座位，外部电源经第三转动环、第二转动环和第一连接环与负载连接座电连接，第一转动环、第二转动环和第三转动环均能够进行转动，通过上述结构设置，实现了该设备能够在三维空间实现多方位的转动，真实模拟空间旋转，能够达到完全沉浸似的游戏或者训练体验实现更好的游戏或者训练效果；而且该设备结构简单，降低了生产成本和运输成本。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。