一種運動座椅及其控制方法與流程
2023-06-24 04:42:16

本發明涉及運動座椅技術領域,尤其涉及一種運動座椅及其控制方法。
背景技術:
隨著虛擬實境(virtualreality,vr)技術的發展,出現了越來越多的多自由度動感遊戲模擬裝置,例如虛擬運動座椅。虛擬運動座椅可以模擬遊戲場景中的翻滾、俯仰等多種動作,使得用戶坐在虛擬運動座椅上可以擁有逼真的臨場體驗感。
現有技術中,虛擬運動座椅一般包括座椅靠背、座椅座面、座椅支撐結構以及設置在座椅座面下方的電機、電缸和基本驅動軸等裝置。其中,電機和電缸驅動基本驅動軸可帶動虛擬運動座椅動作。這種由電機和電缸驅動的虛擬運動座椅體感較生硬、體積較大、可靠性較差。
技術實現要素:
本發明的多個方面提供一種運動座椅及其控制方法,用以增強運動座椅的體感、降低運動座椅的成本、提高運動座椅的可靠性。
本發明提供一種運動座椅,包括:
座面;
所述座面周圍設有至少兩個相位振動電路,所述至少兩個相位振動電路分別包括電連接的倒相放大器和振動器;
所述至少兩個相位振動電路中的倒相放大器用於:根據振動信號和振動相位使能信號向與其電連接的振動器輸出相應振動相位的振動信號;所述至少兩個相位振動電路中的振動器用於:根據與其電連接的倒相放大器輸出的振動信號進行振動,以帶動所述運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾;
其中,所述振動信號和所述振動相位使能信號根據vr場景中的動作信號生成。
進一步可選地,所述至少兩個相位振動電路包括用於帶動所述運動座椅前後俯仰的第一相位振動電路以及用於帶動所述運動座椅左右翻滾的第二相位振動電路。
進一步可選地,所述第一相位振動電路中的振動器設於所述座面的前側或後側;所述第二相位振動電路中的振動器設於所述座面的左側或右側。
進一步可選地,所述第一相位振動電路中的振動器設於所述座面的中前側,所述第二相位振動電路中的振動器設於所述座面的左後側和/或右後側;或者
所述第一相位振動電路中的振動器設於所述座面的中後側,所述第二相位振動電路中的振動器設於所述座面的左前側和/或右前側。
進一步可選地,所述座面上還設有至少一個幅度振動電路,所述至少一個幅度振動電路分別包括電連接的倒相放大器和振動器;
所述至少一個幅度振動電路中的倒相放大器用於:根據所述振動信號向與其電連接的振動器輸出相應幅度的振動信號;所述至少一個幅度振動電路中的振動器用於:根據與其電連接的倒相放大器輸出的振動信號進行振動,以增大所述運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾的動作幅度。
進一步可選地,所述運動座椅還包括:
與所述至少兩個相位振動電路中的倒相放大器電連接、並向所述至少兩個相位振動電路中的倒相放大器輸出所述振動相位使能信號和所述振動信號的控制器;
其中,所述控制器設置於所述座面的底部,或者外置於所述運動座椅。
進一步可選地,所述控制器包括用於將所述vr場景中的動作信號解析成動作類型、動作相位、動作頻率和動作幅度的解析器,與所述解析器連接、用於根據所述動作類型產生振動相位使能信號的振動相位發生器以及與所述解析器連接、用於根據所述動作相位、動作頻率和所述動作幅度產生振動信號的振動信號發生器;
所述振動相位發生器通過所述數字線路分別與所述至少兩個相位振動電路中的倒相放大器的使能端電連接;
所述振動信號發生器通過模擬線路分別與所述至少兩個相位振動電路中的倒相放大器的信號端電連接。
進一步可選地,所述模擬線路包括:分線器;
所述振動信號發生器與所述分線器連接,所述分線器分別與所述至少兩個相位振動電路中的倒相放大器連接。
進一步可選地,所述至少兩個相位振動電路設於所述座面的內部或底部。
進一步可選地,所述運動座椅還包括:
設於所述座面上的椅背;和/或
設於所述座面上的扶手;和/或
設於所述座面上的遊戲手柄。
本發明還提供一種運動座椅的控制方法,包括:
將vr場景中的動作信號解析成動作類型、動作相位、動作頻率和動作幅度;
根據所述動作類型產生振動相位使能信號;
根據所述動作相位、動作頻率和動作幅度產生振動信號;
根據所述振動相位使能信號和所述振動信號控制所述運動座椅中至少兩個相位振動電路中的倒相放大器輸出相應振動相位的振動信號,以驅動所述至少兩個相位振動電路中與所述倒相放大器電連接的振動器進行振動。
進一步可選地,所述至少兩個相位振動電路包括用於帶動所述運動座椅前後俯仰的第一相位振動電路以及用於帶動所述運動座椅左右翻滾的第二相位振動電路;
根據所述動作類型產生振動相位使能信號,包括:
若所述動作類型指示的動作為俯仰動作,生成用於使能所述第一相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號;
若所述動作類型指示的動作為翻滾動作,生成用於使能所述第二相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號。
在本發明提供的運動座椅及運動座椅的控制方法中,通過將現有技術中的電機、電缸驅動裝置替換為振動器,以及增設受振動相位使能信號控制的倒相放大器,進而控制振動器的振動相位,從而帶動運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾,使得運動座椅的體積較小、可靠性較好、體感更加柔和。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解,構成本發明的一部分,本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明,並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發明一實施例提供的一運動座椅的結構示意圖;
圖2a為本發明又一實施例提供的相位振動電路在座面上的設置位置的示意圖;
圖2b為本發明又一實施例提供的相位振動電路在座面上的設置位置的示意圖;
圖3a為本發明又一實施例提供的幅度振動電路在座面上的設置位置的示意圖;
圖3b為本發明又一實施例提供的幅度振動電路在座面上的設置位置的示意圖;
圖3c為本發明又一實施例提供的幅度振動電路在座面上的設置位置的示意圖;
圖3d為本發明又一實施例提供的幅度振動電路在座面上的設置位置的示意圖;
圖4為本發明又一實施例提供的支撐結構的結構示意圖;
圖5為本發明又一實施例提供的控制器的結構以及與倒相放大器的連接示意圖;
圖6為本發明又一實施例提供的相位振動電路在座面上的位置側視圖;
圖7為本發明又一實施例提供的運動座椅的結構示意圖;
圖8為本發明又一實施例提供的一種運動座椅的控制方法流程圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本發明具體實施例及相應的附圖對本發明技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。
以下結合附圖,詳細說明本發明各實施例提供的技術方案。
圖1為本發明一實施例提供的一運動座椅的結構示意圖。
結合圖1,該運動座椅10包括:座面11;座面11上設有至少兩個相位振動電路13,至少兩個相位振動電路13中的每個相位振動電路13分別包括電連接的倒相放大器和振動器。
如圖1所示,座面11是一塊體結構,塊體結構的形狀可包括但不限於長方體、圓角長方體、圓柱體等。在塊體結構的內部,還可填充海綿、發泡塑料等物質,以使座面11具備柔軟的特性。
為便於圖示,在圖1中示出兩個相位振動電路13,其中一個相位振動電路13包括電連接的倒相放大器132和振動器131;另一個相位振動電路13包括電連接的倒相放大器134和振動器133。其中,振動器131、133可選用低頻振動器或者體感振動器。在本實施例中,將以圖1示出的兩個相位振動電路13為例進行說明,但並不限於這兩個相位振動電路13,對於未示出的其它相位振動電路13的工作原理與圖1示出的兩個相位振動電路13相同。
一般來說,不同相位振動電路13中的振動器的設置位置不同。如圖1所示,振動器131設置在座面11的後側中間位置,即中後側,振動器133設置在座面11的前側靠右位置,即右前側。振動器131、133的振面應與座面11平行,使得振動器131、133的振動方向與座面11垂直。需要說明的是,本發明中的位置標定均以坐在座面11上的用戶的視角為準,如圖1所示。
相位振動電路13中的倒相放大器分別通過導線與振動器電連接,以帶動振動器進行振動。如圖1所示,倒相放大器132、134分別通過導線與振動器131、133電連接,以帶動振動器131、133進行振動,並且倒相放大器132、134可設置在座面11上靠近與其電連接的振動器131、133的位置,以方便連接。
倒相放大器132、134具有倒相功能,可通過有效的振動相位使能信號進行觸發,進而倒相放大器132、134可以根據振動信號和有效的振動相位使能信號輸出反相的振動信號。若輸入至倒相放大器的振動信號表達式為y=asin(ωt+φ),則倒相放大器輸出的振動信號表達式為y=asin(ωt+φ+180°);或者說,倒相放大器輸出的振動信號的相位與輸入至倒相放大器的振動信號的相位相差180度。
接著,圖1示出的兩個相位振動電路13中的振動器131、133可根據與其電連接的倒相放大器132、134輸出的振動信號進行振動。根據倒相放大器132、134輸出的振動信號的相位的搭配組合,振動器131、133產生的振動可以帶動運動座椅10前後俯仰和/或左右翻滾。
其中,振動信號和振動相位使能信號根據vr場景中的動作信號生成,振動信號和振動相位使能信號可控制至少兩個相位振動電路輸出相應振動相位的振動信號,進而帶動運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾,從而實現vr場景中的動作信號間接控制運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾。
本發明實施例提供的運動座椅,通過將現有技術中的電機、電缸驅動裝置替換為振動器,以及增設受振動相位使能信號控制的倒相放大器,進而控制振動器的振動相位,從而帶動運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾。
此外,本發明通過將傳統的電機電缸驅動裝置替換為振動器,還可實現以下技術效果:
1、將運動座椅以電機電缸為主的大幅度動作改為以振動為主的小幅度運動,讓體感更加柔和。
2、振動器相比於電機電缸,減小了運動座椅整體的體積與重量。
3、振動器相比於電機電缸,使用壽命更長,提升了運動座椅的使用壽命。
4、振動器相比於電機電缸,價格便宜,為運動座椅降低了成本。
可選地,倒相放大器132、134除了具有倒相功能外,還具有放大功能,放大功能可以通過有效的振動放大使能信號啟動,進而倒相放大器132、134可以將輸入的振動信號的幅度以固定的放大倍率進行放大並輸出,然後,振動器131、133可根據與其電連接的倒相放大器132、134輸出的經過放大的振動信號進行振動,以增強運動座椅的振動體感。可選地,對於倒相放大器132、134的放大倍率來說,由其內部電路的構型決定,可以認為倒相放大器132、134的放大倍率自出廠即為固定值。
在一可選的實施方式中,至少兩個相位振動電路13包括第一相位振動電路以及第二相位振動電路。
其中,第一相位振動電路中的振動器設於座面的前側或後側,用於帶動運動座椅進行前後俯仰;第二相位振動電路中的振動器設於座面的左側或右側,用於帶動運動座椅進行左右翻滾。
為了增強體感,第一相位振動電路中的振動器與第二相位振動電路中的振動器應儘可能地遠離。結合圖1所示運動座椅,由振動器131和倒相放大器132組成的相位振動電路可作為第一相位振動電路,其中的振動器131設於座面的中後側;由振動器133和倒相放大器134組成的相位振動電路可作為第二相位振動電路,其中的振動器133設於座面的右前側。圖1所示第一相位振動電路和第二相位振動電路中的振動器的設置位置僅為一種示例,並不限於此。
優選地,圖2a為本發明又一實施例提供的振動電路在座面上的設置位置的示意圖。如圖2a所示,第一相位振動電路中的振動器131設於座面11的中後側,第二相位振動電路中的振動器133設於座面11的前側靠左位置,即左前側。
圖2b為本發明又一實施例提供的振動電路在座面上的設置位置的示意圖。如圖2b所示,第一相位振動電路中的振動器131設於座面11的前側中間位置,即中前側,第二相位振動電路中的振動器133設於座面11的後側靠左位置,即左後側。當然,此時,第二相位振動電路中的振動器133還可以設於座面11的右後側。在圖1、圖2a以及圖2b中,示出相位振動電路包含一個振動器和一個倒相放大器,但並不限於此。任何相位振動電路都可以包括兩個或兩個以上的振動器以及兩個或兩個以上的倒相放大器,振動器與倒相放大器一一對應。
可選地,用於帶動運動座椅進行前後俯仰的相位振動電路可以是一個或多個,即可以有一個或多個第一相位振動電路;相應地,用於帶動運動座椅進行左右翻滾的相位振動電路也可以是一個或多個,即可以有一個或多個第二相位振動電路,開發人員可以根據用戶的體感需求進行設置。例如,可以設置3個相位振動電路,3個相位振動電路分別設置在座面的右前側、右後側和左後側;右前側的相位振動電路和右後側的相位振動電路聯合帶動運動座椅左右翻滾,右後側的相位振動電路和左後側的相位振動電路聯合帶動運動座椅前後俯仰。值得說明的是,在3個相位振動電路的應用場景中,右後側的相位振動電路既具有帶動運動座椅進行前後俯仰的功能,又具有帶動運動座椅進行左右翻滾的功能。
可選地,除第一相位振動電路與第二相位振動電路外,座面上還設有至少一個幅度振動電路。幅度振動電路一方面可以配合至少兩個相位振動電路,增大運動座椅10前後俯仰和/或左右翻滾的動作幅度;另一方面,在不需要運動座椅前後俯仰或左右翻滾時,能夠帶動座面均勻振動,讓體驗更加真實。
至少一個幅度振動電路分別包括電連接的倒相放大器和振動器,幅度振動電路的數量可以根據體感需求設置。可選地,幅度振動電路中的振動器可以設置在座面上遠離第一相位振動電路的振動器,且與第二相位振動電路的振動器左右對稱的位置。
圖3a為本發明又一實施例提供的幅度振動電路在座面上的設置位置的示意圖。如圖3a所示,座面11的中後側設有第一相位振動電路中的振動器131以及右前側設有第二相位振動電路中的振動器133,幅度振動電路中的振動器141設在座面11的左前側。其中,幅度振動電路包括電連接的倒相放大器142和振動器141。
可選地,在圖3b中,座面11的中後側設有第一相位振動電路中的振動器131,座面11的左前側設有第二相位振動電路中的振動器133,幅度振動電路中的振動器141設在座面11的右前側。在圖3c中,座面11的中前側設有第一相位振動電路中的振動器131,座面11的左後側設有第二相位振動電路中的振動器133,幅度振動電路中的振動器141設在座面11的右後側。
為了使座面11能夠均勻振動,可選地,圖3d為本發明又一實施例提供的幅度振動電路在座面上的設置位置的示意圖。如圖3d所示,在圖3a的基礎上,還可將另一幅度振動電路中的振動器143設在座面11的中央位置,幅度振動電路中的倒相放大器144與振動器143電連接,以在圖3d示出的所有振動器同步振動的時候,能夠產生運動座椅均勻振動的體感效果。
至少一個幅度振動電路中的倒相放大器具有放大功能。可選地,該倒相放大器處於開啟狀態時,自動啟動放大功能,直到關閉該倒相放大器。
至少一個幅度振動電路中的倒相放大器可以將輸入至倒相放大器的振動信號的幅度以固定的放大倍率進行放大,並向與其電連接的振動器輸出相應幅度的振動信號;進而,至少一個幅度振動電路中的振動器根據與其電連接的倒相放大器輸出的振動信號進行振動,以增大所述運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾的動作幅度。
圖4為本發明又一實施例提供的支撐結構的結構示意圖。支撐結構12可立於地面上,並與座面11的底部中心位置活動連接;或者,也可以與座面11的底部能夠構成等邊三角形的三個位置活動連接,以支撐座面11並保持座面11的平衡。活動連接的方式包括但不限於插接、螺紋連接、齒輪連接、磁力連接等。
如圖4所示,與座面11的底部活動連接、用於支撐座面11的支撐結構12包括:卡設於座面11的底部、與座面11的底部活動連接的底座121;卡設於底座121內的支撐杆122;以及與支撐杆122連接的底盤123。
可選地,可以將倒相放大器132、134放置在底座121內。可選地,支撐結構12還包括旋轉結構124,旋轉結構124位於底座121的下方,旋轉結構124通過支撐杆122與座面11的底部活動連接,用於旋轉運動座椅10。
如圖4所示,控制器15與至少兩個相位振動電路中的倒相放大器132、134電連接,並向至少兩個相位振動電路中的倒相放大器132、134輸出振動相位使能信號和振動信號。
其中,控制器15的實現形式可以為一vr手柄或者一電腦。若控制器為體積較小的vr手柄,可以設置於底盤123內。若控制器15為體積較大的電腦,則可以外置於運動座椅10。控制器可以加載vr遊戲,並通過vr遊戲提供的接口讀取動作數據。
圖5為本發明又一實施例提供的控制器的結構以及與倒相放大器的連接示意圖。如圖5所示,控制器15包括用於將vr場景中的動作解析成動作類型、動作相位、動作頻率和動作幅度的解析器151,與解析器151連接、用於根據動作類型產生振動相位使能信號的振動相位發生器152以及與解析器151連接、用於根據動作相位、動作頻率和動作幅度產生振動信號的振動信號發生器153。
振動相位發生器152通過數字線路分別與至少兩個相位振動電路中的倒相放大器132、134的使能端電連接;其中,數字線路的實現形式可以為數據線,用於傳輸數位訊號。
振動信號發生器153通過模擬線路分別與至少兩個相位振動電路中的倒相放大器132、134的信號端電連接。可選地,當座面11上設有至少一個幅度振動電路時,振動信號發生器153通過模擬線路與至少一個幅度振動電路中的倒相放大器142的信號端電連接。振動信號發生器153通過模擬線路向至少兩個相位振動電路中的倒相放大器132、134以及至少一個幅度振動電路中的倒相放大器142發送振動信號。
可選地,模擬線路包括:分線器16。振動信號發生器153與分線器16連接,分線器16分別與至少兩個相位振動電路中的倒相放大器132、134連接。可選地,當座面11上設有至少一個幅度振動電路時,分線器16還與至少一個幅度振動電路中的倒相放大器142連接。
分線器16包括一個信號輸入接口與至少兩個信號輸出接口。其中,信號輸入接口與振動信號發生器153連接;至少兩個信號輸出接口分別與至少兩個相位振動電路中的倒相放大器132、134以及至少一個幅度振動電路中的倒相放大器142的信號端連接,信號輸出接口的數量與倒相放大器的數量相同。如圖5所示,倒相放大器132、134、142通過導線分別與振動器131、133、141的正負端子電連接,以在為振動器131、133、141提供電源的同時,控制振動器131、133、141進行振動。
可選地,至少兩個相位振動電路設於座面的內部或底部。圖6為本發明又一實施例提供的相位振動電路在座面上的位置側視圖。如圖6所示,至少兩個相位振動電路中的振動器131、133設於座面11的底部,與振動器131、133分別電連接的倒相放大器132、134設於座面11底部的底座121內;或者,如圖1-4所示,至少兩個相位振動電路中的振動器131、133與倒相放大器132、134均設於座面11的內部,以帶動運動座椅前後俯仰和/或左右翻滾。同樣地,至少一個幅度振動電路也可設於座面的底部或內部。
圖7為本發明又一實施例提供的運動座椅的結構示意圖。如圖7所示,運動座椅10還包括設於座面11上的椅背17;設於座面11上的扶手18;和設於座面11上的遊戲手柄19。當然,運動座椅10可包括椅背17、扶手18、遊戲手柄19中的任一種或任兩種。
其中,椅背17設於座面11的後方,並與座面11的後側相連,以方便用戶倚靠。在座面11的左右兩側分別設置扶手18,為方便用戶扶扶手,扶手18可高於座面11。其中,在座面11上還設有遊戲手柄19,遊戲手柄19可包括設配左手的遊戲手柄與適配右手的遊戲手柄。適配左手的遊戲手柄可設於座面11的左前方,通過連杆20與座面的左前側相連;適配右手的遊戲手柄可設於座面11的右前方,通過連杆20與座面11的右前側相連。可選地,遊戲手柄19還可以設於扶手18上。
當然,遊戲手柄19也可以包括適配左右手的遊戲手柄,此時,遊戲手柄可設於座面11的中前方,並與座面11的前側相連。在圖7中所示運動座椅中同樣包括相位振動電路以及幅度振動電路,但圖7中未示出運動座椅中的相位振動電路以及幅度振動電路,這些結構可參見前述實施例的描述,在此不再贅述。
圖8為本發明又一實施例提供的一種運動座椅的控制方法流程圖。該控制方法可由控制器來實施,例如可用於對圖1-圖7所示運動座椅進行控制。如圖8所示,包括以下步驟:
s101:將vr場景中的動作信號解析成動作類型、動作相位、動作頻率和動作幅度。
s102:根據動作類型產生振動相位使能信號。
s103:根據動作相位、動作頻率和動作幅度產生振動信號。
s104:根據振動相位使能信號和振動信號控制運動座椅中至少兩個相位振動電路中的倒相放大器輸出相應振動相位的振動信號,以驅動至少兩個相位振動電路中與倒相放大器電連接的振動器進行振動。
vr場景可以包括但不限於顛簸的山路場景、地震場景、撞擊場景、直升機振動場景、發動機振動場景、異常顫抖場景、射擊場景等。用戶在體驗vr場景時,可能會作出各種動作類型的動作。其中,動作類型可以包括但不限於俯仰、翻滾和同步振動等。
控制器可以加載vr遊戲,並實時獲取vr遊戲中的動作信號,並將vr遊戲中的動作信號解析成動作類型、動作相位、動作頻率以及動作幅度,用以指示振動器進行相應的振動。
在一示例中,vr遊戲中的動作信號可以為每隔1s產生動作角度為5度的俯仰動作信號,則控制器可以從該動作信號中解析出指示俯仰動作的動作類型,動作相位為0度,動作頻率1hz,動作幅度為5度角對應的幅度。
對於動作幅度的解析來說,為了令用戶明顯感覺到動作幅度的不同,可選地,可預先設置多個動作幅度標準值以及建立動作角度與動作幅度的對應關係。例如,預先設置3個動作幅度標準值,分別為5mm、10mm和15mm,動作角度1度~5度對應5mm,動作角度6度~15度對應10mm,動作角度16度~45度對應15mm。基於此,當動作角度為5度時,可確定動作幅度為5mm。
接著,控制器根據動作類型產生振動相位使能信號,並根據動作相位、動作頻率和動作幅度產生振動信號。
然後,控制器將振動相位使能信號以及振動信號發送至運動座椅中至少兩個相位振動電路中的倒相放大器,以供倒相放大器輸出相應相位、頻率以及幅度的振動信號。
振動相位使能信號可包括1、0兩種情況。其中,振動相位使能信號為1時,代表振動相位使能信號有效。此時,可控制至少兩個相位振動電路中的倒相放大器將接收到的振動信號反相併輸出至與其電連接的振動器。振動相位使能信號為0時,代表振動相位使能信號無效。此時,至少兩個相位振動電路中的倒相放大器無相位控制作用,即倒相放大器可產生輸出相位與輸入相位相同的振動信號並輸出至與其電連接的振動器。
振動器接收到與其電連接的倒相放大器輸出的相應振動相位的振動信號後,進行相應振動相位的振動,進而帶動運動座椅動作。
本實施例中,通過受振動相位使能信號控制的倒相放大器,控制振動器的振動相位,從而由振動器帶動運動座椅進行動作,使得運動座椅的體積較小、可靠性較好、體感更加柔和。
可選地,控制器還可以產生振動放大使能信號,以控制運動座椅中至少兩個相位振動電路中的倒相放大器輸出相應振動幅度的振動信號,以驅動至少兩個相位振動電路中與倒相放大器電連接的振動器進行振動。
其中,振動放大使能信號可包括0、1兩種情況。當振動放大使能信號為1時,代表振動放大使能信號有效。此時,可控制至少兩個相位振動電路中的倒相放大器將接收到的振動信號的幅度根據放大倍率進行放大,並將放大後的振動信號輸出至與其電連接的振動器。振動放大使能信號為0時,代表振動放大使能信號無效。此時,至少兩個相位振動電路中的倒相放大器無幅度控制作用,即倒相放大器可產生輸出幅度與輸入幅度相同的振動信號並輸出至與其電連接的振動器。
在一可選實施方式中,至少兩個相位振動電路包括用於帶動運動座椅前後俯仰的第一相位振動電路以及用於帶動運動座椅左右翻滾的第二相位振動電路。為了方便描述,在以下描述中,將用於使能第一相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號簡稱為俯仰倒相使能信號,將用於使能第一相位振動電路中的倒相放大器的振動放大使能信號簡稱為俯仰放大使能信號,將用於使能第二相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號簡稱為翻滾倒相使能信號,將用於使能第二相位振動電路中的倒相放大器的振動方法使能信號簡稱為翻滾放大使能信號。基於此,根據動作類型產生各種使能信號的情況如下:
若動作類型指示的動作為俯仰動作,如表1所示,使第一相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號有效,即俯仰倒相使能信號為1,並使第二相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號無效,即翻滾倒相使能信號為0。於是,當第一相位振動電路中的振動器振動到最高位時,第二相位振動電路中的振動器振動到最低位;反之,當第一相位振動電路中的振動器振動到最低位時,第二相位振動電路中的振動器振動到最高位,從而帶動運動座椅前後俯仰。
可選地,為了增強體驗還可以使第一相位振動電路中的倒相放大器的振動放大使能信號有效,即俯仰放大使能信號為1、使第二相位振動電路中的倒相放大器的振動放大使能信號有效,即翻滾放大使能信號為1。
進一步可選地,還可以在座面上設一幅度振動電路,設置位置如圖3a所示,該幅度振動電路在運動座椅運動期間始終處於開啟狀態,具有放大功能。於是,當第一相位振動電路中的振動器振動到最高位時,第二相位振動電路中的振動器與幅度振動電路中的振動器振動到最低位;反之,當第一相位振動電路中的振動器振動到最低位時,第二相位振動電路中的振動器與幅度振動電路中的振動器振動到最高位。再結合振動器的設置位置,如圖3a所示,從而帶動運動座椅實現俯仰動作,俯仰動作的幅度為振動器的振動幅度的2倍。
若動作類型指示的動作為翻滾動作,如表1所示,使第二相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號有效,即翻滾倒相使能信號1,並使第一相位振動電路中的倒相放大器的振動相位使能信號無效,即俯仰倒相使能信號為0。
可選地,為了增強體驗還可以使第二相位振動電路中的倒相放大器的振動放大使能信號有效,即翻滾放大使能信號1,使第一相位振動電路中的倒相放大器的振動放大使能信號無效,即俯仰放大使能信號為0。
進一步可選地,座面上可設一幅度振動電路,設置位置如圖3a所示,該幅度振動電路在運動座椅運動期間始終處於開啟狀態,具有放大功能。此時,幅度振動電路的振動器振動到最高位時,第二相位振動電路中的振動器振動到最低位;反之,幅度振動電路的振動器振動到最低位時,第二相位振動電路的振動器振動到最高位。再結合振動器的設置位置,如圖3a所示,從而帶動運動座椅實現翻滾動作,翻滾動作的幅度為振動器的振動幅度的2倍。
若動作類型指示的動作同時包括俯仰和翻滾,根據俯仰的方向與翻滾的方向的不同,生成的使能信號不同。可選地,可以在控制器內部設置一比較器,當解析器解析出的動作類型包括俯仰和翻滾時,觸發比較器啟動。比較器根據俯仰的方向和翻滾的方向,控制振動相位控制器生成相應的使能信號。
若向下俯仰、向右翻滾或者向上俯仰、向左翻滾時,使俯仰倒相使能信號為0、俯仰放大使能信號為1、翻滾倒相使能信號為1以及翻滾放大使能信號為1。
可選地,座面上可設一幅度振動電路,設置位置如圖3a所示,該幅度振動電路在運動座椅運動期間始終處於開啟狀態,具有放大功能。此時,當第一相位振動電路中的振動器與幅度振動電路中的振動器振動到最高位,第二相位振動電路中的振動器振動到最低位;相反,當第一相位振動電路中的振動器與幅度振動電路中的振動器振動到最低位,第二相位振動電路中的振動器振動到最高位。再結合振動器的設置位置,如圖3a所示,從而帶動運動座椅實現右前方45度方向翻滾,翻滾的幅度為振動器的振動幅度的2倍。
若向下俯仰與向左翻滾或者向上俯仰與向右翻滾,使俯仰倒相使能信號為1、俯仰放大使能信號為1、翻滾倒相使能信號為1以及翻滾放大使能信號為1。
可選地,座面上可設一幅度振動電路,設置位置如圖3a所示,該幅度振動電路在運動座椅運動期間始終處於開啟狀態,具有放大功能。此時,當幅度振動電路中的振動器振動到最高位,第一相位振動電路中的振動器與第二相位振動電路中的振動器振動到最低位;相反,當幅度振動電路中的振動器振動到最低位,第一相位振動電路中的振動器與第二相位振動電路中的振動器振動到最高位。再結合振動器的設置位置,如圖3a所示,從而帶動運動座椅實現左前方45度方向翻滾,翻滾的幅度為振動器的振動幅度的2倍。
若動作類型指示的動作包括同步振動,使俯仰倒相使能信號為0、俯仰放大使能信號為1、翻滾倒相使能信號為0以及翻滾放大使能信號為1。
可選地,座面上可設至少一個幅度振動電路,設置位置如圖3a或圖3d所示,該幅度振動電路在運動座椅運動期間始終處於開啟狀態,具有放大功能。此時,第一相位振動電路中的振動器、第二相位振動電路中的振動器以及幅度振動電路中的振動器進行同步振動。再結合振動器的設置位置,如圖3a或圖3d所示,從而帶動運動座椅實現整體振動。
可選地,振動器在座面上的位置不同,根據動作類型生成的使能信號不同。表1中的使能信號是針對振動器設在如圖3a或圖3d所示的位置時所生成的。振動器在座面上的位置如圖3b所示時,根據動作類型生成的使能信號如表2所示。
振動器在座面上的位置如圖3c所示時,根據動作類型生成的使能信號如表1所示。若在圖2b中,第二振動相位控制電路設在座面的右後側時,根據動作類型生成的使能信號如表2所示。
表1
表2
在一可選實施方式中,當vr場景不同時,振動體驗可能不同。可選地,可以結合表1中的5種動作類型,並配合不同的振動幅度以及振動頻率,可以形成以下至少5種不同的振動類型。
第一種振動類型:單頻異步振動,單頻指處于振動狀態的振動器的振動頻率固定,異步指至少兩個相位控制電路中的振動器的振動頻率或振動相位不同。在振動器處於這種振動狀態下,運動座椅有時進行前後俯仰動作,有時進行左右翻滾動作,實現單方向複合振動。相應地,控制器生成的使能信號以及振動器的振動相位參見上述實施例。
可選地,至少兩個相位振動電路中的振動器的振動相位、振動頻率以及振動幅度可隨著vr場景而變化。這種單方向異步振動尤其適用於模擬0.2-8hz的撞擊動作、被擊中後10-20hz的振動動作,用戶可以感受到隨vr場景的左右和前後振動。
第二種振動類型:單頻振動,在單頻振動的時間內,由參與前後俯仰動作的振動器進行相應相位的振動或者由參與左右翻滾動作的振動器進行相應相位的振動。在振動器處於這種振動狀態下,運動座椅可實現前後俯仰或左右翻滾中的一種動作,進而實現單方向振動。相應地,控制器生成的使能信號以及振動器的振動相位參見上述實施例。
可選地,第一相位振動電路或者第二相位振動電路中的振動器的振動頻率以及振動幅度隨著vr場景而變化。這種單方向振動尤其適用於模擬70-130hz的射擊動作,用戶可以感受到隨vr場景的左右或前後振動。
第三種振動類型:複合異步振動,複合相對於單頻而言,指參與前後俯仰動作和左右翻滾動作的振動器的振動頻率不固定。在振動器處於這種振動狀態下,運動座椅可同時進行前後俯仰動作和左右翻滾動作,也即表1中的左45度翻滾或右45度翻滾,進而實現隨機整體複合振動。
可選地,至少兩個相位振動電路中的振動器的振動方向、振動頻率以及振動幅度可隨著vr場景而變化。這種複合異步振動尤其適用於模擬山路行車時,0.5-25hz的顛簸動作,用戶可以感受到座椅隨機的左右振動和前後振動。
第四種振動類型:單頻同步振動,此處的同步指至少兩個相位振動電路中的振動器的振動幅度、振動頻率以及振動相位均相同。在振動器處於這種振動狀態下,運動座椅實現整體同步振動。
可選地,至少兩個相位振動電路中的振動器的振動幅度、振動頻率以及振動相位可隨著vr場景而變化。這種單頻同步振動尤其適用於模擬1-100hz的地震、100hz的發動機振動或者10-30hz的直升機振動,用戶可以感受到座椅的左右振動和前後振動。
第五種振動類型:複合隨機振動,指至少兩個相位振動電路中的振動器的振動相位、振動幅度以及振動頻率均隨機變化。運動座椅實現隨機振動。
可選地,至少兩個相位振動電路中的振動器的振動相位、振動幅度以及振動頻率可隨著vr場景而變化。這種複合隨機振動尤其適用於模擬10-15hz的異常顫抖,用戶可感受到隨機振動。
最後應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特徵進行等同替換;而這些修改或者替換,並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。