1.一种用于与虚拟现实系统进行交互的多功能移动地板设备,包括:
主体,具有平坦顶表面;
控制模块;
动作模块;
墙壁模块;
计算单元,能够与所述控制模块、所述动作模块、所述墙壁模块和所述虚拟现实系统通信连接;
用于激活和去激活所述设备的装置;以及
电源模块。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述主体的平坦表面与所述移动地板设备的用户直接接触。
3.根据权利要求1所述的设备,其中,基本半球形的所述主体包括:
内芯,具有平坦顶表面;
柔性外皮层,包裹所述内芯;以及
润滑层和/或球轴承层,位于所述柔性外皮层和所述内芯之间的加压真空空间中。
4.根据权利要求3所述的设备,其中,所述内芯具有包括平坦顶表面和圆形底表面的圆形设计。
5.根据权利要求4所述的设备,其中,具有圆形设计的所述内芯在其底部填充有重金属,以增加所述设备的重量和稳定性。
6.根据权利要求3所述的设备,其中,所述内芯具有对称丸形设计,包括平坦顶表面、平坦底表面和弯曲侧表面。
7.根据权利要求3所述的设备,其中,所述柔性外皮包括:
光滑内层,与所述设备的所述润滑层或球轴承层直接接触;
网格层,附着在外层之下;
外层,具有与用户的脚底直接接触的粗糙表面;以及
中心层,填充有非牛顿液体。
8.根据权利要求3所述的设备,其中,所述润滑层是从以下各项中选择的非牛顿液体:高级机油、润滑油(grease)、球轴承或其组合。
9.根据权利要求3所述的设备,其中,制成所述柔性外皮的材料是从以下各项中选择的:氯丁橡胶、100%橡胶或乳胶。
10.根据权利要求6所述的设备,其中,所述设备的柔性外皮包括具有传送带配置的非弹性材料。
11.根据权利要求3所述的设备,其中,多个凹窝位于所述芯的表面上,以减小所述柔性外皮和所述芯之间的摩擦。
12.根据权利要求10所述的设备,其中,每个窝基本是直径约为0.3英寸到6英寸的圆形。
13.根据权利要求3所述的设备,其中,所述设备的所述芯的表面具有嵌入在所述表面上的多个凸球轴承,以减小所述柔性外皮和所述芯之间的摩擦。
14.根据权利要求13所述的设备,其中,每个凸球轴承的直径从约1/8英寸到约3英寸。
15.根据权利要求1所述的设备,其中,所述控制模块包括:
多个控制臂;
多个重量传感器;
多个控制球体,移动所述设备的所述外柔性外皮;以及
多个芯容纳支撑模块,附着到所述控制臂,与所述芯呈支撑关系并与所述芯的外皮呈捏合关系(pinching relationship)。
16.根据权利要求15所述的设备,其中,所述控制臂包括臂、尖端、位于尖端的球结连接器、基底、电动机、控制球体、控制轮、传感器、减震器、机械或气动致动器。
17.根据权利要求15所述的设备,其中,所述控制臂附着到圆形金属棒,以形成所述内芯的支架(cradle)。
18.根据权利要求17所述的设备,其中,所述支架布置在所述移动地板设备的远端,以支撑所述移动地板设备。
19.根据权利要求15所述的设备,其中,所述芯容纳支撑紧固具有对称丸形设计的所述内芯的顶表面和底表面二者。
20.根据权利要求15所述的设备,其中,所述控制臂由弹簧加载减震系统或液压减震系统、致动器以及集成的重量传感器来支撑。
21.根据权利要求15所述的设备,其中,所述重量传感器将施加到其上的重量的增大或减小发送到所述计算单元。
22.根据权利要求15所述的设备,其中,所述控制球体具有杯中球配置,包括:
球形杯;
球,位于所述球形杯内;
至少三个滚轴,附着到所述杯的壁上,其中所述至少三个滚轴物理地在任意方向上360度地转动杯中的球;以及
至少一个变速电动机,与每个滚轴耦接。
23.根据权利要求22所述的设备,其中,所述控制球体的球与所述柔性外皮的外表面直接接触。
24.根据权利要求22所述的设备,其中,所述控制球体的所述至少三个滚轴布置在所述柔性外皮内部,并与所述柔性外皮的内表面直接接触。
25.根据权利要求24所述的设备,其中,所述控制球体的滚轴和球具有捏合配置。
26.根据权利要求15所述的设备,其中,所述控制球体是在任意方向上移动所述柔性外皮的球形轮。
27.根据权利要求15所述的设备,其中,所述控制球体布置在所述内芯的顶表面的外周上。
28.根据权利要求15所述的设备,其中,所述芯容纳支撑模块包括:
C形主体,具有覆盖有球轴承的内曲面;
多个开口,位于包括电机的端部上,所述电机被配置为驱动所述控制球体或轮在不使所述外皮褶皱的情况下将所述外皮移入和移出所述内曲面;以及
隔室,其中包含电动机和传感器,被配置为在不发生褶皱的情况下移动所述外皮。
29.根据权利要求1所述的设备,其中,所述动作模块包括:至少三个液压致动器,位于所述设备的底部;以及旋转基底,保持整个移动地板设备。
30.根据权利要求29所述的设备,其中,所述液压致动器中的至少两个液压致动器位于所述设备的东北角和东南角上,且至少一个液压致动器位于所述设备的西向上。
31.根据权利要求29所述的设备,其中,所述旋转基底包括齿轮驱动系统和变速多向电动机,二者推动整个设备旋转。
32.根据权利要求1所述的设备,其中,所述动作模块被配置为针对所述设备产生滚动(rolling)、倾斜(tilting)、转动(swlveling)、晃动(shaking)、旋转(rotating)或其组合的动作。
33.根据权利要求1所述的设备,其中,所述动作模块被配置为维持所述用户面向相同方向。
34.根据权利要求1所述的设备,其中,所述墙壁模块包括环形延伸台、位于所述延伸台的至少一侧上的至少一个壁状结构、驱动元件、将墙壁模块与半球形主体以及虚拟现实设备连接的接口。
35.根据权利要求34所述的设备,其中,所述环形延伸台被配置为围绕所述设备的所述半球形主体的基本同轴结构。
36.根据权利要求34所述的设备,其中,具有位于半球形主体的一侧上的单个壁状结构的所述墙壁模块被配置为模拟虚拟环境中每个方向上的壁状障碍物。
37.根据权利要求1所述的设备,其中,所述计算单元包括至少一个处理器和存储器。
38.根据权利要求37所述的设备,其中,所述计算单元还包括:接口,能够将所述计算单元与虚拟现实设备通信连接。
39.根据权利要求38所述的设备,其中,所述虚拟现实设备选自以下各项:虚拟现实眼镜、游戏控制台、计算机、智能电话、平板计算机或圆顶结构虚拟现实屏幕。
40.根据权利要求1所述的设备,其中,所述用来激活和去激活所述设备的装置是手势激活开关、语音识别、或来自智能电子设备的远程控制。
41.根据权利要求40所述的设备,其中,所述手势是施加到所述移动地板设备的顶表面上的至少一个预定动作。
42.根据权利要求41所述的设备,其中,所述预定动作选自以下各项:步行、跳跃、滑行、爬行或其组合。
43.根据权利要求1所述的设备,其中,所述设备的顶表面基本是超椭圆。
44.一种用于与虚拟现实系统进行交互的用户交互控制设备,包括:
内芯;
柔性外皮层,包裹所述内芯;
润滑层,位于所述柔性外皮层和所述内芯之间的加压真空空间中;
多个球轴承,覆盖整个芯;
多个控制臂;
多个重量传感器,与所述控制臂耦接;
多个控制球体,与所述重量传感器连接;
多个“C形”芯容纳支撑模块,附着到所述控制臂,与所述芯呈支撑关系并与所述芯的外皮呈捏合关系;
至少三个液压致动器,位于所述设备的底部;
旋转基底,保持整个移动地板设备;
可旋转环形延伸台,用于所述内芯;
壁状结构,嵌入在所述环形延伸台的顶部上;
计算单元,能够与所述重量传感器、控制球体、液压致动器、旋转基底和可旋转环形延伸台通信连接;
用于激活和去激活用户交互控制设备的装置;以及
电源模块。
45.根据权利要求44所述的设备,其中,内芯为具有平坦顶表面和圆形底表面的圆形设计。
46.根据权利要求45所述的设备,其中,所述内芯的底部填充有重金属,以增加所述设备的重量和稳定性。
47.根据权利要求44所述的设备,其中,所述内芯具有包括平坦顶表面和平坦底表面的对称丸形设计,以及所述设备的柔性外皮包括具有传送带配置的非弹性材料。
48.根据权利要求44所述的设备,其中,多个凹窝位于所述芯的表面上,以减小所述柔性外皮和所述芯之间的摩擦。
49.根据权利要求48所述的设备,其中,每个窝是直径约为0.3英寸到6英寸的大致圆形。
50.根据权利要求44所述的设备,其中,所述设备的所述芯的表面具有嵌入在所述表面上的多个凸球轴承,以减小所述柔性外皮和所述芯之间的摩擦。
51.根据权利要求50所述的设备,其中,每个凸球轴承的直径为约1/8英寸到约3英寸。
52.根据权利要求44所述的设备,其中,所述柔性或非柔性外皮包括:
光滑内层,与所述设备的所述润滑层直接接触;
外层,具有与用户的脚底直接接触的粗糙表面;
网格层,附着在外层之下;以及
中心层,填充有非牛顿液体。
53.根据权利要求46所述的设备,其中,制成所述柔性外皮的材料是从以下各项中选择的:氯丁橡胶、100%橡胶或乳胶。
54.根据权利要求46所述的设备,其中,所述柔性外皮是有弹性的。
55.根据权利要求44所述的设备,其中,所述润滑层是从以下各项中选择的非牛顿液体:高级机油、润滑油、球轴承或其组合。
56.根据权利要求44所述的设备,其中,所述控制臂包括臂、尖端、位于尖端的球结连接器、基底、电动机、控制球体、控制轮、传感器、减震器、机械或气动致动器。
57.根据权利要求56所述的设备,其中,所述控制臂附着到圆形金属棒,以形成支架。
58.根据权利要求57所述的设备,其中,所述支架布置在所述移动地板设备的远端,以支撑所述用户交互控制设备。
59.根据权利要求56所述的设备,其中,针对具有丸形设计的内芯,所述控制臂保持所述芯的顶表面和底表面两者。
60.根据权利要求44所述的设备,其中,所述控制臂由弹簧加载减震系统或液压减震系统、致动器以及集成的重量传感器来支撑。
61.根据权利要求44所述的设备,其中,所述重量传感器将施加到其上的重量的增大或减小发送到所述计算单元。
62.根据权利要求44所述的设备,其中,所述控制球体具有杯中球配置,包括:
球形杯;
球,位于所述球形杯内;
至少三个滚轴,物理地在任意方向上360度地转动杯中的球;以及
至少一个变速电动机,与每个滚轴耦接。
63.根据权利要求62所述的设备,其中,所述控制球体的球与所述柔性外皮的外表面直接接触。
64.根据权利要求63所述的设备,其中,所述控制球体的所述至少三个滚轴布置在所述柔性外皮内部,并与所述柔性外皮的内表面直接接触。
65.根据权利要求64所述的设备,其中,所述控制球体的滚轴和球具有捏合配置。
66.根据权利要求45所述的设备,其中,所述控制球体是在任意方向上移动所述柔性外皮的球形轮。
67.根据权利要求44所述的设备,其中,所述控制球体布置在所述内芯的顶表面的外周上。
68.根据权利要求44所述的设备,其中,所述芯容纳支撑模块包括:
C形主体,具有覆盖有球轴承的内曲面;
多个开口,位于包括电机的端部上,并驱动将外皮移进和移出所述曲面;
隔室,包含电动机和传感器,被配置为在不使外皮发生褶皱的情况下在所述内曲面内移动所述外皮。
69.根据权利要求44所述的设备,其中,所述液压致动器中的至少两个液压致动器位于所述设备的东北角和东南角,且所述液压致动器中的至少一个液压致动器位于所述移动地板设备的西向上。
70.根据权利要求44所述的设备,其中,所述旋转基底包括齿轮驱动系统和变速多向电动机,二者推动整个设备旋转。
71.根据权利要求69所述的设备,其中,所述液压致动器是由虚拟现实设备触发的。
72.根据权利要求44所述的设备,其中,所述液压致动器和旋转基底被配置为针对所述设备产生滚动、倾斜、转动、晃动、旋转或其组合的动作。
73.根据权利要求44所述的设备,其中,所述液压致动器和旋转基底被配置为维持所述用户面向相同方向。
74.根据权利要求44所述的设备,其中,针对内芯的所述可旋转环形延伸台包括驱动元件,所述驱动元件与所述计算单元和虚拟现实设备连接,并推动所述延伸台的旋转运动。
75.根据权利要求44所述的设备,其中,所述环形台被配置为围绕所述设备的所述半球内芯的基本同轴结构。
76.根据权利要求44所述的设备,其中,所述计算单元包括至少一个处理器和存储器。
77.根据权利要求76所述的设备,其中,所述计算单元还包括:接口,能够将所述计算单元与虚拟现实设备通信连接。
78.根据权利要求77所述的设备,其中,所述虚拟现实设备选自以下各项:虚拟现实眼镜、游戏控制台、计算机、智能电话、平板计算机或圆顶结构虚拟现实屏幕。
79.根据权利要求44所述的设备,其中,所述用来激活和去激活所述设备的装置是手势激活开关、语音识别、或来自智能电子设备的远程控制。
80.根据权利要求79所述的设备,所述手势是施加到所述用户交互控制设备的顶表面上的至少一个预定动作。
81.根据权利要求44所述的设备,其中,所述设备的顶表面基本是超椭圆。
82.一种用于与虚拟现实进行交互的用户定制方法,包括以下步骤:
激活根据权利要求44所述的移动地板设备;
将所述移动地板设备连接到虚拟现实设备;
确定用户在虚拟现实环境中的初始位置;
用户在移动地板设备的上表面上施加一个移动或一系列移动;
基于每个重量传感器上的重量增大或减小,产生信号;
将来自重量传感器的信号发送到计算单元;
基于来自重量传感器的信号,在计算单元中产生信号;
将来自计算单元的信号发送到虚拟现实设备和控制球体;
触发控制球体中的电机以与用户的移动相同的速度沿与所述用户的移动相反的方向将所述柔性外皮移动相同距离;
基于来自计算单元的信号,改变用户在虚拟现实环境中的位置;
当用户和所述虚拟壁状对象之间的距离变为小于预定值时,激活壁状结构和环形延伸台;
对所述设备的移动地板部分的控制球体进行去激活;
用户走至所述壁状结构;
当用户和所述虚拟壁状对象之间的距离变为大于所述预定值时,对壁状结构进行去激活;以及
重新激活所述设备的移动地板部分的控制球体。
83.根据权利要求82所述的方法,其中,用户施加的移动包括:奔跑、爬行、跳跃、步行或其组合。