一种社区科普体验系统及体验方法

技术领域

本发明属于科普系统技术领域，特别是涉及一种社区科普体验系统及体验方法。

背景技术

我国有960万平方公里的国土面积，其中青藏高原的面积就达到了240万平方公里，约占我国总面积的1/4，高原空气密度只有海拔平面的77％，尽管氧气在大气中的相对比例没有变化，但由于空气稀薄，氧气进入身体的绝对量却变小了，因此在高原环境就会导致了人体缺氧，基本上所有人初次到高原都有或多或少的高原反应。

由于高原反应的存在，很多想去高原旅游的人员因为对高原环境具有畏惧心理，担心自己不适应高原的环境，而放弃去高原进行旅游的想法，因而市场上亟需一种能够满足广大群众体验及科普高原反应的新型系统以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种社区科普体验系统及体验方法，通过设备本体的设计，解决了现有市场上缺乏一种能够专门针对高原反应体验的社区科普系统的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种社区科普体验系统，包括设备本体，所述设备本体包括底座，所述底座轴心位置固定安装有电动旋转台，所述电动旋转台顶面固定安装有三轴振动机构，所述三轴振动机构顶面分别固定安装有体感机构、运动模拟机构、安装座和环境模拟机构；所述体感机构包括支撑框架，所述支撑框架内壁通过滑槽滑动连接有驱动座，所述支撑框架内表面之间转动连接有传动螺杆，所述支撑框架底面固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出轴的一端与传动螺杆固定连接，所述传动螺杆周侧面与驱动座连接，所述驱动座端面通过轴承转动连接有转轴，所述驱动座背面且对应转轴的位置固定安装有旋转电机，所述旋转电机输出轴的一端与转轴固定连接，所述转轴一端固定安装有按摩椅组件，所述按摩椅组件表面分别设置有穿戴组件和眼戴组件；所述安装座内部固定安装有低氧发生器，所述低氧发生器一端安装有鼻戴，所述安装座顶部安装有中控面板；所述环境模拟机构包括壳体，所述壳体和支撑框架底面均与底座固定连接，所述壳体内表面的顶部固定安装有全景显示屏，所述壳体内表面的顶部安装有两对称设置的制冷器，所述壳体顶面固定安装有天气模拟组件。

进一步地，所述三轴振动机构包括一组阻尼缓冲件，一组阻尼缓冲件底端均与电动旋转台固定连接，一组所述阻尼缓冲件顶端固定安装有径向振动座，所述径向振动座底面安装有一组振动电机a，所述径向振动座内表面之间固定安装有一组横向导向杆，所述径向振动座表面通过一组横向导向杆滑动连接有横向振动座，一组所述横向导向杆周侧面均套设有两对称设置的横向缓冲弹簧，所述横向振动座侧面固定安装有一组呈线性阵列分布的振动电机b，所述横向振动座内部固定安装有一组纵向导向杆，所述横向振动座表面通过一组纵向导向杆滑动连接有纵向振动座，一组所述纵向导向杆周侧面均套设有两对称设置的纵向缓冲弹簧，所述纵向振动座侧面固定安装有振动电机c。

进一步地，所述横向缓冲弹簧分别设置于横向振动座两侧，两所述纵向缓冲弹簧分别设置于纵向振动座两侧，所述横向导向杆轴线与纵向导向杆轴线的夹角为90°且所述横向导向杆和纵向导向杆的轴线均与水平线平行，所述阻尼缓冲件的轴线与水平线垂直。

进一步地，所述运动模拟机构包括固定框架，所述固定框架底面与底座固定连接，所述固定框架内表面之间固定安装有驱动模块，所述驱动模块周侧面连接有环形行走带，所述固定框架内表面之间转动连接有一组呈线性阵列分布且与环形行走带配合的限位支撑辊，所述驱动模块包括主动辊、从动辊和传动电机，所述主动辊和从动辊两端均与固定框架固定连接，所述传动电机一表面与固定框架固定连接，所述传动电机输出轴的一端与主动辊固定连接，所述主动辊和从动辊周侧面均与环形行走带连接。

进一步地，所述按摩椅组件包括电动按摩椅，所述电动按摩椅背面与转轴固定连接，所述电动按摩椅内部分别固定设置有按摩模块和座椅加热模块，所述穿戴组件包括穿戴服本体，所述穿戴服本体内部分别固定安装有电源模块、中央处理单元、心率检测模块、血压检测模块、温度检测模块和无线通信模块，所述眼戴组件包括眼戴，所述眼戴表面分别设置有VR头显和气味模拟器。

进一步地，所述天气模拟组件包括出风箱体，所述出风箱体周侧面与壳体固定连接，所述出风箱体顶部固定连通有通风管，所述出风箱体底面固定安装有电动调风百叶，所述通风管内壁由上至下依次固定安装有通风阀和高压风机，所述通风管周侧面分别固定安装有加料斗和空气加湿器，所述加料斗与通风管连通处固定设置有定量下料阀，所述出风箱体为两端开口的中空箱型结构，所述通风管为两端开口的中空管状结构。

进一步地，所述底座底面固定安装有一组呈矩形阵列分布的万向脚轮，所述壳体表面固定设置有门体，所述旋转电机内部固定安装有断电制动器，所述安装座表面还固定安装有与运动模拟机构配合的扶手。

进一步地，一种社区科普体验系统的体验方法，包括以下步骤：

SS001、预设，使用前，将设备本体布设于社区科普体验点，科普作业时，体验者进入壳体内部，体验者进入后，可自由选择本设备的体验模式，第一种体验模式为立姿体验模式，第二种体验模式为坐姿体验模式，立姿体验模式时，体验者站立于环形行走带上，站立后，全景显示屏开启，使用者佩戴鼻戴，坐姿体验模式下，体验者坐于按摩椅组件上并可适时佩戴穿戴组件和眼戴组件；

SS002、立姿体验，立姿体验模式下，全景显示屏与环形行走带配合，进而用于高原景象的显示，其中，全景显示屏的景象运动速度与环形行走带的运动速度匹配，环形行走带的速度可依据体验者本身意愿进行设定，体验者站立于环形行走带后，可依据本人意愿进行鼻戴的佩戴，进而体验高原环境下的低氧环境，且在体验过程中，制冷组件用于营造壳体内部的低温环境的营造，从而使使用者拥有真实体感，体验时，三轴振动机构可适时开启，继而模拟真实的运动环境；

SS003、坐姿体验，坐姿体验时，首先通过驱动电机调节按摩椅组件的高度，高度调节完毕后，体验者坐于按摩椅上，体验者姿态调整完毕后，体验者可依据本人意愿进行眼戴组件和穿戴组件的佩戴，眼戴组件佩戴后，用于高原环境的真实模拟及高原独有气味信息的模拟，穿戴组件用于对体验者的生理信息进行实时监测，按摩椅组件中的按摩模块和座椅加热模块可根据体验者需求进行开启，当需要模拟雨水天气时，加湿器和高压风机工作，当需要模拟扬沙天气时，加料斗中补入细沙，此后，定量下料阀和高压风机同步工作，进而用于扬沙天气的模拟，坐姿体验时，旋转电机和三轴振动机构可适时工作，继而用于多种体验环境的模拟，且在坐姿体验时，还可通过对电动旋转台的控制，使按摩椅组件发生圆周运动，继而向体验者施加离心力体验。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设备本体的设计，使该装置能够快速完成高原反应的体验及科普工作，且通过本设备的结构设计，有利于设备的灵活布设和快速组装，通过上述技术效果的实现，继而有效提高该装置的实用性与易用性继而有利于相关知识的快速普及。

2、本发明通过体感机构、三轴振动机构、穿戴组件和眼戴组件的设计，一方面能够对高原内的物理环境进行真实再现和真实模拟，另一方面还能对高原环境下的特殊天气、特殊气味、运动环境和温度进行模拟，通过上述效果的实现，继而有效提高体验者的体验真实度，通过穿戴组件的设计，则能在体验者体验过程中对体验者的生理参数进行实时监测，进而有效保证体验者体验时的安全性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种社区科普体验系统的结构示意图；

图2为图1的剖面结构示意图；

图3为支撑框架和电动旋转台的结构示意图；

图4为体感机构的结构示意图；

图5为环境模拟机构的结构示意图；

图6为运动模拟机构的结构示意图；

图7为安装座、低氧发生器和中控面板的结构示意图；

图8为三轴振动机构的结构示意图；

图9为图8中A处的局部放大结构示意图；

图10为天气模拟组件的剖面结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、设备本体；2、底座；3、电动旋转台；4、三轴振动机构；5、体感机构；6、运动模拟机构；7、安装座；8、环境模拟机构；9、支撑框架；10、驱动座；11、传动螺杆；12、驱动电机；13、扶手；14、旋转电机；15、按摩椅组件；16、穿戴组件；17、眼戴组件；18、低氧发生器；19、中控面板；20、壳体；21、全景显示屏；22、制冷器；23、天气模拟组件；24、阻尼缓冲件；25、径向振动座；26、振动电机a；27、横向导向杆；28、横向振动座；29、横向缓冲弹簧；30、振动电机b；31、纵向导向杆；32、纵向振动座；33、纵向缓冲弹簧；34、振动电机c；35、固定框架；36、驱动模块；37、环形行走带；38、出风箱体；39、通风管；40、电动调风百叶；41、高压风机；42、加料斗；43、空气加湿器；44、万向脚轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明为一种社区科普体验系统，包括设备本体1，设备本体1包括底座2，底座2轴心位置固定安装有电动旋转台3，电动旋转台3用于驱动三轴振动机构4发生设定角度的旋转，旋转后，从而向体验者施加离心力体验，电动旋转台3内部固定设置有限速结构，电动旋转台3顶面固定安装有三轴振动机构4，三轴振动机构4用于向体验者模拟运动时的三轴起伏状态，继而向体验者提供真实体感，三轴振动机构4顶面分别固定安装有体感机构5、运动模拟机构6、安装座7和环境模拟机构8；

体感机构5包括支撑框架9，支撑框架9内壁通过滑槽滑动连接有驱动座10，支撑框架9内表面之间转动连接有传动螺杆11，支撑框架9底面固定安装有驱动电机12，驱动电机12输出轴的一端与传动螺杆11固定连接，传动螺杆11周侧面与驱动座10连接，驱动座10端面通过轴承转动连接有转轴，驱动座10背面且对应转轴的位置固定安装有旋转电机14，旋转电机14输出轴的一端与转轴固定连接，转轴一端固定安装有按摩椅组件15，按摩椅组件15表面分别设置有穿戴组件16和眼戴组件17，工作时，在控制器的控制下，旋转电机14可驱动按摩椅组件15在设定角度内往复摆动，进而用于向体验者模拟运动时的起伏晃动状态，穿戴组件16用于实时监测体验者在体验过程中的生理信息特征，眼戴组件17用于向体验者提供景象和气味的真实模拟；

安装座7内部固定安装有低氧发生器18，低氧发生器18一端安装有鼻戴，安装座7顶部安装有中控面板19，低氧发生器18用于向使用者提供高原环境下的低氧模拟环境；

环境模拟机构8包括壳体20，壳体20和支撑框架9底面均与底座2固定连接，壳体20内表面的顶部固定安装有全景显示屏21，壳体20内表面的顶部安装有两对称设置的制冷器22，制冷器可选择为小型制冷空调，壳体20顶面固定安装有天气模拟组件23，全景显示屏21、制冷空调和低氧发生器18可依据实际需求进行定制或进行型号的选用。

其中如图8和图9所示，三轴振动机构4包括一组阻尼缓冲件24，一组阻尼缓冲件24底端均与电动旋转台3固定连接，一组阻尼缓冲件24顶端固定安装有径向振动座25，径向振动座25底面安装有一组振动电机a26，径向振动座25内表面之间固定安装有一组横向导向杆27，径向振动座25表面通过一组横向导向杆27滑动连接有横向振动座28，一组横向导向杆27周侧面均套设有两对称设置的横向缓冲弹簧29，横向振动座28侧面固定安装有一组呈线性阵列分布的振动电机b30，横向振动座28内部固定安装有一组纵向导向杆31，横向振动座28表面通过一组纵向导向杆31滑动连接有纵向振动座32，一组纵向导向杆31周侧面均套设有两对称设置的纵向缓冲弹簧33，纵向振动座32侧面固定安装有振动电机c34。

其中，横向缓冲弹簧29分别设置于横向振动座28两侧，两纵向缓冲弹簧33分别设置于纵向振动座32两侧，横向导向杆27轴线与纵向导向杆31轴线的夹角为90°且横向导向杆27和纵向导向杆31的轴线均与水平线平行，阻尼缓冲件24的轴线与水平线垂直。

其中如图6所示，运动模拟机构6包括固定框架35，固定框架35底面与底座2固定连接，固定框架35内表面之间固定安装有驱动模块36，驱动模块36周侧面连接有环形行走带37，固定框架35内表面之间转动连接有一组呈线性阵列分布且与环形行走带37配合的限位支撑辊，驱动模块36包括主动辊、从动辊和传动电机，主动辊和从动辊两端均与固定框架35固定连接，传动电机一表面与固定框架35固定连接，传动电机输出轴的一端与主动辊固定连接，主动辊和从动辊周侧面均与环形行走带37连接。

其中，按摩椅组件15包括电动按摩椅，电动按摩椅背面与转轴固定连接，电动按摩椅内部分别固定设置有按摩模块和座椅加热模块，电动按摩椅、按摩模块和座椅加热模块为现有技术此处不再赘述且电动按摩椅、按摩模块和座椅加热模块均可依据实际需求进行定制或进行型号的选用；

穿戴组件16包括穿戴服本体，穿戴服本体内部分别固定安装有电源模块、中央处理单元、心率检测模块、血压检测模块、温度检测模块和无线通信模块，上述带有监测功能的穿戴服本体已经被现有文件所公开，此处不再赘述，穿戴服本体采用紧贴式设计，温度检测模块对应于体验者的腋下位置，心率检测模块对应于体验者的腋下位置的心脏位置，血压检测模块对应于体验者的手臂位置，温度检测模块用于检测体验者的体温数据，心率检测模块用于检测体验者的心率数据，血压检测模块用于检测体验者的血压数据，中央处理单元具体为中央处理器，中央处理单元用于接收传感器检测的体温数据、心率数据和血压数据，血压检测模块、温度检测模块和心率检测模块将监测到的实时数据通过无线通信模块反馈至外部终端；

眼戴组件17包括眼戴，眼戴表面分别设置有VR头显和气味模拟器，气味模拟器可参照OVR Technology技术，VR头显和气味模拟器为现有技术，VR头显和气味模拟器为可依据实际需求进行定制或进行型号的选用。

其中如图10所示，天气模拟组件23包括出风箱体38，出风箱体38周侧面与壳体20固定连接，出风箱体38顶部固定连通有通风管39，出风箱体38底面固定安装有电动调风百叶40，电动调风百叶40用于调节出风箱体38的出风方向，电动调风百叶40包括百叶框架，百叶框架内部转动连接有一组通过链条而相互连接的百叶叶片，百叶框架内部安装有驱动马达，驱动马达输出轴的一端与一百叶叶片固定连接；

通风管39内壁由上至下依次固定安装有通风阀和高压风机41，通风管39周侧面分别固定安装有加料斗42和空气加湿器43，空气加湿器43可依据实际需求进行定制或进行型号的选用，加料斗42与通风管39连通处固定设置有定量下料阀，定量下料阀将加料斗42中的物料以设定流量放出，出风箱体38为两端开口的中空箱型结构，通风管39为两端开口的中空管状结构，加料斗42中可加入人工雪或细沙，补入人工雪后，可模拟雪天天气，细沙加入后，则可模拟扬沙天气，细沙加入时，应预先对细沙进行处理，以避免其对人体造成损害。

其中，底座2底面固定安装有一组呈矩形阵列分布的万向脚轮44，壳体20表面固定设置有门体，旋转电机14内部固定安装有断电制动器，断电制动器设置的作用在于对相关部件进行有效自制动，安装座7表面还固定安装有与运动模拟机构6配合的扶手13。

其中，一种社区科普体验系统的体验方法，包括以下步骤：

SS001、预设，使用前，将设备本体1布设于社区科普体验点，科普作业时，体验者进入壳体20内部，体验者进入后，可自由选择本设备的体验模式，第一种体验模式为立姿体验模式，第二种体验模式为坐姿体验模式，立姿体验模式时，体验者站立于环形行走带37上，站立后，全景显示屏21开启，使用者佩戴鼻戴，坐姿体验模式下，体验者坐于按摩椅组件15上并可适时佩戴穿戴组件16和眼戴组件17；

SS002、立姿体验，立姿体验模式下，全景显示屏21与环形行走带37配合，进而用于高原景象的显示，其中，全景显示屏21的景象运动速度与环形行走带37的运动速度匹配，环形行走带37的速度可依据体验者本身意愿进行设定，体验者站立于环形行走带37后，可依据本人意愿进行鼻戴的佩戴，进而体验高原环境下的低氧环境，且在体验过程中，制冷组件用于营造壳体20内部的低温环境的营造，从而使使用者拥有真实体感，体验时，三轴振动机构4可适时开启，继而模拟真实的运动环境；

SS003、坐姿体验，坐姿体验时，首先通过驱动电机12调节按摩椅组件15的高度，高度调节完毕后，体验者坐于按摩椅上，体验者姿态调整完毕后，体验者可依据本人意愿进行眼戴组件17和穿戴组件16的佩戴，眼戴组件17佩戴后，用于高原环境的真实模拟及高原独有气味信息的模拟，穿戴组件16用于对体验者的生理信息进行实时监测，按摩椅组件15中的按摩模块和座椅加热模块可根据体验者需求进行开启，当需要模拟雨水天气时，加湿器和高压风机41工作，当需要模拟扬沙天气时，加料斗42中补入细沙，此后，定量下料阀和高压风机41同步工作，进而用于扬沙天气的模拟，坐姿体验时，旋转电机14和三轴振动机构4可适时工作，继而用于多种体验环境的模拟，且在坐姿体验时，还可通过对电动旋转台3的控制，使按摩椅组件15发生圆周运动，继而向体验者施加离心力体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。