一种基于虚拟现实的教学实训试验室的制作方法

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，更具体地，涉及一种基于虚拟现实的教学实训试验室。

背景技术：

虚拟现实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虚拟环境中。目前将该技术应用到实际教学培训中已然成为一种趋势。

现有教学培训分为传统方式和结合虚拟现实的方式，传统方式通常是实物演示教学或者通过课堂教学并结合图片/视频进行演示，但是这种方式往往受限于成本且教学效果较差；然而目前流行结合虚拟现实的方式，也往往受限于空间以及信号干扰等等因素，致使相关实验室可能只能配备一套虚拟现实设备，并且大多只配备vr头显设备，多个学生只能共享一个虚拟情景，只能被动地“看”，无法通过自己的主观行为融入虚拟情景，每个学生对于虚拟现实的体验感有限，教学质量与效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不足和缺陷，提供一种能够同时配备多套虚拟现实设备且不会互相干扰的教学实训试验室。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种基于虚拟现实的教学实训试验室，其特征在于，试验室内区域被分为若干大小相同的子试验区域，相邻区域之间使用遮挡板隔开，所述每个子区域内都包括一组虚拟现实实训装置以及一套vr教学配套桌柜；所述虚拟实训装置包括vr移动头显，vr感应器，手持控制器，高配置计算机设备；所述vr教学配套桌柜的沿长度方向的两端均设有一vr感应器升降台，vr感应器安装于信号隔离升降台内；所述遮挡板和vr感应器升降台外表面贴有信号隔离纸。

进一步地，所述vr信号隔离升降台分为均可进行伸缩的上下两段滑筒；升降台上滑筒设有开口，有一支撑块嵌入其中，可沿竖直方向进行上下滑动和锁止；所述vr感应器安装在支撑块上。

进一步地所述信号隔离纸可完全阻隔vr感应器的感应信号，以防子区域之间的信号干扰。

进一步地，所述遮挡板的高度为1.8~2.0米；所述vr感应器在升降台上所能调整高度范围为1.2~1.8米。

进一步地，所述遮挡板设置为可折叠屏风或者卷闸板。

进一步地，所述两个vr感应器可扫描的范围构成子试验区域的学习区，其余部分为学员等待区。

进一步地，所述试验室包括后台处理器，用于搭建虚拟现实实训场景并传输至各子试验区的计算机设备和vr移动头显中。

进一步地，所述vr教学配套桌柜还包括vr手动升降显示台、集线盒和机箱存放柜。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型将有限空间分割为若干个子试验区域，各子试验区域均配备单独且完整的虚拟现实实训装置，教学过程中，将整个班级学员分成与子试验区域个数相同的若干个小组，各子试验区域支持小组每个学员按次序在虚拟现实场景内进行实训操作，让每个学生得到了充分的动手锻炼的机会，提高了教学效率和质量；同时在每个子试验区域的遮挡板及vr感应器升降台表面贴上信号隔离纸，来保证每个子试验区域的实训信号不被互相干扰。

附图说明

图1一种基于虚拟现实的教学实训试验室子试验区域；

图2vr感应器信号隔离升降台结构示意图；

图3一种基于虚拟现实的教学实训试验室的总布局图；

附图标记：1vr教学配套桌柜、2vr感应器升降台、3遮挡板、4黑板与讲台、5等待区、6学习区、7机箱存放柜、8集线盒、9vr手动升降显示台、21升降台上滑筒、22支撑块、23升降台下滑筒。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图3所示，一种基于虚拟现实的教学实训试验室，试验室内区域被分为8个大小相同的子试验区域，本实施例中子试验区域的长宽为4米×3米,一般而言，子区域长宽不应小于2.8米×3.5米。相邻区域之间使用遮挡板3隔开，遮挡板表面贴有信号隔离纸，能够对vr感应器发射的信号进行阻隔，避免相邻子试验区域内的信号互相产生干扰而导致虚拟实训场景出现混乱。

信号隔离纸的选用与vr感应器所采用的定位技术有关，即以所要隔离的信号类型为选用标准，目前流行的定位技术有低功耗蓝牙、wifi定位、超声波定位、红外定位、激光定位，本实施例中采用的装置具体为htcvive，其vr感应器采用的定位技术为激光定位，故信号隔离纸选用不反光且不透光材质。

每个子区域都包括一组虚拟现实实训装置以及一套vr教学配套桌柜1。所述虚拟实训装置包括vr移动头显，vr感应器，手持遥控器，计算机设备，本实施例中采用的装置具体为htcvive，其中vr移动头显与手持遥控器在实训时由操作学员头戴和手持，计算机设备主机放置于机箱存放柜7内，计算机显示器与键盘鼠标等设备放置于vr手动升降显示台9上，方便同小组其他学员观看实训场景并学习操作过程。虚拟实训装置的各传输线可通过桌面后端的集线盒8进行整理并连入机箱存放柜7内的计算机设备。

在vr教学配套桌柜1的沿长度方向两端均设有一vr感应器升降台2，如图2所示，所述vr感应器升降台2分为均可进行伸缩的上下两段滑筒，上滑筒21可在下滑筒23内进行滑动并固定，下滑筒23可在桌体内部布置的滑槽内进行滑动并固定，该装置类似于折叠雨伞撑杆结构。上滑筒侧面设有一开口，内部嵌有一支撑块22，可在上滑筒内部进行滑动并固定。vr感应器安装在支撑块22上，其扫描面对准开口，开口的截面积的大小应能够确保感应器的扫描范围能够覆盖训练区6。vr感应器升降台2的结构支持支撑块22进行3个层次的升降，即安装在支撑块22上的vr感应器可在一较大范围内进行上下位置的调整，可适应不同虚拟场景的要求。

所述遮挡板的高度为1.8~2.0米；所述vr感应器在升降台上所能调整高度范围为1.2~1.8米，遮挡板的高度应大于vr感应器在信号隔离升降台上能达到的最大高度，这样vr感应器处于任何位置都能有效防止信号干扰。

所述vr感应器升降台的内外表面均贴有信号隔离纸，可避免各子区域尤其是相对的两子区域的vr定位信号不发生干扰。

所述遮挡板3可设置为屏风或者卷闸板这一类方便收束的装置，在实训进行之前或结束之后，可将遮挡板3收起，各小组学员可看到讲师在黑板和讲台4上的演示，真正实现教学与实训相结合。

所述两个vr感应器可扫描的范围构成子试验区域的学习区6，其余部分为等待区5，本实施例中训练区的长宽为1.2米×1.6米。

在基于本实施例的实际教学中，一个班级约为30人，根据子试验区域的个数将班级分为8个小组，每个小组3-4人，其中一名组员佩戴vr头显，手持vr控制器在学习区进行实训操作，另外一至两人可在等待区过道上辅助实训学员进行操作并调整自己的位置观看显示器上的实训场景，剩下学员可坐在桌旁对实训过程进行实时记录，一名组员完成操作后，交换角色，按次序由下一名组员进行实训操作。

所述基于虚拟现实的教学实训试验室还包括后台处理器，用于搭建虚拟现实实训场景并传输至各子试验区域的计算机设备和vr头显中，方便各子试验区域进行不同类型的实训并监控，并可将其中某一或多个子区域的虚拟实训场景投影至黑板处。

上述实施方式只是对本实用新型的进一步解释与说明，而并非对本实用新型的限定。对于本实用新型所属领域的普通技术人员，在上述发明构思的基础上所作出的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

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