一种基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置，包括电流变液原件、第一液态金属柔性电路、屏蔽涂层、绝缘弹性材料、第二液态金属柔性电路、含氨纶的弹性织物和防滑材料，绝缘弹性材料上开有用于容纳电流变液原件的孔；绝缘弹性材料中内嵌第一液态金属柔性电路；电流变液原件的上表面和绝缘弹性材料的下表面上分别设置有屏蔽涂层；绝缘弹性材料的下表面上的屏蔽涂层的下方设置有弹性织物，弹性织物的下方设置有防滑材料；电流变液原件的上表面上还覆盖有第二液态金属柔性电路。该装置结构简单，响应快速，易于生产，成本较低，可以使使用者具体感受到视觉虚拟现实中物品的大小、形状、硬度、手感等，触感真实可信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视觉虚拟现实
，具体涉及一种基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置。
技术介绍
现有技术中，为VR虚拟现实、AR增强现实、MR混合现实(以下统称视觉虚拟现实)等视觉虚拟现实设备提供被动触觉反馈的技术通常都是基于震动、基于压电、基于电刺激等技术的主动局部触觉反馈，可以对局部虚拟接触部位造成刺激，产生触觉反馈错觉，但不能感受到虚拟现实中物体的具体大小、形状、硬度、手感等。骨架式力反馈数据手套的机械结构复杂，响应较慢，重量较重，成本很高，不适合民用领域。超声波触觉反馈限制了使用环境，只能在有限区域提供一定程度的触觉反馈，在视觉虚拟现实的世界中受到很大限制。例如公开号为CN202230442U的中国专利文献公开了一种虚拟现实模拟系统中力反馈数据手套系统，包括手套，所述手套内壁设置有气囊，气囊通过导管与气泵相接，与气泵相接的控制器控制气泵的充气与放气；还包括一个红外线检测装置，用来检测手套的位置，并将检测信号传递给控制器，控制器通过手套位置信息控制气囊中的充气量，通过控制手套内气囊的充气和排气，来对使用者的手部进行压迫。比如，在手套压迫虚拟环境中模拟的是海绵体时，通过检测手套的位置就可以改变气囊充气量，压入海绵体越深，则手套内气囊充气量越大，给手掌更大的压力，反之，压力越小。此专利的缺点在于：由于气体具有压缩性，故从气泵开始响应，到使用者感受到所反馈作用力的延迟较高；如加大气泵空气流量，则无法精确控制充气量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置，以简单、低成本的方式让使用者在产生触觉反馈的同时，还可控制关节弯曲的程度(包括但不限于指关节、掌关节、腕关节等全身关节，视使用范围不同可制成相应的手套、护腕、衣服、裤子、鞋子等覆盖关节的可穿戴设备)，具体感受到所接触物体的大小、形状、硬度、手感等。为使用者提供视觉虚拟现实领域所不能提供的触觉感受，使使用者可以全面接触到视觉虚拟现实中的物体，产生更为身临其境的感受。为实现上述目的，本专利技术所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置包括电流变液原件、第一液态金属柔性电路、屏蔽涂层、绝缘弹性材料、第二液态金属柔性电路、含氨纶的弹性织物和防滑材料，所述的绝缘弹性材料上开有孔，所述的孔用于容纳电流变液原件；或者所述的绝缘弹性材料与电流变液原件一体成型；所述的电流变液原件为多个，相邻的电流变液原件之间夹住绝缘弹性材料；相邻的电流变液原件之间夹住的绝缘弹性材料中内嵌第一液态金属柔性电路，所述的第一液态金属柔性电路连接控制电路的正极或负极，所述的第一液态金属柔性电路为多个，相邻的第一液态金属柔性电路连接的电极极性相反；所述的电流变液原件的上表面和绝缘弹性材料的下表面上分别设置有屏蔽涂层，用于避免电场对电子设备的干扰；绝缘弹性材料的下表面上的屏蔽涂层的下方设置有含氨纶的弹性织物，所述的弹性织物的下方设置有防滑材料；电流变液原件的上表面上还覆盖有第二液态金属柔性电路。本专利技术所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置包括电流变液原件、导电弹性材料、绝缘弹性材料、屏蔽涂层、含氨纶的弹性织物和防滑材料，所述的绝缘弹性材料上开有孔，所述的孔用于容纳电流变液原件；或者所述的绝缘弹性材料与电流变液原件一体成型；所述的电流变液原件为多个，相邻的电流变液原件之间夹住绝缘弹性材料；相邻的电流变液原件之间夹住的绝缘弹性材料中内嵌导电弹性材料，所述的导电弹性材料连接控制电路的正极或负极，所述的导电弹性材料为多个，相邻的导电弹性材料连接的电极极性相反；所述的电流变液原件的上表面和绝缘弹性材料的下表面上分别设置有屏蔽涂层，用于避免电场对电子设备的干扰；绝缘弹性材料的下表面上的屏蔽涂层的下方设置有含氨纶的弹性织物，所述的弹性织物的下方设置有防滑材料。所述的防滑材料设置在弹性织物上的非关节位置。所述的电流变液原件是由绝缘的弹性材料构成的空心管，所述的空心管内充注有电流变液。所述的电流变液原件包括由绝缘的弹性材料构成的空心管，所述的空心管内充注有电流变液；所述的空心管两端分别连接一个内部不含空气的囊。所述的电流变液原件的空心管的横截面的形状是三角形、方形、矩形或圆形，以取得不同的力学特性。所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置设置在可穿戴设备上。所述的可穿戴设备为覆盖关节的可穿戴设备，包括手套、护腕、衣服或鞋子。所述的电流变液原件的布局方式为与关节纹理平行的方向均匀密集布局。所述的电流变液原件在相应关节位置平行布局、垂直布局、矩形布局或交错布局，以取得不同的力学特性。所述的绝缘弹性材料是绝缘弹性硅橡胶、绝缘弹性橡胶或绝缘弹性乳胶。所述的导电弹性材料是导电弹性硅橡胶、导电弹性橡胶或导电弹性乳胶。本专利技术具有如下优点：本专利技术所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置与现有技术相比，除了可以提供触觉反馈以外，还可以使使用者具体感受到视觉虚拟现实中物品的大小、形状、硬度、手感等。与骨架式力反馈数据手套不同的是，本专利技术方案结构简单，响应快速，易于生产，成本较低，并且可以很简单地应用到全身所有需要提供触觉反馈的关节。相比超声波触觉反馈，本专利技术不会受到笨重设备的限制，使用者可以在视觉虚拟现实世界中自由活动，并且触感真实可信。附图说明图1是本专利技术所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置的第一实施例的结构示意图。图2是本专利技术所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置的第二实施例的结构示意图。图3是本专利技术所述的电流变液原件一种实施方式的结构示意图。图4是本专利技术所述的电流变液原件另一种实施方式的结构示意图。图5是本专利技术所述的电流变液原件在可穿戴设备上的布局示意图。图6是本专利技术所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置的受力分析示意图。图7是图1所示的虚拟现实被动触觉反馈装置的电路逻辑示意图。图8是图2所示的虚拟现实被动触觉反馈装置的电路逻辑示意图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1示出了本专利技术所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置的第一实施例的结构。如图1所示，所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置包括电流变液原件61、第一液态金属柔性电路62、屏蔽涂层63、绝缘弹性材料64、第二液态金属柔性电路65、含氨纶的弹性织物66和防滑材料67，所述的绝缘弹性材料64上开有孔，所述的孔用于容纳电流变液原件61；或者所述的绝缘弹性材料与电流变液原件一体成型；所述的电流变液原件61为多个，相邻的电流变液原件61之间夹住绝缘弹性材料64；相邻的电流变液原件61之间夹住的绝缘弹性材料64中内嵌第一液态金属柔性电路62，所述的第一液态金属柔性电路62连接控制电路的正极或负极，所述的控制电路能够单独控制每个正极的电压，所述的第一液态金属柔性电路62为多个，相邻的第一液态金属柔性电路62连接的电极极性相反(如图6所示，从左到右的第一液态金属柔性电路62依次连接负极、正极、负极、正极……)；所述的电流变液原件61的上表面和绝缘弹性材料64的下表面上分别设置有屏蔽涂层63，用于避免电场对电子设备的干扰；绝缘弹性材料64的下表面上的屏蔽涂层63的下方设置有含氨纶的弹性织物66，所述的弹性织物66的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置，其特征在于，所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置包括电流变液原件、第一液态金属柔性电路、屏蔽涂层、绝缘弹性材料、第二液态金属柔性电路、含氨纶的弹性织物和防滑材料，所述的绝缘弹性材料上开有孔，所述的孔用于容纳电流变液原件；或者所述的绝缘弹性材料与电流变液原件一体成型；所述的电流变液原件为多个，相邻的电流变液原件之间夹住绝缘弹性材料；所述绝缘弹性材料中内嵌第一液态金属柔性电路，所述的第一液态金属柔性电路连接控制电路的正极或负极，所述的控制电路能够单独控制每个正极的电压，所述的第一液态金属柔性电路为多个，相邻的第一液态金属柔性电路连接的电极极性相反；所述的电流变液原件的上表面和绝缘弹性材料的下表面上分别设置有屏蔽涂层，用于避免电场对电子设备的干扰；绝缘弹性材料的下表面上的屏蔽涂层的下方设置有含氨纶的弹性织物，所述的弹性织物的下方设置有防滑材料；电流变液原件的上表面上还覆盖有第二液态金属柔性电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置，其特征在于，所述的基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置包括电流变液原件、第一液态金属柔性电路、屏蔽涂层、绝缘弹性材料、第二液态金属柔性电路、含氨纶的弹性织物和防滑材料，所述的绝缘弹性材料上开有孔，所述的孔用于容纳电流变液原件；或者所述的绝缘弹性材料与电流变液原件一体成型；所述的电流变液原件为多个，相邻的电流变液原件之间夹住绝缘弹性材料；所述绝缘弹性材料中内嵌第一液态金属柔性电路，所述的第一液态金属柔性电路连接控制电路的正极或负极，所述的控制电路能够单独控制每个正极的电压，所述的第一液态金属柔性电路为多个，相邻的第一液态金属柔性电路连接的电极极性相反；所述的电流变液原件的上表面和绝缘弹性材料的下表面上分别设置有屏蔽涂层，用于避免电场对电子设备的干扰；绝缘弹性材料的下表面上的屏蔽涂层的下方设置有含氨纶的弹性织物，所述的弹性织物的下方设置有防滑材料；电流变液原件的上表面上还覆盖有第二液态金属柔性电路。2.一种基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置，其特征在于，所述基于电流变液原件的虚拟现实被动触觉反馈装置包括电流变液原件、导电弹性材料、绝缘弹性材料、屏蔽涂层、含氨纶的弹性织物和防滑材料，所述的绝缘弹性材料上开有孔，所述的孔用于容纳电流变液原件；或者所述的绝缘弹性材料与电流变液原件一体成型；所述的电流变液原件为多个，相邻的电流变液原件之间夹住绝缘弹性材料；所述绝缘弹性材料中内嵌导电弹性材料，所述的导电弹性材料连接控制电路的正极或负极，所述的控制电路能够单独控制每个正极的电压，所述的导电弹性材料为多个，相邻的导电弹性材料连接的电极极性相反；所述的电流变液原件的上表面和绝缘弹性材料的下表面上分别设置有屏蔽涂层，用于避免电场对电子设备的干...

【专利技术属性】
技术研发人员：王良，
申请(专利权)人：王良，
类型：发明
国别省市：山西;14