一种可用于触觉反馈系统的手指定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可用于触觉反馈系统的手指定位装置，包括光源、触摸板、边框、石蜡传感器和控制器，所述边框结构上刻有45°角均匀的槽，其中充满石蜡。通过该手指定位装置实时检测手指位置，进而控制触摸板背面的执行器件产生触觉反馈。本发明专利技术适用范围广，特别是在触觉反馈系统的接触终端所要求的高频振动环境下，本发明专利技术检测手指位置不会受高频振动的影响，且检测精度高，体积小，装置透明度高，使触觉反馈系统更加集成化，为触觉反馈系统提供了更加广阔的发展前景。

Finger positioning device for tactile feedback system

The invention discloses a method for finger positioning system with haptic feedback device, which comprises a light source, touch panel, frame, paraffin sensor and controller, the frame structure with 45 degrees uniform groove, which is full of wax. The finger positioning device is used to detect the finger position in real time, and then control the actuator on the back of the touch panel to generate the tactile feedback. The invention is suitable for a wide range, especially the high frequency vibration environment is required at the contact terminal tactile feedback system, the detection of finger position is not affected by the high frequency vibration, and high precision, small volume, high transparency of the haptic feedback device, the system more integrated, provides more broad prospects for touch feedback system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用于触觉反馈系统的手指定位装置。
技术介绍
目前，触觉反馈系统主要研究物体表面纹理的再现，它通过模拟操作者与纹理表面接触时的凹凸感和粗糙感，将纹理的物理属性传递给操作者。其中，基于摩擦力的触觉反馈系统是利用挤压气膜效应来实现手指触感的变化的。此类触觉反馈系统通过手指定位装置实时检测手指位置，进而控制压电陶瓷矩阵驱动单元驱动触摸板背面的压电片产生不同的振动幅度，带动触摸板高频振动，从而实现微小纹理粗糙感的再现。因此，设计一种高精度与高集成化，并能在高频振动环境下工作的手指定位装置成为触觉反馈设计的技术要点。现有的手指定位装置有多种方案，比如应用较为广泛的电阻或电容屏，但其工作原理决定了不能在它们的背面增加执行器件使其高频振动，这样会使手指定位严重失真，因此其最大的问题是不能应用于触觉反馈系统中高频振动的环境。利用力传感器可以实现高频振动环境下的手指定位，但定位精度不高，误差等级为毫米。利用红外定位，可以实现装置高度集成，只在边框安装红外发射管和红外接收管，但由于红外线接收管体积的限制，其分辨率为0.5mm，定位精度也不高。还有一些定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于触觉反馈系统的手指定位装置，包括相互信号连接的用于手指触摸的触摸板、传感器和控制器；其特征在于：触摸板边缘设有边框；边框一端设有光源；该边框为第一透明材料制成，该边框的内侧边缘沿离光源由近至远的方向呈由低至高的阶梯状结构，边框在阶梯状结构的每个阶梯之间倾斜地切割有槽，槽内填充有第二透明材料，以使第一透明材料与第二透明材料交替排布；第一透明材料与第二透明材料间形成第一分界面，第二透明材料与另一侧的第一透明材料间形成第二分界面，第二透明材料与空气间形成第三分界面；光源产生的光线进入边框内部，在第一个阶梯处依次经过第一分界面、第二分界面和第三分界面并在该三个分界面上分别发生反射与折射，在第...

【技术特征摘要】
1.一种可用于触觉反馈系统的手指定位装置，包括相互信号连接的用于手指触摸的触
摸板、传感器和控制器；其特征在于：触摸板边缘设有边框；边框一端设有光源；该边框为
第一透明材料制成，该边框的内侧边缘沿离光源由近至远的方向呈由低至高的阶梯状结构，
边框在阶梯状结构的每个阶梯之间倾斜地切割有槽，槽内填充有第二透明材料，以使第一透
明材料与第二透明材料交替排布；第一透明材料与第二透明材料间形成第一分界面，第二透
明材料与另一侧的第一透明材料间形成第二分界面，第二透明材料与空气间形成第三分界
面；光源产生的光线进入边框内部，在第一个阶梯处依次经过第一分界面、第二分界面和第
三分界面并在该三个分界面上分别发生反射与折射，在第一分界面产生的反射光线在射出第
一透明材料后与在第三分界面产生的折射光线相互平行，在第二分界面产生的折射光线与光
源产生的光线平行并进入下一个阶梯的第一分界面；以此通过依次进入各阶梯以产生一组平
行光，该平行光分布于触摸板上表面；通过手指接触触摸板后相应位置的平行光光强改变，
传感器接收光强变化并信号传输至控制器，控制器通过计算确定手指在触摸板上的位置。
2.根据权利要求1所述的可用于触觉反馈系统的手指定位装置，其特征在于：所述边框
位于触摸板边缘的至少两侧，以使通过该位于至少两侧的边框产生的至少两组平行光相互交
织成网状并分布于触摸板上表面。
3.根据权利要求1所述的可用于触觉反馈系统的手指定位装置，其特征在于：所述在第
一分界面产生的反射光线垂直射出第一透明材料并与在第三分界面产生的折射光线相互平
行。
4.根据权利要求1所述的可用于触觉反馈系统的手指定位装置，其特征在于：所述边框
在阶梯状结构的每个阶梯之间倾斜45°地切割有槽；光线在所述第一分界面的入射角为
45°。
5.根据权利要求1所述的可用于触觉反馈系统的手指定位装置，其特征在于：所述第一
透明材料为玻璃，所述第二透明材料为石蜡，所述第一分界面为玻璃-石蜡分界面，所述第

\t二分界面为石蜡-玻璃分界面，所述第三分界面为石蜡-空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾涛，李楠，陈文景，潘廷哲，黄澜涛，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35