一种基于超声相控阵的触觉感知装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于超声相控阵的触觉感知装置及方法，包括触觉感知控制端、相控阵控制单元、功率放大单元、相控阵超声换能器和声耦合与绝缘层。本发明专利技术通过触觉感知控制端将激励超声换能器各阵元发射超声波的激励信号指令传输至超声相控阵控制单元，由超声相控阵控制单元生成激励超声换能器各阵元发射超声波的激励信号，并将激励信号经由功率放大单元放大后输入至相控阵超声换能器各个阵元，驱动其发射超声波。通过控制相控阵超声换能器各个阵元激励信号的参数使得超声波聚集在需要产生触觉感知的空间位置，进而在目标位置产生触觉感知。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声相控阵的触觉感知装置及方法
本专利技术属于触觉感知
，涉及一种基于超声相控阵的触觉感知装置及方法。
技术介绍
芯片技术的发展和制造工艺的不断进步使得消费者与研发人员对于智能设备的希望日益提升，也为虚拟现实与人机交互技术进入市场奠定了基础。各式各样的虚拟现实眼镜已经从视觉方面为虚拟现实与人机交互打开了新的思路，除了现有大部分虚拟现实和人机交互技术所具有的视觉感知外，理想的虚拟现实应该具有包括嗅觉、触觉和身体运动等在内的一切人类感知功能。触觉感知长久以来一直是人类获取信息的重要来源，也是虚拟现实与人机交互技术的技术难点之一。到目前为止，已经出现了包括触觉反馈游戏手柄、体感服和触觉感知手套等在内的各种触觉感知装置与设备。但现有的大部分触觉感知装置与设备要么功能单一，用户体验较差，要么比较累赘，且使用繁琐，而且都需要人体与其他外界实物进行接触才能实现触觉感知。超声波是一种频率高于20kHz的声波，具有指向性好和穿透能力强的特点，目前已经用于医疗、测距、工业探伤和清洗等多个领域。通过改变换能器形状等方式可以获得聚焦的声能量，高强度聚焦超声已经应用于癌症等疾病的治疗。由于超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声相控阵的触觉感知装置，其特征在于，包括：触觉感知控制端(101)，根据触觉感知目标位置(106)坐标和触觉感知需求，给出激励超声换能器(104)的各阵元发射超声波的激励信号发射参数，并将激励信号发生指令传输至相控阵控制单元(102)；相控阵控制单元(102)，接收触觉感知控制端(101)发出的激励信号指令，生成激励超声换能器(104)的各阵元发射超声波的激励信号，并将激励信号传输至功率放大单元(103)；功率放大单元(103)，将相控阵控制单元(102)生成的激励信号经功率放大后输入至相控阵超声换能器(104)的各个阵元，驱动其发射超声波；相控阵超声换能器(104)，由一定数目阵元...

【技术特征摘要】
1.一种基于超声相控阵的触觉感知装置，其特征在于，包括：触觉感知控制端(101)，根据触觉感知目标位置(106)坐标和触觉感知需求，给出激励超声换能器(104)的各阵元发射超声波的激励信号发射参数，并将激励信号发生指令传输至相控阵控制单元(102)；相控阵控制单元(102)，接收触觉感知控制端(101)发出的激励信号指令，生成激励超声换能器(104)的各阵元发射超声波的激励信号，并将激励信号传输至功率放大单元(103)；功率放大单元(103)，将相控阵控制单元(102)生成的激励信号经功率放大后输入至相控阵超声换能器(104)的各个阵元，驱动其发射超声波；相控阵超声换能器(104)，由一定数目阵元按陈列或线阵排布构成；其接收功率放大单元(103)发出的高电压激励信号发射超声波，由各个阵元所发射出具有不同的发射延迟时间、振动振幅和相位的超声波，使得超声波聚集在需要产生触觉感知的目标位置(106)。2.如权利要求1所述的基于超声相控阵的触觉感知装置，其特征在于，所述的触觉感知控制端(101)在接收到触觉感知触发指令后，确定或捕捉到触觉感知目标位置，并通过其位置坐标给出激励超声换能器各阵元发射超声波的激励信号，设置包括各阵元的超声波频率、发射延迟、振动振幅和相位在内的激励信号发射参数。3.如权利要求1所述的基于超声相控阵的触觉感知装置，其特征在于，所述的相控阵超声换能器(104)，其超声波聚集产生的触觉感知的空间位置、数目和范围由触觉感知控制端(101)根据接收的指令，通过激励信号的设置而调节，且可随时...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏春，崔智炜，
申请(专利权)人：苏春，崔智炜，
类型：发明
国别省市：陕西,61