一种低成本电磁感应式触觉反馈系统技术方案

本发明专利技术涉及触觉反馈技术领域，具体涉及一种低成本电磁感应式触觉反馈系统，具有：第一安装面；第一线圈，粘接在第一安装面底端面上，第一线圈为横向线圈；触觉反馈激励器，设置在第一线圈的底侧，触觉反馈激励器的线圈沿纵向；第二安装面，设置在第一线圈底侧，与第一安装面不接触，触觉反馈激励器粘接在第二安装面的底端面上，第一线圈与触觉反馈激励器的线圈间的间距为0.3‑0.5mm，运算放大模块，运算放大模块连接有数字信号处理模块，数字信号处理模块连接有功率放大模块，运动放大模块连接触觉反馈激励器的线圈，通过线圈互感原理，实现触觉反馈功能，相比较于现在的电阻屏、电容屏技术，实现更为简便、更加便宜。

A low cost electromagnetic induction tactile feedback system

【技术实现步骤摘要】
一种低成本电磁感应式触觉反馈系统
本专利技术涉及触觉反馈
，具体涉及一种低成本电磁感应式触觉反馈系统。
技术介绍
市场上触觉反馈技术运用非常广泛，但是目前触发信号都是通过电容技术触摸面板CTP利用人体的电流感应进行工作的，电容屏技术触控面板虽然工艺成熟，使用广泛，但是它的成本较高，当今市场，竞争激烈，降本已经成为了必然趋势，再者当人们使用手套开车时，触摸电容技术开关或者导航时，电容技术将不再适用。为了适应市场需求，解决以上问题，我司研发了一种低成本电磁感应式触觉反馈系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种低成本电磁感应式触觉反馈系统，通过线圈互感原理，实现触觉反馈功能，相比较于现在的电阻屏、电容屏技术，实现更为简便、更加便宜。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种低成本电磁感应式触觉反馈系统，具有第一安装面，用于接触按压；第一线圈，粘接在第一安装面底端面上，产生磁场，第一线圈为横向线圈；触觉反馈激励器，设置在第一线圈的底侧，用于产生感应电动势，触觉反馈激励器的线圈沿纵向；第二安装面，设置在第一线圈底侧，与第一安装面不接触，触觉反馈激励器粘接在第二安装面的底端面上，第一线圈与触觉反馈激励器的线圈间的间距为0.3-0.5mm，运算放大模块，运算放大模块连接有数字信号处理模块，数字信号处理模块连接有功率放大模块，运动放大模块连接触觉反馈激励器的线圈，运算放大模块将触觉反馈激励器的感应电动势放大以触发数字信号处理模块，数字信号处理模块触发功率放大模块，功率放大模块带动触觉反馈激励器工作产生振动。优选的，所述的第一线圈与触觉反馈激励器的线圈间的间距为0.4mm。优选的，所述的第一线圈外接信号发生模块，信号发生模块为第一线圈提供200000Hz、2V的正弦波信号。优选的，所述的运算放大模块为运算放大器，优选的，所述的数字信号处理模块为DSP。优选的，所述的功率放大模块为功率放大器。本专利技术的有益效果是：采用上述方案，通过通电线圈互感原理，通过通电第一线圈产生的交变磁场被触觉反馈激励器中的线圈所感应，产生微弱电压的原理代替现在所用的电容技术的利用人体产生的电流的原理成本大大降低，运用于车载触控面板按键之下，实现触觉反馈功能，相比较于现在的电阻屏、电容屏技术，实现更为简便，更加便宜，并且适合运用于其他需要触摸震动反馈的领域。附图说明通过下面结合附图的详细描述，本专利技术前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。图1为本专利技术一种实施方式的结构示意图。图2为本专利技术一种实施方式中第一线圈与触觉反馈激励器的线圈设置的互感示意图。图3为本专利技术一种实施方式中触觉反馈激励器的线圈中感应电动势变化曲线图。图4为本专利技术一种实施方式中第一线圈与触觉反馈激励器的线圈位置变化之后触觉反馈激励器的线圈中的感应电压相对于未按压感应电动势的差值曲线图。其中：1为第一安装面，2为第一线圈，21为信号发生模块，3为触觉反馈激励器，31为触觉反馈激励器的线圈，4为第二安装面，5为运算放大器芯片，6为DSP，7为功率放大器芯片。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。参照图1，一种低成本电磁感应式触觉反馈系统，包括：第一安装面1，用于接触按压，产生按压信号，同时用于固定板触觉反馈系统，第一线圈2，粘接在第一安装面1的底端面上，产生磁场，第一线圈2为横向线圈，第一线圈2的轴线与水平直线平行，触觉反馈激励器3，设置在第一线圈2的底侧，用于产生感应电动势，触觉反馈激励器的线圈31沿纵向，即触觉反馈激励器的线圈31的轴线与竖向平行，第二安装面4，设置在第一线圈2的底侧，与第一安装面2不接触，触觉反馈激励器3粘接在第二安装面4的底端面上，第一线圈2与触觉反馈激励器的线圈31间的间距为0.4mm，还包括一控制电路，控制电路上设有运算放大器芯片5、DSP6、功率放大器芯片7，运算放大器芯片5、DSP6、功率放大器芯片7依次串联在控制电路中，放大器芯片5的输入端通过控制电路连接触觉反馈激励器的线圈31，放大器芯片5用于接收触觉反馈激励器的感应电动势信号，第一线圈2外接信号发生模块21，信号发生模块为交流电电源，信号发生模块为第一线圈2提供200000Hz、2V的交流电正弦波电信号，第一安装面的底侧外部可设置支架或者罩壳，支架或罩壳对第二安装面进行浮动支撑，支架或外罩的内壁可设置支爪连接第二安装面进行支撑，当第一安装面1下的第一线圈2通入交变电流即正弦波信号时，第一线圈产生磁场，根据双线圈相互感应原理第一线圈2通入交变电流后在触觉反馈激励器的线圈31中产生感应电动势，此时产生的感应电动势比较微弱，不足以被DSP6捕捉，将从第一安装面1上部向下按压，导致第一线圈2和触觉反馈激励器的线圈31的相对位置发生变化，使得触觉反馈激励器的线圈31中感应电动势发生变化，由于每个人的按压力度不一，产生的感应电压也不同，而控制电路的运算放大器芯片5的作用，将触觉反馈激励器的线圈31产生的感应电动势进行运算放大至能够被DSP6捕捉以触发DSP，DSP被触发后，DSP产生驱动信号，驱动信号触发功率放大器芯片7带动触觉反馈激励器工作，触觉反馈激励器产生振动，第一安装面产生振动，被按压人所感受，向下按压第一安装面使两线圈相对位置减小，导致互感系数的变化进而造成触觉反馈激励器的线圈的感应电动势的抬高，同时触觉反馈激励器的线圈内电压交互变化反馈至第一线圈，同样会产生感应电压，进而形成交叉影响，触觉反馈激励器的线圈因磁场之间相互作用产生微弱感应电压，运算放大器芯片可以将此信号进行放大反馈到控制电路中，此电压因为按压人的力道不一而不同，当按压力道高于一定值即两线圈距离减小到一定程度，此时感应电动势足以触发DSP信号，形成振动反馈，通过通电线圈互感原理，通过通电第一线圈产生的交变磁场被触觉反馈激励器中的线圈所感应，产生微弱电压的原理代替现在所用的电容技术的利用人体产生的电流的原理成本大大降低，适合运用于多个领域，本反馈系统的结构简单，便于生产制造，使用成本低。运算放大器芯片可采用RS358S、DSP可采用TMS320C1X/C2X、功率放大器芯片可采用lm324ad，触觉反馈激励器的线圈的感应电动势的大小取决于线圈匝数、几何尺寸、两线圈相对位置等，将触觉反馈激励器的感应电动势放大以触发数字信号处理模块，数字信号处理模块触发功率放大模块，功率放大模块带动触觉反馈激励器工作产生振动，可根据实际所需调整，具有较好的适用性，能够满足多个领域对于触觉震动反馈的需求。本实施例的工作原理如下：第一线圈距触觉反馈激励器的线圈为0.4mm，在第一线圈两端施加交变电压2V时，变化的电场激发磁场，使得触觉反馈激励器的线圈中产生感应电动势，第一线圈产生的磁场为：其中μ0是磁常数，n1是第一线圈匝数，I1是第一线圈中电流，R1是第一线圈的半径，Z是距第一线圈中心点的位移，触觉反馈激励器的线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本电磁感应式触觉反馈系统，其特征在于：具有/n第一安装面，用于接触按压；/n第一线圈，粘接在第一安装面底端面上，产生磁场，第一线圈为横向线圈；/n触觉反馈激励器，设置在第一线圈的底侧，用于产生感应电动势，触觉反馈激励器的线圈沿纵向；/n第二安装面，设置在第一线圈底侧，与第一安装面不接触，触觉反馈激励器粘接在第二安装面的底端面上，第一线圈与触觉反馈激励器的线圈间的间距为0.3-0.5mm，/n运算放大模块，运算放大模块连接有数字信号处理模块，数字信号处理模块连接有功率放大模块，运动放大模块连接触觉反馈激励器的线圈，运算放大模块将触觉反馈激励器的感应电动势放大以触发数字信号处理模块，数字信号处理模块触发功率放大模块，功率放大模块带动触觉反馈激励器工作产生振动。/n

【技术特征摘要】
1.一种低成本电磁感应式触觉反馈系统，其特征在于：具有
第一安装面，用于接触按压；
第一线圈，粘接在第一安装面底端面上，产生磁场，第一线圈为横向线圈；
触觉反馈激励器，设置在第一线圈的底侧，用于产生感应电动势，触觉反馈激励器的线圈沿纵向；
第二安装面，设置在第一线圈底侧，与第一安装面不接触，触觉反馈激励器粘接在第二安装面的底端面上，第一线圈与触觉反馈激励器的线圈间的间距为0.3-0.5mm，
运算放大模块，运算放大模块连接有数字信号处理模块，数字信号处理模块连接有功率放大模块，运动放大模块连接触觉反馈激励器的线圈，运算放大模块将触觉反馈激励器的感应电动势放大以触发数字信号处理模块，数字信号处理模块触发功率放大模块，功率放大模块带动触觉反馈激励器工作产生振动。
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐波，赵峥，吴逸飞，
申请(专利权)人：汉得利常州电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32