本发明专利技术公开了一种多方位指尖平面触觉反馈装置，包括平面触觉反馈执行器，平面触觉反馈执行器包括卡座和反馈机构，卡座内设有卡孔和容纳腔，卡孔的一端贯穿卡座，卡孔的另一端与容纳腔相连通，反馈机构包括多个反馈件，多个反馈件分别设置于容纳腔的腔壁，反馈件包括依次相连接的基座、气囊块和挡板。本发明专利技术结构简单；能够实现对手指触碰的触碰力大小的调节；通过设置五对通电线圈，彼此之间可进行力反馈矢量合成，进而实现对手指远节指全方位方向的力反馈；通电线圈产生的力反馈方向可与挡板对手指远节指的触觉反馈方向进行一致，给执行者手指传递真实的触碰感。行者手指传递真实的触碰感。行者手指传递真实的触碰感。
【技术实现步骤摘要】
一种多方位指尖平面触觉反馈装置
[0001]本专利技术涉及人机交互
，尤其涉及一种多方位指尖平面触觉反馈装置。
技术介绍
[0002]在人类与自然客观世界接触的过程当中，人类的触觉感知反馈系统提供了其他感知系统(视觉或者听觉等)所不具有的双向的信息和能量的交互，让人类在探索未知世界的过程当中，获得了一种独特的、重要的、不可或缺的交互方式，使得人类对于未来更是充满信心和好奇。
[0003]虚拟现实(virtual reality，VR)的概念提出之后，这是一个以计算机为核心的新世界的探索。结合计算机和相关的科学技术生成视、听、触、感与自然世界高度相似的虚拟数字化世界。利用3D视觉效果让体验者感受更为逼真的视觉效果，在此基础之上，让体验者进入特质环境，将相关的设备穿戴到身上，与数字化虚拟世界进行真实交互，让体验者产生身临其境的感受。近年来，元宇宙概念的提出更是彻底打开了人机交互方式探索的大门，依赖“虚拟现实AR/VR”可穿戴设备接入，通过建立一个新的“平行世界”的平台，利用3D技术虚拟化活动场景，创造个性化沉浸式内容提供体积视频软件解决方案，将高端沉浸式内容带给体验者。
[0004]1965年，Sutherland I首次提到了力反馈设备对于虚拟现实发展极有意义。虚拟现实强调沉浸感、交互性和构想性，这决定了它不同于传统的二维人机对话方式的交互。三维交互能够増强用户对虚拟环境的感知，提供自然的交互，是虚拟现实最重要的交互方式。力触觉反馈装置是能够带给体验者触觉和力觉信息且双向信息反馈传递的系统，它能够大大的增加虚拟世界带给体验者的真实感和沉浸感。基于视觉和听觉的基础之上，人在虚拟世界当中与物体接触所带来的触觉通过力反馈系统真实的传递给现实当中的人，人再接受信息，处理信息，依据信息，进一步在虚拟世界当中进行探索，这更是拓展了虚拟现实等技术的应用领域。近年来，力触觉反馈系统在医学、航空航天、工厂制造、机器操作以及游戏领域有广泛的应用。
[0005]现在对于沉浸式虚拟开发注重于反馈方面，最初开发从可穿戴式设备(手套等)开始研究，反馈手套就是基于数据姿态手套，在手指尖和手掌等位置加上触觉反馈单元构成的。在人机交互的过程当中，当操作者的虚拟手接触到虚拟环境当中的物体时，通过接触可以传递信号，进行信号转换，通过反馈单元的作用，它能够模拟虚拟世界中的情形，在人手相应位置产生震动的触觉反馈，从而产生与虚拟世界进行交互的感觉，即得到所谓的“沉浸感”。
[0006]当戴上带力反馈数据手套抓取虚拟物体时，数据手套应能产生使人手向外运动的力，这个力的大小和方向必须和真实物体存在时对人手产生的力的大小和方向相同，从而达到沉浸式体验。
[0007]作为一种典型的可穿戴式的人机交互设备，数据手套是柔性材料制作，在手套上面集成传感器以此来采集手部的姿势以及手指关节的数据，通过这些数据不仅可以检测手
部动作而且可以百分之百还原手部在虚拟世界的样子，达到现实与虚拟的一致，目前市面上已经有许多数据手套商品化并且用于研究。
[0008]现有反馈装置针对于手指抓握、触碰等方面进行研究，手指触碰物体表面，手指远节指以不同的方位和姿态触碰物体的过程当中，手指远节指与物体表面接触的部位在手指远节指表面分布的位置不同。传统指尖反馈装置当中仅局限于手指远节指底部的力触觉反馈信息，通常忽略前、侧、前下等手指远节指不同部位的触觉反馈的重要性，使得反馈不准确，不真实。
技术实现思路
[0009]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种多方位指尖平面触觉反馈装置。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0011]一种多方位指尖平面触觉反馈装置，包括平面触觉反馈执行器，所述平面触觉反馈执行器包括卡座和反馈机构，所述卡座内设有卡孔和容纳腔，所述卡孔的一端贯穿所述卡座，所述卡孔的另一端与所述容纳腔相连通，所述反馈机构包括多个反馈件，多个所述反馈件分别设置于所述容纳腔的腔壁，所述反馈件包括依次相连接的基座、气囊块和挡板。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述容纳腔的腔壁包括前腔壁、左腔壁、右腔壁、下腔壁，所述多个反馈件包括前反馈件、左反馈件、右反馈件、下反馈件，所述前反馈件、左反馈件、右反馈件、下反馈件分别设置在所述前腔壁、左腔壁、右腔壁、下腔壁上。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述前反馈件包括前侧反馈件、倾斜设置的前下反馈件，所述前侧反馈件、前下反馈件分别对着所述指尖的前侧、前下侧，所述左反馈件包括均倾斜设置的左上反馈件、左下反馈件，所述左上反馈件的挡板、左下反馈件的挡板分别对着指尖的左上侧、左下侧，所述右反馈件包括均倾斜设置的右上反馈件、右下反馈件，所述右上反馈件的挡板、右下反馈件的挡板分别对着指尖的右上侧、右下侧。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，还包括内部中空的外壳，所述卡座设于所述外壳内，所述卡座的外壁设置有第一通电线圈组，所述外壳的内壁设置有第二通电线圈组。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述卡座的外壁包括外前壁、外左壁、外右壁、外上壁、外下壁，所述第一通电线圈组包括第一前通电线圈、第一左通电线圈、第一右通电线圈、第一上通电线圈、第一下通电线圈，所述外壳的内壁包括内前壁、内左壁、内右壁、内上壁、内下壁，所述第二通电线圈组包括第二前通电线圈、第二左通电线圈、第二右通电线圈、第二上通电线圈、第二下通电线圈，第一前通电线圈、第一左通电线圈、第一右通电线圈、第一上通电线圈、第一下通电线圈分别与所述第二前通电线圈、第二左通电线圈、第二右通电线圈、第二上通电线圈、第二下通电线圈对应设置。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述第一前通电线圈、第一左通电线圈、第一右通电线圈、第一上通电线圈、第一下通电线圈分别设置在所述外前壁、外左壁、外右壁、外上壁、外下壁上，所述第二前通电线圈、第二左通电线圈、第二右通电线圈、第二上通电线圈、第二下通电线圈分别设置在所述内前壁、内左壁、内右壁、内上壁、内下壁上。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述外壳的内后壁设置有与所述外壳内部相连通的通孔。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述卡座的外左壁、外右壁、外上壁、外下壁均设置有
第一支块，所述第一支块开设有第一连接孔，所述外壳的内左壁、内右壁、内上壁、内下壁均设置有第二支块，所述第二支块开设有第二连接孔。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述外壳包括外壳本体、设置在所述外壳本体上的壳盖。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)结构简单，结合挡板的触觉反馈和通电线圈相互排斥的力反馈，同时确保手指远节指触碰物体表面所反馈到执行者手指远节指的触碰部位准确。
[0022](2)可针对手指远节指不同部位触碰物体，在现实当中实现其相应接触信息部位的触觉反馈，提高触觉信息反馈传递的准确性。
[0023](3)可通过气囊块充气多少，实现对手指触碰的触碰力大小的调节。
[0024]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多方位指尖平面触觉反馈装置，其特征在于，包括平面触觉反馈执行器，所述平面触觉反馈执行器包括卡座和反馈机构，所述卡座内设有卡孔和容纳腔，所述卡孔的一端贯穿所述卡座，所述卡孔的另一端与所述容纳腔相连通，所述反馈机构包括多个反馈件，多个所述反馈件分别设置于所述容纳腔的腔壁，所述反馈件包括依次相连接的基座、气囊块和挡板。2.根据权利要求1所述的一种多方位指尖平面触觉反馈装置，其特征在于，所述容纳腔的腔壁包括前腔壁、左腔壁、右腔壁、下腔壁，所述多个反馈件包括前反馈件、左反馈件、右反馈件、下反馈件，所述前反馈件、左反馈件、右反馈件、下反馈件分别设置在所述前腔壁、左腔壁、右腔壁、下腔壁上。3.根据权利要求2所述的一种多方位指尖平面触觉反馈装置，其特征在于，所述前反馈件包括前侧反馈件、倾斜设置的前下反馈件，所述前侧反馈件、前下反馈件分别对着指尖的前侧、前下侧，所述左反馈件包括均倾斜设置的左上反馈件、左下反馈件，所述左上反馈件的挡板、左下反馈件的挡板分别对着所述指尖的左上侧、左下侧，所述右反馈件包括均倾斜设置的右上反馈件、右下反馈件，所述右上反馈件的挡板、右下反馈件的挡板分别对着指尖的右上侧、右下侧。4.根据权利要求2或3所述的一种多方位指尖平面触觉反馈装置，其特征在于，还包括内部中空的外壳，所述卡座设于所述外壳内，所述卡座的外壁设置有第一通电线圈组，所述外壳的内壁设置有第二通电线圈组。5.根据权利要求4所述的一种多方位指尖平面触觉反馈装置，其特征在于，所述卡座的外壁包括外前壁、外左壁、外右壁、外上壁、外下...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，戴志伟，朱铭鲁，贾惠斌，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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