一种伸缩装置、手持设备及阻尼模拟方法、系统制造方法及图纸

一种伸缩装置，包括壳体和安装在所述壳体上的伸缩部件，还包括阻尼产生装置和驱动控制装置，其中：所述阻尼产生装置固定安装在所述壳体上，且在工作时与所述伸缩部件耦合，用于对所述伸缩部件施加与其运动方向相反的阻力；所述驱动控制装置与所述阻尼产生装置耦合，用于根据阻尼控制信号对应的驱动模式驱动所述阻尼产生装置，从而调节所述阻力的大小。本发明专利技术还提供了包括该伸缩装置的手持设备以及使用该手持设备的阻尼模拟方法和系统，可以在手持设备的虚拟延伸部分碰触到虚拟物体时，更真实地模拟出物体对手持设备产生的阻力。

【技术实现步骤摘要】
一种伸缩装置、手持设备及阻尼模拟方法、系统
本专利技术涉及一种阻尼的产生和控制，更具体地，涉及一种可产生阻尼的伸缩装置、手持设备及阻尼模拟方法、系统。
技术介绍
在立体显示技术中，用户的人机交互已经不再限制于二维空间，为了力求真实感，在三维尺度上的交互必须与视觉效果紧密结合起来。在申请号为CN201110343305.9的中国专利申请中提到，如图1所示。操作棒上具有一个可以伸缩的头部，同时操作棒本身可以测量伸缩部分的长度。当操作棒接触到屏幕并且发生缩入的时候，屏幕内会产生一个操作棒的虚拟的延伸部分，其长度取决于操作棒测量到的缩入长度。如果操作棒伸入屏内距离已经达到预设的屏内视差所虚拟出来的物体时，客户端程序会控制接下来将发生的所有互动更新。为了模拟碰触到屏内虚拟物体时产生的变化的阻尼(或称为阻力)，上述方案提到以力反馈的方式来产生相应的触感，但这种方式所产生的触感与实际阻力产生的感受仍有相当的差距，不能满足真实模拟的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可控阻尼的伸缩装置和手持设备。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种伸缩装置，包括壳体和安装在所述壳体上的伸缩部件，还包括阻尼产生装置和驱动控制装置，其中：所述阻尼产生装置固定安装在所述壳体上，且在工作时与所述伸缩部件耦合，用于对所述伸缩部件施加与其运动方向相反的阻力；所述驱动控制装置与所述阻尼产生装置耦合，用于根据阻尼控制信号对应的驱动模式驱动所述阻尼产生装置，从而调节所述阻力的大小。较佳地，所述阻尼产生装置为一电磁装置或液压伸缩装置或气动伸缩装置。较佳地，所述阻尼产生装置包括在所述伸缩部件上装有永磁体或电磁铁；所述阻尼产生装置还包括位于该永磁体或电磁铁运动轨迹一端外侧的一电磁铁，或者包括分别位于该运动轨迹两端外侧的两个电磁铁，或者包括分别位于该运动轨迹两端外侧的两个电磁铁以及环绕该运动轨迹分布的一个或多个电磁铁；所述驱动控制装置包括所述电磁铁的线圈驱动电路。较佳地，所述可伸缩部件为一动杆，所述电磁铁环绕着所述动杆的运动轨迹设置；所述驱动控制装置还包括信号生成电路，用于根据给定的占空比生成脉宽调制信号；所述线圈驱动电路在所述脉宽调制信号和/或流向信号的作用下，改变输出到相应电磁铁的电流大小和/或方向，从而调节所述阻尼的大小。较佳地，所述阻尼产生装置为一气动伸缩装置，包括动力气室，通过带阀门连接管分别与所述动力气室连通的正压气室和负压气室、将负压气室空气抽至正压气室的正负压交换装置，所述动力气室的输出活塞与所述伸缩部件一端连接或在工作时通过电磁机构吸合，所述动力气室中设有一气压计；所述驱动控制装置包括所述气动伸缩装置的闭环控制电路，用于根据预期气压值和所述气压计检测到的气压值控制正负压交换装置和阀门，使所述动力气室的气压值符合所述预期气压值。较佳地，所述阻尼产生装置为一液压伸缩装置，包括带有两个活塞的液压室、与其中一活塞连接的推动装置，另一活塞与所述伸缩部件一端连接或在工作时通过电磁机构吸合，所述液压室中设有一液压计；所述驱动控制装置包括所述液压伸缩装置的闭环控制电路，用于根据预期液压值和所述液压计检测到的液压值控制所述推动装置的运动，使所述液压室的液压值符合所述预期液压值。相应地，本专利技术提供的一种手持设备，包括上述任一伸缩装置，还包括：检测装置，用于检测所述伸缩部件的姿态、及伸出或缩入长度的信息；通信装置，与所述驱动控制装置电连接，用于接收外部主控装置发送的阻尼信息；及将所述检测装置的检测结果发送给外部主控装置。较佳地，所述通信装置接收的阻尼信息是所述阻尼控制信号，所述通信装置将所述阻尼控制信号传送到所述驱动控制装置；或者所术手持设备还包括：运算装置；所述通信装置接收的阻尼信息是预期阻尼值，所述通信装置将所述预期阻尼值传送到所述运算装置；所述运算装置用于根据所述预期阻尼值，结合驱动控制装置和/或阻尼产生装置的参数计算出相应的阻尼控制信号并传送到所述驱动控制装置。较佳地，所述阻尼产生装置为一电磁装置，所述阻尼控制信号为脉宽调制的占空比信号；或者所述阻尼产生装置为一气动伸缩装置，所述阻尼控制信号为给定的预期气压值；或者所述阻尼产生装置为一液压伸缩装置，所述阻尼控制信号为给定的预期液压值。上述方案通过在壳体上装设阻尼产生装置和及安装相应的驱动设备，可以在伸缩部件运动方向上施加可控的阻力，达到可控阻尼的效果。本专利技术要解决另一的技术问题是提供一种阻尼模拟方法及系统，可以在手持设备的虚拟延伸部分碰触到虚拟物体时，更真实地模拟出物体对手持设备产生的阻力。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种阻尼模拟系统，包括上述任一手持设备，还包括一主控装置和一3D显示设备，其中：3D显示设备，用于通过显示屏显示3D图像，所述3D图像中包括位于所述显示屏内部的屏内虚拟物体；手持设备用于在其伸缩部件碰触到所述显示屏后自由缩入，直到接收到所述主控装置发送的阻尼信息后，根据所述阻尼信息产生对所述伸缩部件缩入的阻力；主控装置用于在所述手持设备的伸缩部件碰触到所述显示屏后，根据所述手持设备检测的所述伸缩部件的姿态和缩入长度的信息生成所述伸缩部件的虚拟延伸部分，如判断所述虚拟延伸部分碰触到屏内虚拟物体，向所述手持设备发送阻尼信息。相应地，本专利技术提供的一种阻尼模拟方法，用于模拟手持设备碰触屏内虚拟物体的过程中的阻力，该方法包括：手持设备的伸缩部件碰触到显示屏后自由缩入；根据检测的所述伸缩部件的姿态和缩入长度的信息生成所述伸缩部件的虚拟延伸部分；判断所述虚拟延伸部分是否碰触到屏内虚拟物体，如碰触到，向所述手持设备发送阻尼信息；所述手持设备根据所述阻尼信息产生对所述伸缩部件缩入的阻力并传递给该手持设备的握持者。上述阻尼模拟方法及系统，可以在手持设备的虚拟延伸部分碰触到虚拟物体时，可以产生实际的阻力，从而更真实地模拟出物体对手持设备产生的阻力。附图说明图1是相关技术中操作棒碰触屏内虚拟物体的场景的示意图；图2是本专利技术实施例一伸缩装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例二伸缩装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例三伸缩装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例四手持设备的模块示意图；图6是本专利技术实施例五阻尼模拟系统的示意图；图7是本专利技术实施例五阻尼模拟方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本专利技术实施方式中的伸缩装置包括壳体和安装在所述壳体上的伸缩部件，还包括阻尼产生装置和驱动控制装置，其中：阻尼产生装置固定安装在所述壳体上，且在工作时与所述伸缩部件耦合，用于对所述伸缩部件施加与其运动方向相反的阻力。该阻尼产生装置可以有很多种，如可以是一电磁装置或液压伸缩装置或气动伸缩装置或机械抱合装置。驱动控制装置与所述阻尼产生装置耦合，用于根据阻尼控制信号对应的驱动模式驱动所述阻尼产生装置，从而调节所述阻力的大小。其中的驱动模式可以由驱动参数(如电流、频率等)、驱动状态(如通断状态、启停状态)等决定。实施例一本实施例伸缩装置中的阻尼产生装置为一电磁式的阻尼产生装置。如图2所示，该伸缩装置包括：伸缩部件101，图中以一动杆作为示例，是整个伸缩装置的轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伸缩装置，包括壳体和安装在所述壳体上的伸缩部件，其特征在于，还包括阻尼产生装置和驱动控制装置，其中：所述阻尼产生装置固定安装在所述壳体上，且在工作时与所述伸缩部件耦合，用于对所述伸缩部件施加与其运动方向相反的阻力；所述驱动控制装置与所述阻尼产生装置耦合，用于根据阻尼控制信号对应的驱动模式驱动所述阻尼产生装置，从而调节所述阻力的大小。

【技术特征摘要】
1.一种伸缩装置，包括壳体和安装在所述壳体上的伸缩部件，其特征在于，还包括阻尼产生装置和驱动控制装置，其中：所述阻尼产生装置固定安装在所述壳体上，且在工作时与所述伸缩部件耦合，用于对所述伸缩部件施加与其运动方向相反的阻力；所述驱动控制装置与所述阻尼产生装置耦合，用于根据阻尼控制信号对应的驱动模式驱动所述阻尼产生装置，从而调节所述阻力的大小。2.如权利要求1所述的伸缩装置，其特征在于：所述阻尼产生装置为一电磁装置或液压伸缩装置或气动伸缩装置。3.如权利要求1所述的伸缩装置，其特征在于：所述阻尼产生装置包括在所述伸缩部件上装有永磁体或电磁铁；所述阻尼产生装置还包括位于该永磁体或电磁铁运动轨迹一端外侧的一电磁铁，或者包括分别位于该运动轨迹两端外侧的两个电磁铁，或者包括分别位于该运动轨迹两端外侧的两个电磁铁以及环绕该运动轨迹分布的一个或多个电磁铁；所述驱动控制装置包括所述电磁铁的线圈驱动电路。4.如权利要求3所述的伸缩装置，其特征在于：所述伸缩部件为一动杆，所述电磁铁环绕着所述动杆的运动轨迹设置；所述驱动控制装置还包括信号生成电路，用于根据给定的占空比生成脉宽调制信号；所述线圈驱动电路在所述脉宽调制信号和/或流向信号的作用下，改变输出到相应电磁铁的电流大小和/或方向，从而调节阻尼的大小。5.如权利要求1所述的伸缩装置，其特征在于：所述阻尼产生装置为一气动伸缩装置，包括动力气室，通过带阀门连接管分别与所述动力气室连通的正压气室和负压气室、将负压气室空气抽至正压气室的正负压交换装置，所述动力气室的输出活塞与所述伸缩部件一端连接或在工作时通过电磁机构吸合，所述动力气室中设有一气压计；所述驱动控制装置包括所述气动伸缩装置的闭环控制电路，用于根据预期气压值和所述气压计检测到的气压值控制正负压交换装置和阀门，使所述动力气室的气压值符合所述预期气压值。6.如权利要求1所述的伸缩装置，其特征在于：所述阻尼产生装置为一液压伸缩装置，包括带有两个活塞的液压室、与其中一活塞连接的推动装置，另一活塞与所述伸缩部件一端连接或在工作时通过电磁机构吸合，所述液压室中设有一液压计；所述驱动控制装置包括所述液压伸缩装置的闭环控制电路，用于根据预期液压值和所述液压计检测到的液压值控制所述推动装置的运动，使所述液压室的液压值符合所述预期液压值。7.一种手持设备，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋凌锋，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：