[發明專利]一種虛擬現實觸覺反饋交互系統

在審

• 申請號: 201810852405.6
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108874150A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 舒琳;彭謙;徐向民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

1.一種虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，包括：

頭顯模塊：用于提供虛擬場景下的觸覺交互環境；

存儲模塊：與頭顯模塊連接，用于存儲不同觸覺交互環境與不同觸覺反饋參數之間的對應關系；存儲模塊包括相應的驅動電路，用于產生表征當前虛擬場景參數的電信號；不同觸覺交互環境與不同觸覺反饋參數之間的對應關系為不同電信號與不同觸覺反饋參數之間的對應關系；

設有多個電刺激通道的電刺激設備：與存儲模塊連接，用于根據接收到的不同電信號，控制各個電刺激通道輸出電流脈沖的頻率脈寬參數，并將電流脈沖輸出至時分復用電路；

時分復用電路：與電刺激設備連接，用于接收電刺激設備輸出的相應電流脈沖，并通過選擇控制不同的輸出通道，得到不同觸覺感受器的最優刺激范式；將相應的電流脈沖進行時-空間上的脈寬頻率組合，并輸出至柔性電極陣列；

柔性電極陣列：與時分復用電路連接，用于輸出相應的電刺激脈沖。

2.根據權利要求1所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，所述柔性電極陣列包括基底和布設于基底上的若干觸點電極，每個觸點電極與一路相應的電刺激通道連接；每個電刺激通道由電刺激設備控制通斷，實現對不同的觸點電極施加不同極性的電流；對電刺激通道進行選通設置，以激活不同的觸點電極，在柔性電極陣列的基底形成不同形狀的刺激電場，從而在柔性電極陣列上產生不同形狀的刺激區域。

3.根據權利要求1所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，所述柔性電極陣列包括一由布料制成的基底，布料表面附有若干個柔性干式觸點電極，柔性干式觸點電極采用柔性導電織物材料并均勻分布于整個基底。

4.根據權利要求2或3所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，柔性電極陣列的觸點電極大小相等，觸點電極采用等間距方式排列。

5.根據權利要求2或3所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，柔性電極陣列的觸點電極大小不等，觸點電極采用大小觸點電極交叉等間距方式排列。

6.根據權利要求2或3所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，柔性電極陣列的表面覆蓋一帶電極穿孔的柔性絕緣材料，柔性絕緣材料的厚度不小于0.5mm，柔性絕緣材料上設有電極穿孔，且電極穿孔比觸點電極根部的面積小。

7.根據權利要求2或3所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，柔性電極陣列的工作模式包括：

模式1：電刺激設備輸出一路正電流恒流脈沖給柔性電極陣列，僅單個觸點電極輸出電刺激脈沖，對單個皮膚感受器進行刺激；

模式2：電刺激設備輸出多路正電流恒流脈沖給柔性電極陣列，多個觸點電極同時輸出電刺激脈沖，對不同的皮膚感受器進行刺激；

模式3：電刺激設備輸出正電流恒流脈沖經隔離器調節電流大小方向，改變柔性電極陣列的觸點電極的電流權重，保持正負電流電極數量不定但正負電流電極上電流大小的總和相等的原則，對不同的皮膚感受器進行刺激。

8.根據權利要求1所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，所述時分復用電路包括相連接的TDM復用器和TDM解復器；TDM復用器中包括一個同步旋轉開關，同步旋轉開關按一定抽樣頻率旋轉，依次對輸入信號抽樣。

9.根據權利要求1所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，所述電刺激設備基于不同的電信號，控制各個電刺激通道輸出相應的多通道電流脈沖，其中每個電刺激通道采用改變電流脈沖頻率固定其脈寬或改變電流脈沖脈寬固定其頻率的方式輸出電流脈沖。

10.根據權利要求9所述的虛擬現實觸覺反饋交互系統，其特征在于，所述電流脈沖為雙極正脈沖或雙極負脈沖。