[實用新型]一種用于筆式力觸覺再現裝置中的產生突變力的機構

有效

• 申請號: 201821842321.6
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN208834261U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 田磊;陳大鵬;邵知宇
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

一種用于筆式力觸覺再現裝置中的產生突變力的機構，該機構與筆式力觸覺再現裝置配合使用，包括手握套環模塊和夾層套環模塊，夾層套環模塊內部固定設置有集線模塊和卡扣模塊，夾層套環模塊還包括套筒壁、套筒卡槽、基座和螺紋導孔，手握套環模塊通過橫梁與套筒卡槽的緊密配合與夾層套環模塊呈嵌套分布，橫梁穿過套筒卡槽并位于卡扣模塊中間，螺紋導孔設置在基座上與套環相對應的位置；還包括導線，導線一端與筆式力觸覺再現裝置中的電機連接，另一端穿過導孔和卡扣導孔，從而導線的另一端與卡扣模塊相連；本實用新型能使用戶感覺到突變力，進而很好地表達與移動終端虛擬力觸覺再現中圖像高度突變而產生的力觸覺信息。

技術領域

本實用新型屬于力觸覺交互領域，特別涉及一種用于筆式力觸覺再現裝置中的產生突變力的機構。

背景技術

在傳統的視聽覺人機交互中加入力觸覺再現技術，能夠有效提高人機交互的真實感和操控性，同時擴展人機交互系統的功能和使用范圍。現有技術中已經出現了大量用于移動終端的力觸覺再現裝置，其中筆式力觸覺再現裝置以其良好的可操作性和多模式的特點被廣泛運用。

韓國的Kyung等人研制了一款基于3×3的超聲直線振動電機陣列作為觸覺制動器的筆式觸覺交互裝置Ubi-Pen，該裝置通過對3×3的振動陣列進行觸覺編碼以顯示不同的二維形狀。Kyung等人設計了一款用于在圖形用戶界面上高精度操作的觸覺交互筆。這支筆由振動電機、沖擊發生器、麥克風藍牙模塊等器件組成。其內部有一個質量塊能夠在電磁激勵下發生運動，從而產生一定的沖擊感受。該筆在點擊、拖拉、滾動等多種屏幕操作手勢中給予用戶不同的觸覺響應，大大提高了用戶在圖形界面中操作的準確度。Ｌee等人設計了一款對壓力敏感的觸覺交互筆，通過對用戶操作時的壓力信號進行采集，從而控制筆尾端的電磁激勵器產生觸覺振動感。此款觸覺交互筆可在與屏幕交互的過程中產生八種模式的振動刺激。國內進入面向移動終端的力觸覺交互的研究領域較遲，無論在深度上或者規模上都存在著比較明顯的差距，但是，國內對于面向移動終端的力觸覺交互的核心技術即力觸覺再現及其交互技術已經開展了一些研究。先后有東南大學、清華大學、天津大學、上海交通大學、中科院智能機械研究所、北京航空航天大學等多家單位積極開展了力觸覺傳感器以及力觸覺再現裝置等相關方面的研究工作。東南大學韓葉珍等人2015年設計了一套用于移動終端的筆式力觸覺交互系統，包括基于機電結構的力觸覺交互筆、基于壓電陶瓷的力觸覺交互筆各一支，以及基于Ａndroid系統的力觸覺交互軟件一套。該系統主要用于移動終端的圖像力觸覺交互，使操作者在使用移動終端時能夠通過力觸覺交互筆獲得圖像的空間力觸覺信息，包括圖像高度信息及圖像邊緣信息，從而增強祿動終端交互時的沉浸感。田磊等人2017年在此基礎上設計了多模式的筆式力觸覺交互裝置，集成了力覺、振動反饋等多種交互模式表達不同的圖像信息。

然而，這些已有的筆式力觸覺再現裝置大多通過振動反饋表達邊緣信息，通過漸變的力覺反饋表達圖像高度信息，對于表達圖像高度突然變化即突變力的信息并沒有進行深入研究，而這種突變力信息在筆式力觸覺再現過程中是普遍存在的。傳統的筆式力覺反饋以及振動反饋并不能很好的表達這類信息，因此需要在現有筆式力觸覺裝置基礎上設計一種新的交互裝置配合原有裝置表達突變力信息，從而使多模式交互表達的信息更加完整，使與移動終端的力觸覺交互更加具有真實感。

本實用新型在現有技術的基礎上作出了改進，實用新型了一個與筆式力觸覺裝置配合使用的機構，使用戶感覺到突變力，進而很好地表達與移動終端虛擬力觸覺再現中圖像高度突變而產生的力觸覺信息。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，克服傳統的筆式力覺反饋以及振動反饋并不能很好的表達突變力的信息的缺陷。