[實用新型]一種溫度和振動多元觸覺生成裝置

有效

• 申請號: 201921845465.1
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN210605423U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 楊文珍;李思儒;吳新麗;王效琦;童新宇
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01K7/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本實用新型公開了一種溫度和振動多元觸覺生成裝置。包括上位機、電源模塊、下位機控制平臺、藍牙通訊模塊、振動模塊、帕爾貼模塊、帕爾貼驅動模塊、溫度傳感模塊和溫度顯示模塊，按照上位機虛擬場景要求，通過配對的藍牙模塊向下位機控制平臺傳送控制信息，下位機控制平臺接受信息后驅動振動模塊和帕爾貼模塊產生不同的振動感或者冷熱感，模擬出溫度和振動的感受，并且在溫度顯示模塊顯示出當前溫度，增強人機交互的真實性。本實用新型裝置成本低，體積小，響應速度快，執行元件變化模式多樣，可為用戶體驗虛擬場景提供豐富的觸覺感受。

技術領域

本實用新型屬于虛擬現實和人機交互領域，具體涉及一種溫度和振動多元觸覺生成裝置。

背景技術

隨著社會發展和進步，虛擬現實技術廣泛應用于眾多領域，其真實宏大的視覺體驗令人嘆為觀止。但是傳統的虛擬場景往往只能給予用戶視覺刺激，包括振動、溫度感覺在內的觸覺感受并不能傳遞給用戶。這樣的現實情況不僅是使用戶的體驗變差，更限制了虛擬現實技術的應用和發展。用戶在體驗虛擬場景的同時，除了逼真的視覺效果，還希望能夠真實地感受到虛擬環境的振動和溫度變化，更好、更真實地進行人機交互。

實驗教學作為自然科學教學中非常重要的一個方面，常受制于實驗材料昂貴，實驗過程危險等許多特殊條件，因此存在“做不上，做不好，做不了”等問題。研發出一種能夠在安全環境中真實感受到實驗現象、實驗感受的裝置具有很強的現實意義。

實用新型內容

為了解決背景技術中存在的問題，本實用新型提供了一種溫度和振動多元觸覺生成裝置。上位機向下位機發送信號，經過控制器的解讀之后，驅動相對應的執行元件產生不同的振動或者冷熱的溫度感覺，從而實現虛擬場景中觸覺的再現，使用戶獲得更真實的體驗。

本實用新型采取的技術方案是：

本實用新型包括上位機、電源模塊、下位機控制平臺、帕爾貼驅動模塊、帕爾貼模塊、藍牙通訊模塊、振動模塊、溫度傳感模塊和溫度顯示模塊，下位機控制平臺包括主控制器和電源接口電路，上位機通過藍牙通訊模塊與下位機控制平臺無線連接，電源模塊通過電源接口電路與主控制器連接，振動模塊、帕爾貼驅動模塊、溫度傳感模塊、溫度顯示模塊均與主控制器相連，帕爾貼模塊與帕爾貼驅動模塊相連。電源模塊經過電源接口電路向主控制器和藍牙模塊供電。

上位機顯示場景動畫，場景動畫中事先寫入的與場景動畫相關的溫度數據和振動數據經由藍牙通訊模塊發送至下位機控制平臺，下位機控制平臺中的主控制器讀取數據后解碼產生數字信號，數字信號驅動振動模塊產生振動或通過帕爾貼驅動模塊驅動帕爾貼模塊產生溫度變化；溫度傳感模塊檢測到帕爾貼模塊表面的溫度并將該溫度的模擬信號傳輸給主控制器，主控制器將模擬信號轉換為數字信號后通過溫度顯示模塊顯示溫度傳感模塊檢測到的帕爾貼模塊表面的溫度

所述振動模塊包括兩引腳的振動片L1、L2、L3、L4、L5、R1、R2、R3、R4、R5，3.5mm耳機插頭和四引腳的音視頻連接器AUDIO1、AUDIO2、AUDIO3、AUDIO4、AUDIO5、AUDIO6、AUDIO7、AUDIO8、AUDIO9、AUDIO10；每一枚振動片的兩個引腳分別與一個3.5mm耳機插頭的地線和左聲道線連接，每個3.5mm耳機插頭的地線和左聲道線分別與一個音視頻連接器的引腳4和引腳2連接；振動片L1、L2、L3、L4、L5、R1、R2、R3、R4、R5通過3.5mm耳機插頭分別與音視頻連接器AUDIO1、AUDIO2、AUDIO3、AUDIO4、AUDIO5、AUDIO6、AUDIO7、AUDIO8、AUDIO9、AUDIO10對應連接；音視頻連接器AUDIO5、AUDIO4、AUDIO3、AUDIO2、AUDIO1、AUDIO6、AUDIO7、AUDIO8、AUDIO9、AUDIO10的引腳2分別與主控制器的PE4引腳、PE5引腳、PG5引腳、PE3引腳、PH3引腳、PH4引腳、PH5引腳、PH6引腳、PB4引腳、PB5引腳，AUDIO1-AUDIO10的引腳4均連接至主控制器的GND1引腳。