[發明專利]柔性觸覺反饋電子設備及觸覺反饋方法

在審

• 申請號: 202010611016.1
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111796717A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 吳俊;段升順
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/01;B06B1/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于，包括上封裝層(1)，柔性電路層(2)和下封裝層(3)；所述柔性電路層(2)包括位于上層的儲能及控制模塊(21)、柔性電路板(22)以及壓電振動陣列(23)，所述控制模塊(21)位于柔性電路板(22)的上表面，所述壓電振動陣列(23)位于柔性電路板(22)的下表面，所述控制模塊(21)和壓電振動陣列(23)通過柔性電路板(22)的電子線路連接。

2.根據權利要求1所述的柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于：所述儲能及控制模塊(21)包括電路控制模塊，所述電路控制模塊和下層的壓電振動陣列(23)連接；電路控制模塊通過無線通信協議獲取待反饋物體的形狀，針對不同的形狀，控制壓電振動陣列(23)以不同的模式進行振動，實現不同形狀物體的觸覺感知模擬。

3.根據權利要求2所述的柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于：所述儲能及控制模塊(21)還包括用于實現無線供能的無線能量收集模塊和能量存儲模塊；所述無線能量收集模塊和能量存儲模塊連接，所述能量存儲模塊連接和電路控制模塊連接；

所述無線能量收集模塊包括送電線圈和受電線圈，采用電磁感應的方式實現無線供電。

4.根據權利要求3所述的柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于：所述能量存儲模塊為柔性超級電容器。

5.根據權利要求2任一所述的柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于：所述電路控制模塊包括一個或多個SOC系統，所述SOC系統由能量存儲模塊供電，各個SOC系統的下層分別設有與之對應的壓電振動陣列(23)，所述壓電振動陣列(23)包括多個壓電單元，用于模擬不同形狀物體的觸覺感知。

6.一種基于如權利要求5所述柔性觸覺反饋電子設備的物體觸覺反饋方法，其特征在于，當所述電路控制模塊包括一個SOC系統時，包括如下內容：

(1)SOC系統通過無線通信協議獲取某特定形狀物體所對應的壓電單元振動模式的編碼信息；

(2)按照該編碼信息，SOC系統控制其壓電振動陣列(23)中的相關壓電單元進行振動從而在皮膚上產生相應的觸覺形狀。

7.一種基于如權利要求5所述柔性觸覺反饋電子設備的物體觸覺反饋方法，其特征在于，當所述電路控制模塊包括多個SOC系統時，包括如下內容：

(1)在通信協議約束下，由每個SOC系統的解碼軟件從整個通訊編碼信息中解碼出各自壓電單元振動模式的編碼信息；

(2)不同的SOC系統同時控制各自的壓電振動陣列進行振動，其中，每一個SOC系統分時控制其壓電振動陣列(23)中的相關壓電單元進行振動；所有SOC系統協同合作從而在皮膚上產生相應的觸覺形狀。

8.根據權利要求1所述的柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于，所述上封裝層采用納米纖維紡織材料。

9.根據權利要求2所述的柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于：所述壓電振動陣列(23)采用無機壓電陶瓷，壓電半導體，有機壓電材料，分子鐵電材料和鐵電駐極體或具有優異壓電性能的復合材料制備而成。

10.根據權利要求1所述的柔性觸覺反饋電子設備，其特征在于，所述下封裝層采用柔性有機高分子聚合物。