[發明專利]一種穿戴式振動觸覺體感裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202110308867.3
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113031771B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 李可;郝再軍;魏娜;李光林
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

1.一種穿戴式振動觸覺體感裝置，其特征在于：采用振動反饋機制，將觸覺刺激和本體覺刺激轉化編碼為易被人體感知的振動刺激，振動刺激由穿戴式振動觸覺體感裝置產生；

包括：彈性材質的穿戴件，穿戴件上設有沿穿戴件中心的呈圓形分布的多個振動電機，每個振動電機均與外置控制終端通信連接；

利用所述穿戴式振動觸覺體感裝置，根據預設的輸入刺激強度和輸出振動強度之間的映射關系進行振動電機的振動幅值設定；

設定預設幅值取值范圍，根據振動電機的最小電壓和電壓控制器的額定電壓得到電壓最小幅值；

如果當前輸入刺激強度小于感覺下限閾值，則返回電壓最小幅值；

如果當前輸入刺激強度大于或等于最大輸入刺激強度，則返回預設幅值取值范圍的最大值；

否則，振動幅值為：當前輸入刺激強度與感覺下限閾值的第一差值同最大輸入刺激強度與感覺下限閾值的第二差值的商再同255的乘積；

當輸入刺激為帶有方向性的矢量時，用相鄰的兩個振動電機振動的組合表示刺激的大小和方向；根據振動幅值的大小A和刺激的方向單位矢量[x₀，y₀]，得到振動的電機序號[m₀，m₁]和振動幅值[A₀，A₁]，包括：

根據方向單位矢量計算矢量和x軸夾角：

[m₀,m₁]＝[(α/90)mod4，(α/90)mod4+1]；

[A₀,A₁]＝[Acosα,Asinα]；

其中，α向下取整，所有浮點運算結果均為向下取整；

采用先視覺訓練后無視覺訓練的方式，當實際刺激和目標刺激的跟隨誤差小于預設閾值時，訓練完成。

2.如權利要求1所述的穿戴式振動觸覺體感裝置，其特征在于：

各個振動電機為尺寸和型號相同的圓片振動電機。

3.如權利要求1所述的穿戴式振動觸覺體感裝置，其特征在于：

根據最大輸入刺激強度、感覺下限閾值、振動電機的最小電壓和當前輸入刺激強度，得到振動幅值。

4.如權利要求1所述的穿戴式振動觸覺體感裝置，其特征在于：

控制終端通過微處理器與振動電機連接，控制終端與微處理之間通信的單個數據報文包括3個字節的報頭、2～8個字節的可變長度的振動數據以及一個字節的校驗和。

5.如權利要求1所述的穿戴式振動觸覺體感裝置，其特征在于：

將振動裝置的振幅主動從零連續增大，以使用者能夠最低限度的感覺到振動時的振幅為振動輸出的強度下限。