[發(fā)明專利]基于特征波的電刺激反饋模擬虛擬地面腳部觸感實現(xiàn)方法

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• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114327068A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 戴經(jīng)國;陳正銘;曾祥燊;鄧文浠;陳欣婷
• 申請（專利權）人: 韶關學院
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 韶關市雷門專利事務所(普通合伙) 44226
• 代理人: 周勝明

1.基于特征波的電刺激反饋模擬虛擬地面腳部觸感實現(xiàn)方法，其特征在于，包括用于實現(xiàn)觸覺模擬的鞋具，所述鞋具內(nèi)設置有多個電極(3)，電極(3)在鞋具內(nèi)的排布與人腳部的形狀匹配，鞋具接收特征波，然后通過電極(3)輸出刺激電壓直接刺激使用者的腳部，實現(xiàn)腳部觸覺的模擬；

其中，特征波由脈沖波、方波、三角波、鋸齒波或正弦波中的一種或多種疊加形成，特征波根據(jù)虛擬場景地形的軟硬程度來模擬腳部觸覺，具體地，當虛擬場景地形越柔軟，則特征波在單位時間內(nèi)頻率越低，波峰越平緩；當虛擬場景地形越堅硬，則特征波在單位時間內(nèi)頻率越高，波峰越尖銳。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征波的頻率范圍是100Hz-2000Hz。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在其中一邊腳部的模擬的特征波中加入噪音，用于模擬在虛擬環(huán)境中的雙腳感覺的差別。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鞋具包括信息接收模塊(2)和模擬模塊，所述信息接收模塊(2)包括藍牙模塊(7)和電源(6)，所述模擬模塊包括鞋子本體和多個電極(3)，多個所述電極(3)設置在鞋子本體內(nèi)壁，且電極(3)的排布與人腳部形狀匹配，所述電源(6)與多個電極(3)電連接；

所述藍牙模塊(7)接收虛擬場景中代表地形的特征波，所述電源(6)根據(jù)藍牙模塊(7)接收到的特征波向電極(3)輸出與特征波相同頻率的電壓，用于刺激腳部進行觸覺模擬。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述信息接收模塊(2)還包括電流監(jiān)測模塊(9)和電壓放大模塊(8)，所述電源(6)分別與藍牙模塊(7)和電流監(jiān)測模塊(9)電連接，所述藍牙模塊(7)和電流監(jiān)測模塊(9)均與電壓放大模塊(8)電連接，所述電流監(jiān)測模塊(9)分別與多個電極(3)電連接；

藍牙模塊(7)接收虛擬場景的地形特征波信息，根據(jù)特征波波形變化產(chǎn)生電壓刺激，電壓刺激經(jīng)過電壓放大模塊(8)將原本的電壓刺激增強，通過電流監(jiān)測模塊(9)控制電流大小不超過人體安全電流。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述信息接收模塊(2)還包括數(shù)碼管(10)和指示燈(12)，所述數(shù)碼管(10)與電壓放大模塊電連接，用于觀察刺激電壓的大小，所述指示燈(12)與電源(6)電連接。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在多個電極(3)前設置有用于調(diào)整電壓大小的電壓調(diào)節(jié)模塊。

8.如權利要求4-7任一項所述的方法，其特征在于，所述鞋子本體至少包括鞋墊(1)，所述電極(3)在鞋墊(1)上的排布對應腳部的腳趾、腳掌、足弓和腳跟。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述鞋墊(1)的側(cè)面至少設置第一綁帶(4)和第二綁帶(5)，所述第一綁帶(4)位于鞋墊(1)本的前端，所述第二綁帶(5)位于鞋墊(1)的中間；

所述信息接收模塊(2)設置有腿部綁帶(13)，用于將信息接收模塊(2)固定在使用者的小腿處。