[发明专利]指尖触觉性能测试实验装置

说明书

本发明公开了一种指尖触觉性能测试实验装置。触摸组件装在机架顶部中间的通槽中，触摸组件下方设有测试件。测试件固定在前后移动模块上，前后移动模块安装在左右移动模块上，左右移动模块安装在竖直移动模块上，竖直移动模块、左右移动模块和前后移动模块构成三自由运动平台，实现精细运动；触摸组件上的众多触点圆柱杆与测试件上表面相接触，随着测试件的三维运动，以点阵形状呈现出测试件上表面的外形轮廓。指尖通过触觉感知触点刺激(触点高度、点阵密度和触点高度落差)来辨识点阵形状。本发明能够满足手指主动触摸和手指被动感受这两种交互模式，提供精细的触点刺激，可以用于指尖触觉性能的测试实验。

技术领域

本发明涉及触觉显示技术领域，特别是涉及了一种指尖触觉性能测试实验装置。

背景技术

目前点阵式触觉显示器无论在装置成本，还是在识别正确率和识别速度等方面遇到了严峻的挑战，与应用需求和期望仍然存在着较大差距。主要原因在于点阵式触觉显示器提供的触点刺激与指尖触觉性能之间没能较好的匹配，导致指尖识别图文的错误率高、效率低、体验感差。

目前人们还不知道点阵密度、触点高度、触点高度落差对指尖触觉识别形状的影响，本发明旨在提供一种指尖触觉性能测试实验装置，可以生成不同的触点高度、点阵密度和触点高度落差等触点刺激，让指尖通过触觉感知触点刺激来辨识点阵形状，进而分析评价指尖的触觉性能。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种指尖触觉性能测试实验装置，能够提供触点高度、点阵密度和触点高度落差等刺激，满足手指主动触摸和手指被动感受这两种交互模式，实验研究指尖识别形状的触觉性能，具有一定的通用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种指尖触觉性能测试实验装置：

装置包括机架、竖直移动模块、左右移动模块、前后移动模块、触摸组件和测试件；触摸组件安装在机架上，触摸组件下方设有测试件，测试件固定在前后移动模块上，前后移动模块安装在左右移动模块上，左右移动模块安装在竖直移动模块上，竖直移动模块、左右移动模块和前后移动模块构成三自由运动平台，测试件在三自由运动平台带动下实现上下、左右和前后的精细运动。

所述的机架顶部中间开有通槽，所述触摸组件安装在通槽中。

所述的触摸组件包括有多块触摸底板和五种不同直径的触点圆柱杆；各块触摸底板中部开有不同直径和间距的若干小孔，同一触摸底板上的小孔的直径和间距相同，触点圆柱杆间隙配合安装在小孔中；触摸底板上的小孔直径设置有1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm和2.0mm的五种不同直径，每种直径下触摸底板上的小孔的间距设置有1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm的四种，小孔按照方形阵列排布，每种直径及其对应的间距下的小孔数量设置有40*40=1600个、30*30=900个、24*24=576个和20*20=400个的多种；五种不同直径的触点圆柱杆和触摸底板上的小孔直径的设置相吻合，也设置有1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm和2.0mm的五种直径，每种直径的触点圆柱杆均有两种长度30和60mm，触点圆柱杆的两端均为半球形结构，触点圆柱杆的中部为阶梯圆柱轴结构，阶梯圆柱轴结构的上端为大端且直径大于触摸底板上的小孔直径，阶梯圆柱轴结构的下端为小端且直径小于触摸底板上的小孔直径，使得触点圆柱杆依靠自身重力悬挂在触摸底板上的小孔内。

本发明通过触摸组件上的众多触点圆柱杆与测试件上表面相接触，随着测试件的三维运动，以点阵形状呈现出测试件上表面的外形轮廓。指尖通过触觉感知触点刺激（触点高度、点阵密度和触点高度落差）来辨识点阵形状。

结合触摸底板上的小孔直径、间距和阵列排布数量，共形成具有16种不同点阵密度的触摸底板与其对应的触点圆柱杆，即形成16种不同点阵密度的触摸组件。