[实用新型]一种用于笔式力触觉再现装置中的产生突变力的机构

说明书

一种用于笔式力触觉再现装置中的产生突变力的机构，该机构与笔式力触觉再现装置配合使用，包括手握套环模块和夹层套环模块，夹层套环模块内部固定设置有集线模块和卡扣模块，夹层套环模块还包括套筒壁、套筒卡槽、基座和螺纹导孔，手握套环模块通过横梁与套筒卡槽的紧密配合与夹层套环模块呈嵌套分布，横梁穿过套筒卡槽并位于卡扣模块中间，螺纹导孔设置在基座上与套环相对应的位置；还包括导线，导线一端与笔式力触觉再现装置中的电机连接，另一端穿过导孔和卡扣导孔，从而导线的另一端与卡扣模块相连；本实用新型能使用户感觉到突变力，进而很好地表达与移动终端虚拟力触觉再现中图像高度突变而产生的力触觉信息。

技术领域

本实用新型属于力触觉交互领域，特别涉及一种用于笔式力触觉再现装置中的产生突变力的机构。

背景技术

在传统的视听觉人机交互中加入力触觉再现技术，能够有效提高人机交互的真实感和操控性，同时扩展人机交互系统的功能和使用范围。现有技术中已经出现了大量用于移动终端的力触觉再现装置，其中笔式力触觉再现装置以其良好的可操作性和多模式的特点被广泛运用。

韩国的Kyung等人研制了一款基于3×3的超声直线振动电机阵列作为触觉制动器的笔式触觉交互装置Ubi-Pen，该装置通过对3×3的振动阵列进行触觉编码以显示不同的二维形状。Kyung等人设计了一款用于在图形用户界面上高精度操作的触觉交互笔。这支笔由振动电机、冲击发生器、麦克风蓝牙模块等器件组成。其内部有一个质量块能够在电磁激励下发生运动，从而产生一定的冲击感受。该笔在点击、拖拉、滚动等多种屏幕操作手势中给予用户不同的触觉响应，大大提高了用户在图形界面中操作的准确度。Ｌee等人设计了一款对压力敏感的触觉交互笔，通过对用户操作时的压力信号进行采集，从而控制笔尾端的电磁激励器产生触觉振动感。此款触觉交互笔可在与屏幕交互的过程中产生八种模式的振动刺激。国内进入面向移动终端的力触觉交互的研究领域较迟，无论在深度上或者规模上都存在着比较明显的差距，但是，国内对于面向移动终端的力触觉交互的核心技术即力触觉再现及其交互技术已经开展了一些研究。先后有东南大学、清华大学、天津大学、上海交通大学、中科院智能机械研究所、北京航空航天大学等多家单位积极开展了力触觉传感器以及力触觉再现装置等相关方面的研究工作。东南大学韩叶珍等人2015年设计了一套用于移动终端的笔式力触觉交互系统，包括基于机电结构的力触觉交互笔、基于压电陶瓷的力触觉交互笔各一支，以及基于Ａndroid系统的力触觉交互软件一套。该系统主要用于移动终端的图像力触觉交互，使操作者在使用移动终端时能够通过力触觉交互笔获得图像的空间力触觉信息，包括图像高度信息及图像边缘信息，从而增强祿动终端交互时的沉浸感。田磊等人2017年在此基础上设计了多模式的笔式力触觉交互装置，集成了力觉、振动反馈等多种交互模式表达不同的图像信息。

然而，这些已有的笔式力触觉再现装置大多通过振动反馈表达边缘信息，通过渐变的力觉反馈表达图像高度信息，对于表达图像高度突然变化即突变力的信息并没有进行深入研究，而这种突变力信息在笔式力触觉再现过程中是普遍存在的。传统的笔式力觉反馈以及振动反馈并不能很好的表达这类信息，因此需要在现有笔式力触觉装置基础上设计一种新的交互装置配合原有装置表达突变力信息，从而使多模式交互表达的信息更加完整，使与移动终端的力触觉交互更加具有真实感。

本实用新型在现有技术的基础上作出了改进，实用新型了一个与笔式力触觉装置配合使用的机构，使用户感觉到突变力，进而很好地表达与移动终端虚拟力触觉再现中图像高度突变而产生的力触觉信息。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，克服传统的笔式力觉反馈以及振动反馈并不能很好的表达突变力的信息的缺陷。