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专利号: 2021104003456
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统,其特征在于,包括场景计算机(1)以及分别与其通讯连接的显示终端(3)、触觉模拟和反馈装置(2),所述触觉模拟和反馈装置(2)佩戴在用户肢体上,它包括微处理器(201)以及分别与其连接的第二通信模块(202)、定位模块(205)和皮肤触觉模拟模块(203);皮肤触觉模拟模块(203)根据显示终端展示的场景和用户的肢体位置,对皮肤触觉模拟模块接触的皮肤产生不同的压力、剪切力,模拟出用户触摸场景中物体的触感;

所述皮肤触觉模拟模块(203)包括穿戴在用户肢体上的纤维布(2031)以及纤维布孔中布置的触觉片(2036),触觉片(2036)外部设有与纤维布固定连接的限位环(2032),触觉片(2036)四周多个连接点与沿限位环(2032)均匀分布的纤维绳(2033)的末端连接,纤维绳(2033)远离触觉片端与细管中的微型活塞(2034)固定连接,细管(2035)与液压机构连接,细管(2035)中充满液压流体,在液压机构的驱动下,触觉片(2036)四周不同方向的细管中液压流体具有不同的压强,使得不同方向的与细管中活塞连接的纤维绳产生不同的拉力,触觉片(2036)在不同方向纤维绳的不同大小的拉力的作用下,对与其接触的用户体皮肤产生压力和剪切力。

2.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统,其特征在于,所述触觉模拟和反馈装置(2)还包括生理信号模块(208),生理信号模块(208)包括分别与微处理器连接的血压传感器、肌电传感器和脑电传感器。

3.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统,其特征在于,所述触觉模拟和反馈装置(2)还包括微型液压模块(204),细管(2035)与微型液压模块的细管接头(2041)连接。

4.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统,其特征在于,所述触觉模拟和反馈装置(2)还包括与微处理器连接的陀螺仪传感器(207)。

5.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统,其特征在于,所述显示终端为VR头盔。

6.如权利要求2‑5任意一项所述的虚拟场景体验系统的方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:场景计算机通过显示终端向用户展示虚拟场景,用户佩戴触觉模拟和反馈装置与场景计算机进行交互;

步骤2:场景计算机捕捉用户在虚拟场景中的触摸行为;

步骤3:根据用户的触摸对象,场景计算机控制触觉模拟和反馈装置,在用户身上产生触觉体验;

步骤4:触觉模拟和反馈装置的生理信号模块采集用户的生理信号;

步骤5:根据实时采集的用户的生理信号,判断用户的情绪。

7.一种皮肤触觉模拟装置,其特征在于,它包括穿戴在用户肢体上的纤维布(2031)以及纤维布孔中布置的触觉片(2036),触觉片(2036)外部设有与纤维布固定连接的限位环(2032),触觉片(2036)四周多个连接点与沿限位环(2032)均匀分布的纤维绳(2033)的末端连接,纤维绳(2033)远离触觉片端与细管中的微型活塞(2034)固定连接,细管(2035)与液压机构连接,细管(2035)中充满液压流体,在液压机构的驱动下,触觉片(2036)四周不同方向的细管中液压流体具有不同的压强,使得不同方向的与细管中活塞连接的纤维绳产生不同的拉力,触觉片(2036)在不同方向纤维绳的不同大小的拉力的作用下,对与其接触的用户体皮肤产生压力和剪切力。