本發明專利技術公開了一種力觸覺的測量裝置和方法，屬于虛擬現實領域。其由六自由度力傳感器、觸覺再現屏幕、彈簧底座、固定平臺、橫向導軌、指帶、縱向導軌、橫向步進電機、縱向步進電機和支架構成。通過本裝置，可以讓手指在觸覺再現屏幕上勻速運動，準確測量手指在觸覺再現屏幕上的觸覺力，本裝置具有易于實現、成本低、精度高等優點，可應用于觸覺再現的力觸覺測量中。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種力觸覺的測量裝置和方法，屬于虛擬現實領域。其由六自由度力傳感器、觸覺再現屏幕、彈簧底座、固定平臺、橫向導軌、指帶、縱向導軌、橫向步進電機、縱向步進電機和支架構成。通過本裝置，可以讓手指在觸覺再現屏幕上勻速運動，準確測量手指在觸覺再現屏幕上的觸覺力，本裝置具有易于實現、成本低、精度高等優點，可應用于觸覺再現的力觸覺測量中。【專利說明】
本專利技術屬于虛擬現實領域，具體涉及。
技術介紹
觸覺再現在教育、網絡購物、盲人視圖、遠程醫療等領域有著重要作用，能夠為人 提供更加真實和直觀的交互體驗，是目前國內外虛擬現實
的研究熱點。 在觸覺再現研究方面，觸覺可分成接觸覺、接近覺、壓覺、滑覺和力覺五種。為了更 好的研究觸覺再現技術，需要對手指受到的多個方向的觸覺力進行實際測量。尤其在靜電 力觸覺方面，由于最小觸覺力僅為l〇〇mN，需要高精度和高分辨率的力觸覺的測量裝置，目 前，國內外沒有專業的手指力觸覺測量設備。
技術實現思路
本專利技術提供，用于力觸覺的測量。 本專利技術采取的技術方案是： 固定平臺上面固定一個帶四個彈簧的彈簧底座，該彈簧底座上固定連接四個六自由度 力傳感器，支架與固定平臺上部固定連接，兩根縱向導軌固定于該支架上，橫向導軌與該縱 向導軌滑動連接，驅動該橫向導軌的縱向步進電機與縱向導軌固定連接，指帶與橫向導軌 滑動連接，驅動該指帶的橫向步進電機與橫向導軌固定連接。 一種力觸覺的測量方法，具體步驟如下： 將觸覺再現屏幕置于四個六自由度力傳感器上，手指通過指帶固定在指帶上，橫向步 進電機和縱向步進電機分別帶動指帶和橫向導軌勻速運動，所以手指可以在觸覺再現屏幕 上進行橫向和縱向勻速運動； 當手指在觸覺再現屏幕上勻速運動時，六自由度力傳感器可以測得觸覺再現屏幕的受 力，包括支持力和摩擦力兩個方向，在手指觸壓觸覺再現屏幕時，會產生壓力，這部分壓力 與彈簧底座相抵消，使手指的受力基本處于同一大小，可以保證測量的準確性。 本專利技術優點是結構新穎，通過本裝置，可以讓手指在觸覺再現屏幕上勻速運動，準 確測量手指在觸覺再現屏幕上的觸覺力，本裝置具有易于實現、成本低、精度高等優點，可 應用于觸覺再現的力觸覺測量中。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本專利技術的結構示意圖。 【具體實施方式】 固定平臺104上面固定一個帶四個彈簧的彈簧底座103,該彈簧底座103上固定連 接四個六自由度力傳感器101，支架110與固定平臺104上部固定連接，兩根縱向導軌107 固定于該支架110上，橫向導軌105與該縱向導軌107滑動連接，驅動該橫向導軌的縱向步 進電機109與縱向導軌固定連接，指帶106與橫向導軌105滑動連接，驅動該指帶的橫向步 進電機108與橫向導軌105固定連接。 一種力觸覺的測量方法，具體步驟如下： 將觸覺再現屏幕102置于四個六自由度力傳感器101上，手指通過指帶106固定在指 帶上，橫向步進電機108和縱向步進電機109分別帶動指帶106和橫向導軌105勻速運動， 所以手指可以在觸覺再現屏幕102上進行橫向和縱向勻速運動； 當手指在觸覺再現屏幕102上勻速運動時，六自由度力傳感器101可以測得觸覺再現 屏幕102的受力，包括支持力和摩擦力兩個方向，在手指觸壓觸覺再現屏幕102時，會產生 壓力，這部分壓力與彈簧底座103相抵消，使手指的受力基本處于同一大小，可以保證測量 的準確性。【權利要求】1. 一種力觸覺的測量裝置，其特征在于：固定平臺上面固定一個帶四個彈簧的彈簧底 座，該彈簧底座上固定連接四個六自由度力傳感器，支架與固定平臺上部固定連接，兩根縱 向導軌固定于該支架上，橫向導軌與該縱向導軌滑動連接，驅動該橫向導軌的縱向步進電 機與縱向導軌固定連接，指帶與橫向導軌滑動連接，驅動該指帶的橫向步進電機與橫向導 軌固定連接。2. -種力觸覺的測量方法，其特征在于步驟如下： 將觸覺再現屏幕置于四個六自由度力傳感器上，手指通過指帶固定在指帶上，橫向步 進電機和縱向步進電機分別帶動指帶和橫向導軌勻速運動，所以手指可以在觸覺再現屏幕 上進行橫向和縱向勻速運動； 當手指在觸覺再現屏幕上勻速運動時，六自由度力傳感器可以測得觸覺再現屏幕的受 力，包括支持力和摩擦力兩個方向，在手指觸壓觸覺再現屏幕時，會產生壓力，這部分壓力 與彈簧底座相抵消，使手指的受力基本處于同一大小，可以保證測量的準確性。【文檔編號】A61B5/22GK104188674SQ201410481569【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月21日 優先權日:2014年9月21日 【專利技術者】孫曉穎, 王慶龍, 王婷婷, 吳賽文, 董楊瑞, 龍慧, 燕學智, 陳建 申請人:長春吉大博碩科技有限責任公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種力觸覺的測量裝置，其特征在于：固定平臺上面固定一個帶四個彈簧的彈簧底座，該彈簧底座上固定連接四個六自由度力傳感器，支架與固定平臺上部固定連接，兩根縱向導軌固定于該支架上，橫向導軌與該縱向導軌滑動連接，驅動該橫向導軌的縱向步進電機與縱向導軌固定連接，指帶與橫向導軌滑動連接，驅動該指帶的橫向步進電機與橫向導軌固定連接。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫曉穎，王慶龍，王婷婷，吳賽文，董楊瑞，龍慧，燕學智，陳建，
申請(專利權)人：長春吉大博碩科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：吉林;22
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