[发明专利]一种基于开关阵列的多点静电力触觉再现装置及方法

权利要求书

1.一种基于开关阵列的多点静电力触觉再现方法，其特征在于包括下列步骤：

(一)定位输入单元采用电容定位原理，以透明导电极板阵列作为电容定位的工作面进行电容定位，获取多个手指在触觉再现面板上的位置信息，反馈给核心控制单元；

(二)核心控制单元获取到手指在触觉再现面板上的位置，将位置信息映射为相应的触觉感受；

(三)直流升压单元通过升压变压器结合倍压电路以及相应的交直流转换电路将低压直流转换为高压直流，为高压开关阵列单元提供高压输入信号；

(四)核心控制单元根据需要反馈的触觉信息，采用脉冲宽度调制方式将相应波形效果的脉冲序列加载到高压开关阵列单元上；脉冲宽度调制波形多采用调制法得到，以等腰三角波作为载波，正弦调制信号为：

u_m＝a sinω_mt

经等腰三角波调制由

$\frac{1+a{\mathrm{sin\ω}}_m{t}_M}{\mathrm{\δ}/2}=\frac{2}{T_c/2}$

得到等效脉冲宽度为

$\mathrm{\δ}=\frac{T_c}{2}(1+a{\mathrm{sin\ω}}_m{t}_M)$

其中，u_m为正弦调制信号，a为调制度，ω_m为调制波频率，t_M为三角波底边中点时刻，δ为等效脉冲宽度，T_c为三角波底边长度；

(五)核心控制单元控制高压开关阵列单元(104)将不同波形效果的脉冲序列加载到透明导电极板阵列上；

(六)触觉再现面板上滑动的多个手指感应出分布不同的电荷，电荷之间的库仑力导致皮肤发生形变，从而使不同手指感受到不同的触觉感受。

2.根据权利要求1所述的一种基于开关阵列的多点静电力触觉再现方法，其特征在于：步骤(五)中高压开关阵列单元，采用移位寄存器结合锁存器的方式将串行输入信号转换为并行信号，通过控制高压输出缓冲(1043)驱动透明导电极板阵列；透明导电极板阵列为n*n阵列；移位寄存器输入信号为串行信号{x₁₁，x₁₂，…，x_1n，x₂₁，x₂₂，…，x_2n，…x_nn}，经移位寄存器转换可以映射为并行阵列信号

经锁存器锁存，最终加载到透明导电极板阵列上，不同手指就可以感受到不同的触觉感受。