[实用新型]一种虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实用辅助设备领域，尤其涉及一种虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，它使用户可以沉浸到该仿真环境中。虚拟现实技术融合了网络传输、语音输入输出、实时三维计算机图形显示、广角立体显示、视角跟踪、动作捕捉以及触觉反馈等多种技术。为了在虚拟现实中增强用户的沉浸感，各种虚拟现实用辅助设备层出不穷。

目前，虚拟现实技术已经应用到了民防、教育、医疗、娱乐等多个产业中，但现有的虚拟现实技术需要依赖昂贵的动作捕捉传感器，因此很难广泛投入到普通的消费市场之中。此外，触觉反馈是虚拟现实中增强用户沉浸感的重要措施，但现有的触觉反馈技术在用户手抓虚拟物体时，只有指尖处能够反馈触感，这大大降低了真实感。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本实用新型提供了一种虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置，不仅结构简单、费用低廉、可以对手部运动进行动作捕捉，而且能够在用户抓取虚拟物体时获取手部每节指骨的触觉反馈，从而能够大幅提升握持的真实感。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置，包括：中心手柄1、弹性触角2、手套3、位移传感器4和制动器5；中心手柄1上设有对应单只手14节指骨位置的14个触角安装孔，并且每个触角安装孔上各安装有一个向外延伸的弹性触角2；每个弹性触角2的顶端分别与单只手套3上对应手部指骨的位置连接，并且这些弹性触角2与单只手套3上对应手部指骨的位置一一对应；所述的弹性触角2是设有复位弹簧的伸缩套管，并且伸缩套管的每个套管内均设有用于检测该套管伸缩程度的位移传感器4，而伸缩套管的相邻套管连接处均设有用于阻止该伸缩套管被压缩的制动器5。

优选地，所述弹性触角2的最大压缩程度是完全被压缩到中心手柄1内。

优选地，所述的弹性触角2为三层伸缩套管，并且该伸缩套管内设有用于使该伸缩套管恢复伸展的复位弹簧。

优选地，所述的中心手柄1和弹性触角2均采用轻质塑料制成，并且所述中心手柄1的外形符合手部握持时的人体工程学设计。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所提供的虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置在中心手柄1上设置了对应单只手14节指骨的14个弹性触角2，并且每个弹性触角2的顶端与单只手套3上对应手部指骨的位置一一对应连接，同时每个弹性触角2上均设置了位移传感器4和制动器5，从而当用户佩戴上该虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置后，手部的每个指节通过手套3与相应的弹性触角2接触；通过位移传感器4可以获得手部每个指节的运动实现动作捕捉；如果需要抓取虚拟物体，那么可以根据虚拟物体的形状和尺寸控制制动器5运作，使每个弹性触角2只能被压缩到符合抓取真实该形状物体时手部对应指节与物体的距离，从而所有弹性触角2的共同作用就使得每个手指的弯曲程度与抓取真实该形状物体时的弯曲程度一致，人体就形成了真实该形状物体的错觉，这大幅提升了握持的真实感。由此可以，本实用新型所提供的虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置不仅结构简单、费用低廉、可以对手部运动进行动作捕捉，而且能够在用户抓取虚拟物体时获取手部每节指骨的触觉反馈，从而能够大幅提升握持的真实感，使虚拟现实技术能够得到更好利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置的结构示意图一。

图2为本实用新型实施例提供虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置的结构示意图二。

图3为本实用新型实施例提供虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置的结构示意图三。

图4为本实用新型实施例提供虚拟现实用触觉反馈与动作捕捉装置的结构示意图四。

图5为本实用新型实施例提供中心手柄1的结构示意图一。

图6为本实用新型实施例提供中心手柄1的结构示意图二。

具体实施方式