[发明专利]基于触摸屏多点振动模式的触觉反馈装置及其控制方法

说明书

本发明公开一种基于触摸屏多点振动模式的触觉反馈装置及其控制方法，包括:电源电路、控制电路、n个电机驱动电路、触摸屏、n个振动电机；n为大于1的自然数电源电路分别给控制电路、电机驱动电路、触摸屏供电，控制电路分别连接电机驱动电路和触摸屏，振动电机放置在触摸屏背面，并与电机驱动电路对应连接。本发明结构简单，操作方便，利用多个振动电机在触摸屏背部的震动叠加，控制触摸屏振动，能够获得多样的振动方式，根据不同的指端运动方式，获得真实的触感。

技术领域

本发明涉及触觉反馈技术，尤其涉及一种基于触摸屏多点振动模式的触觉反馈装置及其控制方法。

背景技术

目前,虚拟现实和增强现实的场景重建主要围绕人的视觉和听觉感官展开,缺乏更高维度上的信息反馈和交互。随着多人交互、人机交互等技术的发展,对触觉感知的需求与日俱增。触觉反馈技术为虚拟对象与人之间的力学相互作用搭建了一座桥梁,能够使人与虚拟环境的交互更加自然。

在我们的日常生活中，触觉反馈广泛应用于手机、平板、照相机等触屏，为我们带来全新的用户使用体验和乐趣。触觉反馈的重要性不仅仅体现为它令触摸屏的使用更加简单并充满乐趣，还因为它能增加全新的功能。通过为用户提供反馈让他们感知与器件操作有关的信息，从而使用户能够更好地控制和改进对与信息安全息息相关的应用的使用。

振动刺激再现触觉感知是目前模拟触觉感知最为常见和普遍再现模式，目前,虚拟现实的触觉反馈技术还处于触觉感知里的振动反馈阶段,对其他触觉类型的感知还停留在实验室的原型机阶段,触觉反馈技术方面的参数、标准尚未成熟,还没有成熟的消费级产品。一般触摸反馈装置采用单个振动电机，触摸感的种类不丰富。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于触摸屏多点振动模式的触觉反馈装置及其控制方法方法，可以克服现有技术触感种类不丰富、只有单个振动电机等问题。

技术方案：基于触摸屏多点振动模式的触觉反馈装置，包括电源电路、控制电路、n个电机驱动电路、触摸屏、n个振动电机，n为大于1的自然数；所述电源电路分别给控制电路、电机驱动电路、触摸屏供电，所述控制电路分别连接电机驱动电路和触摸屏，所述振动电机放置在触摸屏背面，并与电机驱动电路对应连接；装置通电后，控制电路控制电机驱动电路工作且控制显示屏显示，电机驱动电路驱动振动电机工作从而使触摸屏振动。

进一步的，所述电机驱动电路采用DRV2603芯片，该芯片的9号管脚和6号管脚连接振动电机的正负极。

进一笔的，所述触摸屏为10寸，所述触摸屏通过一个MAX3232芯片与控制电路连接，触摸屏接收信号与发送信号的管脚与MAX3232芯片的14号、15号管脚连接。

进一步的，所述控制电路采用STM32F103芯片，与触摸屏之间的通讯方式采用232串口通讯。

进一步的，所述振动电机粘贴在触摸屏的背面。

如上所述的基于触摸屏多点振动模式的触觉反馈装置的控制方法：通过改变振动电机的数量和在触摸屏背后的位置来得到不同的触感。

如上所述的基于触摸屏多点振动模式的触觉反馈装置的控制方法：通过改变位移，速度和加速度来改变振动的幅度，从而得到不同的触感，电机振动的加速度，速度和位移满足以下关系：

v(t)＝d'(t)

a(t)＝d”(t)

d(t)＝∫v(t)dt

其中d(t)为振动位移，v(t)为振动速度，a(t)为振动加速度；

假设瞬时位移为d(t)＝D_Mcos(2πft)，则：

v(t)＝d'(t)＝-2πfD_M sin(2πft)