[发明专利]一种触觉反馈结构、触觉反馈系统及穿戴设备

说明书

本发明公开了一种触觉反馈结构,包括：第一电极层、第二电极层及中间夹层，所述第一电极层及所述第二电极层分别贴合于所述中间夹层的相对的两侧面；所述第一电极层及所述第二电极层均为薄膜或薄片状柔性结构，并且至少其一带有孔；所述中间夹层为柔性腔体形结构，腔体内设有流体介质。该触觉反馈结构为整体式原位结构，体积小，可以更加灵活的实现电控操作，同时，反馈灵敏度大大加强。另一方面，本发明还提供了一种包括上述触觉反馈结构的触觉反馈系统。另外，本发明还提供了一种包括上述触觉反馈系统的穿戴设备。

技术领域

本发明涉及触觉反馈技术领域，尤其涉及一种触觉反馈结构、触觉反馈系统及穿戴设备。

背景技术

自20世纪50年代以来，起源于希腊语的“触觉”一词已被用于心理学。像拥抱这样的接触动作被认为是人类情感的一种相互交流。这可以是继听觉和视觉之后一种重要的通讯媒介。为了成功地操纵远程环境或虚拟/增强现实中的对象以及在远程医疗中判断病人肿瘤分布情况等(远程操作/遥操作、虚拟现实/增强现实、康复医疗、远程手术等)，要求用户能够沉浸在被操作对象的环境中。出于这个原因，在过去的二十年中，通过触觉感觉使用户能够通过物理交互来感受物体的触觉设备已经得到不断发展，即让用户通过感知触觉反馈装置所产生的反馈力来得到被感知物体的触觉信息。

现有触觉反馈结构一般通过电机、电磁铁、液压机构等机械装置，存在结构复杂、体积大等问题；也有使用压电陶瓷等智能材料来实现的，但是压电陶瓷所产生的位移较小。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本发明提供一种触觉反馈结构,该触觉反馈结构为整体式原位结构，体积小，可以更加灵活的实现电控操作，同时，反馈灵敏度大大加强。

另一方面，本发明还提供了一种包括上述触觉反馈结构的触觉反馈系统。

另外，本发明还提供了一种包括上述触觉反馈系统的穿戴设备。

本发明所公开的触觉反馈结构是通过以下技术方案实现的，一种触觉反馈结构，包括：

第一电极层、第二电极层及中间夹层，所述第一电极层及所述第二电极层分别贴合于所述中间夹层的相对的两侧面；所述第一电极层及所述第二电极层均为薄膜或薄片状柔性结构，并且至少其一带有孔；所述中间夹层为柔性腔体形结构，腔体内设有流体介质。

所述第一电极层及所述第二电极层接通外部电源后，两相对电极层之间可产生Maxwell电场力而相互吸引，进而挤压中间夹层，由于中间夹层为柔性结构，而且具有充有流体介质的空腔，当该腔体受压后，产生形变，并且会从带有孔的电极层中挤出，这种形变用于人体后便会形成触觉反馈作用。

该触觉反馈结构具有以下有益技术效果，(1)结构简单、体积小、柔软易于布置和加工制造；(2)本身自成一体化系统，只需要电控制，操作简单，同时无需外置气源或流体泵等；(3)所实现触觉反馈分辨率大，能够实现复杂的触/力觉信息；(4)该触觉反馈结构为整体式原位结构，体积小，可以更加灵活的实现电控操作，同时，反馈灵敏度大大加强。

在上述技术方案的基础上，本发明还可作以下进一步的改进：

进一步，所述第一电极层及所述第二电极层的中央均设有孔，使得所述第一电极层及所述第二电极层形成为环形结构。

进一步，所述中间夹层用塑料薄膜或硅胶薄膜制成，所述第一电极层及所述第二电极层为离子凝胶、碳膏或金属薄层等柔性电极制成。

进一步，所述第一电极层的中央设有孔，所述第二电极层为完整结构。

进一步，所述中间夹层的腔体内，设有按预设规则排列的隔板。

进一步，所述第一电极层或所述第二电极层外设有托层，所述托层与所述第一电极层或所述第二电极层紧密贴合，所述托层与所述中间夹层通过粘接或一体成型方式连接为一体。