[发明专利]触觉环

说明书

用于对用户身体部位施加触觉刺激的装置，装置包括：刚性支撑件，构造成与身体部位接触；容纳元件，构造成保持身体部位与刚性支撑件接触；致动元件，构造成将刚性支撑件推入容纳元件并对身体部位施加压力。容纳元件包括限定了用于容纳身体部位的凹部的刚性框架。框架包括限定凹部的两个侧向刚性引导件，刚性支撑件构造成在刚性引导件中以被引导的方式移动。提供至少一个伺服电机，伺服电机关于凹部在刚性支撑件的相对侧且与刚性框架一体地连接，并且布置成在凹部内部且相对于侧向刚性引导件，引起刚性支撑件相对于身体部位的相对移动。提供至少一条皮带，其平行于侧向刚性引导件滑动并且分别与伺服电机和刚性支撑件连接。伺服电机构造成操作该皮带或每条皮带，以引起所述刚性支撑件在刚性引导件中的被引导的移动。

技术领域

本发明涉及一种环形感官刺激装置，适于患者佩戴以用于诸如虚拟现实领域、康复领域等各种领域。

背景技术

已知现今许多装置能够为用户提供触觉刺激(即，能够诱导触觉感知)。特别地，已知能够提供触觉刺激的装置，诸如以独特的或组合的方式传达关于表面的温度、压力和粗糙度的信息。

这些装置通常用于各种行业。例如，可以在虚拟环境中使用它们来鼓励用户感知地沉浸其中。这些可以用于医疗领域，例如外科医生需要通过远程控制来驱动机器人执行远程手术操作。在这种情况下，外科医生能够通过可以戴在手上的触觉接口感知手术机器人和患者之间的相互作用力。例如，外科医生可以感知表面的形状和粗糙度。

这些装置也可以应用在用于操控目的的研究中，或者它们可以在具有治愈目的的康复疗程(诸如中风造成的创伤的护理)中使用。

通过这些装置，还可以为用户的皮肤提供热刺激。

WO2017029406A1中描述了一种已知装置的示例。特别地，这种装置被用来治疗中风后的患者，但也可以用于娱乐或运动领域的训练项目。该装置可以戴在一只手的一个或更多个手指上，并且包括用于施加热刺激的珀耳帖(Peltier)单体元件，在高频值下提供机械刺激的振动元件，以及构造成改变其体积并由此向用户施加压力刺激的气动元件。

然而，这种装置虽然紧凑且尺寸小，却需要液压回路来供应气动元件。气动回路和相关动力供应的存在导致高度的构造复杂性。此外，这种复杂的装置需要频繁的维护，目的是通过允许气动回路内的流体正确而迅速地进入气动元件的充气腔来避免破裂的风险。

此外，为了热模块和振动模块的正确操作，除了气动回路外，还需要有电气回路，该电气回路会使整个装置结构变重，并引起整体尺寸和磨损可能性的问题。

此外，由于这种装置可以通过带子固定至用户的身体部位，因此其组装不安全，从而降低其可靠性。

“The hRing:a haptic interface for an extra robotic finger(h环：用于额外的机器人手指的触觉接口)”(G.Spagnoletti、I.Hussain、C.Pacchierotti、G.Salvietti、D.Prattichizzo，IEEE触觉研讨会，美国费城，2016年)描述了另一种触觉环装置。它提供了由两个伺服电机驱动的皮带，并定位为与用户的手指直接接触。它能够为手指提供法向力和切向力。

皮带通过直接附着在手指上，为手指提供法向和切向作用。然而，即使在此情况下，环也是通过带子固定至用户身体部位，导致稳定性差。此外，带子的柔韧性使整个环易弯曲，降低了触觉刺激的传送精度和速度。最后，该装置不容易施加诸如热刺激或振动刺激的进一步的刺激。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于对用户身体部位施加触觉刺激的装置，该装置较现有技术的装置允许实现对使用条件的更大的灵活性和适应性。

这些和其他目的是通过用于对用户身体部位施加触觉刺激的装置来实现的，该装置包括：

-刚性支撑件，构造为与身体部位接触，