[发明专利]具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统和方法

权利要求书

1.具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统，其特征在于，包括场景计算机（1）以及分别与其通讯连接的显示终端（3）、触觉模拟和反馈装置（2），所述触觉模拟和反馈装置（2）佩戴在用户肢体上，它包括微处理器（201）以及分别与其连接的第二通信模块（202）、定位模块（205）和皮肤触觉模拟模块（203）；皮肤触觉模拟模块（203）根据显示终端展示的场景和用户的肢体位置，对皮肤触觉模拟模块接触的皮肤产生不同的压力、剪切力，模拟出用户触摸场景中物体的触感；

所述皮肤触觉模拟模块（203）包括穿戴在用户肢体上的纤维布（2031）以及纤维布孔中布置的触觉片（2036），触觉片（2036）外部设有与纤维布固定连接的限位环（2032），触觉片（2036）四周多个连接点与沿限位环（2032）均匀分布的纤维绳（2033）的末端连接，纤维绳（2033）远离触觉片端与细管中的微型活塞（2034）固定连接，细管（2035）与液压机构连接，细管（2035）中充满液压流体，在液压机构的驱动下，触觉片（2036）四周不同方向的细管中液压流体具有不同的压强，使得不同方向的与细管中活塞连接的纤维绳产生不同的拉力，触觉片（2036）在不同方向纤维绳的不同大小的拉力的作用下，对与其接触的用户体皮肤产生压力和剪切力。

2.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统，其特征在于，所述触觉模拟和反馈装置（2）还包括生理信号模块（208），生理信号模块（208）包括分别与微处理器连接的血压传感器、肌电传感器和脑电传感器。

3.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统，其特征在于，所述触觉模拟和反馈装置（2）还包括微型液压模块（204），细管（2035）与微型液压模块的细管接头（2041）连接。

4.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统，其特征在于，所述触觉模拟和反馈装置（2）还包括与微处理器连接的陀螺仪传感器（207）。

5.根据权利要求1所述的具有触觉模拟和情绪感知的虚拟场景体验系统，其特征在于，所述显示终端为VR头盔。

6.如权利要求2-5任意一项所述的虚拟场景体验系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：场景计算机通过显示终端向用户展示虚拟场景，用户佩戴触觉模拟和反馈装置与场景计算机进行交互；

步骤2：场景计算机捕捉用户在虚拟场景中的触摸行为；

步骤3：根据用户的触摸对象，场景计算机控制触觉模拟和反馈装置，在用户身上产生触觉体验；

步骤4：触觉模拟和反馈装置的生理信号模块采集用户的生理信号；

步骤5：根据实时采集的用户的生理信号，判断用户的情绪。

7.一种皮肤触觉模拟装置，其特征在于，它包括穿戴在用户肢体上的纤维布（2031）以及纤维布孔中布置的触觉片（2036），触觉片（2036）外部设有与纤维布固定连接的限位环（2032），触觉片（2036）四周多个连接点与沿限位环（2032）均匀分布的纤维绳（2033）的末端连接，纤维绳（2033）远离触觉片端与细管中的微型活塞（2034）固定连接，细管（2035）与液压机构连接，细管（2035）中充满液压流体，在液压机构的驱动下，触觉片（2036）四周不同方向的细管中液压流体具有不同的压强，使得不同方向的与细管中活塞连接的纤维绳产生不同的拉力，触觉片（2036）在不同方向纤维绳的不同大小的拉力的作用下，对与其接触的用户体皮肤产生压力和剪切力。