[发明专利]一种多线圈电磁式力触觉反馈装置及方法

摘要

本发明公开了一种多线圈电磁式力触觉反馈装置及方法，包括底座、设置在底座上的n个电磁线圈和操作杆；电磁线圈内部为导磁铁芯、外部缠绕铜线，并与嵌入式控制系统的驱动线圈控制电路连接；一个电磁线圈作为磁场补偿线圈设置在底座中心轴处，其余电磁线圈作为磁场产生线圈在操作空间中围绕中心轴等距分布在底座上；线圈的姿态能够随着人机交互应用案例的需要而调整，线圈的位置能够随着不同的人机交互应用需要而动态改变；操作杆由磁铁及手柄构成，用于在线圈产生的可操作有效磁场空间中与磁场交互。本发明提高了线圈在操作空间中产生的磁感应强度，增大了操作杆的运动范围，避免了机械式的力反馈装置中由于机械摩擦和机械耦合等带来的问题。

主权项

一种多线圈电磁式力触觉反馈装置，其特征在于：包括由导磁材料制作而成的圆盘形底座(3)、设置在底座(3)上的n个电磁线圈(1)和操作杆，其中7≥n≥3，从而可构造出五种拓朴结构的多电磁线圈模型；所述的电磁线圈(1)内部为导磁铁芯(2)、外部缠绕铜线，并与嵌入式控制系统的驱动线圈控制板连接；所述的n个电磁线圈(1)，其中一个电磁线圈(1)作为磁场补偿线圈设置在所述的底座(3)中心轴处，其余电磁线圈(1)作为磁场产生线圈在操作空间中围绕中心轴等距分布在所述的底座(3)上；所述的电磁线圈(1)的姿态能够随着人机交互应用案例的需要而调整，所述的电磁线圈(1)的位置能够随着不同的人机交互应用需要而动态改变；所述的操作杆由磁铁(5)以及手柄(4)构成，用于在电磁线圈产生的可操作有效磁场空间中与磁场交互；所述的装置首先使用嵌入式控制系统中PWM(Pulse Width Modulation)控制模块产生PWM控制信号，然后将PWM控制信号传输至H桥模拟驱动电路，最后由H桥模拟驱动电路控制线圈中电流；所述的磁场产生线圈向中心轴倾斜60度。