[发明专利]一种基于开关阵列的多点静电力触觉再现装置及方法

摘要

本发明涉及一种基于开关阵列的多点静电力触觉再现装置及方法，属于触觉再现装置及方法。包括核心控制单元，直流电源，定位输入单元，直流升压单元，高压开关阵列以及触觉再现面板；直流升压单元将低压直流转换为高压直流，微控制器通过定位输入单元采集手指位置，控制加载有直流高压的开关阵列的状态来改变触觉驱动信号，在多个手指上感应出不同的电荷分布，电荷之间的静电力使手指皮肤产生形变，从而使用户不同手指感受到不同的触觉感受。本发明的优点是结构新颖，体积小，功耗低，实时性强，触觉刷新频率高，可以驱动多点触觉面板；可广泛应用在教育、体育、医疗等领域的小型化便携式的嵌入式设备中。

主权项

一种基于开关阵列的多点静电力触觉再现方法，其特征在于包括下列步骤：(一)定位输入单元采用电容定位原理，以透明导电极板阵列作为电容定位的工作面进行电容定位，获取多个手指在触觉再现面板上的位置信息，反馈给核心控制单元；(二)核心控制单元获取到手指在触觉再现面板上的位置，将位置信息映射为相应的触觉感受；(三)直流升压单元通过升压变压器结合倍压电路以及相应的交直流转换电路将低压直流转换为高压直流，为高压开关阵列单元提供高压输入信号；(四)核心控制单元根据需要反馈的触觉信息，采用脉冲宽度调制方式将相应波形效果的脉冲序列加载到高压开关阵列单元上；脉冲宽度调制波形多采用调制法得到，以等腰三角波作为载波，正弦调制信号为：um＝a sinωmt经等腰三角波调制由1+asinωmtMδ/2=2Tc/2]]>得到等效脉冲宽度为δ=Tc2(1+asinωmtM)]]>其中，um为正弦调制信号，a为调制度，ωm为调制波频率，tM为三角波底边中点时刻，δ为等效脉冲宽度，Tc为三角波底边长度；(五)核心控制单元控制高压开关阵列单元(104)将不同波形效果的脉冲序列加载到透明导电极板阵列上；(六)触觉再现面板上滑动的多个手指感应出分布不同的电荷，电荷之间的库仑力导致皮肤发生形变，从而使不同手指感受到不同的触觉感受。