CN110286761A - 一种用于vr体验使用的触觉反馈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及VR体验装置技术领域，且公开了一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，感应掌托的前表面中部安装有功能块，功能块的内部开设有功能腔，功能腔的内部装设有小型的鼓风机，功能腔的顶板上表面装设有鼓气出口，鼓气出口的开口内部均装设有启闭电磁阀，感应指托和感应掌托的背面均装设有各自独立的气囊，气囊分别与对应的加气口相通连接。采用能够拆卸更换的搭扣式连接的感应掌托、指托结构，能够根据佩戴者的手型选取合适的尺寸，使得佩戴更加的舒适，操作简单方便；气囊鼓气的方式实现对佩戴者手部的触觉反馈，柔性气囊使得触觉更加的真实，且接触更加的舒适，电磁阀控制气囊气体的添减，设计巧妙、反应灵敏。
Description
技术领域
本发明涉及VR体验装置技术领域，具体为一种用于VR体验使用的触觉反馈装置。
背景技术
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
VR体验中常常需要用到触觉反馈装置，用于将VR场景内的触摸动作形成的感觉反馈到佩戴者的手上，目前常用的VR体验触觉反馈装置一般为手套形式，结构、外形单一，不能根据佩戴者的手型进行装置形态的选择，导致佩戴不够舒适，且结构复杂、操作不便，导致制造成本高，不能满足一般VR体验用触觉反馈装置的使用需要，不便进行VR设备的推广，为此我们提供了一种用于VR体验使用的触觉反馈装置。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，具备形状可选择、佩戴舒适、结构简单易操作、制造等优点，解决了现有的VR体验触觉反馈装置一般为手套形式，结构、外形单一，不能根据佩戴者的手型进行装置形态的选择，导致佩戴不够舒适，且结构复杂、操作不便，导致制造成本高，不能满足一般VR体验用触觉反馈装置的使用需要，不便进行VR设备的推广问题。
(二)技术方案
为实现上述形状可选择、佩戴舒适、结构简单易操作、制造的目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，包括感应掌托，所述感应掌托的整体形状为手掌形，感应掌托的上部通过搭扣连接装设有五根手指形的感应指托，感应指托的背面中部和感应掌托的背面外部均装设有柔性限位带，感应掌托的前表面中部安装有功能块，功能块的内部开设有功能腔，功能腔的内部装设有小型的鼓风机，功能腔的顶板上表面装设有鼓气出口，鼓气出口的开口内部均装设有启闭电磁阀，功能腔的底板开设有进气端口，感应指托和感应掌托的前侧面中部均开设有加气口，感应指托和感应掌托的背面均装设有各自独立的气囊，气囊分别与对应的加气口相通连接，加气口的开口外部通过导气管与鼓气出口相通连接，功能腔的两侧分别装设有控制器和供电电源，控制器的控制端分别与启闭电磁阀和鼓风机相连接，控制器的指令接收端与外部的VR设备相连接。
优选的，所述感应掌托和感应指托均由柔性PVC材质制成，表面贴设有柔性的棉线编织垫层。
优选的，所述功能块的整体通过魔术贴或卡扣结构活动安装在感应掌托的前侧面。
优选的，所述鼓气出口的数量为六个，出气端分别与五根感应指托和感应掌托的中部的加气口相对应。
优选的，所述功能腔的顶板两侧还装设有辅助出气口。
优选的，所述导气管的外端通过形状相适配的套件套设于加气口的外部。
优选的，所述气囊的形状均为半球形，且凸出于感应掌托和感应指托的表面开设。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，具备以下有益效果：
1、该用于VR体验使用的触觉反馈装置，采用能够拆卸更换的搭扣式连接的感应掌托、指托结构，能够根据佩戴者的手型选取合适的尺寸，使得佩戴更加的舒适，操作简单方便；
2、该用于VR体验使用的触觉反馈装置，采用气囊鼓气的方式实现对佩戴者手部的触觉反馈，柔性气囊使得触觉更加的真实，且接触更加的舒适，电磁阀控制气囊气体的添减，设计巧妙、反应灵敏，且材料易得、结构简单、制造成本低，便于制造及推广使用。
附图说明
图1为本发明一种用于VR体验使用的触觉反馈装置的正视图；
图2为本发明一种用于VR体验使用的触觉反馈装置的后视图；
图3为本发明一种用于VR体验使用的触觉反馈装置的感应指托剖面图；
图4为本发明一种用于VR体验使用的触觉反馈装置的功能块内部结构示意图。
图中标示：1-感应掌托，2-感应指托，3-柔性限位带，4-功能块，5-功能腔，6-鼓风机，7-鼓气出口，8-启闭电磁阀，9-进气端口，10-加气口，11-气囊，12-导气管，13-控制器，14-供电电源，15-辅助出气口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，如图1-4，包括感应掌托1、感应指托2、柔性限位带3、功能块4、功能腔5、鼓风机6、鼓气出口7、启闭电磁阀8、进气端口9、加气口10、气囊11、导气管12、控制器13、供电电源14和辅助出气口15，所述感应掌托1的整体形状为手掌形，感应掌托1的上部通过搭扣连接装设有五根手指形的感应指托2，感应指托2的背面中部和感应掌托1的背面外部均装设有柔性限位带3，柔性限位带3采用松紧带结构制成，可将佩戴者的手指牢牢绑缚在感应指托2的背面，感应掌托1的前表面中部安装有功能块4，功能块4的内部开设有功能腔5，功能腔5的内部装设有小型的鼓风机6，功能腔5的顶板上表面装设有鼓气出口7，鼓气出口7的开口内部均装设有启闭电磁阀8，启闭电磁阀8可在电信号的控制下实现鼓气出口7管路的通断，是一种常见的零件，功能腔5的底板开设有进气端口9，感应指托2和感应掌托1的前侧面中部均开设有加气口10，感应指托2和感应掌托1的背面均装设有各自独立的气囊11，即每根手指对应位置和手掌对应位置下的气囊11均为各自独立式，相互气腔之间不连通，避免影响对应位置的接触反馈的效果，气囊11分别与对应的加气口10相通连接，加气口10的开口外部通过导气管12与鼓气出口7相通连接，功能腔5的两侧分别装设有控制器13和供电电源14，供电电源14为具有充放电功能的锂电池，用于通过导线对本反馈装置的用电零件进行供电，控制器13的控制端分别与启闭电磁阀8和鼓风机6相连接，控制器13的指令接收端与外部的VR设备相连接，VR设备为浸入式的VR眼镜或VR头盔，可通过内部的控制元件对本触觉反馈装置内的控制器13进行指令控制。
感应掌托1和感应指托2均由柔性PVC材质制成，表面贴设有柔性的棉线编织垫层，使得材质表面更加的柔顺，佩戴者的皮肤接触更舒适。
功能块4的整体通过魔术贴或卡扣结构活动安装在感应掌托1的前侧面，方便对功能块4进行拆装，满足更换不同规格感应掌托1、感应指托2的要求。
鼓气出口7的数量为六个，出气端分别与五根感应指托2和感应掌托1的中部的加气口10相对应，可分别或同时对六处的气囊11进行鼓气。
功能腔5的顶板两侧还装设有辅助出气口15，避免功能腔5内气压过大导致损毁。
导气管12的外端通过形状相适配的套件套设于加气口10的外部，方便进行导气管的拆装，便于实现更换不同规格的感应掌托1、感应指托2的目的。
气囊11的形状均为半球形，且凸出于感应掌托1和感应指托2的表面开设，在气囊11充气时，可在感应掌托1、感应指托2的背面进行鼓起，使得气囊11能够凸起与人体手部表相接触，实现触感反馈的功能。
本发明在工作时，首先选取形状大小与自己手部对应尺寸的感应掌托1、感应指托2通过搭扣组合安装，然后将功能块4通过魔术贴或卡扣结构固定在选好的感应掌托1的前表面，将功能块4的鼓气出口7外部装设的导气管12的末端与五根感应指托2和感应掌托1的中部的加气口10相连接，最后佩戴者将手掌和手指插入感应掌托1、感应指托2背面对应的柔性限位带3内即可完成佩戴工作，感应掌托1、感应指托2之间为能够拆卸更换的搭扣式连接，工作时可根据佩戴者的手型选取合适的尺寸、形状，使得佩戴更加的舒适，提高体验的效果。
使用时，首先将控制器13的指令接收端与外部的VR设备相连接，VR设备的内部装设有控制中枢，控制中枢与本发明的控制器13通过数据传输线或无线信号收发模块实现有线或无线的连接，方便进行指令的下发，VR设备与控制器13之间的数据传输用信号线结构可为螺旋状，实现线缆的回缩收纳，避免线过长导致佩戴者发生绊倒事故，当需要进行对应手指或手掌位置的触觉反馈时，VR设备的控制中枢下发指令到控制器13，控制器13通过电信号控制鼓风机6开启，同时控制器13通过电信号控制对应的鼓气出口7内部的启闭电磁阀8打开，即可通过向感应掌托1、感应指托2对应位置的气囊11的加气口10通气，将鼓风机6鼓吹的气体传输至对应位置的气囊11内，使得佩戴者的手部皮肤感应到凸起的接触反馈，操作容易、结构简单，设计巧妙、材料易得，便于进行推广使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，包括感应掌托(1)，其特征在于：所述感应掌托(1)的整体形状为手掌形，感应掌托(1)的上部通过搭扣连接装设有五根手指形的感应指托(2)，感应指托(2)的背面中部和感应掌托(1)的背面外部均装设有柔性限位带(3)，感应掌托(1)的前表面中部安装有功能块(4)，功能块(4)的内部开设有功能腔(5)，功能腔(5)的内部装设有小型的鼓风机(6)，功能腔(5)的顶板上表面装设有鼓气出口(7)，鼓气出口(7)的开口内部均装设有启闭电磁阀(8)，功能腔(5)的底板开设有进气端口(9)，感应指托(2)和感应掌托(1)的前侧面中部均开设有加气口(10)，感应指托(2)和感应掌托(1)的背面均装设有各自独立的气囊(11)，气囊(11)分别与对应的加气口(10)相通连接，加气口(10)的开口外部通过导气管(12)与鼓气出口(7)相通连接，功能腔(5)的两侧分别装设有控制器(13)和供电电源(14)，控制器(13)的控制端分别与启闭电磁阀(8)和鼓风机(6)相连接，控制器(13)的指令接收端与外部的VR设备相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，其特征在于：所述感应掌托(1)和感应指托(2)均由柔性PVC材质制成，表面贴设有柔性的棉线编织垫层。
3.根据权利要求1所述的一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，其特征在于：所述功能块(4)的整体通过魔术贴或卡扣结构活动安装在感应掌托(1)的前侧面。
4.根据权利要求1所述的一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，其特征在于：所述鼓气出口(7)的数量为六个，出气端分别与五根感应指托(2)和感应掌托(1)的中部的加气口(10)相对应。
5.根据权利要求1所述的一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，其特征在于：所述功能腔(5)的顶板两侧还装设有辅助出气口(15)。
6.根据权利要求1所述的一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，其特征在于：所述导气管(12)的外端通过形状相适配的套件套设于加气口(10)的外部。
7.根据权利要求1所述的一种用于VR体验使用的触觉反馈装置，其特征在于：所述气囊(11)的形状均为半球形，且凸出于感应掌托(1)和感应指托(2)的表面开设。
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| WO2023236416A1 (zh) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | 苏州大学 | 一种基于气囊驱动指尖纹理触觉反馈装置 |
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2019
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