基于空气压膜的多媒体终端触觉再现方法

发布时间：2023-02-22 19:12

　　空气压膜效应触觉反馈技术能够使人在普通触摸屏上感受到被显示物体的形状、纹理以及柔软性,实现自然逼真的触觉再现,一直是人机交互领域的研究热点之一,在多媒体终端实现触觉再现将会推动人机交互领域蓬勃发展。目前,空气压膜效应触觉反馈技术的研究主要集中在触觉反馈实验样机制作、触觉力建模分析及触觉渲染方法等方面,然而对于在多媒体终端实现空气压膜效应触觉反馈技术的相关研究相对较少。本文针对现有触觉反馈终端交互范围小的问题,设计并制作了集成于多媒体终端的空气压膜效应触觉反馈样机,通过实际测量实验客观评测了该设备的触觉反馈性能,得到了驱动信号幅度与触觉力的表征关系,为空气压膜效应触觉渲染方法提供数据参考。本文还分析了静电力触觉反馈与空气压膜效应触觉反馈融合时触觉力的呈现形式,探究了两种触觉反馈方法融合使用的可能性,为多种触觉反馈融合的研究提供参考。本文的主要工作如下:(1)根据空气压膜效应触觉反馈原理,对压电陶瓷振动模态进行分析,选择合适的振动模态并确定压电陶瓷的物理尺寸和材料参数,确定了尺寸为28?8?0.8mm的压电陶瓷片,设计了空气压膜效应触觉反馈终端总体结构。(2)根据空气压膜效应驱动信号需求,...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 增大摩擦系数的触觉反馈技术
        1.2.2 减小摩擦系数的触觉反馈技术
    1.3 研究内容及论文安排
    1.4 本章小结
第2章 空气压膜触觉再现原理及终端设计
    2.1 空气压膜效应触觉再现原理
        2.1.1 压电效应
        2.1.2 压电陶瓷振动模态分析
        2.1.3 空气压膜效应
    2.2 空气压膜效应触觉再现系统模型
        2.2.1 挤压数模型
        2.2.2 挤压力计算
    2.3 空气压膜效应触觉再现多媒体终端总体结构
    2.4 本章小结
第3章 空气压膜效应触觉再现终端硬件设计
    3.1 驱动信号方案设计
    3.2 单元电路设计
        3.2.1 波形产生模块
        3.2.2 幅度控制模块
        3.2.3 放大模块
        3.2.4 电源电路
    3.3 触觉再现交互单元设计
        3.3.1 共振器设计
        3.3.2 压电陶瓷布局设计
    3.4 本章小结
第4章 空气压膜效应触觉再现终端软件设计
    4.1 驱动信号合成方案程序设计
        4.1.1 数据写入
        4.1.2 波形选择及频率相位设置
    4.2 上位机参数设置程序设计
    4.3 空气压膜触觉再现驱动信号测试
        4.3.1 波形及频率测试
        4.3.2 幅度测试
    4.4 本章小结
第5章 空气压膜触觉反馈仿真与测量分析
    5.1 测量平台及测量方法
    5.2 空气压膜效应仿真及测量分析
        5.2.1 空气压膜效应仿真
        5.2.2 空气压膜效应测量分析
    5.3 静电力与挤压力的融合力测量分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 建议与展望
参考文献
导师简介、作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3748136