一种透明触觉反馈皮肤装置及其应用系统

1.本发明涉及皮肤反馈装置技术领域，特别是涉及一种透明触觉反馈皮肤装置及其应用系统。


背景技术：

2.现有技术，仅存在提供振动触觉反馈的透明电子皮肤，且其驱动电压很高(几百伏特)，因此，提供一种新型触觉反馈皮肤装置，以解决现有电子皮肤存在的上述问题成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种透明触觉反馈皮肤装置及其应用系统，能够实现振动触觉、纹理触觉以及温度触觉反馈。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种透明触觉反馈皮肤装置，包括：电子皮肤和透明触觉反馈像素点；
6.所述透明触觉反馈像素点阵列式嵌入在所述电子皮肤中；所述透明触觉反馈像素点用于生成振动触觉反馈、纹理触觉反馈和温度触觉反馈。
7.优选地，所述透明触觉反馈像素点包括振子元件和温度反馈元件；
8.所述振子元件和所述温度反馈元件并列设置；所述振子元件用于生成振动触觉反馈和纹理触觉反馈；所述温度反馈元件用于生成温度触觉反馈。
9.优选地，所述电子皮肤、所述振子元件和所述温度反馈元件均采用透明材质制备得到。
10.优选地，所述振子元件包括：悬臂梁、振动质量体、第一线圈、第二线圈和支撑框架；所述第一线圈固定设置在所述振动质量体的顶面上，所述振动质量体的顶面与所述悬臂梁贴合连接；所述悬臂梁扣设在所述支撑框架的一侧上，所述支撑框架的另一侧设置有所述第二线圈；
11.在所述第一线圈和所述第二线圈接收到交流电信号时，所述第一线圈和所述第二线圈产生交变磁场；所述交流电信号由信号源提供；所述第一线圈用于在所述交变磁场的作用下，带动所述振动质量体在所述悬臂梁上进行垂直于所述悬臂梁方向上的振动，以形成振动触觉反馈。
12.优选地，所述振子元件还包括：导线；所述第一线圈和所述第二线圈均通过所述导线与所述信号源连接；所述交流电信号用于对所述第一线圈和所述第二线圈进行供电，并控制所述振动的频率和振动幅值，以形成纹理触觉反馈。
13.优选地，所述振子元件和所述温度反馈元件的驱动电压为预设电压值。
14.优选地，所述预设电压值为5v。
15.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
16.本发明提供的透明触觉反馈皮肤装置，通过采用透明触觉反馈像素点用于生成振
动触觉反馈、纹理触觉反馈和温度触觉反馈，解决现有技术存在的只能进行振动触觉反馈的问题。并且，将透明触觉反馈像素点进行阵列式排布，能够进一步提高触觉反馈的空间分辨率。
17.此外，本发明还提供了一种透明触觉反馈皮肤装置应用系统，该应用系统包括：电子屏和上述提供的透明触觉反馈皮肤装置；
18.所述透明触觉反馈皮肤装置贴敷于所述电子屏。
19.优选地，所述电子屏为手机屏、显示器屏或广告屏。
20.因本发明提供的透明触觉反馈皮肤装置应用系统实现的技术效果与上述提供的透明触觉反馈皮肤装置实现的技术效果相同，故在此不再进行赘述。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明提供的透明触觉反馈皮肤装置的主视图；
23.图2为本发明提供的透明触觉反馈皮肤装置的侧视图；
24.图3为本发明提供的透明触觉反馈像素点的放大图。
25.符号说明：
26.1-电子皮肤，2-透明触觉反馈像素点，3-振子元件，4-温度反馈元件，
具体实施方式
27.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。
28.本发明的目的是提供一种透明触觉反馈皮肤装置及其应用系统，能够实现振动触觉、纹理触觉以及温度触觉反馈的同时，降低驱动电压。
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
30.如图1和图2所示，本发明提供的透明触觉反馈皮肤装置，包括：电子皮肤1和透明触觉反馈像素点2。
31.透明触觉反馈像素点2阵列式嵌入在电子皮肤1中。透明触觉反馈像素点2用于生成振动触觉反馈、纹理触觉反馈和温度触觉反馈。
32.其中，如图3所示，透明触觉反馈像素点2包括：振子元件3和温度反馈元件4。
33.振子元件3和温度反馈元件4并列设置。振子元件3用于生成振动触觉反馈和纹理触觉反馈。温度反馈元件4用于生成温度触觉反馈。
34.为了提高用户体验，增强用户使用效果和应用场景，本发明中采用的电子皮肤1、振子元件3和温度反馈元件4均采用透明材质制备得到。例如，将电子皮肤1制备为一块呈现
透明质地、柔性形态的皮肤后，在该皮肤内部嵌入采用透明材料制作的三元融合的透明触觉反馈像素点2。
35.为了进一步提高纹理触觉反馈和振动触觉反馈的触感，振子元件3包括：悬臂梁、振动质量体、第一线圈、第二线圈、支撑框架和导线。第一线圈固定设置在振动质量体的顶面上，振动质量体的顶面与悬臂梁贴合连接。悬臂梁扣设在支撑框架的一侧上，支撑框架的另一侧设置有第二线圈。第一线圈和第二线圈均通过导线与信号源连接。信号源用于提供交流电信号。交流电信号用于对第一线圈和第二线圈进行供电，并控制振动的频率和振动幅值，以形成纹理触觉反馈。
36.在第一线圈和第二线圈接收到交流电信号时，第一线圈和第二线圈产生交变磁场。第一线圈用于在交变磁场的作用下，带动振动质量体在悬臂梁上进行垂直于悬臂梁方向上的振动，以形成振动触觉反馈。
37.在本发明中，振子元件3的各组成部分均采用透明材料制作，比如支撑框架、振动质量体和悬臂梁均采用透明pdms材料，导线采用可导电材料(比如锡铟氧化物)或导电有机物。而温度反馈元件4(热反馈)则采用具备一定内阻条件的透明的可导电材料(比如锡铟氧化物)制备得到。
38.为了降低驱动电压，本发明中振子元件3和温度反馈元件4的驱动电压为预设电压值。例如，采用5v电压进行驱动。
39.此外，本发明还提供了一种透明触觉反馈皮肤装置应用系统，该应用系统包括：电子屏和上述提供的透明触觉反馈皮肤装置。
40.透明触觉反馈皮肤装置贴敷于电子屏。其中，电子屏为手机屏、显示器屏或广告屏。
41.在实际应用过程中，将皮肤贴敷于手机屏幕、大型广告屏等显示器上，用户可观看显示内容的同时，通过振动触觉、纹理触觉以及温度触觉反馈，触摸到视觉呈现相应内容。该透明触觉反馈皮肤装置中的振子元件3可以驱动产生不同的振动波形、频率和幅值，以及不同数量的振子元件3形成不同振动模式(pattern)，同时可以高频驱动算法，组合产生不同的纹理。结合温度反馈元件4，可提供冷热触觉反馈。
42.并且，在使用过程中，可以依据使用场景进行透明触觉反馈皮肤装置的裁剪，以提高其应用灵活性。
43.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
44.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。