摘要：在人们的视觉和听觉无法发挥作用的场合下,触觉再现系统为人们感知周围的信息提供了一条非常有效的途径。该文设计并研制了基于电刺激的可穿戴式的触觉信息表达系统,采用动态循环显示技术在8×8个球形电极组成的电极阵列上通过手腕感知信息。进行了3组实验即不同频率和占空比条件下的电压感知阈值实验、空间分辨率实验和简单汉字感知实验。实验结果表明,在频率为100 Hz、占空比为35%时的电压感知阈值最低且感知效果最好;相邻电极之间的最小间距为4.5 mm时可以清楚地分辨出两列;简单汉字的感知成功率均高于90%。实验结果验证了该系统的有效性,同时为将来识别复杂汉字信息奠定了基础。

摘要：提出了一种具有实时触觉反馈作用的人机接口装置的设计方法,以控制弹性梁的有效变形长度为核心,保证了触觉再现的实时性和准确性,从而可以在操作者指端大范围再现虚拟对象或远程对象的刚度。介绍了该人机触觉再现接口装置的机械设计、传感器系统、直流伺服控制系统以及数据采集系统的设计。该实时触觉再现接口具有尺寸小、刚度再现范围大等特点,可广泛应用于遥操作机器人和虚拟现实领域。

摘要：盲文点显器是触觉再现研究的重要应用。研发了一种分层电磁式盲文点显器的原型样机,包括机械本体和控制系统两部分,可以动态显示20方盲文。创新设计出分层且错位布置的盲文触点驱动机构,机械本体实现了120个盲文触点的空间排布;通过控制电磁线圈的通断电,控制系统驱动盲文触点独立上下运动,动态组合出不同的盲文字符。此原型样机体积小、成本低、刷新频率高,可生成足够的支撑力,供指尖触觉阅读盲文。

摘要：为提高柔性触觉再现的精度和实时性,设计了一种基于改变弹性梁有效长度的新型柔性触觉再现装置,讨论了该装置的设计思路和设计内容。本装置较以往的弹性梁装置有很大的改进,首先在机械结构上,使用舵机代替步进电机,减小了体积,结构更加紧凑,控制精度提高。其次在数据采集方面,使用CCD线阵将弹性梁末端位移的测量变为非接触式测量,减小了接触测量产生的阻尼误差,从而使交互的舒适性与效率得到提高,实现自然和谐的人机交互。

摘要：提出了一种小型化的具有实时触觉反馈作用的人机接口装置的设计方法,以控制弹性梁的有效变形长度为核心,保证了触觉再现的实时性和准确性,从而可以在操作者指端大范围再现虚拟对象或远程对象的刚度。介绍了该小型化人机触觉再现接口装置的硬件设计和软件设计。该实时触觉再现接口具有尺寸小、刚度再现范围大,可方便与鼠标相结合等特点,可广泛应用于遥操作机器人和虚拟现实领域。

摘要：可视化技术用于触觉再现显著加强了力触觉再现的交互性,具有广阔的应用前景。触觉可视化的显示效果很大程度上取决于虚拟物体建模方法和受力变形的计算方法。文中以类椭球体作为研究对象,选择有限元方法,进行了物理建模和变形计算,并利用VC++对ANSYS进行二次开发,设计了类椭球体变形显示软件。实验表明该软件可视化程度高,交互性好、显示效果真实,为柔性物体可视化触觉再现系统的深入研究奠定了基础。

摘要：对物流商品二维图像触觉再现的优化,能够有效提高对环境的感知和优化能力。在所提方法中以物流商品图像为例,首先恢复出表面三维微观形,模拟近似于物理反馈的粗糙感,完成物流商品二维图像的触觉再现优化。传统方法先提取纹理表面的几何轮廓,得到物体表面粗糙特性,但忽略了对其进行物理反馈模拟,导致图像触觉再现优化效果不理想。提出基于SFS的物流商品二维图像触觉再现优化方法。将图像的轮廓形状信息与细节纹理信息分离,采用SFS从二维纹理图像中恢复出表面三维微观形,组建力触觉模型渲染,模拟近似于物理反馈的粗糙感,实现不同表面粗糙度的触觉再现,引入样板的粗糙度作为衡量触觉的参考标准,给出触觉再现装置设计器,完成对物流商品二维图像触觉再现优化。仿真证明,所提方法优化精度较高,大幅度提升了操作者的触觉感知和识别能力。

摘要：作为新兴的人机交互技术,触觉再现技术能够再现虚拟物体的表面特性,提高虚拟现实系统的真实性。在目前现有的触觉再现技术中,基于摩擦力控制的触觉再现技术能够实现连续的、精细的纹理触觉再现,已成为触觉再现领域的一个研究热点。因此,设计一套基于摩擦力控制的触觉再现系统就显得尤为重要。基于此,文中利用空气压膜效应原理,设计了一套基于摩擦力控制的触觉再现系统,该系统能够实现虚拟纹理的触觉输出。文中首先描述了空气压膜效应的产生机理,然后详细讲述了该触觉再现系统的整体构成,最后,通过一系列的触觉感知实验验证了该系统的有效性。

摘要：触觉再现能够再现虚拟物体的表面纹理,在医学、军工、教育、娱乐等领域有重要的研究意义。本文研制一种基于电致振动效应的触觉再现系统,该系统通过增加手指和触觉面板之间的静电吸引力,进而增加手指和触觉面板之间的摩擦力,能够实现更为细致灵活的触觉再现。

摘要：针对机器人电触觉临场感应用的刺激电流参数设计,阐述了电刺激触觉的实现原理,建立了基于时间和空间的二维电刺激触觉临场感模型,并进一步建立了触觉容许限与刺激电流之间的数学关系.模型分析认为,刺激电流的动态范围是电触觉研究的重要内容,最佳电流是若干触点组最佳刺激电流的集合,极端情况下,各触点的刺激电流须单独进行设定.