【摘要】： 多通道、多媒體、智能化是人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展趨勢,利用人的多種感覺通道和動作通道(視覺,聽覺,觸覺,嗅覺等),以并行和非精確方式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互,極大地提高了人機(jī)交互的自然性和高效性。觸覺作為人類認(rèn)識和感知外部世界的重要信息通道,被廣泛應(yīng)用于人機(jī)交互技術(shù)的研究中。針對虛擬現(xiàn)實(shí)以及遙操作系統(tǒng),觸覺的模擬與再現(xiàn)是增強(qiáng)系統(tǒng)真實(shí)感,營造沉浸效果的重要因素。因此,設(shè)計(jì)一個能夠準(zhǔn)確、實(shí)時地再現(xiàn)觸覺特性的人機(jī)接口裝置顯得尤為重要�；跀D壓氣膜效應(yīng),本文設(shè)計(jì)并開發(fā)一種具有實(shí)時性、快速性的觸覺再現(xiàn)人機(jī)接口裝置。 首先,通過對觸覺產(chǎn)生機(jī)理及擠壓氣膜效應(yīng)進(jìn)行分析,確定了基于擠壓氣膜效應(yīng)的觸覺再現(xiàn)方式。根據(jù)擠壓氣膜產(chǎn)生機(jī)理及壓電學(xué)相關(guān)理論選擇可產(chǎn)生彎曲振動的雙晶片作為振動主體。并設(shè)計(jì)了壓電陶瓷支架、振動裝置殼體等相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)及手指位置檢測系統(tǒng)等相關(guān)電路。 其次,對觸覺再現(xiàn)的核心部分壓電振子的結(jié)構(gòu)根據(jù)承載力、共振頻率、振動的理論振幅、壓電陶瓷安全工作功率等約束條件,進(jìn)行優(yōu)化,確定能滿足觸覺再現(xiàn)的最優(yōu)化結(jié)構(gòu)。 再次,為了獲得壓電振子驅(qū)動信號與摩擦系數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系,進(jìn)行了摩擦力標(biāo)定試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出了15種質(zhì)感觸覺和4種紋理觸覺的控制信號。并開發(fā)了便于操作者使用的人機(jī)交互界面。 最后,根據(jù)上述設(shè)計(jì)做出樣機(jī),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,通過對20名受試者進(jìn)行調(diào)查,證實(shí)了本裝置的有效性。并設(shè)計(jì)復(fù)雜質(zhì)感觸覺再現(xiàn)和紋理再現(xiàn)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證變摩擦觸覺再現(xiàn)裝置對復(fù)雜質(zhì)感觸覺和紋理觸覺的再現(xiàn)能力。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH117.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2654946