本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域,具體涉及一種動作獲取裝置、動作仿真裝置及觸覺通信系統(tǒng)。
背景技術(shù):
通信已經(jīng)成為人們生活的一部分,視頻、語音通信已經(jīng)大范圍普及,人們可以通過聽覺和視覺進(jìn)行交流。但現(xiàn)在還沒有一種技術(shù)或方法,讓通信雙方感覺到肢體上的接觸,讓相距千里的雙方通過觸覺來感覺到對方。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一,提出了一種動作獲取裝置、動作仿真裝置及觸覺通信系統(tǒng)。
為了解決上述技術(shù)問題之一,本實(shí)用新型提供一種動作獲取裝置,包括:
壓力獲取模塊,用于獲取來自于觸覺發(fā)送用戶的觸摸壓力信息,并將所述觸摸壓力信息轉(zhuǎn)換成通信信號;
信息發(fā)送模塊,所述信息發(fā)送模塊與所述壓力獲取模塊相連,用于將所述通信信號發(fā)送出去。
優(yōu)選地,所述觸摸壓力信息包括觸摸的壓力大小,所述壓力獲取模塊包括壓力檢測單元,所述壓力檢測單元包括至少一個壓力傳感器,所述壓力傳感器包括壓力接收面,所述壓力傳感器用于檢測其壓力接收面上受到的壓力大小。
優(yōu)選地,所述壓力檢測單元包括多個所述壓力傳感器,多個壓力傳感器排列為多行多列。
優(yōu)選地,所述壓力傳感器用于實(shí)時檢測壓力大小,所述壓力檢 測單元還包括處理器,所述處理器與每個所述壓力傳感器均相連,用于按照預(yù)定頻率獲取每個壓力傳感器的位置及其檢測到的壓力大小。
優(yōu)選地,所述壓力檢測單元還包括安裝殼體,所述安裝殼體包括相對設(shè)置的第一壁和第二壁以及連接在所述第一壁和所述第二壁之間的連接壁,多個所述壓力傳感器均固定在所述第一壁和所述第二壁之間,多個所述壓力傳感器的壓力接收面均與所述第一壁相接觸。
優(yōu)選地,所述安裝殼體的第一壁的背離所述第二壁的一側(cè)設(shè)置有彈性材料層。
優(yōu)選地,所述彈性材料層包括硅膠層。
優(yōu)選地,所述彈性材料層與所述安裝殼體的第一壁之間設(shè)置有第一壓力傳遞層,所述第一壓力傳遞層包括與多個所述壓力傳感器的壓力接收面分別對應(yīng)的多個第一墊塊。
優(yōu)選地,制成所述第一墊塊的材料包括橡膠。
優(yōu)選地,所述通信信號包括預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu),所述壓力獲取模塊還包括:
成幀單元,所述成幀單元分別與所述處理器和所述信息發(fā)送模塊相連,用于將所述處理器每次所獲取的多個壓力大小的數(shù)據(jù)進(jìn)行成幀,以形成所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu),并將所述幀結(jié)構(gòu)發(fā)送至所述信息發(fā)送模塊。
優(yōu)選地,所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)包括依次排列的起始標(biāo)志數(shù)據(jù)、幀結(jié)構(gòu)的序號、壓力數(shù)據(jù)組、所述壓力數(shù)據(jù)組的校驗(yàn)碼和結(jié)束標(biāo)志數(shù)據(jù),所述壓力數(shù)據(jù)組為多個壓力傳感器接收到的壓力大小的數(shù)據(jù)按照預(yù)定順序排列后的一組數(shù)據(jù)。
相應(yīng)地,本實(shí)用新型還提供一種動作仿真裝置,包括:
信息接收模塊,用于接收上述動作獲取裝置所發(fā)送的通信信號;
動作仿真模塊,所述動作仿真模塊與所述信息接收模塊相連,用于根據(jù)所述通信信號對應(yīng)的觸摸壓力信息產(chǎn)生能夠向觸覺接收用戶施加相應(yīng)壓力的變形。
優(yōu)選地,所述動作仿真模塊包括控制單元和被控單元;
所述被控單元包括動作仿真殼體和至少一個支撐結(jié)構(gòu),所述動 作仿真殼體包括相對設(shè)置的第一壁和第二壁以及連接在所述第一壁和所述第二壁之間的連接壁,所述支撐結(jié)構(gòu)的第一端與所述動作仿真殼體的第一壁相連,所述支撐結(jié)構(gòu)的第二端固定在所述動作仿真殼體的第二壁上,所述動作仿真殼體的第一壁由柔性材料制成;
所述控制單元用于根據(jù)所述信息接收模塊接收到的觸摸壓力信息向所述支撐結(jié)構(gòu)發(fā)送控制信號,所述支撐結(jié)構(gòu)的第一端和第二端之間的距離能夠根據(jù)所述控制信號而增加,以使所述動作仿真殼體的第一壁產(chǎn)生與所述觸摸壓力匹配的變形。
優(yōu)選地,所述柔性材料包括硅膠。
優(yōu)選地,當(dāng)所述壓力獲取模塊包括多個壓力傳感器和安裝殼體時,所述被控單元包括多個所述支撐結(jié)構(gòu),多個所述支撐結(jié)構(gòu)在所述動作仿真殼體中的位置與多個所述壓力傳感器在所述安裝殼體中的位置一一對應(yīng)。
優(yōu)選地,所述支撐結(jié)構(gòu)包括第一支撐部和第二支撐部,所述第一支撐部的第一端形成為所述支撐結(jié)構(gòu)的第一端,所述第二支撐部的第一端形成為所述支撐結(jié)構(gòu)的第二端,當(dāng)所述控制單元未提供控制信號時,所述第一支撐部的第二端與所述第二支撐部的第二端相接觸;當(dāng)所述控制單元提供控制信號時,所述第一支撐部和所述第二支撐部能夠相互遠(yuǎn)離。
優(yōu)選地,所述控制信號包括電信號,所述第一支撐部包括磁柱,所述第二支撐部包括電磁鐵,所述電磁鐵包括磁芯和纏繞所述磁芯的導(dǎo)電繞組,所述磁芯的第一端形成為所述第二支撐部的第一端,所述磁芯的第二端形成為所述第二支撐部的第二端,所述磁柱支撐在所述磁芯的第二端,所述導(dǎo)電繞組與所述控制單元電連接,且當(dāng)電磁鐵的磁芯被磁化后,所述磁芯和所述磁柱的相互靠近的兩端極性相反。
優(yōu)選地,所述動作仿真殼體還包括與多個磁柱分別對應(yīng)的多個限位件,多個限位件固定相連,并固定在所述連接壁上,所述限位件上形成有通孔,所述磁柱位于相對應(yīng)的限位件的通孔內(nèi),且能夠沿所述通孔的軸線方向與所述通孔發(fā)生相對運(yùn)動。
優(yōu)選地,所述第一支撐部還包括設(shè)置在所述磁柱和所述第一壁 之間的第二墊塊,所述第二墊塊的朝向所述第一壁的一端形成為所述第一支撐部的第一端,所述磁柱的朝向所述電磁鐵的一端形成為所述第一支撐部的第二端。
優(yōu)選地,制成所述第二墊塊的材料包括橡膠。
優(yōu)選地,當(dāng)所述通信信號包括預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)時,所述動作仿真模塊還包括解幀單元,所述解幀單元分別與所述信息接收模塊和所述控制單元相連,用于將所述信息接收模塊接收到的幀結(jié)構(gòu)解幀,以獲取觸摸區(qū)域的每個檢測位置的壓力大小,并將每個檢測位置的位置信息和壓力大小發(fā)送至所述控制單元。
優(yōu)選地,當(dāng)所述幀結(jié)構(gòu)包括依次排列的起始標(biāo)志數(shù)據(jù)、幀結(jié)構(gòu)的序號、壓力數(shù)據(jù)組、所述壓力數(shù)據(jù)組的校驗(yàn)碼和結(jié)束標(biāo)志數(shù)據(jù)時,所述解幀單元包括判斷子單元和解幀子單元,
所述判斷子單元用于根據(jù)所述校驗(yàn)碼判斷所述壓力數(shù)據(jù)組是否發(fā)生異常,若是,則向所述解幀子單元發(fā)送異常信號;若否,則向所述解幀子單元發(fā)送正常信號;
所述解幀子單元能夠在接收到所述正常信號繼續(xù)對相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)解幀,在接收到所述異常信號將相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)丟棄。
相應(yīng)地,本實(shí)用新型還提供一種觸覺通信系統(tǒng),包括第一動作獲取裝置、和與第一動作獲取裝置通信的第一動作仿真裝置,所述第一動作獲取裝置為上述動作獲取裝置,所述第一動作仿真裝置為上述動作仿真裝置。
優(yōu)選地,所述觸覺通信系統(tǒng)還包括與所述第一動作獲取裝置設(shè)置在同一側(cè)的第二動作仿真裝置以及與所述第一動作仿真裝置設(shè)置在同一側(cè)的第二動作獲取裝置,所述第二動作仿真裝置與所述第二動作獲取裝置能夠進(jìn)行通信,所述第二動作獲取裝置為上述動作獲取裝置,所述第二動作仿真裝置為上述動作仿真裝置。
在本實(shí)用新型中,當(dāng)通信雙方(觸覺發(fā)送用戶和觸覺接收用戶)進(jìn)行通信時,觸覺發(fā)送用戶向壓力獲取模塊施加一定的觸摸壓力后,壓力獲取模塊將該壓力信息轉(zhuǎn)換為通信信號,信息發(fā)送模塊將通信信號發(fā)出后,動作仿真裝置能夠根據(jù)該通信信號產(chǎn)生相應(yīng)的變形,該變 形能夠使得觸覺接收用戶感受到和觸覺發(fā)送用戶施加的觸摸壓力相同的壓力,也就是說,在動作獲取裝置和動作仿真裝置的配合下,對于觸覺接收用戶而言,相當(dāng)于能夠直接感受到觸覺發(fā)送用戶的觸摸動作,從而使得身處兩地的雙方感覺到對方的觸摸動作,實(shí)現(xiàn)了觸覺通信。
附圖說明
附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型,但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例中動作獲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例中壓力檢測單元的俯視圖;
圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例中壓力檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是幀結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例中動作仿真裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例中被控單元的俯視圖;
圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例中被控模塊和控制單元的連接結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例中提供的觸覺通信系統(tǒng)應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)時的模塊結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是本實(shí)用新型的實(shí)施例中提供的觸覺通信系統(tǒng)的應(yīng)用場景示意圖;
圖10是本實(shí)用新型的實(shí)施例中提供的觸覺通信系統(tǒng)進(jìn)行通信時的流程圖;
其中,附圖標(biāo)記為:
100、壓力獲取模塊;110、壓力檢測單元;120、處理器;130、成幀單元;111、安裝殼體;112、壓力傳感器;113、彈性材料層;114、第一墊塊;200、信息發(fā)送模塊;300、信息接收模塊;400、動作仿真模塊;410、控制單元;420、被控單元;421、動作仿真殼體;421a、動作仿真殼體的第一壁;421b、動作仿真殼體的第二壁;421c、 動作仿真殼體的連接壁;421d、限位件;422、支撐結(jié)構(gòu);422a、磁塊;422b、電磁鐵;422c、第二墊塊;430、解幀單元;500、通信網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型,并不用于限制本實(shí)用新型。
作為本實(shí)用新型的第一個方面,提供一種動作獲取裝置,如圖1所示,包括壓力獲取模塊100和信息發(fā)送模塊200。壓力獲取模塊100用于獲取來自于觸覺發(fā)送用戶的觸摸壓力信息,并將所述觸摸壓力信息轉(zhuǎn)換成通信信號;所述觸摸壓力信息可以包括觸摸壓力的大小。信息發(fā)送模塊200與壓力獲取模塊100相連,用于將所述通信信號發(fā)送出去。所述通信信號為符合通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議,以在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸?shù)男盘枺允沟盟鰟幼鞣抡嫜b置根據(jù)所述觸摸壓力信息仿真出能夠向觸覺接收用戶施加與所述觸摸壓力信息相對應(yīng)的壓力的仿真動作。
因此,當(dāng)通信雙方(觸覺發(fā)送用戶和觸覺接收用戶)進(jìn)行通信時,觸覺發(fā)送用戶向壓力獲取模塊100施加一定的觸摸壓力后,壓力獲取模塊100將該觸摸壓力信息轉(zhuǎn)換為通信信號,信息發(fā)送模塊200將通信信號發(fā)出后,動作仿真裝置能夠根據(jù)該通信信號產(chǎn)生相應(yīng)的變形,該變形能夠使得觸覺接收用戶感受到和觸覺發(fā)送用戶施加的觸摸壓力相同的壓力,也就是說,在動作獲取裝置和動作仿真裝置的配合下,對于觸覺接收用戶而言,相當(dāng)于能夠直接感受到觸覺發(fā)送用戶的觸摸動作,從而使得身處兩地的雙方感覺到對方的觸摸動作,實(shí)現(xiàn)了觸覺通信。
其中,觸摸壓力信息包括觸摸的壓力大小,以使得動作仿真裝置產(chǎn)生的變形能夠向觸覺接受用戶感受到相應(yīng)的壓力。為了檢測觸摸壓力的大小,具體地,如圖1所示,壓力獲取模塊100包括壓力檢測單元110,如圖2和圖3所示,壓力檢測單元110至少一個壓力傳感 器112,壓力傳感器112包括壓力接收面,壓力傳感器112用于檢測其壓力接收面上受到的壓力大小。
觸摸壓力信息還可以包括觸摸的范圍。優(yōu)選地,如圖2和圖3所示,壓力檢測單元110包括多個壓力傳感器112,多個壓力傳感器112排列為多行多列。因此,通過每個壓力傳感器112檢測各自受到的壓力,能夠進(jìn)一步判斷出觸摸的范圍、以及觸摸范圍中不同位置的壓力,從而使得所述動作仿真裝置的動作仿真效果更好,觸覺接收用戶的感覺更逼真。
壓力傳感器112可以實(shí)時檢測壓力的大小,一旦有產(chǎn)生觸摸動作時,開始獲取觸摸的壓力大小,直至所述觸摸動作結(jié)束,從而可以檢測到觸摸動作持續(xù)的時間段內(nèi)壓力的變化,進(jìn)而使得動作仿真裝置也能在相應(yīng)的時間段內(nèi)發(fā)生連續(xù)的變形,使得動作接收用戶的感受更加逼真。
為了提高將所述觸摸壓力信息轉(zhuǎn)換成通信信號的轉(zhuǎn)換效率,減小動作獲取裝置的功耗,如圖3所示,所述壓力檢測單元還包括處理器120,處理器120與每個壓力傳感器112均相連,用于按照預(yù)定頻率獲取每個壓力傳感器112的位置及其檢測到的壓力大小。處理器120每次獲取的多個壓力傳感器的壓力大小的數(shù)據(jù)均被轉(zhuǎn)換為通信信號,該通信信號發(fā)送至動作仿真裝置。其中,所述預(yù)定頻率可以設(shè)置一個較高的值,以使得動作仿真裝置能夠發(fā)生持續(xù)的變形,例如,所述預(yù)定頻率在30次/秒~60次/秒之間。
更進(jìn)一步地,為了更好地固定多個壓力傳感器112,如圖2和圖3所示,壓力檢測單元110還包括安裝殼體111,安裝殼體11包括相對設(shè)置的第一壁、第二壁以及連接在所述第一壁和所述第二壁之間的連接壁,多個壓力傳感器112均固定在所述第一壁和所述第二壁之間,多個壓力傳感器112的壓力接收面均與所述第一壁相接觸。觸覺發(fā)送用戶向所示第一壁上的一定區(qū)域內(nèi)施加壓力時,該區(qū)域內(nèi)的各個壓力傳感器112能夠均能夠檢測到相應(yīng)位置的壓力。
在本實(shí)用新型中,多個壓力傳感器112也可以按照其他排列方式進(jìn)行排列,例如,多個壓力傳感器112按照輻射狀分布排列。多個 壓力傳感器112的壓力接收面可以位于平面上,即,安裝殼體111的第一壁為平面結(jié)構(gòu)(如圖3所示);也可以位于曲面上,即,安裝殼體111的第一壁為曲面結(jié)構(gòu)。
另外,如圖3所示,可以在安裝殼體111的第一壁的背離所述第二壁的一側(cè)設(shè)置彈性材料層113,以改善觸覺發(fā)送用戶的觸感。優(yōu)選地,彈性材料層113包括與人體皮膚相似的硅膠層。需要說明的是,彈性材料層113的彈性系數(shù)和厚度應(yīng)在一定范圍內(nèi),保證其設(shè)置不影響壓力傳感器112的壓力檢測效果。
進(jìn)一步地,為了便于壓力傳感器112對壓力的檢測,所述硅膠層與所述第一壁之間還設(shè)置有第一壓力傳遞層,所述第一壓力傳遞層包括與多個壓力傳感器112的壓力接收面分別對應(yīng)的多個第一墊塊114,如圖3所示。其中,第一墊塊114朝向壓力傳感器112的正投影位于壓力傳感器112的壓力接收面的范圍內(nèi)。具體地,制成第一墊塊114的材料可以包括橡膠。
所述通信信號包括預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu),相應(yīng)地,壓力獲取模塊100還包括成幀單元130。成幀單元130分別與處理器120和信息發(fā)送模塊200相連,用于將處理器120所獲取的多個壓力大小的數(shù)據(jù)進(jìn)行成幀,以形成所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu),并將所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)發(fā)送至信息發(fā)送模塊200??梢岳斫獾氖?,所述觸覺動作獲取裝置所獲取的壓力信息是通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至觸覺動作仿真裝置的,所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)可以根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)所使用的通信協(xié)議而確定。處理器120每次獲取多個壓力數(shù)據(jù)后,成幀單元130能夠形成一個幀結(jié)構(gòu),因此,所述預(yù)定頻率為n次/秒時,成幀單元130每秒形成n個幀結(jié)構(gòu)。
具體地,如圖4所示,所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)包括依次排列的起始標(biāo)志數(shù)據(jù)STA、幀結(jié)構(gòu)的序號NUM(該序號以便于解幀單元解幀時恢復(fù)多幀之間的先后順序)、壓力數(shù)據(jù)組、所述壓力數(shù)據(jù)組的校驗(yàn)碼CRC和結(jié)束標(biāo)志數(shù)據(jù)STO,所述壓力數(shù)據(jù)組為多個壓力傳感器112接收到的壓力大小的數(shù)據(jù)按照預(yù)定順序排列后的一組數(shù)據(jù)(如圖中的L11……L1n)。如上所述,多個壓力傳感器112可以排列為多 行多列,相應(yīng)地,所述預(yù)定順序可以為依次接收第一行的第一個至最后一個、第二行的第一個至最后一個……最后一行的第一個至最后一個的壓力傳感器112檢測到的壓力大小。當(dāng)然,所述預(yù)定順序還可以為其他確定的順序,只要能夠保證動作仿真裝置接收到所述幀結(jié)構(gòu)后能夠?qū)ζ浣鈳?,獲得成幀前的每個壓力傳感器112檢測到的壓力大小即可。
作為本實(shí)用新型的第二個方面,提供一種動作仿真裝置,如圖5所示,包括信息接收模塊300和動作仿真模塊400。信息接收模塊300用于接收上述動作獲取裝置所發(fā)送的通信信號。動作仿真模塊400與信息接收模塊300相連,用于根據(jù)所述通信信號對應(yīng)的觸摸壓力信息產(chǎn)生能夠向觸覺接收用戶施加相應(yīng)壓力的變形,從而使得觸覺接收用戶能夠感覺到觸覺發(fā)送用戶向所述動作獲取裝置所施加的觸覺動作,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)觸覺通信。
為了使得動作仿真模塊400產(chǎn)生相應(yīng)的觸覺動作以使得觸覺接收用戶感受到相應(yīng)的觸摸壓力,具體地,請結(jié)合圖5至圖7,動作仿真模塊400包括控制單元410和被控單元420。被控單元420包括動作仿真殼體421和至少一個支撐結(jié)構(gòu)422。動作仿真殼體421包括相對設(shè)置的第一壁421a和第二壁421b以及連接在第一壁421a和第二壁421b之間的連接壁421c,支撐結(jié)構(gòu)422的第一端與動作仿真殼體421的第一壁421a相連,支撐結(jié)構(gòu)422的第二端固定在動作仿真殼體421的第二壁421b上,所述動作仿真殼體的第一壁421a由柔性材料制成。其中,連接壁421c可以環(huán)繞支撐結(jié)構(gòu)422設(shè)置??刂茊卧?10用于根據(jù)信息接收模塊300接收到的觸摸壓力信息向支撐結(jié)構(gòu)422發(fā)送控制信號,支撐結(jié)構(gòu)422的第一端和第二端之間的距離能夠根據(jù)所述控制信號而增加,以使所述動作仿真殼體的第一壁產(chǎn)生與所述觸摸壓力匹配的變形。因此,當(dāng)控制單元410發(fā)送控制信號時,第一壁421a對應(yīng)于支撐結(jié)構(gòu)422的部分就會被支撐結(jié)構(gòu)422撐起,當(dāng)觸覺接收用戶的身體與動作仿真殼體421的第一壁421a接觸時,能夠感受到第一壁421a的變形而帶來的壓力,從而實(shí)現(xiàn)觸覺通信。
優(yōu)選地,所述柔性材料包括和人體皮膚觸感相近的硅膠,從而 使得觸覺接收用戶與第一壁421a接觸時的觸感更好。
如上文所述,壓力檢測單元110可以包括多個壓力傳感器112和安裝殼體111,以檢測出觸摸的范圍以及觸摸范圍內(nèi)多個不同位置的壓力,相應(yīng)地,被控單元420包括多個支撐結(jié)構(gòu)422,如圖2和圖6所示,多個支撐結(jié)構(gòu)422在動作仿真殼體421中的位置與多個壓力傳感器112在安裝殼體111中的位置一一對應(yīng)。壓力檢測單元110中,壓力傳感器112檢測到的壓力越大,則相對應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)422的第一端與第二端之間的尺寸增加得越多,以向觸覺接收用戶施加越大的壓力。在本實(shí)用新型中,多個壓力傳感器112排列為多行多列,如圖3所示,安裝殼體111的與多個壓力傳感器112同時接觸的第一壁為平面結(jié)構(gòu);相應(yīng)地,如圖7所示,動作仿真殼體421的與多個支撐結(jié)構(gòu)422相連的第一壁為平面結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,安裝殼體111的第一壁和動作仿真殼體421的第一壁也可以為其他結(jié)構(gòu),只要二者形狀結(jié)構(gòu)相匹配即可,例如,安裝殼體111的第一壁在初始狀態(tài)下為外凸的曲面,動作仿真殼體421的第一壁在初始狀態(tài)下為內(nèi)凹的曲面。多個壓力傳感器112和多個支撐結(jié)構(gòu)422也可以按照其他排列方式進(jìn)行排列,只要二者的排列方式相對應(yīng)即可。
本實(shí)用新型對支撐結(jié)構(gòu)422的具體結(jié)構(gòu)不作限定,只要能夠使得支撐在其頂端的動作仿真殼體421的第一壁421a發(fā)生變形,以對觸覺接收用戶產(chǎn)生壓力即可。
在本實(shí)用新型中,支撐結(jié)構(gòu)422包括第一支撐部和第二支撐部,所述第一支撐部的第一端形成為支撐結(jié)構(gòu)422的第一端,即,與第一壁421a相連,所述第二支撐部的第一端形成支撐結(jié)構(gòu)422的第二端,即與第二壁421b相連。當(dāng)控制單元410未提供控制信號時,所述第一支撐部的第二端與所述第二支撐部的第二端相接觸;當(dāng)控制單元410提供控制信號時,所述第一支撐部和所述第二支撐部能夠相互遠(yuǎn)離。
優(yōu)選地,如圖7所示,所述第一支撐部包括磁柱422a。所述第二支撐部包括電磁鐵422b,電磁鐵422b包括磁芯和纏繞所述磁芯的導(dǎo)電繞組,所述磁芯的第一端形成為所述第二支撐部的第一端,即, 磁芯的第一端固定在所述第二壁上;磁芯的第二端形成為所述第二支撐部的第二端,磁柱422a支撐在所述磁芯的第二端,所述導(dǎo)電繞組與控制單元410電連接,且當(dāng)電磁鐵410b的磁芯被磁化后,所述磁芯和磁柱422a的相互靠近的兩端極性相反。所述控制信號包括電信號,以使得導(dǎo)電繞組上流過電流而使其內(nèi)部產(chǎn)生磁場,從而使得磁芯被磁化,而磁柱422a和磁芯之間的斥力使得磁柱遠(yuǎn)離磁芯而運(yùn)動,導(dǎo)致動作仿真殼體421的第一壁421a的相應(yīng)位置發(fā)生變形,進(jìn)而使得觸覺接收用戶感受到相應(yīng)的壓力。電流越大,磁柱422a運(yùn)動的速度和距離越大,從而使得觸覺接收用戶感受到的壓力越大。當(dāng)控制單元410不向支撐結(jié)構(gòu)422發(fā)送控制信號(即,導(dǎo)電繞組上沒有電流流過)時,磁場消失,磁芯的磁性消失,磁柱422a由于重力而支撐在磁芯上,第一壁421a的相應(yīng)位置回復(fù)為初始狀態(tài)。由于當(dāng)導(dǎo)電繞組上有電流時,磁柱422a具有一定的運(yùn)動速度,而對第一壁421a產(chǎn)生一定的沖力,從而使得觸覺接收用戶的感覺更逼真。
在實(shí)際使用中,動作仿真殼體421可以放置在固定平臺上,其第一壁421a即形成為頂壁,第二壁421b形成為底壁,連接壁421c形成為側(cè)壁。進(jìn)一步地,動作仿真殼體421還包括與多個磁柱422a分別對應(yīng)的多個限位件421d(例如,套管),多個限位件421d固定相連,并固定在連接壁421c上,限位件421d上形成有通孔,磁柱422a位于相對應(yīng)的限位件421d的通孔內(nèi),且能夠沿所述通孔的軸線方向與所述通孔發(fā)生相對運(yùn)動,從而防止磁柱422a在上下運(yùn)動的同時發(fā)生左右偏移而無法支撐在磁芯上??梢岳斫獾氖牵瑸榱朔乐乖诖胖?22a運(yùn)動時對其產(chǎn)生阻力,通孔的內(nèi)徑可以為磁柱422a的直徑略大一些,以減小磁柱422a運(yùn)動時與所述通孔內(nèi)壁之間的摩擦。例如,所述通孔的內(nèi)徑為磁柱422a直徑的1.2~1.4倍。
進(jìn)一步地,如圖7所示,所述第一支撐部還包括設(shè)置在磁柱422a和第一壁421a之間的第二墊塊422c,此時,第二墊塊422c的朝向第一壁421a的一端形成為所述第一支撐部的第一端,即,與第一壁421a相連;磁柱422a的朝向電磁鐵422b的一端形成為所述第一支撐部的第二端。在磁柱422a遠(yuǎn)離磁芯運(yùn)動時,第二墊塊422c能夠接 收到的壓力更好地傳遞至第一壁421a上。其中,制成第二墊塊422c的材料包括橡膠。
如上文所述,為了便于壓力信息在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸,所述通信信號包括預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu),動作獲取模塊100還包括成幀單元130,這種情況下,如圖5所示,動作仿真模塊400還包括解幀單元430,解幀單元430分別與信息接收模塊300和控制單元410相連,用于將信息接收模塊300接收到的幀結(jié)構(gòu)解幀,即,當(dāng)成幀單元130將圖2中的各個壓力傳感器檢測到的壓力的數(shù)據(jù)進(jìn)行成幀,并得到圖4中的幀結(jié)構(gòu)時,解幀單元430獲取幀結(jié)構(gòu)并對其解幀,以獲取觸摸區(qū)域的每個壓力傳感器對應(yīng)的檢測位置的壓力大小,并將每個檢測位置的位置信息和壓力大小發(fā)送至控制單元410。
當(dāng)所述幀結(jié)構(gòu)為圖4中所示的幀結(jié)構(gòu),即包括依次排列的起始標(biāo)志數(shù)據(jù)STA、幀結(jié)構(gòu)的序號NUM、壓力數(shù)據(jù)組、所述壓力數(shù)據(jù)組的校驗(yàn)碼CRC和結(jié)束標(biāo)志數(shù)據(jù)STO時,解幀單元430包括判斷子單元和解幀子單元。所述判斷子單元用于根據(jù)所述校驗(yàn)碼判斷所述壓力數(shù)據(jù)組是否發(fā)生異常,若是,則向所述解幀子單元發(fā)送異常信號,所述解幀子單元根據(jù)該異常信號將相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)丟棄;若否,則向解幀子單元發(fā)送正常信號,所述解幀子單元根據(jù)該正常信號繼續(xù)對相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)解幀。因此,當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)錯誤時,錯誤幀丟棄,以防止動作仿真殼體產(chǎn)生異常動作。
作為本實(shí)用新型的第三個方面,提供一種觸覺通信系統(tǒng),如圖8所示,包括第一動作獲取裝置和與所述第一動作獲取裝置進(jìn)行通信的第一動作仿真裝置,所述第一動作獲取裝置為本實(shí)用新型提供的上述動作獲取裝置,所述第一動作仿真裝置為本實(shí)用新型提供的上述動作仿真裝置。所述第一動作獲取裝置和所述第一動作仿真裝置之間利用通信網(wǎng)絡(luò)500進(jìn)行通信。通信網(wǎng)絡(luò)500的具體形式不作限定,只要能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信即可,在本實(shí)用新型,通信網(wǎng)絡(luò)500可以為以太網(wǎng),具體可以為標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)(10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)(100Mbit/s)或10G(10Gbit/s)以太網(wǎng)。在所述動作獲取裝置中,成幀單元130將壓力數(shù)據(jù)成幀后,幀結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議,在本實(shí)用新型 中,可以采用TCP/IP協(xié)議。
由于本實(shí)用新型提供的觸覺動作獲取裝置能夠獲取來自于觸覺發(fā)送用戶的觸摸壓力信息,并將該觸摸壓力信息轉(zhuǎn)換為通信信號后發(fā)送至觸覺動作仿真裝置,所述動作仿真裝置能夠發(fā)生相應(yīng)的變形,從而將觸覺發(fā)送用戶的觸摸動作施加給觸覺接收用戶,從而使得身處兩地的用戶感覺到對方的觸摸動作,實(shí)現(xiàn)了觸覺通信。
進(jìn)一步地,所述觸覺通信系統(tǒng)還包括與所述第一動作獲取裝置設(shè)置在同一側(cè)的第二動作仿真裝置以及與所述第一動作仿真裝置設(shè)置在同一側(cè)的第二動作獲取裝置,所述第二動作仿真裝置與所述第二動作獲取裝置能夠進(jìn)行通信,所述第二動作獲取裝置為上述動作獲取裝置,所述第二動作仿真裝置為上述動作仿真裝置。也就是說,在同一用戶側(cè),同時設(shè)置有動作獲取裝置和動作仿真裝置,以使得每個用戶既可以作為觸覺發(fā)送用戶向外發(fā)送觸摸壓力,也可以作為觸覺接收用戶,以接收觸摸壓力。
可以理解的是,所述觸覺通信系統(tǒng)還可以包括視頻發(fā)送裝置和與所述視頻發(fā)送裝置通信的視頻接收裝置,也可以包括語音發(fā)送裝置和與所述語音發(fā)送裝置通信的語音接收裝置,從而實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行觸覺通信的同時,同時進(jìn)行視頻通信和/或語音通信,進(jìn)一步改善雙方用戶之間的通信效果。
作為本實(shí)用新型的第四個方面,提供一種動作獲取方法,包括:
S11、獲取來自于觸覺發(fā)送用戶的觸摸壓力信息,并將所述觸摸壓力信息轉(zhuǎn)換成通信信號;
S12、將所述通信信號發(fā)送出去。
具體地,所述觸摸壓力信息包括觸摸的壓力大小。所述步驟S11包括:
S111、按照預(yù)定頻率分別獲取多個所述檢測位置的壓力大小,多個所述檢測位置可以排列為多行多列。
通過檢測多個檢測位置的壓力大小,從而判斷出觸摸的范圍,當(dāng)不同檢測位置的壓力大小不同時,所述動作仿真裝置仿真出的動作使得觸覺接收用戶感受到不同的壓力,并且,按照預(yù)定頻率獲取壓力 大小能夠使得在觸摸壓力發(fā)生變化時,觸覺接收用戶也能感受到相應(yīng)的壓力變化,從而使得觸覺接收用戶的感覺更逼真。所述動作獲取方法應(yīng)用于動作獲取裝置中,所述動作獲取裝置可以采用上述設(shè)置多個壓力傳感器和處理器的方式獲取多個檢測位置的觸摸壓力大小。
為了便于將獲取到的多個觸摸壓力的大小進(jìn)行通信傳輸,具體地,所述通信信號包括預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu),所述步驟S11還包括:
S112、將檢測到的多個壓力大小的數(shù)據(jù)進(jìn)行成幀,以形成所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)。
具體地,如圖4所示,所述預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)包括依次排列的起始標(biāo)志數(shù)據(jù)STA、幀結(jié)構(gòu)的序號NUM、壓力數(shù)據(jù)組、所述壓力數(shù)據(jù)組的校驗(yàn)碼CRC和結(jié)束標(biāo)志數(shù)據(jù)STO,所述壓力數(shù)據(jù)組為多個壓力傳感器檢測到的壓力大小的數(shù)據(jù)按照預(yù)定順序排列后的一組數(shù)據(jù)。
作為本實(shí)用新型的第四個方面,提供一種動作仿真方法,包括:
S21、接收上述動作獲取方法所發(fā)送的通信信號;
S22、根據(jù)所述通信信號對應(yīng)的觸摸壓力信息產(chǎn)生能夠向觸覺接收用戶施加相應(yīng)壓力的變形。
所述動作仿真方法應(yīng)用于動作仿真裝置中,所述動作仿真裝置的信息接收模塊接收到觸摸壓力信息時,動作仿真模塊產(chǎn)生相應(yīng)的形變。動作仿真模塊可以包括上文所述的動作仿真殼體421、支撐結(jié)構(gòu)422和控制單元410,當(dāng)動作獲取方法獲取多個檢測位置的壓力后,控制單元410根據(jù)每個檢測位置的壓力大小控制相應(yīng)位置的支撐結(jié)構(gòu)422的第一端和第二端之間的距離增大,從而將動作仿真殼體421的第一壁421a的相應(yīng)位置撐起,使得觸覺接收用戶感覺到相應(yīng)的壓力。
進(jìn)一步地,當(dāng)所述通信信號包括預(yù)定格式的幀結(jié)構(gòu)時,所述步驟S21包括:
S211、對接收到的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行解幀,以獲取觸摸區(qū)域中每個檢測位置的壓力大??;
S212、控制仿真區(qū)域中的每個仿真位置發(fā)生相應(yīng)的變形,以使得所述仿真區(qū)域中每個仿真位置向所述觸覺接收用戶施加的壓力與 所述觸摸區(qū)域中相應(yīng)的檢測位置檢測到的壓力相對應(yīng)。
具體地,所述幀結(jié)構(gòu)包括依次排列的起始標(biāo)志數(shù)據(jù)STA、幀結(jié)構(gòu)的序號NUM、壓力數(shù)據(jù)組、所述壓力數(shù)據(jù)組的校驗(yàn)碼CRC和結(jié)束標(biāo)志數(shù)據(jù)STO,這種情況下,在步驟S211之前還包括:
S210、根據(jù)所述校驗(yàn)碼判斷所述壓力數(shù)據(jù)組是否發(fā)生異常;若是,則將相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)丟棄;若否,則繼續(xù)對相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)解幀。
圖9是本實(shí)用新型的觸覺通信系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖,下面結(jié)合圖1至圖10對本實(shí)用新型的觸覺通信系統(tǒng)的觸覺通信過程進(jìn)行介紹。
S31、當(dāng)觸覺發(fā)送用戶向壓力檢測單元110的安裝殼體111的第一壁施加觸摸壓力時,安裝殼體111內(nèi)的多個壓力傳感器112分別對第一壁上相應(yīng)位置處受到的壓力進(jìn)行實(shí)時檢測;
S32、處理器120按照預(yù)定頻率獲取每個壓力傳感器112的位置及其檢測到的壓力大?。?/p>
S33、成幀單元130將處理器120每次獲取的多個壓力大小的數(shù)據(jù)成幀,以形成圖4中的幀結(jié)構(gòu),并將該幀結(jié)構(gòu)發(fā)送至信息發(fā)送模塊200;
S34、信息發(fā)送模塊200將幀結(jié)構(gòu)發(fā)送至所述動作仿真裝置的信息接收模塊300;
S35、信息接收模塊300將信息發(fā)送模塊200所發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)發(fā)送至動作仿真模塊400的解幀單元430;
S36、解幀單元430對幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行解幀,以獲取對應(yīng)于每個壓力傳感器112的壓力大小,并將解幀后的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元410;
S37、控制單元410根據(jù)每個壓力傳感器112的壓力大小生成相應(yīng)的控制信號,以分別控制每個支撐結(jié)構(gòu)422的電磁鐵422b產(chǎn)生相應(yīng)的磁場,從而使得磁柱422a遠(yuǎn)離磁芯運(yùn)動,將動作仿真殼體421的第一壁頂起,進(jìn)而使得當(dāng)觸覺接收用戶與動作仿真殼體421的第一壁接觸時,感受到一定的壓力,且受到的壓力大小與相應(yīng)位置的壓力傳感器112檢測到的壓力一致。
可以理解的是,以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式,然而本實(shí)用新型并不局限于此。對于本 領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言,在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下,可以做出各種變型和改進(jìn),這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。