CN106373452A - 具有风冷刺激功能的体感模拟设备 - Google Patents

Abstract

一种具有风冷刺激功能的体感模拟设备，包括体感刺激发生装置及外部装置，体感刺激发生装置包括可穿戴本体、多个体感模拟组件及控制单元；多个体感模拟组件均设置在可穿戴本体上；控制单元设置在可穿戴本体上，且分别与每个体感模拟组件电连接；外部装置设置在可穿戴本体的外部，且其至少包括风冷功能装置。由于可穿戴本体包裹用户全身，其上还设置了多个体感模拟组件，提升了体感模拟的有效度和用户感受的真实度。同时地，由于设置了外部装置，可以根据需求从可穿戴本体外部产生感觉刺激，进一步地丰富了体感模拟的内容；而且，该外部装置至少能产生风冷效果，以可使用户至少感受到风冷的体感刺激，保证了用户对于风冷感的要求及真实体验。

Description

具有风冷刺激功能的体感模拟设备

技术领域

本发明涉及通过人体感觉模拟的技术领域，尤其涉及一种具有风冷刺激功能的体感模拟设备。

背景技术

体感，也可称躯体感觉，是触觉、压觉、温觉、痛觉和本体感觉(关于肌肉和关节位置和运动、躯体姿势和运动以及面部表情的感觉)的总称。体感技术，是通过模拟和监测体感，实现对应的功能或与其他设备的配合与互动。例如，配合电影或游戏的相关场景，模拟振动、冷的感觉等以加强用户的真实感。又例如，当你站在一台电视前方，假使有某个体感装置可以侦测你手部的动作，此时若是我们将手部分别向上、向下、向左及向右挥，用来控制电视台的快转、倒转、暂停以及终止等功能，便是一种很直接地以体感操控周边装置的例子，或是将此四个动作直接对应于游戏角色的反应，便可让人们得到身临其境的游戏体验。

目前的体感模拟装置一般是结合具体的应用场景，通过穿戴设备模拟场景需要的单个或少数几个体感。例如通过体感手套，模拟手部的触感；通过其中设置传感器的体感背心，模拟振动的感觉，以配合游戏场景的需要。具体的是，控制单元根据相关分析发出控制信号，控制对应位置的体感模拟部件进行体感刺激以实现体感模拟。但是，现有的体感模拟装置只能模拟身体局部的部分感觉，例如手部的触感、胸口部分的振动等，而未与身体其他部分的感觉进行配合；尤其为，现有的体感模拟装置大多缺乏可产生风冷感的功能模块，使用户缺少感受风冷感的体验机会，从而也使用户在体验应用场景时中的真实度感受不强，降低了体感模拟装置的模拟有效度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种具有风冷刺激功能的体感模拟设备，以解决现有技术中的体感模拟装置仅在用户身体部分区域进行风冷刺激，从而造成风冷感刺激有效度不高的技术问题。

本发明提供一种具有风冷刺激功能的体感模拟设备，包括：

体感刺激发生装置，包括用于包裹用户全身的可穿戴本体、用于根据预先设定的功能模拟体感的多个体感模拟组件及用于控制多个所述体感模拟组件按照预先设定的功能模拟体感的控制单元；其中，多个所述体感模拟组件均设置在所述可穿戴本体上；所述控制单元设置在所述可穿戴本体上，且分别与每个所述体感模拟组件电连接；

外部装置，设置在所述可穿戴本体的外部，用于在所述体感刺激发生装置的外部对用户产生感觉刺激；其中，所述外部装置至少包括用于产生风冷感觉的风冷功能装置，以可使用户至少感受到风冷的体感刺激。

本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的技术效果为：由于体感刺激发生装置的可穿戴本体不但可包裹用户全身，而且其上还设置了多个体感模拟组件，相对于现有技术中的体感模拟装置仅仅是使用户身体局部部位接受刺激的体感体验，无疑提升了体感模拟的有效度和用户感受的真实度。同时地，由于设置了外部装置，可以根据需求从可穿戴本体外部产生感觉刺激，进一步地丰富了体感模拟的内容；而且，该外部装置至少能产生风冷效果，以可使用户至少感受到风冷的体感刺激，保证了用户对于风冷感的要求及真实体验。

附图说明

图1为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的示意图；

图2为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的另一实施方式的示意图；

图3为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的正视图；

图4为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的后视图；

图5为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的控制框图；

图6为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的可穿戴本体的另一实施方式的结构示意图；

图7为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的体感模拟组件的结构示意图

图8为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的热感功能模块的结构示意图；

图9为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的冷感功能模块的结构示意图；

图10为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的气味功能模块的结构示意图；

图11为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的压力功能模块的结构示意图；

图12为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的体感刺激发生装置的风感功能模块的结构示意图；

图13为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的被动功能装置的结构示意图；

图14为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的被动功能装置的气动执行件设于用户身上的结构示意图；

图15为本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的被动功能装置的气动执行件与供气源之间的连接关系的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图4，下面对本发明的具有风冷刺激功能的体感模拟设备的实施例进行阐述。

本实施例的具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000，包括体感刺激发生装置100、体感活动区域200、视频装置300及外部装置400，下面对具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的各部件做进一步描述：

体感刺激发生装置100包括可穿戴本体10、体感模拟组件20及控制单元30。

其中，可穿戴本体10，用于包裹覆盖用户全身；其中，全身的含义是指身体的全部主要部分，包括但不限于通常的长袖上衣和长裤所覆盖的身体部分。包裹的含义不仅表示覆盖用户全身，且与用户全身大部分部位均接触，使用户获得被包围和触及的感觉，从而在用户接受设置在可穿戴本体10中体感模拟组件20的体感刺激时，用户感受的真实度提升；为了保证用户使用时的舒适性，较佳地，该可穿戴本体10采用弹性材料制备而成。

体感模拟组件20，用于根据预先设定的功能模拟体感，例如模拟触觉感觉，振动感觉，加热感觉等；其中，体感模拟组件20设有多个，设置在可穿戴本体10的不同位置上，设置的含义是指位于可穿戴本体10上，与可穿戴本体10有接触，同时，可以与可穿戴本体10连接，也可以不连接。每一个体感模拟组件20都是由多个功能模块组成，从而能够在一个位置同时模拟出多种体感。例如设置在背上，胸前，腰部，腿部，手部，颈部等位置设置体感模拟组件20，从而可以通过不同位置具有相同或不同功能的体感模拟组件20在身体的不同位置模拟出一种或多种体感，例如，在胸部和手部同时模拟出痛感以模拟游戏中中弹的感觉；或者在手部模拟出风吹的感觉，脚部模拟出湿润的感觉，以模拟虚拟场景中进入雨后草地的感觉等。

控制单元30，用于控制多个体感模拟组件20按照预先设定的功能模拟体感；例如，控制位于胸部和手部的体感模拟组件20模拟出痛感功能，或控制位于手部的体感模拟组件20模拟出风吹的感觉，控制位于脚部的体感模拟组件20模拟出湿润的感觉。其中，控制单元30设置在可穿戴本体10上，且分别与每个体感模拟组件20电连接。另外，该控制单元30也可与视频装置300连接，以使用户在非刺激的情况下，其感官可同步感受到虚拟场景的内容。

具体的,控制单元30可以采用单层次的模式，即控制单元30直接控制每个体感模拟组件20；也可以采用多层次的模式，控制单元30包括控制主单元与控制子单元，控制主单元与控制子单元进行有线或无线的通信连接，控制子单元再对应的控制体感模拟组件20。控制单元30的具体架构可以基于MCU、FPGA或其他芯片搭建。体感模拟组件20包括的多个功能模块具体可以采用各类功能传感器或者其他构件来实现。

体感活动区域200，用于供用户于穿戴所述体感刺激发生装置后可自由活动的区域空间。其中，该体感活动区域200为在三维空间中通过隔阻物或阻挡物界定而成，如房间、容纳腔等；当然，亦可直接在三维空间中划分一区域，以定义为体感活动区域200。

视频装置300，其设于体感活动区域200上或者可佩戴地设于用户的头部，并与控制单元30电连接，以供用户可通过其视觉观看到预先设定的图像图面。其中，若视频装置300设于体感活动区域200上，该视频装置300可选择为普通的家庭电视、电脑或液晶平板；而若视频装置300可佩戴地设于用户的头部，该视频装置300可选择为VR/AR。其中，VR即为虚拟现实技术，其是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，具体地，它是利用计算机生成一种模拟环境，而该模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的仿真系统，可使用户沉浸到该模拟环境中；AR，即为增强现实技术，它是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界反映在现实世界并进行互动。

具体地，控制单元30分别与每个体感模拟组件20电连接，用于向一个或多个体感模拟组件20发出一种或多种的控制指令。即，控制单元30可以根据视频装置300播放的不同的场景下，可以选择性地给一个或多个位置的体感模拟组件20发出一种或多种指令，可以同一种指令给多个体感模拟组件，也可以不同的体感模拟组件20得到不同的指令，甚至是同一个体感模拟组件20得到不同的指令来使得其中的不同模块执行不同的指令。

外部装置400，其设置在可穿戴本体10的外部，用于在体感刺激发生装置100的外部产生感觉刺激。需要说明的是，可穿戴本体10的外部和体感刺激发生装置100的外部是指不接触可穿戴本体10和体感刺激发生装置100的外围空间。外部装置400从外部产生的感觉刺激，例如吹暖风、冷风、湿气、进行支撑等，都是从外部对整个可穿戴本体10施加同一种的整体的感觉刺激，与设置在可穿戴本体10上的体感模拟组件20(其设置在可穿戴本体10的不同位置)可以施加不同的局部的感觉刺激是不同的，从而能够与体感模拟组件20进行配合，根据需求模拟出内容更加丰富的体感刺激。例如，在虚拟的手碰到火焰场景下，可以控制手部和/或上肢的体感模拟组件20模拟热感和/或痛感，而在虚拟的人走向火堆的场景下，则可以控制外部装置吹暖风，使用户整个身体感受热刺激。其中，外部装置400至少包括用于产生风冷感觉的风冷功能装置403，以可使用户至少感受到风冷的体感刺激。而风冷功能装置403为设于体感活动区域200上，那么，借由风冷功能装置403，可现某些冷风场景，比如攀登雪峰、参观北方冰雕之类的场景，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。即：通过外部装置的风冷功能装置模拟的风吹的冷感与设置在可穿戴本体上的体感模拟组件模拟的风吹的冷感是适应于不用场景的需要。

外部装置400由控制单元30进行控制，可以是控制单元30直接控制外部装置400，也可以是控制单元30与第二控制子单元进行通信，第二控制子单元对外部装置400进行控制。同样的，第二控制子单元和控制单元30类似，具体架构可以基于MCU、FPGA或其他芯片搭建。

在上述实施例中，由于体感刺激发生装置100的可穿戴本体10不但可包裹用户全身，而且其上还设置了多个体感模拟组件20，那么，当用户穿戴着可穿戴本体10并置身于体感活动区域200内时，其全身各个区域能够对应地感受到视频装置300中播放的应用场景的体感刺激；而且，相对于现有技术中的体感模拟装置仅仅是使用户身体局部部位接受刺激的体感体验，无疑提升了体感模拟的有效度和用户感受的真实度。同时地，由于多个体感模拟组件20能够模拟出不同的体感，从而能够丰富一个应用场景下对应可能产生的多种体感，进一步的提高了用户的真实体验感。并且，由于设置了外部装置400，可以根据需求从可穿戴本体10外部产生感觉刺激，进一步地丰富了体感模拟的内容；而且，该外部装置400至少能产生风冷效果，以可使用户至少感受到风吹的冷的体感刺激，保证了用户对于风冷感的要求及真实体验。

请参阅图1，风冷功能装置403的优选实施方式为，其包括可产生冷风效果的冷风机4031，冷风机4031与控制单元30电连接，据此，当用户需要感受冷风时，直接启动冷风机4031，并使冷风机4031的正面朝向用户，即可使到用户快速地感受到冷风，整个操作简单方便。

而较佳地，冷风机4031与控制单元30采用无线连接，以避免用户在体感活动区域200内活动时出现被连接冷风机4031与控制单元30之间的连接线绊倒的情况，保证用户的安全使用。

请参阅图6，作为本发明的另一优选实施例，其中，本实施例中的可穿戴本体10的优选实施方式为，其包括具有包络状且可包裹用户全身的织物11a、及涂覆于织物11a内侧且具有透气功能的透气性内层12a，多个体感模拟组件20均设于透气性内层12a上。

较佳地，织物11a主要由高强纱线并采用经纬编织而成，以使织物11a上具有多个针织网孔结构，保证其透气性。而且，为了保证织物11a良好地使用，该织物11a包括较大透气结构、及相较于较大透气结构的透气性弱的较小透气结构，具体地，织物11a的较大透气结构为利用经编或纬编良好的柔性和伸展性特点，织物11a的较大透气结构处具有单层网孔较大的结构，如，形成集圈组织或网眼组织，该类结构透气性好，而织物11a的较大透气结构所采用的材料为锦纶、涤纶或氨纶；至于织物11a的较小透气结构，由于其织物11a走线的地方变形要求小，透气的要求需小，因此只需用紧密度的材料便可实现，而织物11a的较小透气结构所采用的材料也为锦纶、涤纶或氨纶。此外，织物11a还包括面内通风结构，以用于织物11a面内通热风或冷风；较佳地，该面内通风结构优选采用间隔织物(以纬编间隔织物为主)，这是由于两面织物结构紧密度不同，两面织物由中间的间隔丝连接，而间隔丝的密度很小，通风效果很好，这类织物很适合做通冷热风的效果，该类织物用在VR部分游戏场景时，例如滑雪时，迎面吹来寒冷刺骨的风，可以通过在该面料的一面接入通冷风的喷嘴，就可以模拟出真实的冷风效果。

透气性内层12a的材料优选为凝胶，以保证其亲肤性及透气性。凝胶又名冻胶，它是一种介于液体和固体之间的具有一种特殊弹性的半固体状态的稠厚物质，它的形成过程是将蛋白、酶、重组蛋白、抗体、核酸等生物分子，经过数万次的测定实验和十五个层析及纯化，最终提炼出一种类似人类皮肤特定结果物质的一种物体。当然，这种物质提炼制作的过程非常复杂，它是由植物提取分子组成于天然精油利用水可再生性能衍生复合材料相结合而成。此外，凝胶是液体中的固体，它特殊的触感是其他材料所无法比拟的，透气、恒温、防虫、防螨以及高粘弹性和通风透气性让它成为了稀有物质，这种具有与人体皮肤极为相似属性的物质更被人们冠以“人造皮肤”的美誉。

请参阅图3和图4，在本发明的另一优选实施例中，可穿戴本体10包括可包裹人体躯干和四肢的衣服11，即包括包裹躯干和全部手臂的上衣部分12和包裹全部腿部的裤子部分13，换言之，该可穿戴本体11可以包括长袖上衣和长裤，也可以是包括长袖和长裤的连体衣服，从而使得用户身体的各个部分均能接受相关体感刺激模拟相关体感，提高了体感模拟的真实度和用户的体验感。

请参阅图3和图4，在本发明的另一优选实施例中，可穿戴本体10为包括用以包裹用户的躯干和四肢的衣服11、与衣服11相连以包裹用户手部的手套14、以及与衣服11相连以包裹用户脚部的脚套15，相当于，可穿戴本体10为由衣服11、手套14及脚套15组成的连体衣服。即，不仅一般用户的全身的所有主要部分均被包裹，此外还包括手和脚的部分也被包裹，使得手和脚能够和身体其他部分同时接受相同或不同的体感刺激，进一步提升体感模拟的真实感。而且，优选的情况下，包括带有手套14和脚套15的衣服是一体的连体衣服的形式，能够提供更好的体感模拟的真实性，本领域技术人员也应当能够想到，采用手套14和脚套15与衣服分体的形式也能够实现本发明实施例。

请参阅图3和图4，在本发明的另一优选实施例中，可穿戴本体10包括用以包裹用户的躯干和四肢的衣服11、以及用以包裹用户头部的帽子16，相当于，可穿戴本体10为由衣服11、及帽子16组成的连体衣服。由此，使得用户的头部也能够与身体同时接受相同或不同的体感刺激，进一步提升用户体感模拟的真实感。

请参阅图3和图4，在本发明的另一优选实施例中，可穿戴本体10包括用以包裹用户的躯干和四肢的衣服11、与衣服11相连以包裹用户手部的手套14、与衣服11相连以包裹用户脚部的脚套15、以及与衣服相连以包裹用户头部的帽子16，相当于，可穿戴本体10为由衣服11、手套14、脚套15及帽子16组成的连体衣服。可理解地，不仅一般用户的全身的所有主要部分均被包裹，此外还包括手、脚及头的部分也被包裹，使得手、脚及头能够和身体其他部分同时接受相同或不同的体感刺激，进一步提升体感模拟的真实感。

请再参阅图3和图4，在本发明的另一优选实施例中，可穿戴本体10与用户全身均紧密接触。例如采用紧身衣的模式，进一步加强了可穿戴本体10与用户全身的贴合度，在体感模拟组件20对用户身体各部分实施体感刺激时，体感模拟更加有效，用户体验更加真实。

请参阅图5，在本发明另一优选实施例中，控制单元30与每个体感模拟组件20的电连接的具体实现方式为，控制单元30与每个体感模拟组件20直接通过电路连接，即，控制单元30与每个体感模拟组件20之间设有电线，以实现直接的电连接，简化结构，并有利于实施控制。

优选地，控制单元30可以是一个或多个，在控制单元30多个的情况下，控制单元30包括一个主控制单元和若干从控制单元，一个主控制单元与所有若干从控制单元电连接，若干从控制单元与对应的体感模拟部件直接电连接。

在本发明的另一优选实施例中，控制单元30与每个体感模拟组件20的电连接为：控制单元30与一部分体感模拟组件20直接连接，并与剩余部分的体感模拟组件20间接连接，其中间接连接通过一部分体感模拟组件20与剩余部分的体感模拟组件20的直接连接实现。例如，控制单元30与胸部的体感模拟组件20直接通过导线电连接，胸部的体感模拟组件20直接通过导线与肩部的体感模拟组件20电连接，以此实现控制单元30与肩部的体感模拟组件20的电连接。

在以上实施例中，优选地，控制单元30可以是一个或多个，在控制单元30多个的情况下，控制单元30包括一个主控制单元和若干从控制单元，一个主控制单元与所有若干从控制单元直接或间接电连接，若干从控制单元与对应的体感模拟部件直接或间接电连接，从而能够节约整个体感刺激发生装置100中电连接使用的导线长度，简化了体感刺激发生装置100的结构，并减少了由于导线故障引起的故障率。

在以上实施例中，优选地，每个体感模拟组件20均包括若干个体感功能模块。

请参阅图7，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，体感模拟组件20包括振动功能模块21、触感功能模块22、及痛感功能模块23，下面对体感模拟组件20的各功能模块进行详细说明：

振动功能模块21为用于产生体表振动刺激，以使用户身体受到按摩或振动，较佳地，该振动功能模块21包括体表震动功能电路板、及设于体表震动功能电路板上并与体表震动功能电路板电连接的体表震动元件，其中，该体表震动功能电路板可采用柔性电路板、刚性电路板或刚柔结合电路板，且体表震动功能电路板与控制单元30电连接；而体表震动元件采用有规律的长时间振动元件，以此保证可实现不同频率、不同时间间隔、不同持续时间的震动组合方式，并且保证可在不同震动场合实施工作。

触感功能模块22为用于产生触觉刺激，通过刺激用户的感知部位，以使用户触觉反馈，较佳地，该触感功能模块22包括触觉震动功能电路板、及设于触觉震动功能电路板上并与触觉震动功能电路板电连接的触觉震动元件，其中，该触觉震动功能电路板可采用柔性电路板、刚性电路板或刚柔结合电路板，且触觉震动功能电路板与控制单元30电连接；而触觉震动元件采用震动时间短且可产生不同震动强度的振动元件，以实现不同的震动强度及持续时间，据此，若将触感功能模块22放在可穿戴本体10中裹覆用户手指末端的位置处或者其他感知部位的位置处，即可实现触觉反馈，如使用户感受到触碰、拿物体、射箭反馈等。

痛感功能模块23为用于产生无创伤痛刺激，以使用户受到无创伤刺痛感，较佳地，该痛感功能模块23包括刺痛功能电路板、及设于刺痛功能电路板上并与刺痛功能电路板电连接以通过电击而使用户感受刺痛感的电击器，其中，该刺痛功能电路板可采用柔性电路板、刚性电路板或刚柔结合电路板，且刺痛功能电路板与控制单元30电连接；而通过电击器可实现不同的强度、不同的脉冲间隔、不同的刺激频率，据此，可以仿真不同的强烈短时间刺激，比如枪击、重物击中。

请参阅图8，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，体感模拟组件20还包括用于产生热刺激的热感功能模块24，以使用户身体部分感受到热触感。而借由热感功能模块24，可实现某些场景的热触感，比如突然创伤流血、突然接触火焰等，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

而为了使到热感功能模块24简化结构，并便于安装于可穿戴本体10上，较佳地，热感功能模块24包括热感功能电路板241、及设于热感功能电路板241上并与热感功能电路板241电连接的石墨烯242。

其中，该热感功能电路板241可采用柔性电路板、刚性电路板或刚柔结合电路板，且热感功能电路板241与控制单元30电连接。

至于石墨烯242，由于其具有发热速度快、散热速度快、以及可以精确控制温度范围的优点，故此，有利于实现远红外发热治疗，并同时减少烫伤的发生；而且较佳地，石墨烯242可采用片状结构，亦可采用薄膜状结构，以便于安装设置；当然，亦可根据实际情况，采用金属发热丝代替石墨烯242，以利于降低生产成本。

据此，当用户遇到火焰的场景时，控制单元30会通过热感功能电路板241控制石墨烯242工作，而石墨烯242工作后，其会快速产生热量，以使用户体验热感刺激，整个操作过程简单方便。

请参阅图9，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，体感模拟组件20还包括用于产生冷刺激的冷感功能模块25，以使用户身体部分感受到冷触感。借由冷感功能模块25，可实现某些场景的冰触感，比如碰到冰，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

而为了使到冷感功能模块25简化结构，并便于安装于可穿戴本体10上，较佳地，冷感功能模块25包括冷感功能电路板251、及设于冷感功能电路板251上并与冷感功能电路板251电连接的半导体252。

其中，该冷感功能电路板251可采用柔性电路板、刚性电路板或刚柔结合电路板，且冷感功能电路板251与控制单元30电连接。

至于半导体252，将其作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：

1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。

2、半导体252具有两种功能：一为能制冷，二为加热。制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此，使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。

3、半导体252是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。

4、半导体252热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。

5、半导体252的反向使用就是温差发电，而且，其一般适用于中低温区发电。

6、半导体252的单个制冷元件对应的功率较小，而要获取较大功率时，可以采用多个同类型的制冷元件并通过电堆串、并联的方法使其组合成电堆，以形成制冷系统，由此，便可以获得较大功率的半导体252。而此种结构特征，也使到半导体252的制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

7、半导体252的温差范围大，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

同时地，半导体252可优先采用片状结构，以便于安装设置。

在实际使用时，可附加散热片和散热风扇，以提高整体的制冷效果。

据此，当用户遇到寒冰的场景时，控制单元30会通过冷感功能电路板251控制半导体252工作，而半导体252工作后，其会产生冷源，以使用户体验冷感刺激，整个操作过程简单方便。

请参阅图10，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，体感模拟组件20还包括用于产生气味刺激的气味功能模块26，以使用户闻到气味。借由气味功能模块26，可实现某些特定香味场景，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

而为了使到气味功能模块26简化结构，并便于安装于可穿戴本体10上，较佳地，气味功能模块26包括气味功能电路板261、设于气味功能电路板261上并与气味功能电路板261电连接且可组合出多种香味的气味源262、及设于气味功能电路板261上并与气味功能电路板261电连接以将气味源262产生的气味引送至用户嗅觉的气味引流器263。

其中，气味功能模块26还包括一具有包络状结构以供部件固定设置的壳体，气味功能电路板261和气味源262均设于该壳体内部，以受到该壳体的包裹保护；同时，该壳体可采用塑料制备，以减轻其重量。

另外的是，该气味功能电路板261可采用柔性电路板、刚性电路板或半柔半刚性电路板，而气味功能电路板261与控制单元30电连接。

气味源262为由多种具有不同气味的香料组成，如茉莉香料、玫瑰香料、百合香料、青草香料、苹果香料等；且每种香料对应设置在一密封容器内，而该密封容器配设有一可电动打开或关闭其内部的开关装置，该开关装置与气味功能电路板261电连接，以可由气味功能电路板261控制工作。据此，当需要用户嗅到茉莉气味时，控制单元30会向气味功能电路板261发出工作指令，而气味功能电路板261接收到相关指令后，其会向气味源262中盛放有茉莉香料的密封容器上的开关装置发出工作指令，以打开盛放有茉莉香料的密封容器，从而释放茉莉气味，以让用户感受嗅到。而当需要用户嗅到茉莉和玫瑰的混合气味时，控制单元30会向气味功能电路板261发出工作指令，而气味功能电路板261接收到相关指令后，其会向气味源262中盛放有茉莉香料的密封容器上的开关装置、及盛放有玫瑰香料的密封容器上的开关装置分别发出工作指令，以分别打开盛放有茉莉香料的密封容器、及盛放有玫瑰香料的密封容器，从而释放茉莉和玫瑰的混合气味，以让用户感受嗅到。而较佳地，该开关装置可采用电动阀门，当然，其亦可采用其它电动开关装置，以便于容纳有香料的密封容器可随时打开，快捷地释放相应的气味。

气味引流器263为气泵，而且该气泵273为微型气泵，以可借由其微型化结构，减少空间的占用，以及有利于携带，并便于安装设置；而且，其长度尺寸范围为130mm-180mm，宽度尺寸范围为50mm-85mm，高度尺寸范围为100mm-155mm，而较佳地，其长宽高的优选尺寸为177mm×76mm×132mm。亦可选择地，气味引流器263为风扇，而且该风扇为微型风扇，以可借由其微型化结构，减少空间的占用，以及有利于携带，并便于安装设置；同时地，微型风扇的长度尺寸范围为8mm-20mm，宽度尺寸范围为8mm-20mm，高度尺寸范围为2mm-5mm。

另外，为了使到气味引流器263顺利地并且可按预设轨道地将气味引流至指定位置处，气味功能模块26包括还包括一端朝向指定位置处而另一端与气味引流器263相连接的导引管。

在本发明的以上实施例中，优选地，气味功能模块26设有多个，该多个气味功能模块26分设于可穿戴本体10上对应靠近用户脸部或者鼻子的位置处，以可通过多个气味功能模块26同时释放的气味浓度达到指定要求，以此保证用户可以清楚地闻到所需的气味；其中，需要说明的是，此处的多个指的是两个或两个以上，亦即，该气味功能模块26可以为两个、三个或四个等，而此种实施方式也属于本实施例的保护范畴。同时，该多个气味功能模块26之间电连接，而该多个气味功能模块26连接时，可以是直接连接，也可以是间接连接，例如，通过控制单元30实现间接连接。

请参阅图11，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，体感模拟组件20还包括用于产生压迫感觉刺激的压力功能模块27，以使用户感到压迫感。借由压力功能模块27的设置，可实现某些需要缠绕勒紧身体部分部位的场景，比如蛇/藤条的缠绕、捆绑等，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

而为了使到压力功能模块27简化结构，并便于安装于可穿戴本体10上，压力功能模块27包括压迫功能电路板271、设于可穿戴本体10上且可膨胀挤压用户的气囊272、及设于压迫功能电路板271上并与气囊272连接以向气囊272提供使其膨胀的气体的气泵273。

其中，该压迫功能电路板271可采用柔性电路板、刚性电路板或刚柔结合电路板，且压迫功能电路板271与控制单元30电连接。

另外，该气泵273为微型气泵，以可借由其微型化结构，减少空间的占用，以及有利于携带，并便于安装设置；而且，其长度尺寸范围为130mm-180mm，宽度尺寸范围为50mm-85mm，高度尺寸范围为100mm-155mm。

那么，当用户遇到压迫场景时，控制单元30会通过压迫功能电路板271控制气泵273工作，而气泵273工作后，其会产生气体，以控制气囊的充气而压迫用户，从而使到用户产生压迫感。

请参阅图12，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，体感模拟组件20还包括用于产生风吹感觉的风感功能模块28，以使用户感到吹风感觉。借由风感功能模块28，可实现某些场景的吹风感，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

而为了使到风感功能模块28简化结构，并便于安装于可穿戴本体10上，风感功能模块28包括风感功能电路板281、设于风感功能电路板281上并与风感功能电路板281电连接以向用户吹送气流的气流产生器282、及设于可穿戴本体10上以供由气流产生器282产生的气流送至用户身体的通风结构(图中未标示)。

其中，该风感功能电路板281可采用柔性电路板、刚性电路板或刚柔结合电路板，且风感功能电路板281与控制单元30电连接。

气流产生器282为风扇，而且该风扇为微型风扇，以可借由其微型化结构，减少空间的占用，以及有利于携带，并便于安装设置；同时地，微型风扇的长度尺寸范围为8mm-20mm，宽度尺寸范围为8mm-20mm，高度尺寸范围为2mm-5mm。

通风结构包括设于可穿戴本体10上且与气流产生器282连通的通路。

据此，当用户遇到吹风的场景时，控制单元30会通过风感功能电路板281控制气流产生器282工作，而气流产生器282启动后，其会产生气流，并会通过可穿戴本体10上的通路将气流风送到指定的部位，以使用户体验风感刺激，整个操作过程简单方便。

请参阅图7，并结合图6，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，体感模拟组件20还包括用于产生湿润感觉刺激的湿润功能模块29，以使用户感到湿润感觉。借由湿润功能模块29，可实现某些皮肤湿润的场景，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

较佳地，湿润功能模块29包括涂覆于可穿戴本体10上且通电后可由半固体状态变成可流动的液体状态的湿润材料，而湿润材料优选为凝胶，其中，凝胶通电后，凝胶由半固体状态变成可流动的液体状体，当该材料密封于可穿戴本体10的袖子上部时，在某些VR游戏场景中，遇到刀刺和子弹击中，人体表面会感到流血触感，因此，用该类相变材料可以去模拟这类感觉。而且，为了简化结构，以及节省成本，该湿润材料与涂覆于可穿戴本体10上的透气性内层12a为同一材料。

请参阅图1，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，外部装置400还包括设于体感活动区域200上以用于产生暖感刺激的暖感功能装置401，以使用户身体部分可以感受温暖。而借由暖感功能装置401，可实现某些全场景的温暖效果，比如飞向太阳、接近岩浆之类的场景，由此，既可扩展体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

其中，暖感功能装置401的优选实施方式为，其包括正面朝向用户并可产生光暖效果的暖气灯4011，暖气灯4011与控制单元30电连接，据此，当用户需要感受温暖时，直接启动暖气灯4011，并使暖气灯4011的正面朝向用户，即可使到用户快速地感受到温暖，整个操作简单方便。

而较佳地，暖气灯4011与控制单元30采用无线连接，以避免用户在体感活动区域200内活动时出现被连接暖气灯4011与控制单元30之间的连接线绊倒的情况，保证用户的安全使用。

请再参阅图1，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，外部装置400还包括设于体感活动区域200上以用于产生风湿刺激的风湿功能装置402，以使用户身体部分可以感受风湿。而借由风湿功能装置402，可实现飞向湿润区域的风湿效果，由此，既可扩展体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

其中，风湿功能装置402的优选实施方式为，其包括正面朝向用户以可产生气流作用的气流产生器4021、及设于气流产生器4021上以可产生湿润效果的加湿器4022，具体地，气流产生器4021和加湿器4022均与控制单元30电连接，据此，当用户需要感受风湿时，直同时使气流产生器4021和加湿器4022工作，并使气流产生器4021的正面朝向用户，此时，气流产生器4021产生的气流与加湿器4022产生的湿气会混合一起形成风湿，并被引导至用户的身上，以使其感受风湿。

而较佳地，该气流产生器4021为风扇，以利于取材及控制成本。

同时地，该气流产生器4021和加湿器4022均与控制单元30无线连接，以避免用户在体感活动区域200内活动时出现被连接气流产生器4021与控制单元30之间的连接线、和/或连接加湿器4022与控制单元30之间的连接线绊倒的情况，保证用户的安全使用。

请参阅图13至图15，作为本发明的另一优选实施例，其结合上述实施例的实施方式，且在本实施例中，外部装置400还包括可接触用户身体部分并使该身体部分受到限制被动的被动功能装置404，以用于控制用户身体部分而使用户感受到被动刺激。需要说明的是，被动功能装置404，其作用就是对用户的全身或身体某一部分施加预设的限制用户正常活动的控制操作，并可通过该控制操作控制已被限制的用户的全身或身体某一部分按预设定义进行活动，如固定用户的双手或双脚的控制操作，以使用户的双手或双脚被限制而不能正常自由活动，并且还可通过该控制操作控制用户的双手或双脚做出非用户意愿的动作行为，譬如用户的双手被动控制击打虚拟场景中的某一事物、人物或其它。被动功能装置模拟的被动刺激即用户被限制了不能自由活动的这种感觉刺激。而借由被动功能装置404，可实现用户某些被动的肢体动作，比如捆绑、受伤等，由此，既可扩展具有风冷刺激功能的体感模拟设备1000的应用范围，又能提高用户的体验感。

其中，被动功能装置404的优选实施方式为，其包括支架4041、活动设于支架4041上以用于接触用户身体部分并控制该身体部分活动的控制构件4042、设于支架4041上并与控制构件4042连接以驱动控制构件4042工作的气动执行件4043、及设于支架4041上并与气动执行件4043连接以向气动执行件4043供应气体的供气源4044，供气源4044与控制单元电连接。而且，该支架4041可采用金属材料制备，如铝、合金铝等；而该供气源4044为气泵，以便于取材安装。

那么，当用户在视频装置300中遇到其双脚被捆绑的场景时，控制单元30会向供气源4044发出工作指令，而供气源4044接收到工作指令后，其会向气动执行件4043供应所需的气体，以使气动执行件4043在获取气体后执行指定操作，即，气动执行件4043驱动控制构件4042接触并控制用户的双脚，以使用户感受到其双脚被动限制，从而实现用户双脚被捆绑的感受刺激。

较佳地，气动执行件4043为气动肌肉，其中，气动肌肉由外部提供的压缩空气驱动，作推拉动作，其过程就像人体的肌肉运动。它可以提供很大的力量，而重量却比较小，最小的气动肌肉重量只有10g。气动肌肉会在达到推拉极限时自动制动，不会突破预定的范围。多个气动肌肉可以按任意方向、位置组合，不需要整齐的排列。同时地，作为一种新型的拉伸执行元件,气动肌肉与其它执行元件相比较具有以下一些特有的优点:①结构简单,重量轻,易于小型化；②具有柔性,不会损害操作对象；③动作平滑,无相对摩擦运动部件；④输出力-自重比大,能量转换效率高；⑤在操作过程中产生的热、噪声小；⑥价格低廉,维护方便,应用领域广泛。而且，该气动肌肉上设有用以控制进入其内部的电动控制阀，电动控制阀通过以导管与供气源4044连接。

作为本发明的另一优选实施例，被动功能装置404为机械外骨骼，其中，机械外骨骼，又名“外骨骼装甲”或“外骨骼机甲”，其结构类似昆虫的外骨骼那样，能穿在人身上，给人提供保护、额外的动力或能力，增强人体机能，如使腿残疾的人能自己上楼，让士兵能健步如飞、无障碍奔跑且不会疲劳、不会受伤，可以使用二段跳，机架上面的手套具有粘性，可以吸附金属等等。

在本发明的以上实施例中，优选地，每个体感模拟组件20和每个控制单元30均为可拆卸的。那么在需要调整体感模拟组件20和和控制单元30的位置时，能够进行灵活的调整，扩大本发明的体感刺激发生装置100的适用范围并节省了成本。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于，包括：

体感刺激发生装置，包括用于包裹用户全身的可穿戴本体、用于根据预先设定的功能模拟体感的多个体感模拟组件及用于控制多个所述体感模拟组件按照预先设定的功能模拟体感的控制单元；其中，多个所述体感模拟组件均设置在所述可穿戴本体上；所述控制单元设置在所述可穿戴本体上，且分别与每个所述体感模拟组件电连接；

外部装置，设置在所述可穿戴本体的外部，用于在所述体感刺激发生装置的外部对用户产生感觉刺激；其中，所述外部装置至少包括用于产生风冷感觉的风冷功能装置，以可使用户至少感受到风冷的体感刺激。

2.如权利要求1的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于，所述风冷功能装置包括可产生冷风效果的冷风机。

3.如权利要求1所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于：所述可穿戴本体包括包裹人体躯干和四肢的衣服，或所述可穿戴本体包括用以包裹用户的躯干和四肢的衣服、与所述衣服相连以包裹用户手部的手套、以及与所述衣服相连以包裹用户脚部的脚套，或所述可穿戴本体包括用以包裹用户的躯干和四肢的衣服、以及用以包裹用户头部的帽子，或所述可穿戴本体包括用以包裹用户的躯干和四肢的衣服、与所述衣服相连以包裹用户手部的手套、与所述衣服相连以包裹用户脚部的脚套、以及与所述衣服相连以包裹用户头部的帽子等。

4.如权利要求1所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于：所述可穿戴本体与用户全身均紧密接触。

5.如权利要求1所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于，每个所述体感模拟组件均包括若干个体感功能模块，所述体感功能模块包括以下单元的一个或多个：用于产生体表振动刺激的振动功能模块，用于产生触觉刺激的触感功能模块，用于产生无创伤痛刺激的痛感功能模块，用于产生热刺激的热感功能模块，用于产生冷刺激的冷感功能模块，用于产生气味刺激的气味功能模块，用于产生压迫感觉刺激的压力功能模块，用于产生风吹感觉的风感功能模块，用于产生湿润感觉刺激的湿润功能模块。

6.如权利要求1所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于，所述控制单元与每个所述体感模拟组件的电连接为所述控制单元与每个所述体感模拟组件直接连接。

7.如权利要求1所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于，所述控制单元与每个所述体感模拟组件的电连接为：所述控制单元与一部分所述体感模拟组件直接连接，并与剩余部分的所述体感模拟组件间接连接，其中所述间接连接通过所述一部分所述体感模拟组件与剩余部分的所述体感模拟组件的直接连接实现。

8.如权利要求1所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于：所述可穿戴本体包括具有包络状且可包裹用户全身的织物及涂覆于所述织物内侧的透气性内层，多个所述体感模拟组件均设于所述透气性内层上。

9.如权利要求1所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于，所述体感模拟设备还包括：

体感活动区域，用于供用户于穿戴所述体感刺激发生装置后可自由活动的区域空间；

视频装置，所述视频装置设于所述体感活动区域上或者可佩戴地设于用户的头部，并与所述控制单元电连接，以供用户可通过其视觉观看到预先设定的图像图面。

10.如权利要求1-9任一项所述的具有风冷刺激功能的体感模拟设备，其特征在于，所述体感模拟组件和/或所述控制单元为可拆卸设于所述可穿戴本体上。