CN107329391A - 一种触觉震动数字腕表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触觉震动数字腕表，在所述腕表上设置有两个震动电机，通过两个震动电机震动部分的组合分段顺序来表示时间的小时和分钟数，第一震动电机对应用户手腕的手背侧，通过触觉震动来表示小时部分的第一位和分钟部分的第一位数字；第二震动电机对应用户手腕的手掌侧，通过触觉震动来表示小时部分的第二位和分钟部分的第二位数字。上述腕表通过分析震动提示的数目、布局、位置以及时态模式等参数，从而精确有效地用触觉表示时间。

Description

一种触觉震动数字腕表

技术领域

本发明涉及可穿戴式触觉交互设备技术领域，尤其涉及一种触觉震动数字腕表。

背景技术

目前可穿戴式触觉交互设备成为一个热门话题，这也是因为触觉通道是人们拥有的感觉中最私密的，具有天然的隐秘性。在触觉领域，开发包括可穿戴式在内的触觉交互设备是非常重要的，腕表是一种广泛使用的穿戴式设备，而最近市场上也出现了通过触觉方式向用户提供更多信息的智能手表。

例如为盲人设计的无需声音信号就能表示时间的盲文手表，这款手表使用标准盲文编码系统向用户表示时间，用户通过触摸手表表盘表面上的突出点感受时间，这套触觉手表也许对盲人很有用，但对于那些不熟悉标准盲文编码系统的正常人就是难于使用的；还有一种是能帮助用户在会议上把握时间的无线腕带式触觉系统(HaNS)，实验结果表明该系统能有效帮助用户在会议上把握时间，但如何在更短的时间内精准地表示当前时间的精细信息(如时、分、秒)还是一个需要解决的问题。

上述所有的触觉手表中，设计的关键问题是触觉震动的编码策略，为了能准确地向用户呈现当前时间，关键参数的设计规范需要仔细研究，包括触觉震动提示的个数、布局以及在手臂上的位置，还有时态模式等等；而且触觉震动模式的设计需要尽可能使用户用最小的脑力负荷记住不同的模式以及较短的训练时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种触觉震动数字腕表，该腕表通过分析震动提示的数目、布局、位置以及时态模式等参数，从而精确有效地用触觉表示时间。

一种触觉震动数字腕表，在所述腕表上设置有两个震动电机，通过两个震动电机震动部分的组合分段顺序来表示时间的小时和分钟数，其中：

第一震动电机对应用户手腕的手背侧，通过触觉震动来表示小时部分的第一位和分钟部分的第一位数字；

第二震动电机对应用户手腕的手掌侧，通过触觉震动来表示小时部分的第二位和分钟部分的第二位数字。

所述触觉震动的设置包括：

通过震动提示的持续时间和震动提示数目两个参数的辨别，产生9种可靠的时序模式，分别对应数字1-9；

特殊的数字0通过包含四种不同频率的一个逐渐衰减的震动信号来表示。

在用户通过所述腕表感知时间的过程中：

用户首先通过感知第一震动电机和第二震动电机的触觉震动提示来分别判断表示当前小时的第一位和第二位数字；在用户确定当前小时的判断结果后，按下按钮来触发第一震动电机和第二震动电机，通过接收到的触觉震动提示来确定当前分钟的两位数字。

在所述腕表上还设置有五个按钮，分别为小时按钮、分钟按钮、两个替补按钮和终止按钮，其中：

所述小时按钮用于设置时间的小时信息，并启动定时器记录反应时间；

所述分钟按钮用于设置时间的分钟信息，并启动定时器记录反应时间；

所述替补按钮用于当任意按钮发生故障时能代替使用；

所述终止按钮用于被试感知完时间时停止计时，并记录总时间。

所采用的震动电机的直径为10毫米，且震动频率为200Hz；

所述震动电机的延时时间是40毫秒，且所有的控制系统硬件集成在ArduinoATmega2560板上，该电路板的延时为50微秒。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述腕表通过分析震动提示的数目、布局、位置以及时态模式等参数，从而精确有效地用触觉表示时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例所述触觉震动数字腕表在手腕上的位置分布示意图；

图2为本发明实施例所述的触觉震动编码策略的示意图；

图3为本发明实施例所述触觉震动数字腕表的硬件模块示意图。

具体实施方式

下面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，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例所述的腕表是通过两个震动电机震动部分的组合分段顺序来表示小时和分钟，同时为了降低用户的记忆负担，采用4位数字顺序表示当前时间，并且突破性的提出了小时和分钟的判断方法，4位数字被划分为两大块，每块中包含两位数字，下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1为本发明实施例所述触觉震动数字腕表在手腕上的位置分布示意图，在所述腕表上设置有两个震动电机，通过两个震动电机震动部分的组合分段顺序来表示时间的小时和分钟数，其中：

第一震动电机1对应用户手腕的手背侧，通过触觉震动来表示小时部分的第一位和分钟部分的第一位数字；

第二震动电机2对应用户手腕的手掌侧，通过触觉震动来表示小时部分的第二位和分钟部分的第二位数字。

具体实现中，如图2所示为本发明实施例所述的触觉震动编码策略的示意图，基于滤波器标准，通过震动提示的持续时间和震动提示数目两个参数的辨别，产生9种可靠的时序模式，分别对应数字1-9；特殊的数字0通过包含四种不同频率的一个逐渐衰减的震动信号来表示。如图2中的表格所示，每一位数字有不同的取值范围，表示小时的第一位数字的取值范围是0-2，表示小时的第二位数字的取值范围是0-9；表示分钟的第一位数字的取值范围是0-5，表示分钟的第二位数字的取值范围是0-9。

在用户通过所述腕表感知时间的过程中，用户首先通过感知第一震动电机1和第二震动电机2的触觉震动提示来分别判断表示当前小时的第一位和第二位数字；在用户确定当前小时的判断结果后，按下按钮来触发第一震动电机1和第二震动电机2，通过接收到的触觉震动提示来确定当前分钟的两位数字。

另外，如图3所示为本发明实施例所述触觉震动数字腕表的硬件模块示意图，在所述腕表上还设置有五个按钮，分别为小时按钮、分钟按钮、两个替补按钮和终止按钮，其中：

所述小时按钮用于设置时间的小时信息，并启动定时器记录反应时间；

所述分钟按钮用于设置时间的分钟信息，并启动定时器记录反应时间；

所述替补按钮用于当任意按钮发生故障时能代替使用；

所述终止按钮用于被试感知完时间时停止计时，并记录总时间。

如图3所示，所采用的震动电机为纽扣型，其直径为10毫米，且震动频率为200Hz；所述震动电机的延时时间是40毫秒，且所有的控制系统硬件集成在Arduino ATmega2560板上，该电路板的延时为50微秒，具体实现中，该纽扣震动电机由L298N双H桥电机驱动模块生成的脉冲宽度调制信号驱动。

另外，本发明还可以是一个魔术贴腕带，上面绑着两个直径10毫米、震动频率为200Hz的震动电机，外形如图1所示。

综上所述，本发明实施例所述腕表通过分析震动提示的数目、布局、位置以及时态模式等参数，从而精确有效地用触觉表示时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种触觉震动数字腕表，其特征在于，在所述腕表上设置有两个震动电机，通过两个震动电机震动部分的组合分段顺序来表示时间的小时和分钟数，其中：

第一震动电机对应用户手腕的手背侧，通过触觉震动来表示小时部分的第一位和分钟部分的第一位数字；

第二震动电机对应用户手腕的手掌侧，通过触觉震动来表示小时部分的第二位和分钟部分的第二位数字。

2.根据权利要求1所述触觉震动数字腕表，其特征在于，所述触觉震动的设置包括：

通过震动提示的持续时间和震动提示数目两个参数的辨别，产生9种可靠的时序模式，分别对应数字1-9；

特殊的数字0通过包含四种不同频率的一个逐渐衰减的震动信号来表示。

3.根据权利要求1所述触觉震动数字腕表，其特征在于，在用户通过所述腕表感知时间的过程中：

用户首先通过感知第一震动电机和第二震动电机的触觉震动提示来分别判断表示当前小时的第一位和第二位数字；在用户确定当前小时的判断结果后，按下按钮来触发第一震动电机和第二震动电机，通过接收到的触觉震动提示来确定当前分钟的两位数字。

4.根据权利要求1所述触觉震动数字腕表，其特征在于，

在所述腕表上还设置有五个按钮，分别为小时按钮、分钟按钮、两个替补按钮和终止按钮，其中：

所述小时按钮用于设置时间的小时信息，并启动定时器记录反应时间；

所述分钟按钮用于设置时间的分钟信息，并启动定时器记录反应时间；

所述替补按钮用于当任意按钮发生故障时能代替使用；

所述终止按钮用于被试感知完时间时停止计时，并记录总时间。

5.根据权利要求1所述触觉震动数字腕表，其特征在于，

所采用的震动电机的直径为10毫米，且震动频率为200Hz；

所述震动电机的延时时间是40毫秒，且所有的控制系统硬件集成在ArduinoATmega2560板上，该电路板的延时为50微秒。