CN110554765A - 基于电流变液触感的数据手套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于电流变液触感的数据手套，包括贴合于数据手套上的触感装置和设于数据手套内的传感器单元；所述触感装置包括手掌模拟装置和多个手指模拟装置，每个所述手指模拟装置均包括多根导管、与所述导管连通的储液部以及设于所述导管和储液部内的电流变液；所述传感器单元用于获取数据手套的弯曲数据。通过在数据手套中的手指模拟装置内设置导管和电流变液，当触感装置模拟触感时，电流变液通电，固定手指模拟装置的形状，使数据手套在弯曲时可以触碰到已经固定了形态的手指模拟装置，从而得到触觉反馈，使用户的体验感更加真实。
Description
技术领域
本发明涉及数据手套技术领域，更具体地说，涉及一种基于电流变液触感的数据手套。
背景技术
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件，通过软件编程，可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作，也可以利用它的多模式性，用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现，为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段，目前的产品已经能够检测手指的弯曲，并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”，可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。随着着计算机软硬件技术的飞速发展和动画制作要求的提高，在越来越多的高新技术领域，运动捕捉已经进入了实用化阶段，成功地应用于虚拟现实、游戏等许多方面。体感设备的输入方式也越来越多样化，根据不同使用场景有不同的体感设备。对于手势识别，现在多采用数据手套，但是目前的数据手套往往只能检测手势，不能提供触感等反馈，给人的真实感较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于电流变液触感的数据手套，提供触感反馈，使体感设备的体验更加真实。
本发明的技术解决方案是：本发明提供一种基于电流变液触感的数据手套，包括贴合于数据手套上的触感装置和设于数据手套内的传感器单元；
所述触感装置包括手掌模拟装置和多个手指模拟装置，每个所述手指模拟装置均包括多根导管、与所述导管连通的储液部以及设于所述导管和储液部内的电流变液；
所述传感器单元用于获取数据手套的弯曲数据。
进一步的，还包括处理单元和电源；所述传感器单元将数据手套的弯曲数据传送至所述处理单元，所述处理单元控制所述电源的开关。
进一步的，所述手掌模拟装置为中空椭圆体，内部设有电流变液，外部与所述手指模拟装置相连接。
进一步的，所述手掌模拟装置的材质为橡胶。
进一步的，所述手指模拟装置包括分别依次设置于拇指到小指内的第一模拟装置、第二模拟装置、第三模拟装置、第四模拟装置和第五模拟装置。
进一步的，所述导管远离手掌的一端与相连接的所述储液部连通，接近手掌的一端与相连接的所述储液部或手掌模拟装置相闭合。
进一步的，所述储液部的位置偏离人体手指关节的位置。
进一步的，所述导管和储液部的材质均为弹性材料。
进一步的，所述导管为橡胶管。
进一步的，所述储液部为球形橡胶囊。
实施本发明的基于电流变液触感的数据手套，具有以下有益效果：通过在数据手套中的手指模拟装置内设置导管和电流变液，当触感装置模拟触感时，电流变液通电，固定手指模拟装置的形状，使数据手套在弯曲时可以触碰到已经固定了形态的手指模拟装置，从而得到触觉反馈，使用户的体验感更加真实。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明基于电流变液触感的数据手套的结构示意图。
附图标记：
数据手套 100 触感装置 10
第一模拟装置 11 第二模拟装置 12
第三模拟装置 13 第四模拟装置 14
第五模拟装置 15 手掌模拟装置 16
储液部 122 导管 124
具体实施方式
图1示出本发明基于电流变液触感的数据手套的一个优选实施例，其包括贴合于数据手套100上的触感装置10和设于数据手套100内的传感器单元；触感装置10包括手掌模拟装置16和多个手指模拟装置，手指模拟装置包括分别依次设置于拇指到小指内的第一模拟装置11、第二模拟装置12、第三模拟装置13、第四模拟装置14和第五模拟装置15，第一模拟装置11、第二模拟装置12、第三模拟装置13、第四模拟装置14和第五模拟装置15均包括多根导管124和与导管124连通的储液部122，导管124和储液部122内部含有电流变液；传感器单元用于获取数据手套100的弯曲数据；数据手套100还包括处理单元和电源，传感器单元将数据手套100的弯曲数据传送至处理单元，处理单元控制电源的开关，在本实施例中处理单元可以是集成在数据手套100中的芯片，也可以是外接的处理装置，如笔记本电脑等，而电源多采用外接电源的方式。电流变液(Electrorheological Fluids)简称ER液体或ER流体，电流变液在通常条件下是一种悬浮液，它在电场的作用下可发生液体—固体的转变，在通常状态下为液态，通电后呈固态。手掌模拟装置16为中空椭圆体，内部设有电流变液，外部与手指模拟装置的导管相连接，手掌模拟装置16与手指模拟装置的导管连接但不连通，使得电流变液只能在手掌模拟装置16内流通，由于人体手掌的形变较小，因此手掌模拟装置16的材质可以选用硬质材料，也可以选用弹性较小的橡胶。导管124和储液部122的材质均为弹性软质材料，优选的，导管124为橡胶管，储液部122为球形橡胶囊，导管124可以弯曲，在手指正常弯曲时其宽度不会有明显扩张，防止手指弯曲时导管124形变电流变液受到挤压造成弯曲不畅，因此导管124的材质选用弹性较小的橡胶。储液部122为体积可以有明显变化的橡胶囊，储液部122设置于人体手指关节附近，在手指变化时关节处的弯曲角度最大，因此储液部122的材质为弹性较大的橡胶，使储液部122可以产生较大的形变，当储液部122内涌进液体较多时储液部122体积会扩张，形变相对导管124的形变较大，符合人体构造。当手指弯曲时，导管124跟随弯曲，其内部的电流变液被挤压到储液部122，储液部122体积稍许变大，当手指伸直时，电流变液由储液部122回流到导管124内。由于电流变液为粘稠度较高的液体，设置储液部122可以使手指弯曲时阻力尽可能小。传感器单元可以检测手指和手掌的姿势变化，并将该姿势信息发送到处理单元。当触感装置10模拟触感时，电源接通，电流变液通电，固定触感装置10的形状，使数据手套100在弯曲时可以触碰到已经固定了形态的触感装置10，从而得到触觉反馈。
本实施例中导管124远离手掌的一端与相连接的储液部122连通，接近手掌的一端与相连接的储液部122或手掌模拟装置16相闭合。储液部122沿指尖向掌心的方向与单个导管124连通，也就是说，导管124仅与远离掌心的相邻的储液部122相连通，使得电流变液只在一个导管124和一个储液部122内流通，更为准确的感知手指和手掌的姿势变化，从而使触感装置10的形状更加精准，提升用户的体验感。
本实施例中储液部122的位置偏离人体手指关节的位置，防止手指弯曲时过度挤压储液部122，造成储液部122压力过大。
以下以数据手套100触摸到球形物体为例说明数据手套100的工作模式。当数据手套100从伸直的情况手指弯曲做握球的动作时，处理单元监控传感器单元检测的数据手套的弯曲数据，当处理单元检测到其中一个手指，例如食指弯曲到虚拟球的位置时，第二模拟装置12通电，固定第二模拟装置12的形状。当所有手指都到达虚拟球的位置时，触感装置10全部通电，固定触感装置10的形状，模拟出球的形状。
使用本发明的基于电流变液触感的数据手套，通过在数据手套中的手指模拟装置内设置导管和电流变液，当触感装置模拟触感时，电流变液通电，固定手指模拟装置的形状，使数据手套在弯曲时可以触碰到已经固定了形态的手指模拟装置，从而得到触觉反馈，使用户的体验感更加真实。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，包括贴合于数据手套(100)上的触感装置(10)和设于数据手套(100)内的传感器单元；
所述触感装置(10)包括手掌模拟装置(16)和多个手指模拟装置，每个所述手指模拟装置均包括多根导管(124)、与所述导管(124)连通的储液部(122)以及设于所述导管(124)和储液部(122)内的电流变液；
所述传感器单元用于获取数据手套(100)的弯曲数据。
2.根据权利要求1所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，还包括处理单元和电源；所述传感器单元将数据手套(100)的弯曲数据传送至所述处理单元，所述处理单元控制所述电源的开关。
3.根据权利要求1所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述手掌模拟装置(16)为中空椭圆体，内部设有电流变液，外部与所述手指模拟装置相连接。
4.根据权利要求3所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述手掌模拟装置(16)的材质为橡胶。
5.根据权利要求1所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述手指模拟装置包括分别依次设置于拇指到小指内的第一模拟装置(11)、第二模拟装置(12)、第三模拟装置(13)、第四模拟装置(14)和第五模拟装置(15)。
6.根据权利要求1所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述导管(124)远离手掌的一端与相连接的所述储液部(122)连通，接近手掌的一端与相连接的所述储液部(122)或手掌模拟装置(16)相闭合。
7.根据权利要求1所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述储液部(122)的位置偏离人体手指关节的位置。
8.根据权利要求1所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述导管(124)和储液部(122)的材质均为弹性材料。
9.根据权利要求8所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述导管(124)为橡胶管。
10.根据权利要求8所述的基于电流变液触感的数据手套，其特征在于，所述储液部(122)为球形橡胶囊。
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2018
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