[发明专利]一种伸缩装置、手持设备及阻尼模拟方法、系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻尼的产生和控制，更具体地，涉及一种可产生阻尼的伸缩装置、手持设备及阻尼模拟方法、系统。

背景技术

在立体显示技术中，用户的人机交互已经不再限制于二维空间，为了力求真实感，在三维尺度上的交互必须与视觉效果紧密结合起来。

在申请号为CN201110343305.9的中国专利申请中提到，如图1所示。操作棒上具有一个可以伸缩的头部，同时操作棒本身可以测量伸缩部分的长度。当操作棒接触到屏幕并且发生缩入的时候，屏幕内会产生一个操作棒的虚拟的延伸部分，其长度取决于操作棒测量到的缩入长度。如果操作棒伸入屏内距离已经达到预设的屏内视差所虚拟出来的物体时，客户端程序会控制接下来将发生的所有互动更新。

为了模拟碰触到屏内虚拟物体时产生的变化的阻尼（或称为阻力），上述方案提到以力反馈的方式来产生相应的触感，但这种方式所产生的触感与实际阻力产生的感受仍有相当的差距，不能满足真实模拟的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可控阻尼的伸缩装置和手持设备。

为了解决上述问题，本发明提供了一种伸缩装置，包括壳体和安装在所述壳体上的伸缩部件，还包括阻尼产生装置和驱动控制装置，其中：

所述阻尼产生装置固定安装在所述壳体上，且在工作时与所述伸缩部件耦合，用于对所述伸缩部件施加与其运动方向相反的阻力；

所述驱动控制装置与所述阻尼产生装置耦合，用于根据阻尼控制信号对应的驱动模式驱动所述阻尼产生装置，从而调节所述阻力的大小。

较佳地，

所述阻尼产生装置为一电磁装置或液压伸缩装置或气动伸缩装置。

较佳地，

所述阻尼产生装置包括在所述伸缩部件上装有永磁体或电磁铁；

所述阻尼产生装置还包括位于该永磁体或电磁铁运动轨迹一端外侧的一电磁铁，或者包括分别位于该运动轨迹两端外侧的两个电磁铁，或者包括分别位于该运动轨迹两端外侧的两个电磁铁以及环绕该运动轨迹分布的一个或多个电磁铁；

所述驱动控制装置包括所述电磁铁的线圈驱动电路。

较佳地，

所述可伸缩部件为一动杆，所述电磁铁环绕着所述动杆的运动轨迹设置；

所述驱动控制装置还包括信号生成电路，用于根据给定的占空比生成脉宽调制信号；所述线圈驱动电路在所述脉宽调制信号和/或流向信号的作用下，改变输出到相应电磁铁的电流大小和/或方向，从而调节所述阻尼的大小。

较佳地，

所述阻尼产生装置为一气动伸缩装置，包括动力气室，通过带阀门连接管分别与所述动力气室连通的正压气室和负压气室、将负压气室空气抽至正压气室的正负压交换装置，所述动力气室的输出活塞与所述伸缩部件一端连接或在工作时通过电磁机构吸合，所述动力气室中设有一气压计；

所述驱动控制装置包括所述气动伸缩装置的闭环控制电路，用于根据预期气压值和所述气压计检测到的气压值控制正负压交换装置和阀门，使所述动力气室的气压值符合所述预期气压值。

较佳地，

所述阻尼产生装置为一液压伸缩装置，包括带有两个活塞的液压室、与其中一活塞连接的推动装置，另一活塞与所述伸缩部件一端连接或在工作时通过电磁机构吸合，所述液压室中设有一液压计；

所述驱动控制装置包括所述液压伸缩装置的闭环控制电路，用于根据预期液压值和所述液压计检测到的液压值控制所述推动装置的运动，使所述液压室的液压值符合所述预期液压值。

相应地，本发明提供的一种手持设备，包括上述任一伸缩装置，还包括：

检测装置，用于检测所述伸缩部件的姿态、及伸出或缩入长度的信息；

通信装置，与所述驱动控制装置电连接，用于接收外部主控装置发送的阻尼信息；及将所述检测装置的检测结果发送给外部主控装置。

较佳地，

所述通信装置接收的阻尼信息是所述阻尼控制信号，所述通信装置将所述阻尼控制信号传送到所述驱动控制装置；或者

所术手持设备还包括：运算装置；所述通信装置接收的阻尼信息是预期阻尼值，所述通信装置将所述预期阻尼值传送到所述运算装置；所述运算装置用于根据所述预期阻尼值，结合驱动控制装置和/或阻尼产生装置的参数计算出相应的阻尼控制信号并传送到所述驱动控制装置。

较佳地，

所述阻尼产生装置为一电磁装置，所述阻尼控制信号为脉宽调制的占空比信号；或者

所述阻尼产生装置为一气动伸缩装置，所述阻尼控制信号为给定的预期气压值；或者