[发明专利]一种纹理触觉再现装置、显示装置与弧度再现装置

权利要求书

1.一种纹理触觉再现装置，其特征在于，包括触摸板、压电陶瓷、共振驱动装置，触摸板的导电面的两端分别设置两列压电陶瓷；共振驱动装置驱动压电陶瓷振动，使触摸板与压电陶瓷形成共振；基于挤压气膜效应，气膜减小了触摸板与手指间的正压力，从而减小了触摸板与手指间的相对摩擦系数，以变摩擦力形式再现虚拟物体的表面纹理信息；

利用长为半波长的单元共振结构的一阶固有频率来估算共振频率：

其中，f_n为共振频率，M_b为结构的线密度，G_b为结构的抗弯刚度；

通过动态挠度衡量触摸板的振动幅值大小，动态挠度的计算公式为：

其中，w_dyn为动态挠度，Q_m为机械品质因数，d₃₁为压电应变常数，V_z为压电陶瓷的供电电压，h_p为压电陶瓷厚度，f₀为中性面高度与压电陶瓷厚度的比值。

2.根据权利要求1所述的纹理触觉再现装置，其特征在于，触摸板为透明的单面导电的ITO玻璃，压电陶瓷的负极贴于ITO玻璃的导电面，压电陶瓷的正极相连，实现并联。

3.根据权利要求1所述的纹理触觉再现装置，其特征在于，共振驱动装置产生对称的正弦波，用于驱动压电陶瓷，共振的振动形式为驻波振型。

4.根据权利要求1所述的纹理触觉再现装置，其特征在于，共振频率大于25kHz，半波长不大于20.87mm，压电陶瓷的宽度不大于半波长。

5.根据权利要求1所述的纹理触觉再现装置，其特征在于，振动幅值大于1um，半波长不小于8.26mm。

6.根据权利要求1至3任一项所述的纹理触觉再现装置，其特征在于，利用Ansys有限元分析法进行模态分析，确定使振动幅度达到最大的共振频率，实现最大程度地输出纹理信息。

7.一种纹理触觉再现的显示装置，其特征在于，集成权利要求1至6任一项所述的纹理触觉再现装置，用于实现显示装置的触觉反馈。

8.一种纹理触觉再现的弧度再现装置，其特征在于，集成权利要求1至6任一项所述的纹理触觉再现装置，用于实现曲面纹理再现。