[发明专利]一种穿戴式振动触觉体感装置及控制方法

说明书

本公开提供了一种穿戴式振动触觉体感装置及控制方法，所述穿戴式振动触觉体感装置包括弹性材质的穿戴件，穿戴件上设有沿穿戴件中心的呈圆形分布的多个振动电机，每个振动电机均与外置控制终端通信连接；所述控制终端根据预设的输入刺激强度和输出振动强度之间的映射关系进行振动电机的振动幅值设定；本公开采用振动反馈机制，将触觉刺激和本体觉刺激转化编码为易被人体感知的振动刺激，振动刺激由穿戴式的振动装置产生，佩戴者经过短时的训练，可以习得由触觉刺激和本体觉刺激到振动刺激的映射关系，之后便可以高效地由振动刺激实时获得相关输入刺激的程度，极大的提高了振动感知的准确性。

技术领域

本公开涉及穿戴式触觉体感装备技术领域，特别涉及一种穿戴式振动触觉体感装置及控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

人类的肢体具有精密的触觉感知系统，这种精细的触觉感知是灵巧精细运动的重要基础。当用手臂碰触物体时，皮肤内的机械刺激感受器会将获得的振动感觉转化为触觉信号传递给中枢神经系统；中枢神经系统会将来在肢体的触觉感知与本体感知、视觉感知相融合，通过分析、决策与规划，向外周神经发送运动命令，调动肢体关节完成相应的运动。这种感知与运动的融合机制是人体精确运动控制的核心。

然而，多种中枢性或外周性的神经病变或损伤将导致触觉感知灵敏度降低，导致中枢神经系统对周围环境的实时接触感知能力降低，进而严重影响了精细运动控制功能。另一方面，在中国当前存在两千万以上的肢体残疾人士。他们有些在肢体截肢以后佩戴了人工假肢，但是当前假肢手最紧迫的问题是缺乏安全有效的触觉感觉反馈。据统计，只有50％-60％的截肢者选择佩戴假肢装置。主要原因是从假体到使用者的触觉反馈很小甚至可以忽略不计，这大大限制了假肢手的控制性能和适配效果。除上述两方面外，随着通信技术的发展，目前例如远程手术、远程拆弹机器人等技术开始出现。虽然现在凭借沉浸式虚拟现实等技术可以提供逼真的现场式的视觉反馈，但是操作者依然急需一种合理的触觉反馈装置提供真实的触觉和本体觉的反馈。

发明人发现，目前的感觉重建系统主要着眼于在人-物理设备之间建立合适的神经接口，可以将物理设备的信号转化为易用的神经刺激，这样建立的物理设备和人体之间的感觉反馈通路和运动控制可以达到闭环控制的效果，但目前仍未有基于多通道调制系统的振动刺激器，无法实现对精确力量的触觉感知增强。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种穿戴式振动触觉体感装置及控制方法，采用振动反馈机制，将触觉刺激和本体觉刺激转化编码为易被人体感知的振动刺激，振动刺激由穿戴式的振动装置产生，佩戴者经过短时的训练，可以习得由触觉刺激和本体觉刺激到振动刺激的映射关系，之后便可以高效地由振动刺激实时获得相关输入刺激的程度，极大的提高了振动感知的准确性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种穿戴式振动触觉体感装置。

一种穿戴式振动触觉体感装置，包括：弹性材质的穿戴件，穿戴件上设有沿穿戴件中心的呈圆形分布的多个振动电机，每个振动电机均与外置控制终端通信连接。

作为可选的实施方式，各个振动电机为尺寸和型号相同的圆片振动电机。

本公开第二方面提供了一种穿戴式振动触觉体感装置控制方法。

一种穿戴式振动触觉体感装置控制方法，利用本公开第一方面所述的穿戴式振动触觉体感装置；

根据预设的输入刺激强度和输出振动强度之间的映射关系进行振动电机的振动幅值设定。

作为可选的实施方式，根据最大输入刺激强度、感觉下限阈值、振动电机的最小电压和当前输入刺激强度，得到振动幅值。

进一步的，设定预设幅值取值范围，根据振动电机的最小电压和电压控制器的额定电压得到电压最小幅值；