專利名稱：一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可將外界的用于視覺認知的圖案等轉(zhuǎn)換為觸覺感知的系統(tǒng)，尤 其涉及一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對于我們正常人來說，我們所處的世界是五彩繽紛、多姿多彩的，可對于盲人來 說，他的世界是黑暗的，他無法看到任何東西和任何色彩，給他的生活帶來極大的不便。在 殘疾人學(xué)校，有一種專門針對盲人設(shè)計的識字卡，盲人可以通過觸摸這些識字卡來認識文 字和學(xué)習(xí)知識，但是在日常生活中，卻很少有專門為盲人設(shè)計的可供其觸摸識別的標志，如 站牌、路標、導(dǎo)向標志等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可將生活中的用于視覺認知的圖案等轉(zhuǎn) 換為觸覺感知，以方便盲人的用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系 統(tǒng)，包括依次連接的攝像頭、計算機圖象處理系統(tǒng)、映射控制器、多個D/A轉(zhuǎn)換器、多個功放 電路和觸覺再現(xiàn)裝置，所述的觸覺再現(xiàn)裝置包括上端開口的箱體，所述的箱體內(nèi)用多塊隔 板將所述的箱體分隔成mXn個空間單元，其中m和η均為正整數(shù)，m彡l、n彡1且mXn彡2， 每個所述的空間單元內(nèi)設(shè)置有壓電執(zhí)行器和輸出驅(qū)動塊，所述的輸出驅(qū)動塊的底面與所述 的壓電執(zhí)行器的頂部緊密貼合，所述的輸出驅(qū)動塊與所述的箱體之間設(shè)置有彈性復(fù)位機 構(gòu)，所述的D/A轉(zhuǎn)換器和功放電路的數(shù)量均與所述的空間單元的數(shù)量相等，所述的功放電 路與所述的壓電執(zhí)行器電連接。所述的彈性復(fù)位機構(gòu)包括固定桿和彈簧，所述的輸出驅(qū)動塊的側(cè)面設(shè)置有通孔， 所述的固定桿穿過所述的通孔且固定連接在所述的箱體上，所述的彈簧垂直固定設(shè)置在所 述的固定桿的下表面與所述的通孔的內(nèi)底面之間。所述的彈簧位于所述的輸出驅(qū)動塊的中心位置。所述的固定桿上固定設(shè)置有套筒，所述的套筒套設(shè)在所述的彈簧上，所述的套筒 的內(nèi)徑等于或略大于所述的彈簧的直徑。所述的箱體的內(nèi)底面嵌設(shè)有鋼珠，所述的壓電執(zhí)行器垂直放置在所述的鋼珠上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是通過本系統(tǒng)可將用于視覺認知的圖案等轉(zhuǎn)換為 觸覺感知，而且觸覺再現(xiàn)裝置中使用壓電執(zhí)行器來輸出位移，其響應(yīng)速度快，位移精確而且 低頻特性好；而且彈簧外套設(shè)有套筒，當彈簧被壓縮時，可防止彈簧彎曲變形，以保證輸出 驅(qū)動塊的精確位移；此外，壓電執(zhí)行器垂直放置在鋼珠上，將壓電執(zhí)行器與箱體底面之間的 面面接觸轉(zhuǎn)換成點面接觸，可以消除壓電執(zhí)行器底部與箱體底面的間隙，以保證壓電執(zhí)行 器輸出準確的位移值。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2為本發(fā)明的觸覺再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖所示，以3X3圖案單元為例進行說明
一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)，包括依次連接的攝像頭、計算機圖象處理系統(tǒng)、映 射控制器、九個D/A轉(zhuǎn)換器、九個功放電路和觸覺再現(xiàn)裝置，觸覺再現(xiàn)裝置包括上端開口的 箱體1，箱體1內(nèi)用多塊隔板2將箱體1分隔成3X3個完全相同的空間單元，每個空間單元 內(nèi)設(shè)置有壓電執(zhí)行器3和輸出驅(qū)動塊4，每個功放電路與其相對應(yīng)的壓電執(zhí)行器3電連接， 箱體1的內(nèi)底面嵌設(shè)有鋼珠5，壓電執(zhí)行器3垂直放置在鋼珠5上，輸出驅(qū)動塊4的底面與 壓電執(zhí)行器3的頂部緊密貼合，輸出驅(qū)動塊4的側(cè)面設(shè)置有通孔41，固定桿6穿過通孔41 且固定螺接在箱體1上，固定桿6的下表面與通孔41的內(nèi)底面之間垂直固定設(shè)置有彈簧7， 彈簧7位于輸出驅(qū)動塊4的中心位置，固定桿6上固定設(shè)置有套筒61，套筒61套設(shè)在彈簧 7上，套筒61的內(nèi)徑略大于彈簧7的直徑。上述觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)的工作原理為通過攝像頭獲取圖案信號并導(dǎo)入計算機圖象處 理系統(tǒng)中，計算機圖象處理系統(tǒng)將圖案劃分為3X3圖案單元，并提取出各個圖案單元的灰 度值，然后將灰度值的數(shù)據(jù)傳到映射控制器中，映射控制器再以電壓形式經(jīng)過通信接口將 數(shù)據(jù)傳遞給多個D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，并通過與其連接 的功放電路將信號放大后將驅(qū)動電壓信號傳遞給各個相應(yīng)的壓電執(zhí)行器3，各個壓電執(zhí)行 器3快速準確地輸出位移，驅(qū)動與之對應(yīng)的輸出驅(qū)動塊4向上動作，實現(xiàn)對圖案等的視覺 認知到觸覺感知的轉(zhuǎn)換；當攝像頭不獲取圖案信息時，壓電執(zhí)行器3沒有驅(qū)動電壓信號，此 時，原先被壓縮的彈簧7快速驅(qū)動輸出驅(qū)動塊4復(fù)位。具體應(yīng)用為該系統(tǒng)可應(yīng)用于盲人對站牌、路標、導(dǎo)向標志等的識別，方便他們的 出行和生活，除此之外，還可將該系統(tǒng)應(yīng)用在汽車駕駛培訓(xùn)等其它領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的攝像頭、計算機圖 象處理系統(tǒng)、映射控制器、多個D/A轉(zhuǎn)換器、多個功放電路和觸覺再現(xiàn)裝置，所述的觸覺再 現(xiàn)裝置包括上端開口的箱體，所述的箱體內(nèi)用多塊隔板將所述的箱體分隔成mXn個空間 單元，其中m和η均為正整數(shù)，m彡l、n彡1且mXn彡2，每個所述的空間單元內(nèi)設(shè)置有壓 電執(zhí)行器和輸出驅(qū)動塊，所述的輸出驅(qū)動塊的底面與所述的壓電執(zhí)行器的頂部緊密貼合， 所述的輸出驅(qū)動塊與所述的箱體之間設(shè)置有彈性復(fù)位機構(gòu)，所述的D/A轉(zhuǎn)換器和功放電路 的數(shù)量均與所述的空間單元的數(shù)量相等，所述的功放電路與所述的壓電執(zhí)行器電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的彈性復(fù) 位機構(gòu)包括固定桿和彈簧，所述的輸出驅(qū)動塊的側(cè)面設(shè)置有通孔，所述的固定桿穿過所述 的通孔且固定連接在所述的箱體上，所述的彈簧垂直固定設(shè)置在所述的固定桿的下表面與 所述的通孔的內(nèi)底面之間。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的彈簧位 于所述的輸出驅(qū)動塊的中心位置。
4.如權(quán)利要求2所述的一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的固定桿 上固定設(shè)置有套筒，所述的套筒套設(shè)在所述的彈簧上，所述的套筒的內(nèi)徑等于或略大于所 述的彈簧的直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的箱體的 內(nèi)底面嵌設(shè)有鋼珠，所述的壓電執(zhí)行器垂直放置在所述的鋼珠上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于圖案映射的觸覺再現(xiàn)系統(tǒng)，特點是包括依次連接的攝像頭、計算機圖象處理系統(tǒng)、映射控制器、多個D/A轉(zhuǎn)換器、多個功放電路和觸覺再現(xiàn)裝置，觸覺再現(xiàn)裝置包括上端開口的箱體，箱體內(nèi)用多塊隔板將箱體分隔成m×n個空間單元，每個空間單元內(nèi)設(shè)置有壓電執(zhí)行器和輸出驅(qū)動塊，輸出驅(qū)動塊的底面與壓電執(zhí)行器的頂部緊密貼合，輸出驅(qū)動塊與箱體之間設(shè)置有彈性復(fù)位機構(gòu)，功放電路與壓電執(zhí)行器電連接；優(yōu)點是通過本系統(tǒng)可將用于視覺認知的圖案等轉(zhuǎn)換為觸覺感知，而且觸覺再現(xiàn)裝置中使用壓電執(zhí)行器來輸出位移，其響應(yīng)速度快，位移精確而且低頻特性好；而且彈簧外套設(shè)有套筒，當彈簧被壓縮時，可防止彈簧彎曲變形，以保證輸出驅(qū)動塊的精確位移。
文檔編號G09B21/00GK102073378SQ20111000027
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者崔玉國, 李國平, 梁曉, 章達眾 申請人:寧波大學(xué)