基于空气压膜的多媒体终端触觉再现方法

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1、分类号：TN91单位代码：10183研究生学号：研2015524004密级：公开基于空气压膜的多媒吉林大学体终端硕士学位论文触觉（专业学位）再现方基于空气压膜的多媒体终端触觉再现方法法MultimediaTerminalTactileDisplayMethodBasedonSqueezeFilmEffect甘添、作者姓名：甘添吉吉类别：工程硕士林大领域（方向）：电子与通信工程学指导教师：孙晓颖教授培养单位：通信工程学院2018年06月—————————————————————基于空气压膜的多媒体终端触觉再现方法—————————————————

2、————MultimediaTerminalTactileDisplayMethodBasedonSqueezeFilmEffect作者姓名：甘添领域（方向）：电子与通信工程指导教师：孙晓颖教授类别：工程硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独

3、立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论

4、文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：电子与通信工程论文题目：基于空气压膜的多媒体终端触觉再现方法作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学通信工程学院(130022)作者联系电话：0431-85095995基于空气压膜的多媒体终端触觉再现方法摘要空气压膜效应触觉反馈技术能够使人在普通触摸屏上感受到被显示物体的形状、纹理以及柔软性，实现自然逼真的触觉再现，一直是人机交互领域的研究热点之一，在多媒体终端实现触觉再现将会推动人机交互领域蓬勃发展。目前，空气压膜效应触觉

5、反馈技术的研究主要集中在触觉反馈实验样机制作、触觉力建模分析及触觉渲染方法等方面，然而对于在多媒体终端实现空气压膜效应触觉反馈技术的相关研究相对较少。本文针对现有触觉反馈终端交互范围小的问题，设计并制作了集成于多媒体终端的空气压膜效应触觉反馈样机，通过实际测量实验客观评测了该设备的触觉反馈性能，得到了驱动信号幅度与触觉力的表征关系，为空气压膜效应触觉渲染方法提供数据参考。本文还分析了静电力触觉反馈与空气压膜效应触觉反馈融合时触觉力的呈现形式，探究了两种触觉反馈方法融合使用的可能性，为多种触觉反馈融合的研究提供参考。本文的主要工作如下：（1）根据

6、空气压膜效应触觉反馈原理，对压电陶瓷振动模态进行分析，选择合适的振动模态并确定压电陶瓷的物理尺寸和材料参数，确定了尺寸为2880.8mm的压电陶瓷片，设计了空气压膜效应触觉反馈终端总体结构。（2）根据空气压膜效应驱动信号需求，确定了驱动信号设计原则。设计了空气压膜效应驱动信号硬件电路，包括波形产生电路、幅度调节电路、高压放大电路和电源电路。利用AltiumDesigner软件设计电路图并制作了电路实物，完成空气压膜效应触觉反馈多媒体终端的制作。（3）介绍了直接数字频率合成芯片AD9834的使用方法，给出了AD9834芯片的数据写入流程和整体

7、驱动信号合成程序流程，完成了信号类型的选择并选定了信号的频率和相位。利用微软MFC应用程序框架开发上位机参数设置程序。最后结合硬件电路和上位机参数设置程序测试了输出信号的波形、幅度和频率。I硬件电路可以输出幅度为60V，电流为3A，频率为100KHz的驱动信号。（4）通过Matlab平台仿真了驱动信号与挤压力的关系。搭建了挤压力测量平台，介绍了空气压膜触觉反馈客观评测方法，研究了交互过程中不同驱动信号与挤压力的映射关系，驱动信号为60V时获得的挤压力为0.15N。最后，在已有静电力触觉反馈屏上粘贴压电陶瓷，制作了静电力与空气压膜效应融合触觉屏幕

8、，研究了静电力触觉反馈和空气压膜效应触觉反馈在融合时融合力的呈现形式，两种触觉反馈技术可以融合使用，不会产生干扰。本文的主要贡献和创新如下：（1）设计