面向触觉图文实现的显示系统设计

为帮助盲人或视觉障碍人通过触摸达到学习和感受的目的,设计了触觉图文图像显示系统。触觉图文信息主要来源于视觉图文,研究了视觉-触觉图文转换以及与人体的触觉特性相适应的触觉数据结构。介绍了面向图文图像触觉显示系统。结果表明该系统可以实现2D、3D灰度图像的再现,使用者可以真实地识别图文图像信息。此外,扩大了面向图文信息的触觉显示的应用领域。     

面向触觉图文实现的显示系统设计

为帮助盲人或视觉障碍人通过触摸达到学习和感受的目的,设计了触觉图文图像显示系统.触觉图文信息主要来源于视觉图文,研究了视觉一触觉图文转换以及与人体的触觉特性相适应的触觉数据结构,介绍了面向图文图像触觉显示系统.结果表明该系统可以实现2D、3D灰度图像的再现,使用者可以真实地识别图文图像信息.此外,扩大了面向图文信息的触觉显示的应用领域.     

触觉显示技术及其发展趋势

首先阐述了触觉显示技术相关的触觉生理和触觉现象,然后介绍了触觉显示所采用的振动刺激、电刺激、射流刺激、气动刺激和顶针刺激等技术手段的现状,以及触觉语言设计问题,最后总结了触觉研究领域的热点方向和发展趋势,并对融合触觉、彩色触觉、时空触觉、斜坡触觉和多模接口等做了简要介绍.     

智能机器人三向力触觉传感技术的发展和应用

本文讨论了关于三向力触觉传感技术在智能机器人学中的发展和应用,列举了一些三向力触觉传感技术的应用实例,对该领域的发展方向阐明了自己的观点。     

基于视触觉替代方法的盲教装置

针对盲童基础教育存在困难进行研究,提出并开发了基于视触觉功能替代的触觉盲教装置。借助该装置,视觉图文能够被转换为触觉图文并实时传送至视障学生的课桌上,使学生能够以主动触觉方式在课桌上的虚拟显示区域感知教师所讲授的课堂内容。初步实验表明,该装置能够帮助视障学生有效感知简单的文本和几何图形信息。     

基于PVDF膜的三向力触觉传感头设计

本文提出了一种基于PVDF膜的新型三向力触觉传感技术,阐述了触觉传感头的设计思想和基本结构,并从原理上进行了分析,得到了计算空间三向力的公式,为实现新型的能用于智能机器人触觉的力传感系统打下了基础.     

磁致伸缩触觉传感单元及其输出特性

为了满足机器人精确感知和抓取物体的需要,首先设计了以铁镓丝为敏感元件的新型触觉传感单元,搭建了传感单元输出特性测试平台,测试了其输出电压与施加静态和动态压力的关系。以触觉传感单元为核心设计了传感器阵列结构,并将传感阵列安装在机械手上,进行了抓取实验。实验结果表明,施加静态压力时,在1.908kA/m的偏置磁场下,长度为16mm、直径为0.8mm的铁镓丝组成的触觉传感单元在2N压力下的输出电压可达96mV,灵敏度为48mV/N。在1~4Hz、0~2N的动态压力作用下,传感单元输出曲线平滑,灵敏度高。传感器阵列安装在机械手上,能感知多路压力信息,精确显示机械手指的受力分布情况,可广泛应用在机械手准确抓取与智能控制领域中。     

基于有限元接触变形的光波导三向力触觉传感系统

通过有限元分析方法对一种新型光波导三向力触觉传感系统进行理论探讨和仿真实验，提出相应的数学模型，并设计专门的实验传感系统，实验数据结果验证了理论分析，从而在理论和实验上证明了该新型光波导三向力传感方案的可行性。     

基于电活性聚合物薄膜柔性器件的触觉传感特性

针对电活性聚合物（EAP）薄膜制造柔性智能器件的发展要求,分析了电活性聚合物薄膜的正/逆力-电特性及发电机理,采用静电诱导自组装技术在电活性聚合物表面制备了碳纳米管薄膜电极,然后构建了柔性传感器件。实验研究了EAP柔性器件的手指关节弯曲姿态及脚踏运动触觉的传感特性。扫描电子显微（SEM）形貌观察表明：碳纳米管薄膜呈网状结构且质地致密均匀。基于EAP柔性器件的手指弯曲姿态实验结果表明：在手指弯曲度为15~90°时,输出电压峰值为1.2~3.7V,展示了输出电压峰值与手指弯曲度之间的高线性度,线性相关系数为0.9951。此外,采用EAP薄膜器件对踏步触觉进行了实验测试,其输出电压峰值在1V左右,而且具有响应快、可重复性好等优势。本文的研究为电活性聚合物薄膜型电子皮肤及触觉传感器的发展提供了理论基础和实验依据。     

虚拟现实眼镜光学组件的设计与分析

针对虚拟现实眼镜的光学镜片直径以及出瞳距离对视场角的敏感性做了分析,选择了最优的镜片直径和出瞳距离,采用Zemax软件设计了相应的球面和非球面镜片。对二者的弥散斑和轴外相差进行了对比,发现非球面镜片可以显著提高镜片的成像效果,并应用软件消除了由镜片导致的畸变。设计的非球面镜片视场大、畸变小,达到了预期的效果。     

基于DELTA手控器的纹理的力触觉表达方法

纹理的力触觉表达不仅能增强虚拟环境的真实感,还能用于盲人对环境的感知和信息获取。本文提出了一种新颖的算法。它是基于图像处理的方法提取纹理表面的几何轮廓,根据物体表面粗糙特性,分别建立法向和切向的接触力模型,通过6自由度DELTA手控器实时作用于操作者,让操作者感受到触摸虚拟物体表面的作用力,从而实现纹理的力触觉表达。最后通过与传统的几种图像纹理的力触觉建模和表达方法比较实验证明了此种方法的有效性。     

机械式点阵触觉显示系统

设计了一种用于视障人士电子阅读的机械式点阵显示系统。该系统通过小棘爪锁定显示针的不同位置以保持触点的状态,采用Z向驱动器配合XY移动平台顺序控制每个显示针的凸起,而后由复位驱动器统一复位,从而实现系统中多个触点的凸起和平整状态的自动切换。实验结果表明：采用单个Z向驱动器的系统可在1分钟内完成54个触点的凸起和平整状态自动转换。     

会展业虚拟展示系统的设计与实现

针对文物网上虚拟展示的需求,设计了一种基于C/S的会展业虚拟展示系统。本文主要介绍了VRML的工作原理,会展业虚拟会展系统的总体设计以及客户端与服务器端的设计。系统提供设计展馆的功能,用户可根据用户个人爱好选择不同的展示主题。此外,系统还提供用户参观路径的自由选择、地图导游、感兴趣文物浏览等功能,提供文物多媒体信息集成展示。最终以良渚文化博物馆展品为对象,进行了应用示范,达到了预期的效果。     

自动生产线仿真系统中的VRML技术应用

讨论了自动线仿真系统中使用VRML(虚拟现实建模语言)的可行性;阐述了VRML关键技术在仿真系统中的具体实现方法。     

虚拟制造系统的体系结构及其关键技术

论述了有关虚拟制造的基本概念及其与一些相关概念之间的关系、虚拟制造体系结构的研究现状及我们的策略,分析了虚拟制造研究的关键技术。     

虚拟样机技术及应用于雷达结构设计的探讨

虚拟样机技术是融工程设计技术、建模／仿真技术与VR／可视化技术等多学科于一体的综合性技术。文中阐述了国内外研究现状,探讨了虚拟样机技术的内涵和关键技术,提出了在雷达结构设计中应用虚拟样机技术的思路。     

虚拟现实技术在武器装备训练中的应用

虚拟现实技术在21世纪得到了进一步的发展和应用,其建模工具MultiGen和开发工具Vega以功能强大著称.在本文中,对以上两种产品进行了介绍,并以武器装备虚拟操作训练系统为背景,提供了一种设计方案.