• By Liam Critchley, M. Sc.Apr 16 2018

    Image Credit: chombosan/.com

    haptisia sensoreita on ollut jo jonkin aikaa ja niitä on tullut eri muodoissa. Riippumatta haptisen teknologian tyypistä, he kaikki työskentelevät samankaltaisten periaatteiden mukaan voiman, tärinän ja liikkeen yhdistelmän avulla luodakseen tuntoaistin uudelleen. Tässä artikkelissa tarkastelemme haptic anturit kokonaisuutena ja miten ne toimivat.

    haptiset anturit luovat tuntoaistin uudelleen luomalla voiman, tärinän ja liiketuntemuksen yhdistelmän käyttäjälle. Haptic-teknologiat ovat merkittävästi kasvussa ja niitä käytetään kaikessa autoissa, pelikonsolien ohjaimissa ja älypuhelimissa. Haptisten antureiden tuotannon ja toteutuksen arvellaan olevan 12,8 miljardin dollarin ala vuoteen 2022 mennessä.

    haptisia antureita on kolmea päätyyppiä: eksentrisiä pyöriviä massatärinämoottoreita (ermv), lineaarisia resonanssitoimilaitteita (lras) ja piezo haptics – antureita.

    miten haptiset anturit toimivat

    vaikka haptisille antureille on olemassa yleinen periaate, tässä artikkelissa korostetaan joitakin toiminnallisia eroja eri anturityyppien välillä. Sen lisäksi, että haptic-teknologiat käyttävät voiman, tärinän ja liikkeiden yhdistelmää, ne käyttävät voiman takaisinkytkentäsilmukkaa manipuloidakseen käyttäjän liikettä ja ylittääkseen yksinkertaisen tärinähälytyksen. Haptisen anturin perusperiaate on sähkövirran tuottaminen, joka ajaa vasteen tärinän synnyttämiseksi. Miten tämä tapahtuu, on, jos eri teknologiat eroavat toisistaan.

    kaikki haptiset sensorit eivät kuitenkaan tarvitse kosketusta toimiakseen. Näitä kutsutaan kosketuksettomiksi haptiikoiksi ja ne käyttävät tekniikoita, kuten ultraääntä ja tiivistettyjä ilmataskuja, luodakseen interaktiivisen 3D-tilan käyttäjän ympärille. Käyttäjä vuorovaikuttaa laitteen ympärillä olevan tilan kanssa ilman tarvetta koskettaa sitä fyysisesti.

    tässä tarkastelemme hieman tarkemmin kolmea yleisintä tyyppiä. Vaikka ne kaikki toimivat samalla perusperiaatteella, niiden työskentelytavat ja toimintatavat vaihtelevat huomattavasti.

    Ervs

    Ervs toimii samalla tavalla kuin tasavirtamoottori. ERVV: t toimivat generoimalla magneettikentän sähkövirrasta. Magneettikenttä pyörittää kappaletta ympyrässä käyttäen kiertopisteestä johtuvaa off-center-vinoumaa. Pyörivään massaan kohdistuva magneettinen voima luo epätasaisen keskihakuvoiman, joka saa moottorin tekemään eteen-ja taaksepäin suuntautuvia liikkeitä sekä tuottamaan sivuttaisvärähtelyä. ERVV: n tuottaman tärinän voimakkuus riippuu usein laitteeseen syötetystä virrasta. ERVV: t ovat usein valinnaisia haptisia antureita, kun ajopiiri on yksinkertainen, edullinen ja haptinen resoluutio ei ole tärkein prioriteetti.

    LRAs

    LRAs käyttää sekä magneettikenttiä että sähkövirtoja luodakseen värähtelevän voiman yhtä akselia pitkin. ERVV: hen verrattuna LRA: t käyttävät VAIHTOVIRTAJÄNNITETTÄ tasavirran sijaan. Tämä virta ajaa puhekelaa, joka painuu liikkuvaa massaa vasten. Liikkuva massa kiinnittyy jouseen, ja kun puhekela resonoi samalla jousen taajuudella, syntyy magneettikenttä. Tämä magneettikenttä saa toimilaitteen värähtelemään voimalla, jonka ihminen voi tuntea. LRAs voidaan helposti säätää muuttamalla AC-tulo, mutta toimilaite on aina ajettava sen resonanssitaajuudella. LRAs käytetään parhaiten, kun start / stop ajoitus on kriittinen, piiri voi toteuttaa kuljettaja siru, tai vibrational amplitudi on säädettävä itsenäisesti.

    pietso-Haptiikka

    pietso-haptiikka-anturit toimivat pietso-ilmiön periaatteella värinän aikaansaamiseksi. Pietso-ilmiö on tunnettu ilmiö, joka synnyttää sähkövirran, kun ainetta rasitetaan mekaanisesti. Erilaisten rasitusten, kuten taivutuksen ja muodonmuutoksen, aikana pietso haptinen anturi tuottaa tärinää. Pietso-haptiset anturit ovat inertiapohjaisia sensoreita tarkempia, koska ne värähtelevät laajemmilla taajuuksilla ja amplitudeilla. Pietso-haptiset anturit myös värähtelevät useampaan suuntaan, toisin kuin LRAs-ja ERVV-anturit, jotka rajoittuvat yhteen suuntaan. Pietsosähköisten haptisten antureiden toiminta vaatii suurempaa jännitettä, mutta virrankulutus on parempi kuin muilla haptisilla antureilla. Piezo haptic antureita käytetään usein, kun suurempi tila on käytettävissä integroida toimilaite, taajuus ja amplitudi on säädettävä itsenäisesti, tai piiri voi toteuttaa kuljettaja siru ja tuottaa aaltomuotoja.

    Sovellukset

    koska haptisia tekniikoita käytetään kosketustuntuman luomiseen, sovellukset ovat yleisiä. Tähän mennessä sovellutuksia ovat koneiden ja laitteiden kaukosäädin (telerobotiikka), älypuhelimen kosketusnäyttö, satelliittinavigaattori tai muu kosketusnäyttötekniikka, pelikonsolien ohjaimissa olevat tärinäpaketit, lento-ja lääkintäsimulaattorit, virtuaalitodellisuusjärjestelmät sekä autojen monitoimiset kosketusnäyttötaulut.

    lähteet ja Jatkoluenta

    Vastuuvapauslauseke: tässä esitetyt näkemykset ovat kirjoittajan yksityishenkilönä esittämiä eivätkä välttämättä edusta AZoM.com rajoitettu T / A AZoNetwork omistaja ja operaattori tämän sivuston. Tämä vastuuvapauslauseke on osa tämän sivuston käyttöehtoja.

    kirjoittanut

    Liam Critchley

    Liam Critchley on kirjailija ja toimittaja, joka on erikoistunut kemiaan ja nanoteknologiaan. M.Sc. Kemian tekniikan tutkimus.

    lainaukset