• írta: Liam Critchley, M. Sc.Apr 16 2018

    kép jóváírás: chombosan/.com

    a haptikus érzékelők már egy ideje léteznek, és különböző formákban érkeznek. Függetlenül attól, hogy milyen típusú haptikus technológiát alkalmaznak, mindannyian hasonló elveket alkalmaznak az erő, a rezgés és a mozgás kombinációjának felhasználásával az érintés érzésének újrateremtésére. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a haptikus érzékelők egészét és működését.

    a haptikus érzékelők újra létrehozzák az érintés érzetét azáltal, hogy az erő, a rezgés és a mozgásérzékelés kombinációját hozzák létre a felhasználó számára. A haptikus technológiák jelentősen növekednek, és mindent használnak az autóktól kezdve a játékkonzol-vezérlőkig és az okostelefonokig. Úgy gondolják, hogy a haptikus érzékelők gyártása és bevezetése 12,8 milliárd dolláros iparág lesz 2022-re.

    a haptikus érzékelőknek három fő típusa van: excentrikus forgó tömegrezgés (ERMV) motorok, Lineáris rezonáns működtetők (lras) és piezo haptikai érzékelők.

    hogyan működnek a haptikus érzékelők

    annak ellenére, hogy van egy általános elv a haptikus érzékelőkre, ez a cikk kiemeli a különböző típusú érzékelők működési különbségeit. Az erő, a rezgés és a mozgások kombinációján kívül a haptikus technológiák erő-visszacsatolási hurkot használnak a felhasználó mozgásának manipulálására, és túlmutatnak egy egyszerű rezgésjelzésen. A haptikus érzékelő alapelve egy olyan elektromos áram generálása,amely a rezgés létrehozásához vezet. Hogyan történik ez, ahol a különböző technológiák különböznek.

    azonban nem minden haptikus érzékelő igényel érintést a működéshez. Ezeket érintésmentes haptikának nevezik, és olyan technológiákat használnak, mint az ultrahang és a koncentrált légzsebek, hogy interaktív 3D-s teret hozzanak létre a felhasználó körül. A felhasználó ezután kölcsönhatásba lép az eszköz körüli térrel anélkül, hogy fizikailag meg kellene érintenie.

    itt egy kicsit részletesebben megvizsgáljuk a három leggyakoribb típust. Bár mindannyian ugyanazon az alapelven dolgoznak, a működésük és működésük módja jelentősen eltér.

    ERMVs

    az ERMVs az egyenáramú motorhoz hasonló módon működik. Az ermv-k úgy működnek, hogy mágneses mezőt generálnak egy elektromos áramból. A mágneses mező egy tárgyat körben hajt, a forgásponttól a középponton kívüli torzítással. A forgó tömegre kifejtett mágneses erő egyenetlen centripetális erőt hoz létre, amely a motort előre-hátra mozgatja, valamint oldalirányú rezgéseket okoz. Az Ermv-k által keltett rezgések intenzitása gyakran függ az eszközhöz szállított áramtól. Az ermv-k gyakran a választott haptikus szenzorok, amikor a hajtási áramkör egyszerű, alacsony költségű, és a haptikus felbontás nem a legmagasabb prioritás.

    LRAs

    az LRAs mind a mágneses mezőket, mind az elektromos áramokat használja egy oszcilláló erő létrehozására egyetlen tengely mentén. Az Ermv-khez képest az LRA-k váltakozó feszültséget használnak DC helyett. Ez az áram egy hangtekercset hajt, amelyet egy mozgó tömeghez nyomnak. A mozgó tömeg egy rugóhoz van rögzítve, és amikor a hangtekercs a rugó azonos frekvenciáján rezonál, mágneses mező keletkezik. Ez a mágneses mező hatására a működtető olyan erővel rezeg, amelyet az ember érez. Az LRAs könnyen beállítható az AC bemenet megváltoztatásával, de a hajtóművet mindig a rezonáns frekvenciáján kell meghajtani. Az LRA-kat akkor lehet a legjobban kihasználni, ha az indítás/leállítás időzítése kritikus, az áramkör megvalósíthat egy meghajtó chipet, vagy a rezgési amplitúdót függetlenül kell beállítani.

    Piezo-Haptika

    a Piezo-haptikus érzékelők a piezo-effektus elvén működnek, hogy rezgést generáljanak. A piezo-effektus egy jól ismert jelenség, amely elektromos áramot generál, amikor egy anyagot mechanikusan megterhelnek. Különböző feszültségek, például hajlítás és deformáció esetén a piezo haptikus érzékelő rezgést generál. A Piezo-haptikus érzékelők pontosabbak, mint a tehetetlenségi érzékelők, mivel szélesebb frekvenciatartományban és amplitúdóban rezegnek. A Piezo-haptikus érzékelők több irányban is rezegnek, ellentétben az LRA-kkal és az Ermv-kkel, amelyek egyetlen irányba korlátozódnak. A piezo haptikus érzékelők működése nagyobb feszültséget igényel, de az áramfogyasztás jobb, mint más haptikus érzékelőknél. A Piezo haptikus érzékelőket gyakran használják, ha nagyobb hely áll rendelkezésre a működtető integrálásához, a frekvenciát és az amplitúdót függetlenül kell beállítani, vagy az áramkör képes meghajtó chipet végrehajtani és hullámformákat előállítani.

    Alkalmazások

    mivel a haptikus technológiákat az érintésérzék újbóli létrehozására használják, az alkalmazások széles körben elterjedtek. Az eddigi alkalmazások közé tartozik a gépek és eszközök távvezérlése (telerobotika), az okostelefon érintőképernyője, a műholdas navigáció vagy más érintőképernyős technológia, a játékkonzol-vezérlők vibrációs csomagjai, a repülési és orvosi szimulátorok, a virtuális valóság rendszerei és az autók multifunkcionális érintőképernyős irányítópultjai.

    források és további olvasmányok

    jogi nyilatkozat: Az itt kifejtett nézetek a szerző magánjellegű nézetei, és nem feltétlenül képviselik a szerző nézeteit AZoM.com Limited t / a AZoNetwork a weboldal tulajdonosa és üzemeltetője. Ez a felelősség kizárása a weboldal használati feltételeinek részét képezi.

    írta:

    Liam Critchley

    Liam Critchley egy író és újságíró, aki specializálódott a kémia és a nanotechnológia, a Mchem a kémia és a nanotechnológia és M.Sc. Vegyészmérnöki kutatás.

    Idézetek