本发明涉及触觉反馈技术领域，特别是指一种虚拟现实环境下力反馈装置。
背景技术：
触觉反馈技术能通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感。这一力学刺激可被应用于计算机模拟中的虚拟场景或者虚拟对象的辅助创建和控制，以及加强对于机械和设备的远程操控。
目前，国内一些厂商早已看到如触感反馈、压力触控等触感领域的技术的商用价值并且进行了规模化的商用。这项技术已经成为现代科技创新发展的大势所趋。毫无疑问，这项技术将会更为普及并且衍生出更多突破性乃至开创性的应用，为更广大的“人机触觉互动”打开大门，加速“触觉互动”的时代进程。但是已知的虚拟现实环境下力反馈装置，结构复杂，控制繁琐且容易产生误操作，实用性低，不便于推广使用。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种虚拟现实环境下力反馈装置。
基于上述目的本发明提供的一种虚拟现实环境下力反馈装置，包括
执行模块：用于输出并执行不同角度、不同方向、不同频率的力；
反馈模块：以触觉的方式，直观地将所述力反馈给感受者；
控制模块：输入指令，并将所述指令输出给所述驱动模块，控制所述驱动模块工作；
驱动模块：用于驱动所述执行模块运动，并产生所述力；
所述控制模块电性连接所述驱动模块，驱动模块传动连接所述执行模块，执行连接所述反馈模块。
可选的，所述执行模块包括前端执行模块和后端执行模块，所述前端执行模块的一端与所述后端执行模块的一端球副连接，前端执行模块的另一端与所述驱动模块传动连接，后端执行模块的另一端与所述反馈模块球副连接。
可选的，所述执行模块还包括多节子执行模块，多节的所述子执行模块首尾相连，相邻的子执行模块之间球副连接，多节子执行模块的一端与所述前端执行模块远离所述驱动模块的一端球副连接，多节子执行模块的另一端与所述后端执行模块远离所述反馈模块的一端球副连接。
可选的，所述驱动模块设为多组，所述执行模块设为多组，驱动模块与执行模块一一对应，每一组驱动模块对应驱动每一组执行模块。
可选的，多组驱动模块产生多组力，多组执行模块将所述的多组力合成为一个总力，并将所述总力输出给所述反馈模块。
可选的，所述控制模块为一组或者多组。
可选的，所述反馈模块为接触体，并反馈给所述感受者拉力、推力或者振动。
可选的，所述执行模块输出并执行拉力、推力或者振动。
从上面所述可以看出，本发明提供的一种虚拟现实环境下力反馈装置可以直接让感受者感受到不同角度、不同方向、不同频率的力，驱动模块和执行模块之间相互独立且互不干扰，发生误操作的概率低，并且可以简单地形成不同角度、不同方向、不同频率的力，装置结构简单，价格便宜，便于操作，实用性较强。能够广泛适用于医疗、娱乐、虚拟现实等各种场景中。
附图说明
图1为本发明实施例的结构框图；
图2为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
一种虚拟现实环境下力反馈装置，包括
执行模块：用于输出并执行不同角度、不同方向、不同频率的力；
反馈模块：以触觉的方式，直观地将所述力反馈给感受者；
控制模块：输入指令，并将所述指令输出给所述驱动模块，控制所述驱动模块工作；
驱动模块：用于驱动所述执行模块运动，并产生所述力；
所述控制模块电性连接所述驱动模块，驱动模块传动连接所述执行模块，执行连接所述反馈模块。
本发明提供的一种虚拟现实环境下力反馈装置可以直接让感受者感受到不同角度、不同方向、不同频率的力，驱动模块和执行模块之间相互独立且互不干扰，发生误操作的概率低，并且可以简单地形成不同角度、不同方向、不同频率的力，装置结构简单，价格便宜，便于操作，实用性较强。能够广泛适用于医疗、娱乐、虚拟现实等各种场景中。
下面结合较佳实施例对本发明进行阐述。
请参阅图1和图2，所述驱动模块采用单片机作为本发明的微控制单元(microcontrollerunit；mcu)，所述驱动模块为电机，单片机控制电机的启停、正反转以及工作时间。本发明采用了伺服电机dm-055c，伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，本发明的电机的输出轴外端缠绕一圈钢丝绳。所述执行模块包括前端执行模块和后端执行模块，所述前端执行模块的一端与所述后端执行模块的一端球副连接，前端执行模块的另一端与所述驱动模块传动连接，前端执行模块的另一端与钢丝绳固定连接，当驱动模块工作后，电机会转动，然后绞动钢丝绳，进而反向带动前端执行模块转动，实现了前端执行模块的拉伸或者收缩，这里也可以采用其他的连接形式，实现电机的正反转带动前端执行模块的拉伸和收缩。电机的后端执行模块的另一端与所述反馈模块球副连接。球副连接的好处在于可以简单地实现多自由度的大范围活动，进而输出不同角度、不同方向的力。
执行模块不仅仅局限于由前端执行模块和末端执行模块连接的两节结构，执行模块还包括多节子执行模块，例如第一、第二、第三至第n节子执行模块，多节的所述子执行模块首尾相连，相邻的子执行模块之间球副连接，多节子执行模块的一端与所述前端执行模块远离所述驱动模块的一端球副连接，多节子执行模块的另一端与所述后端执行模块远离所述反馈模块的一端球副连接。子执行机构的数量根据驱动模块以及控制模块进行自由选择，只需要能够将力输出并反馈到反馈模块上即可。
所述驱动模块设为多组，所述执行模块设为多组，驱动模块与执行模块一一对应，每一组驱动模块对应驱动每一组执行模块，因此每一组驱动模块会让执行机构产生一个对应的力，多组驱动模块产生多组力，多组执行模块将所述的多组力合成为一个总力，并将所述总力输出给所述反馈模块。
所述控制模块为一组或者多组，本发明中选取双路电机驱动模块irlr7843，mcu采用mk60dn512zvlq10单片机，双路电机驱动模块irlr7843接收来自mcu的控制信号，并驱动控制电机，一个双路电机驱动模块irlr7843可以驱动控制两个电机，在这里也才可以采用其他的单片机和电机驱动模块的组合。
所述反馈模块为接触体，并反馈给所述感受者拉力、推力或者振动，所述执行模块对应输出并执行拉力、推力或者振动。电机的正转或者反转可以带动前端执行模块拉伸/收缩或者收缩/拉伸，前端执行模块则会直接或者通过子执行机构将此拉伸/收缩或者收缩/拉伸的力输出给后端执行模块，后端执行模块对应进行拉伸/收缩或者收缩/拉伸，当电机以一定的频率，交替进行正反转，就会产生振动，反馈模块那里则会对应产生推力、拉力或者振动。反馈模块是一个接触体，本发明使用时，感受者先拿住反馈模块，然后操作者给驱动模块相应的指令，驱动模块会控制每个驱动模块独立地工作，与相应驱动模块所对应的执行模块则会产生相应的动作，最终会执行出驱动模块的指令，每组执行模块都会产生一个分力，分力在反馈模块处合成一个总力，由于每组执行模块执行的动作不一致，所以，反馈模块处合成的总力可以是不同角度、不同方向的力，感受者直接触摸反馈模块，感受到得到来自不同角度、不同位置、不同频率的拉力、推力或者振动。
本发明可以用于与各种场合的设备中，作为人机触觉互动的一个单元，可以跟随场景的变化而产生相应的拉力、推力或者振动，这些可以使得用户的体验得到提升。随着技术的不断发展，力触觉反馈技术可以很好的结合视觉反馈等其他技术，在医疗、娱乐方面为用户提供全新的体验。
综上所述，本发明的有益效果为：可以直接让感受者感受到不同角度、不同方向、不同频率的力，驱动模块和执行模块之间相互独立且互不干扰，发生误操作的概率低，并且可以简单地形成不同角度、不同方向、不同频率的力，装置结构简单，价格便宜，便于操作，实用性较强。能够广泛适用于医疗、娱乐、虚拟现实等各种场景中。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。