一种远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈装置的制作方法

1.本发明涉及远距离数字交互物理化技术，具体是指一种远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈装置。


背景技术：

2.随着科技的进步、与数字媒体、虚拟实景、现实增强等虚实结合技术的发展，人们的沟通交流与互动协作愈发转向数字虚拟化。但现有的语音通讯或语音播放设备只能单纯地传递音频信息这一单一信号。然而，在自然场景下人与人面对面的沟通交流中，语音只是其中的一部分，情感语气、肢体动作、表情信息等都是其中重要的感官信息，帮助人们更完整地分析、理解语句含义。但在语音通话、远距离协作等场景中，这部分的多元感官刺激被减至最低，仅剩语音；而触觉反馈、情感情绪等信息缺失严重，造成远距离沟通中时常会出现误会误解，甚至引发触摸贫乏而引发心理健康问题，并由此引发继发性免疫混乱等生理健康问题。因此，智能穿戴设备需要引入触觉反馈，以更好地在数字沟通交流中传递情绪、情感、动作等多元感官信息，以增强远距离沟通和虚拟协作。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈装置，包括头梁主体、第一耳夹部与第二耳夹部，头梁主体外部加装有适配规格的头梁外壳，头梁外壳两端分别设有第一耳夹部和第二耳夹部，第一耳夹部和第二耳夹部内均设有软骨传导音频模块，软骨传导音频模块一侧在头梁主体上嵌装有多个阵列式触觉反馈发生器，头梁主体上靠近第一耳夹部端设有供电模块，头梁主体上靠近第二耳夹部端设有cpu处理器，cpu处理器一侧还设有第一收音装置和第二收音装置；
4.头梁外壳处还设有对应的触控模块。
5.本发明与现有技术相比的优点在于：本方案通过在语音聊天等远距离沟通协作中引入触觉与动觉反馈，以更好地在数字沟通交流中传递情绪、情感、动作等多元感官信息，帮助人们更完整地分析、理解语句含义，形成语音与触、动觉反馈双向并行的沟通，以增强沟通中情绪传递或动作模拟的装置，以增强远距离沟通和虚拟协作，可应用于远距离语音通话、虚拟化应用场景、远距离协作、音乐增强等广泛用途。
6.进一步的，cpu处理器包括一个或多个处理器、控制单元、存储器、无线通信电路、生理信息传感模块、动态位置传感模块、供电模块，存储器、无线通信电路、生理信息传感模块、动态位置传感模块通过内设走线电路与cpu处理器、供电模块电连接。
7.进一步的，阵列式触觉反馈发生器围绕头梁主体以环形排列，并通过头梁主体内部的走线分别与cpu处理器、供电模块电连接，以提供环绕式基于震动的触觉、动觉反馈。
8.进一步的，第一耳夹部包含第一耳夹外壳，第一耳夹外壳内部设有第一耳夹部配套的软骨传导音频模块、位于第一耳夹外壳外部对应的触控板模块，软骨传导音频模块与触控板模块通过头梁主体内部的走线、ic接口与cpu处理器、供电模块相连接。
9.进一步的，第一耳夹部配套的软骨传导音频模块包含软骨传导振子模组以及音频信号处理电路并通过走线连接，音频信号处理器通过ic接口与cpu处理器以及供电装置电连接。
10.进一步的，第二耳夹部包含第二耳夹外壳，第二耳夹外壳内部设有第二耳夹部配套的软骨传导音频模块、心率传感器、接触传感器以及位于第一耳夹外壳外部的led模块，软骨传导音频模块、心率传感器、所接触传感器通过头梁主体内部的走线、ic接口与cpu处理器、供电模块相连接。
11.进一步的，第二耳夹部配套的软骨传导音频模块包含软骨传导振子模组以及音频处理信号电路并通过走线连接，音频信号处理器通过ic接口与cpu处理器及供电装置电连接；音频音频信号处理电路包括将数字模拟转换芯片和功放芯片；模拟转换芯片一端通过电线与cpu处理器电连接，另一端与功放芯片的一端连接；功放芯片的另一端与软骨传导振子模组连接。
12.进一步的，第一耳夹部和第二耳夹部还包括第一收音装置和第二收音装置，第一收音装置和第二收音装置分别包括两个麦克风，其中一个麦克风位于通过位于第一耳夹部外壳的外部采集环境噪音，另一个麦克风用于采集用户语音；第一收音装置与cpu处理器电连接。
附图说明
13.图1是一种远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈装置的外部结构示意图。
14.图2是一种远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈装置的内部结构示意图。
15.图3是一种远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈装置使用状态下的结构示意图。
16.如图所示：1、头梁主体，2、第一耳夹部，3、第二耳夹部，4、软骨传导音频模块，5、阵列式触觉反馈发生器，6、cpu处理器，7、供电模块，8、第一收音装置，9、第二收音装置，10、触控模块，11、头梁外壳。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
18.本发明在具体实施时，如图1至图3所示的实施例中，一种远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈装置，包括头梁主体、第一耳夹部与第二耳夹部，其特征在于：头梁主体外部加装有适配规格的头梁外壳，头梁外壳两端分别设有第一耳夹部和第二耳夹部，第一耳夹部和第二耳夹部内均设有软骨传导音频模块，软骨传导音频模块一侧在头梁主体上嵌装有多个阵列式触觉反馈发生器，头梁主体上靠近第一耳夹部端设有供电模块，头梁主体上靠近第二耳夹部端设有cpu处理器，cpu处理器一侧还设有第一收音装置和第二收音装置；
19.头梁外壳处还设有对应的触控模块。
20.进一步的，如图1至图3所示的实施例中，cpu处理器包括一个或多个处理器、控制单元、存储器、无线通信电路、生理信息传感模块、动态位置传感模块、供电模块，存储器、无线通信电路、生理信息传感模块、动态位置传感模块通过内设走线电路与cpu处理器、供电
模块电连接。
21.进一步的，如图1至图3所示的实施例中，阵列式触觉反馈发生器围绕头梁主体以环形排列，并通过头梁主体内部的走线分别与cpu处理器、供电模块电连接，以提供环绕式基于震动的触觉、动觉反馈。
22.进一步的，如图1至图3所示的实施例中，第一耳夹部包含第一耳夹外壳，第一耳夹外壳内部设有第一耳夹部配套的软骨传导音频模块、位于第一耳夹外壳外部对应的触控板模块，软骨传导音频模块与触控板模块通过头梁主体内部的走线、ic接口与cpu处理器、供电模块相连接。
23.进一步的，如图1至图3所示的实施例中，第一耳夹部配套的软骨传导音频模块包含软骨传导振子模组以及音频信号处理电路并通过走线连接，音频信号处理器通过ic接口与cpu处理器以及供电装置电连接。
24.进一步的，如图1至图3所示的实施例中，第二耳夹部包含第二耳夹外壳，第二耳夹外壳内部设有第二耳夹部配套的软骨传导音频模块、心率传感器、接触传感器以及位于第一耳夹外壳外部的led模块，软骨传导音频模块、心率传感器、所接触传感器通过头梁主体内部的走线、ic接口与cpu处理器、供电模块相连接。
25.进一步的，如图1至图3所示的实施例中，第二耳夹部配套的软骨传导音频模块包含软骨传导振子模组以及音频处理信号电路并通过走线连接，音频信号处理器通过ic接口与cpu处理器及供电装置电连接；音频音频信号处理电路包括将数字模拟转换芯片和功放芯片；模拟转换芯片一端通过电线与cpu处理器电连接，另一端与功放芯片的一端连接；功放芯片的另一端与软骨传导振子模组连接。
26.进一步的，如图1至图3所示的实施例中，第一耳夹部和第二耳夹部还包括第一收音装置和第二收音装置，第一收音装置和第二收音装置分别包括两个麦克风，其中一个麦克风位于通过位于第一耳夹部外壳的外部采集环境噪音，另一个麦克风用于采集用户语音；第一收音装置与cpu处理器电连接。
27.本发明的工作原理：软骨传导音频模块、音频处理模块、无线通讯模块、触控模块、生理信息传感模块(例如但不限于，光学心率传感器、和/或脑电图描记器)、动态位置传感模块(例如但不限于，加速度传感器，和/或陀螺仪)、cpu(一个或多个处理器)、供电模块、阵列式触觉与动觉反馈发生器(例如但不限于振动马达)等；所述控制单元还包括：语音识别系统、人机交互模块；
28.本方案还涉及独特的“触觉与动觉反馈语义库”与“可感知用户界面tangible user interface”，以将语音信息、上下文感知的结果映射、转化为可感知的触觉反馈，并实现人与设备之间的实时输入/交互功能；本发明实施例的一体式远距离数字交互物理化的穿戴式触觉反馈设备，设备涵盖语音沟通、音频播放、触觉和动觉刺激(包括但不限于振动刺激)以及播放控制等所有功能。其独特的“触觉与动觉反馈语义库”与“可感知用户界面tangible user interface”，将语音信息、上下文感知的结果映射、转化为可感知的触觉反馈。
29.本发明总体上涉及远距离数字交互物理化技术，在传统人机交互与信息沟通领域引入触觉与动觉反馈，并且更具体地，涉及一种通过一个或多个处理器将语音音频信息通过上下文感知实时通过匹配“触觉与动觉反馈语义库”中的映射准则，映射转化成可感知的
触觉反馈，并通过阵列式(震动)发生器提供环绕式触觉反馈，形成语音与触、动觉反馈双向并行的沟通，以增强沟通中情绪传递或动作模拟的装置，可应用于远距离语音通话、虚拟化应用场景、远距离协作、音乐增强等广泛用途。
30.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。