一种压电式触觉刺激装置的制作方法

本发明涉及压电陶瓷领域，特别是涉及一种压电式触觉刺激装置。

背景技术：

现有技术中的刺激装置没有电传导方式的，存在信号传输速度不快，刺激方式太过于简单，而且设备延迟比较高的缺陷。而压电陶瓷是一种能够将机械动能和电能之间互相转换的陶瓷材料，它的原理是利用压电效应，压电陶瓷具有正压电效应和逆压电效应，被广泛应用于超声换能器、超声波焊接、超声波清洗、医学美容、超声马达等。因此可以通过电能与压电陶瓷作用使它会发生形变，作用的电能是持续性的，压电陶瓷就可以不断形变来产生刺激，形成一种新的刺激装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种压电式触觉刺激装置，以解决上述现有技术存在的问题，利用电信号的易传送和易控制，实现高效的控制触觉刺激。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种压电式触觉刺激装置包括依次电性连接的主控装置、转接模块、驱动装置；所述主控装置，用于驱动压电陶瓷片，作用于人体皮肤，形成触觉刺激；所述转接模块，用于确保上位机与驱动装置的数据传输；所述驱动装置，用于驱动压电陶瓷；所述驱动装置包括驱动模块、控制模块、通信模块、拓展通道模块，所述控制模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述拓展通道模块连接，所述驱动模块通过柔性电路板fpc与转接模块连接，所述驱动模块通过线缆与主控板模块通信连接。

优选地，所述驱动装置还包括电源模块，所述电源模块能够设置不同的电压。

优选地，所述主控装置包括光耦芯片、单片机、type-c，所述单片机用于控制数据转换及传输；所述光耦芯片用于传输电信号；所述type-c用于实现与上位机的通信。

优选地，所述转接模块包括485芯片、ldo降压芯片，所述485芯片与所述ldo降压芯片通过fpc转接口连接。

优选地，所述控制模块使用的是stm32f103ztt6单片机。

本发明公开了以下技术效果：本发明中电能与压电陶瓷作用使它会发生形变，作用的电能是持续性的，那么压电陶瓷就可以不断形变来产生刺激，即利用电信号的易传送和易控制，实现高效的控制触觉刺激；除此之外，本发明合理的运用串行数据处理原则节约了电路硬件资源，减少了软件开发成本，工作性能稳定，硬件通讯和软件控制性能良好，并且满足便捷模块拆装，可用于触觉刺激实验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明压电式触觉刺激装置的结构示意图；

图2为本发明主控装置的部分电路示意图；

图3为本发明转接装置的部分电路示意图；

图4为本发明驱动模块的电路部分结构示意图；

图5为本发明驱动模块的电路部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-5，本发明提供一种压电式触觉刺激装置，包括依次电性连接的主控装置、转接模块、驱动装置；所述主控装置用于驱动压电陶瓷片，作用于人体皮肤，形成触觉刺激；所述转接模块用于确保上位机与驱动装置的数据传输；所述驱动装置用于驱动压电陶瓷；

所述主控装置与pc端连接，所述主控装置通过转接模块连接，所述驱动装置与压电陶瓷连接。

所述驱动装置包括驱动模块、控制模块、通信模块、拓展通道模块，所述控制模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述拓展通道模块连接，所述驱动模块通过fpc与转接板连接，进而通过线缆与主控板模块通信连接，最终实现与pc端的通信；所述驱动装置的输出端连接有振动装置，实现振动装置按照上位机与控制板指令正常工作；所述振动装置的工作状态包括振动起始状态和停止状态，从而达到控制振动装置的输出频率控制。

进一步优化方案，所述驱动装置还包括可拆卸连接的电源模块，而且各个驱动装置的电源模块可以设置不同的电压，实现每一个驱动装置的电源电压差异。

进一步优化方案，所述主控装置包括光耦芯片、单片机、type-c，所述单片机用于控制数据转换及传输；所述光耦芯片用于传输电信号；所述type-c用于实现与上位机的通信。

进一步优化方案，所述转接模块包括485芯片、ldo降压芯片，所述485芯片与所述ldo降压芯片通过fpc转接口连接。

进一步优化方案，所述控制模块使用的是stm32f103ztt6单片机。

工作过程：主控装置是通过type-c和上位机通信；上位机的指令通过usb协议传输指令到主控装置的单片机，使主控装置的单片机通过串口发送数据通过485总线到转接模块，又通过485协议传递到驱动装置，将主机发送的数据解析之后通过驱动装置的单片机控制相应的通道，每次来一个指令来控制通道，而且可以通过接受到的数据的时间长短开控制相应的输出频率；输出通道是完全相互独立的，可独立控制每一个通道进行对人体的各种频率刺激。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种压电式触觉刺激装置，其特征在于：包括依次电性连接的主控装置、转接模块、驱动装置；

所述主控装置，用于驱动压电陶瓷片，作用于人体皮肤，形成触觉刺激；

所述转接模块，用于确保上位机与驱动装置的数据传输；

所述驱动装置，用于驱动压电陶瓷；

所述驱动装置包括驱动模块、控制模块、通信模块、拓展通道模块，所述控制模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述拓展通道模块连接，所述驱动模块通过柔性电路板fpc与转接模块连接，所述驱动模块通过线缆与主控板模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的压电式触觉刺激装置，其特征在于：所述驱动装置还包括电源模块，所述电源模块能够设置不同的电压。

3.根据权利要求1所述的压电式触觉刺激装置，其特征在于：所述主控装置包括光耦芯片、单片机、type-c，所述单片机用于控制数据转换及传输；所述光耦芯片用于传输电信号；所述type-c用于实现与上位机的通信。

4.根据权利要求1所述的压电式触觉刺激装置，其特征在于：所述转接模块包括485芯片、ldo降压芯片，所述485芯片与所述ldo降压芯片通过fpc转接口连接。

5.根据权利要求1所述的压电式触觉刺激装置，其特征在于：所述控制模块使用的是stm32f103ztt6单片机。

技术总结
本发明公开一种压电式触觉刺激装置，包括依次电性连接的主控装置、转接模块、驱动装置；所述主控装置用于驱动压电陶瓷片，作用于人体皮肤，形成触觉刺激；所述转接模块用于确保上位机与驱动装置的数据传输；所述驱动装置用于驱动压电陶瓷；本发明可以很方便的作用于人体手部，整个流程是触发电信号传递至电路模块后由电路模块产生用于触发压电元件组件的激发信号，压电元件组件在接收到激发信号后产生强烈震动并将该震动传递至刺激位置，从而实现了触觉刺激。

技术研发人员：闫天翼;杨彬彬;仰若水;王晨宇;石忠焱;吴景龙
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2020.03.07
技术公布日：2020.06.30