本发明属于VR设备技术领域，具体涉及一种触觉柔性力模拟装置。
背景技术：
虚拟现实技术（Virtual Reality，以下简称VR技术）是仿真技术的一个重要方向，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。其记录人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，再分别反馈到用户的五官，实现人机交互。
同时，伴随着VR技术的方兴未艾，增强现实技术（Augmented Reality,以下简称AR技术）也悄然孕育而生。其把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉信息,声音,味道,触觉等）通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。
目前的VR技术主要通过视觉和听觉提供浸入式体验，忽略了一大感官——触觉。作为人类五感之一，触觉是定位和感知外部的重要信息渠道；另一方面，鼠标键盘作为传统的与计算机交互方式并不适合VR和AR在三维空间的应用，手势和触觉相结合必然将成为新一代更自然的交互方式，能为用户提供多维度的新型交互。因此探究不同触压觉和空气涡旋以及振动的对应关系并以此开发出一套全新的、可应用于虚拟现实技术的触觉反馈设备具有重要的应用价值。
随着VR技术与AR技术的大规模普及，传统的交互方式已经无法满足新兴的显示方式，更加自然的触觉反馈以及手势操作将在未来大有前途。目前关于触觉反馈设备的研究大多还停留在实验室阶段，尚没有成熟的产品问世，触觉反馈仍然属于虚拟现实领域中的难题。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有VR技术设备未应用触觉反馈，无法模拟触觉体验的问题。
为此，本发明提供了一种触觉柔性力模拟装置，包括设置于人体手背上的空腔主体，所述空腔主体的顶部设置有进气口，所述空腔主体的前端设置有导气管，所述导气管的一端与空腔主体的输气口联通，导气管的另一端与套设于人体手指上的指套的第二进气口联通；人体手心处对应位置还设置有气囊，所述气囊朝向人体手心的一面设置有多个出气口，所述气囊上还设置有第三进气口，所述第三进气口通过导气管与空腔主体联通。
所述一种触觉柔性力模拟装置，还包括多个震动片，所述震动片粘贴于指套内或者粘贴于手指套环上或者粘贴气囊上。
所述空腔主体与导气管联通处设置有凹槽，并且凹槽内设置有第一连接轴，第一支撑杆的一端通过所述第一连接轴与空腔主体活动连接，所述第一支撑杆另一端与第二支撑杆的一端通过第二连接轴活动连接，所述第二支撑杆的另一端通过第三支撑轴与指套活动连接。
所述空腔主体上还设置有固定绷带，用于将空腔主体固定在人体手臂上。
所述指套上还设置有第二出气口，所述第二出气口设置于指套底端，第二出气口为扁平的长方形。
所述空腔主体的进气口与设置于人体手臂上的风扇的出风口联通。
本发明的有益效果：本发明提供的这种触觉柔性力模拟装置，提供了一种模拟触觉柔性力的VR技术基础装置，弥补了现有的VR技术只有视觉和听觉模拟而忽略了触觉模拟的缺陷，而且该触觉柔性力模拟装置结构简单，利用气流涡旋和震动模拟人皮肤对触觉的感受，具有体积小，便于携带，模拟人体触觉真实的特点。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1为触觉柔性力模拟装置结构示意图。
图2为多指套结构图。
图3为气囊背面示意图。
图4气囊正面示意图。
图5为控制器及其外围电路示意图。
图6为电源电路示意图。
图7为震动片正极接入电路示意图。
图8 为震动片控制电路视图。
图9为风扇调速接入电路示意图。
图中：1、空腔主体；2、进气口；3、凹槽；4、第一连接轴；5、第一支撑杆；6、第二支撑杆；7、指套；8、导气管；9、震动片；10、第二连接轴；11、气囊；12、第二进气口；13、第二进气口；14、绷带；15、出气口；16、第三进气口；17、第三支撑轴。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
为了解决现有VR技术设备未应用触觉反馈，无法模拟触觉体验的问题，本实施例提供了一种如图1所示的触觉柔性力模拟装置，包括设置于人体手背上的空腔主体1，所述空腔主体1的顶部设置有进气口2，所述空腔主体1的前端设置有导气管8，所述导气管8的一端与空腔主体1的输气口联通，导气管8的另一端与套设于人体手指上的指套7的第二进气口12联通；如图3、图4所示，人体手心处对应位置还设置有气囊11，所述气囊11朝向人体手心的一面设置有多个出气口15，所述气囊11上还设置有第三进气口16，所述第三进气口16通过导气管8与空腔主体1联通；所述空腔主体1的进气口2与设置于人体手臂上的风扇的出风口联通，风扇由控制器进行控制，通过调节风扇的转速，从而控制进入空腔主体1内的气流。
这样通过分析触觉感知的因素，由控制器控制风扇的转速，达到控制各个出气口气流的目的，由出气口喷出的气流形成空气涡旋代替触觉生物力学的集中力，通过控控制器调节产生不同的控制接触力效果。
上述的触觉柔性力模拟装置，还包括多个震动片9，所述震动片粘贴于指套7内或者粘贴于手指套环上或者粘贴气囊11上；所述震动片9总共设置16个，五个手指的指套7内各设置1个，五个手指的手指中部的套环上各设置一个，手心处的气囊11粘贴6个，震动片同样通过控制器进行控制。
这样，震动片与气流涡旋共同作用使得模拟的触觉效果更为真实，感触效果更好。
本实施例所述的指套7、导气管8以及与其相关的结构为1个手指的设置结构，其他手指同样设置有与其相同的结构。
实施例2
上述空腔主体1与导气管8联通处设置有凹槽3，并且凹槽3内设置有第一连接轴4，第一支撑杆5的一端通过所述第一连接轴4与空腔主体1活动连接，所述第一支撑杆5另一端与第二支撑杆6的一端通过第二连接轴10活动连接，所述第二支撑杆6的另一端通过第三支撑轴17与指套7活动连接；导气管8设置于第一支撑杆5、第二支撑杆6的上方，并且导气管8通过固定带与第一支撑杆5固定在一起，可以避免导气管8蓬松混乱，或者漏气，影响使用的效果。
上述空腔主体1上还设置有固定绷带14，用于将空腔主体1固定在人体手臂上；固定绷带14设置于空腔主体1中部处，能够绕着手臂的手腕对空腔主体1进行固定，从而使得整个触觉柔性力模拟装置很好的固定在人体手臂上。
如图2所示，上述指套7上还设置有第二出气口13，所述第二出气口13设置于指套7底端，第二出气口13为扁平的长方形，并且当指套7套设在手臂上时，能够对手指的指心一侧形成覆盖表面的气流。
实施例3
上述触觉柔性力模拟装置的控制系统如图5、图6、图7、图8、图9所示触觉柔性力模拟装置的控制系统，包括电源电路，控制器，震动片控制电路；
所述电源电路的输入端与电源输入端电连接，电源电路的输出端与控制器电连接，用于提供控制器工作所需的电能；电源电路的输出端还与震动片电源的输入端电连接，用于提供震动片工作所需的电能；
所述控制器与震动片控制电路的控制输入端电连接，用于控制震动片的震动状态；
所述震动片控制电路的电路输出端与震动片电连接，用于驱动震动片进行震动；
所述控制器还与气流调节风扇的控制端电连接，用于控制气流调节风扇的转速。
所述电源电路包括稳压器U2，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，所述稳压器U2的输入端与电源输入端Vin电连接，电容C1、电容C2并联后，电连接于稳压器U2的输入端与接地端之间，稳压器U2的输出端为电源电路的输出端VCC，电容C3、电容C4并联后，电连接于电源电路的输出端VCC与接地端之间。
所述电源电路输出端还电连接有去耦电容阵列，所述去耦电容阵列包括彼此并联的电容C13，电容C14，电容C15，电容C16，电容C17，电容C18，所述去耦电容阵列的一端与电源电路输出端电连接，去耦电容阵列的另一端与接地端电连接。
所述震动片控制电路包括三级管Q1，电阻R8；所述三级管Q1的集电极与震动片的电源输出负极电连接，三级管Q1的基极通过电阻R8与控制器的控制引脚电连接，三级管Q1的发射极与接地端电连接。如图7、图8所示，为16个震动的控制控制驱动电路，为了准确模拟触觉感受，触觉模拟装置设置了16个震动片，这16个震动片的控制电路如图7、图8所示，震动片的电源正极分别与图7所示的插线引脚电连接，震动片的电源负极分别与图4所示的电源接线端电连接，控制器的控制引脚与图8所示的电路的控制引脚W1～W16电连接，分别控制16个震动片的震动状态。所采用的的震动片型号为深圳宽洋智能公司的1027震动芯片，其直径为10mm ，厚为2.7mm，非常的轻巧实用。
另外需要说明的是，风扇的型号为DF04056B2U，风扇的电源为单独供电，图9给出了其转速控制的接线端与控制的控制引脚连接的插线引脚示意图，具体使用的时候只需要将风扇的对应引脚接线插入图9所示的插线引脚就可以使得控制器对风扇的转速进行控制。
需要说明的是：本实施例的微控制器选用型号为STM32F103VBT6,该微控制器的可满足工业、医疗和消费者市场中范围广泛的各种应用需求。型号为STM32F103VBT6的微控制器是ST公司生产的，一流外设和低功耗低压工作模式实现高性能，具有简单的构架和易用型工具，因而集成度高，且价格实惠。该微控制器具有最高达72MHz的CPU频率，16KB至1MB的闪存，4至80KB的 RAM。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。