阅读说明：本技术 一种交互体验式穿戴设备 (Interactive experience formula wearing equipment ) 是由 王永波 于 2019-03-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种交互体验式穿戴设备,包括现实触感手套和虚拟影像头戴机,所述现实触感手套的每个手指骨节段均设有外压力监测点和内压力监测点,所述现实触感手套手指部位的内壁中包裹着一层柔性的反馈层,所述反馈层上交替设置电刺激层和温度反馈层,所述现实触感手套的指关节弯折处设有弯折监测区,弯折监测区手掌一层内置有用于监测弯曲压力的柔性传感器,所述现实触感手套通过电源信号线与虚拟影像头戴机相连；本发明通过在现实触感手套可以将现实手部的按压弯曲等动作反馈到虚拟影像内显示,通过内置的电刺激层和温度反馈层可以将虚拟影像中触碰的动作具化为手指的真实触感,从而实现交互式操作体验,大大提高交互式体验的真实感觉。(The invention discloses interactive experience type wearing equipment which comprises a real tactile glove and a virtual image head-wearing machine, wherein each finger bone segment of the real tactile glove is provided with an external pressure monitoring point and an internal pressure monitoring point, the inner wall of a finger part of the real tactile glove is wrapped with a flexible feedback layer, an electric stimulation layer and a temperature feedback layer are alternately arranged on the feedback layer, a bending monitoring area is arranged at the bending part of a finger joint of the real tactile glove, a flexible sensor for monitoring bending pressure is arranged in a palm layer of the bending monitoring area, and the real tactile glove is connected with the virtual image head-wearing machine through a power supply signal wire; according to the invention, the pressing, bending and other actions of the real hand can be fed back to the virtual image for display through the real touch glove, and the touching action in the virtual image can be customized into the real touch of the finger through the built-in electric stimulation layer and the built-in temperature feedback layer, so that the interactive operation experience is realized, and the real feeling of the interactive experience is greatly improved.)

一种交互体验式穿戴设备

技术领域

本发明具体涉及一种穿戴设备，具体是一种交互体验式穿戴设备。

背景技术

目前的沉浸式的虚拟现实装置一般主要通过头戴装置以虚拟的影像显示来实现虚拟现实的体验，其中头戴装置上增设运动感应元件，通过头部的动作实现沉浸式的可视效果，但是这种沉浸式的虚拟现实设备，现实转虚拟、虚拟场景的现实体感的相互体验较差。

因此，针对这类问题，我们需要一种虚拟现实交互体验效果更加真实的虚拟现实穿戴设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交互体验式穿戴设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种交互体验式穿戴设备，包括现实触感手套和虚拟影像头戴机，所述现实触感手套的每个手指骨节段均设有外压力监测点和内压力监测点,外压力监测点设置在现实触感手套的外表面，内压力监测点设置在现实触感手套的内壁中，所述现实触感手套手指部位的内壁中包裹着一层柔性的反馈层，所述反馈层上交替设置电刺激层和温度反馈层，所述现实触感手套的指关节弯折处设有弯折监测区,弯折监测区手掌一层内置有用于监测弯曲压力的柔性传感器，所述现实触感手套内的外压力监测点、内压力监测点、电刺激层、温度反馈层和柔性传感器通过电源信号线与虚拟影像头戴机的输入端电气相连，所述虚拟影像头戴机前面板上开设用观测口,观测口的内侧安装用用于显示影像的影像显示屏，虚拟影像头戴机的左右两侧分别连接有两个镜像对称的现实触感手套，所述虚拟影像头戴机的左右两侧分别开设有两个独立的控制室，所述控制室内安装有控制器和充电电池。

更进一步的方案：所述控制器的输入端与对应侧的现实触感手套的外压力监测点、内压力监测点和柔性传感器的输出端电气相连，所述控制器的输出端与对应侧的现实触感手套的电刺激层和温度反馈层的输入端电气相连，所述影像显示屏的输入端与虚拟影像头戴机左右两侧内的控制器的输出端电气相连。

更进一步的方案：所述外压力监测点和内压力监测点设有压电式压力传感器。

更进一步的方案：所述柔性传感器采用压力薄膜传感器或柔性电感式传感器或柔性应变传感器的一种或者多种。

更进一步的方案：所述电刺激层和温度反馈层通过柔性基底连接在反馈层上，所述电刺激层与温度反馈层相互电位隔离，所述电刺激层由具有多个尖端放电点的细丝电网连接而成，所述温度反馈层由电阻丝连接而成。

更进一步的方案：所述反馈层的内部设置有多条用于走线的走线腔，所述走线腔将现实触感手套内部电源控制线汇流到驱动汇流盒内进行总接，所述驱动汇流盒固定在现实触感手套的手腕处外侧壁上，所述驱动汇流盒内设有多路用于控制电刺激层、温度反馈层导通的开关电路，开关电路的连通信号驱动端通过电源信号线与虚拟影像头戴机内的控制器相连通。

更进一步的方案：所述电源信号线为弹性电缆制成。

更进一步的方案：所述虚拟影像头戴机的侧壁上设有用于穿戴在头部的绳带，所述虚拟影像头戴机的左右侧壁底部开设有接线端口，所述接线端口内设有多种类型的端口，所述电源信号线通过接线端口与控制室内部的控制器相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在现实触感手套的表面和内侧面增加用于监测压力的外压力监测点、内压力监测点和柔性传感器可以将现实手部的按压弯曲等动作反馈到虚拟影像内显示，通过内置的电刺激层和温度反馈层可以将虚拟影像中触碰的动作具化为手指的真实触感，从而实现了现实到虚拟、虚拟到现实的交互式操作体验，可用做各种实验操作或游戏娱乐的基础穿戴设备，大大提高交互式体验的真实感觉。

附图说明

图1为交互体验式穿戴设备的结构示意图。

图2为交互体验式穿戴设备中现实触感手套的外部结构示意图。

图3为交互体验式穿戴设备中现实触感手套的内部结构示意图。

图4为交互体验式穿戴设备中反馈层的结构示意图。

图5为交互体验式穿戴设备中弯折监测区的结构示意图。

图6为交互体验式穿戴设备中虚拟影像头戴机的内部结构示意图。

图7为交互体验式穿戴设备的控制器电路原理示意图。

图中：现实触感手套1、弯折监测区10、外压力监测点11、内压力监测点12、反馈层13、电刺激层14、温度反馈层15、走线腔16、电源信号线17、驱动汇流盒18、柔性传感器19、虚拟影像头戴机2、观测口20、影像显示屏21、控制室22、接线端口23、控制器24、充电电池25。

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。

实施例1

请参阅图1～7，本发明实施例中，一种交互体验式穿戴设备，包括现实触感手套1和虚拟影像头戴机2，所述现实触感手套1的每个手指骨节段均设有外压力监测点11和内压力监测点12,外压力监测点11设置在现实触感手套1的外表面，内压力监测点12设置在现实触感手套1的内壁中，所述现实触感手套1手指部位的内壁中包裹着一层柔性的反馈层13，所述反馈层13上交替设置电刺激层14和温度反馈层15，所述现实触感手套1的指关节弯折处设有弯折监测区10,弯折监测区10手掌一层内置有用于监测弯曲压力的柔性传感器19，所述现实触感手套1内的外压力监测点11、内压力监测点12、电刺激层14、温度反馈层15和柔性传感器19通过电源信号线17与虚拟影像头戴机2的输入端电气相连，所述虚拟影像头戴机2前面板上开设用观测口20,观测口20的内侧安装用用于显示影像的影像显示屏21，虚拟影像头戴机2的左右两侧分别连接有两个镜像对称的现实触感手套1，所述虚拟影像头戴机2的左右两侧分别开设有两个独立的控制室22，所述控制室22内安装有控制器24和充电电池25。

所述控制器24的输入端与对应侧的现实触感手套1的外压力监测点11、内压力监测点12和柔性传感器19的输出端电气相连，所述控制器24的输出端与对应侧的现实触感手套1的电刺激层14和温度反馈层15的输入端电气相连，所述影像显示屏21的输入端与虚拟影像头戴机2左右两侧内的控制器24的输出端电气相连，设置的外压力监测点11用于监测外部事物对现实触感手套1手指的压力，设置的内压力监测点12用于监测手指部位肌肉对外部施加的压力，设置的柔性传感器19用于监测手指各个关机的弯曲动作捕捉，控制器24将监测的动作信号转化为影像显示屏21的影像信号进行显示，其中根据现实触感手套1的动作，控制器24可以对电刺激层14和温度反馈层15发出动作信号，驱动电刺激层14和温度反馈层15对手指部位进行反馈。

所述外压力监测点11和内压力监测点12设有压电式压力传感器，外部事物对外压力监测点11的向内压力和手指对内压力监测点12的向外压力分别转化为不同的电位值传送给虚拟影像头戴机2内的控制器24,控制器24将输入的变量信号转化为图像信号并传送到影像显示屏21上投影显示，完成由显示到虚拟影像的交互体验。

所述柔性传感器19采用压力薄膜传感器或柔性电感式传感器或柔性应变传感器的一种或者多种，设置的柔性传感器19通过弯折监测区10出的弯折变形产生电位信号并传送给虚拟影像头戴机2内的控制器24，控制器24根据柔性传感器19的电位信号改变对影像显示屏21的影像输出量，在影像显示屏21内显示手指弯曲带来的虚拟影像效果。

所述电刺激层14和温度反馈层15通过柔性基底连接在反馈层13上，所述电刺激层14与温度反馈层15相互电位隔离，所述电刺激层14由具有多个尖端放电点的细丝电网连接而成，所述温度反馈层15由电阻丝连接而成，设置的电刺激层14在导电后会在表面的尖端放电点释放微量电流刺激手指皮肤，通过控制不同区域的电刺激层14导电实现真实事物的触摸体感，设置的温度反馈层15在导电后会进行加热，通过控制反馈层13上不同区域的温度反馈层15加热可以实现手部不同触摸温差的体感效果。

本发明的工作原理是：使用时，首先将左右手带上现实触感手套1，然后将虚拟影像头戴机2带着头部上，保证眼部正对观测口20内的影像显示屏21，然后打开虚拟影像头戴机2内的充电电池25,影像显示屏21开设显示影像，外压力监测点11、内压力监测点12和柔性传感器19开始采集现实触感手套1上的动作信号并实时传送给虚拟影像头戴机2的控制器24进行信号处理，现实中当现实触感手套1受到外部事物冲击时，外压力监测点11受力，外压力监测点11将电位信号传送给控制器24,控制器24将冲击信号通过影像显示屏21显示出，当控制现实触感手套1操作影像显示屏21内虚拟影像时，内压力监测点12和柔性传感器19的电位信号实时传递给控制器24并转化显示在影像显示屏21上，通过内压力监测点12和柔性传感器19在影像显示屏21上显示手指用力部位和弯折部位的动作，当触碰到影像显示屏21虚拟影像的事物时，控制器24将驱动相应区域的电刺激层14和温度反馈层15进行动作，通过真实的触感将虚拟影像的触碰反馈给带在现实触感手套1内的手指，实现现实虚拟之间的交互式体验；

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

所述反馈层13的内部设置有多条用于走线的走线腔16，所述走线腔16将现实触感手套1内部电源控制线汇流到驱动汇流盒18内进行总接，所述驱动汇流盒18固定在现实触感手套1的手腕处外侧壁上，所述驱动汇流盒18内设有多路用于控制电刺激层14、温度反馈层15导通的开关电路，开关电路的连通信号驱动端通过电源信号线17与虚拟影像头戴机2内的控制器24相连通。

所述电源信号线17为弹性电缆制成。

所述虚拟影像头戴机2的侧壁上设有用于穿戴在头部的绳带，所述虚拟影像头戴机2的左右侧壁底部开设有接线端口23，所述接线端口23内设有多种类型的端口，所述电源信号线17通过接线端口23与控制室22内部的控制器24相连。

本发明的工作原理：设置的驱动汇流盒18便于对现实触感手套1内部的多个电刺激层14和温度反馈层15进行单独控制，设置的电源信号线17具有弹性，更加方便现实触感手套1的动作，设置的绳带方便将虚拟影像头戴机2整体固定在头部位置。

由此，本发明通过在现实触感手套1的表面和内侧面增加用于监测压力的外压力监测点11、内压力监测点12和柔性传感器19可以将现实手部的按压弯曲等动作反馈到虚拟影像内显示，通过内置的电刺激层14和温度反馈层15可以将虚拟影像中触碰的动作具化为手指的真实触感，从而实现了现实到虚拟、虚拟到现实的交互式操作体验，可用做各种实验操作或游戏娱乐的基础穿戴设备，大大提高交互式体验的真实感觉。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。