虚拟实验热触觉再现系统的设计与实现

摘要

针对目前虚拟实验热触觉装置缺乏的现状,设计了一种基于PTC(Positive Temperature Coefficient)加热片的热触觉感知复现系统.该系统利用HTC VIVE的红外定位,将虚拟环境下热源的空间位置映射为现实环境下制热模块的空间位置.根据虚拟实验中不同位置和不同温度的热源,使用两个步进电机控制热源的位置和方向,并提供4个自由度的热源定位方法;使用PID控制算法控制PTC加热片产生热风的温度,获得不同的热触觉感知.该系统以一种非接触式的触觉感知来呈现虚拟实验的热触觉,保证了热触觉产生的真实性.通过铝热反应虚拟实验,验证该系统的实用性,结果表明该系统的热触觉再现能够提高虚拟实验的真实感受,补偿触觉上缺失的热反馈.