基于磁流变智能流体的触觉显示器

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本文提出了一项创新研究磁流变液触觉显示器。磁流变液是一种新型智能材料,这种材料是悬浮在油中的可磁化微米级颗粒,受到外部磁场影响,流变性能迅速发生变化,流体在数毫秒内转变成为类似固体的物质,其表观粘度和屈服应力会增加几个数量级,并随外加磁场的增加而增大。这种转变可控、连续、可逆,具有广阔的应用前景,目前市场上已经出现了使用磁流变液制作的设备,如阀门、制动器、离合器、阻尼器。  本文介绍了使用磁流变液制做盲人触觉显示器的可能性。触觉显示器是根据皮肤受到触压刺激引起感觉后向人们传递信息的一类装置,在虚拟现实和遥控系统中,触觉显示器是非常重要的人机交互设备。  本文主要的工作是设计25单元磁流变液触觉显示器,对磁流变液触觉显示器进行模拟、分析和优化,进行触觉显示实验。对触觉显示器的显示单元进行磁场分析的主要目的是了解每个显示单元及其周围的磁场分布,进而通过改变每个电磁体的尺寸或相邻电磁体之间的距离,以及源电流的大小等参数来使各个显示单元上的磁场较强且稳定,同时要使相邻显示单元之间的区域的磁场要尽可能的弱,这样可以提高触觉显示器的显示效果。实验结果表明磁流变液触觉显示器能够通过力/触觉进行信息传递。
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