柔性变刚度驱动器以及虚拟现实交互设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116009684A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202111236263.9(22)申请日2021.10.22(71)申请人华为技术有限公司地址518129广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼申请人北京航空航天大学(72)发明人王党校王子琦张玉茹周湘杰张凯(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司11205专利代理师李国祥臧建明(51)Int.Cl.G06F3/01(2006.01)A63F13/285(2014.01)A63F13/24(2014.01)权利要求书3页说明书21页附图13页(54)发明名称柔性变刚度驱动器以及虚拟现实交互设备(57)摘要本申请实施例提供一种柔性变刚度驱动器以及虚拟现实交互设备。柔性变刚度驱动器至少包括变刚度组件和驱动组件。变刚度组件包括啮合部和可弯曲变形的基体。两个以上的基体层叠设置。至少部分数量的基体中，相邻两个基体中的一者面向另一者的表面上设置啮合部。驱动组件用于驱动相邻两个设置有啮合部的基体，以使一者上的啮合部与另一者上的啮合部至少从分离状态切换为啮合状态。啮合部处于分离状态时，变刚度组件具有第一刚度。啮合部处于啮合状态时，变刚度组件具有第二刚度。其中，第二刚度大于第一刚度。通过柔性变刚度驱动器感受到虚拟物体交互过程中产生的作用力或者其软硬程度，提高交互过程的沉浸感和真实感。CN116009684ACN116009684A权利要求书1/3页1.一种柔性变刚度驱动器(1)，用于虚拟现实交互设备，其特征在于，所述柔性变刚度驱动器(1)至少包括：变刚度组件(10)，包括啮合部(12)以及可弯曲变形的基体(11)，两个以上的所述基体(11)层叠设置，至少部分数量的所述基体(11)中，相邻两个所述基体(11)中的一者面向另一者的表面上设置所述啮合部(12)；驱动组件(20)，用于驱动相邻两个设置有所述啮合部(12)的所述基体(11)，以使一者上的所述啮合部(12)与另一者上的所述啮合部(12)至少从分离状态切换为啮合状态；其中，所述啮合部(12)处于所述分离状态时，所述变刚度组件(10)整体具有第一刚度，所述啮合部(12)处于所述啮合状态时，所述变刚度组件(10)整体具有第二刚度，所述第二刚度大于所述第一刚度。2.根据权利要求1所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述啮合部(12)的硬度大于所述基体(11)的硬度。3.根据权利要求1或2所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述基体(11)和所述啮合部(12)为一体成型结构。4.根据权利要求3所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述基体(11)的材料和所述啮合部(12)的材料均选自树脂、橡胶或硅胶。5.根据权利要求1或2所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述基体(11)和所述啮合部(12)为分体组装结构。6.根据权利要求5所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述基体(11)的材料选自树脂、橡胶或硅胶，所述啮合部(12)的材料选自树脂、塑料、金刚石或刚玉。7.根据权利要求1至6任一项所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述啮合部(12)的形状可以是球形、人字形或条形。8.根据权利要求1至7任一项所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述变刚度组件(10)还包括凸起(14)，所述凸起(14)的尺寸小于所述啮合部(12)的尺寸，至少部分数量的所述啮合部(12)的侧壁设置多个所述凸起(14)。9.根据权利要求1至8任一项所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述变刚度组件(10)还包括凸起(14)，设置所述啮合部(12)的所述基体(11)上，所述基体(11)具有位于相邻两个所述啮合部(12)之间的外露区域(11a)，至少部分数量的所述外露区域(11a)设置多个所述凸起(14)。10.根据权利要求8或9所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述凸起(14)的形状为球形或条形。11.根据权利要求1至8任一项所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，相邻两个设置有所述啮合部(12)的所述基体(11)中，一个所述基体(11)包括位于相邻两个所述啮合部(12)之间的外露区域(11a)，所述变刚度组件(10)还包括凹部(15)，所述凹部(15)与所述外露区域(11a)对应设置，相邻两个所述基体(11)上的所述啮合部(12)处于啮合状态时，另一个所述基体(11)上的所述啮合部(12)的至少部分插入所述凹部(15)。12.根据权利要求1至11任一项所述的柔性变刚度驱动器(1)，其特征在于，所述基体(11)包括相连的两个以上的层结构(11b)，沿所述基体(11)的厚度方向(X)，两个以上的所述层结构(11b)层叠设置，相邻两个所述