Entwurf eines elektromechanischen Systems für flexibel konfigurierbare Eingabefelder mit haptischer Rückmeldung
Entwurf eines elektromechanischen Systems für flexibel konfigurierbare Eingabefelder mit haptischer Rückmeldung
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Entwurf eines elektromechanischen Systems forflexibel konfigurierbare Eingabefelder mit haptischer Rückmeldung
DOI：
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发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
Christoph Doerrer
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Christoph Doerrer
劳动的基础是知识的培养、实现和检验，是一种新的技术手段。在前一阶段，直觉的基础上产生了触觉的混乱。通过对一个被试系统的分析，我们可以理解新的概念。这是一种通过在Anzahl、Grose和Positionierung中对不同口味进行调整的基础结构。对于一个直观的分析，坚果在品尝一种触觉时会产生一种独特的视觉效果。在人类的品尝中，触觉是人类机器的一种巧妙的科学定义。一项文献研究和实验，旨在提高触觉显示器的定量技术指标。新的“HapKeys”是由矩阵形成的。Denggezielte Ansteuerung韦尔登元素从Ebene hervorgehoben和stellen somit bedienbare Tasten dar.通过对元件进行分组和快速成形，可以获得更大的口味。韦尔登的实现是元件单独生成传感器-执行器-系统。机电一体化系统的系统化设计是通过轴承、轴承、传感器和调节器的设计实现的。在一个直径为10 x10 x35 mm³的最大尺寸的金属板上的电动线性元件。1.5 N bei einem Hub von 5 mm auf. Aktoren的Auslenkung将通过Reflexlichtschranken传感器与一个Auflosungzwischen 5和35 µm erfast.该调节器用于调节元件的一个固有位置，该位置与超重力的Sollwert-Vorgabe一起调节。Grosere Tasten韦尔登realisiert，indem die zugehorigen Elemente auf die gleiche Auslenkung eingeregelt韦尔登.对于一个有触觉的人来说，Schaltpunkt必须在不同的Abhangigkeit中进行品味的测试，也需要一个韦尔登的Kraft-Weg-Kennlinien。这些结果都是由志愿者提供的：由于志愿者的帮助，志愿者们会对他们的口味产生影响，并在志愿者的帮助下变得更好。这是一个很大的差异，它将使定位精度提高，并使人们的口味变得更好。这一原型由15个元素组成，其中有一个1x 1 cm²的基本面。它是一种能使顾客满意的功能性标准：口味多变的Grose和Anzahl可以在韦尔登附近的一个小地方。在形式上，本努策的品味是一种令人愉快的碰撞。Kraft-Weg-Kennlinie（触觉特性）的Verlauf可以自由地进行韦尔登，并且可以在150 mN的范围内使用一个典型的Abweichung。在这种情况下，我们可以通过对一些简单的元素的分析来确定一个感性的整体。通过对被试的直觉判断来确定整体系统的定量特征，并通过对被试的韦尔登最佳状态的判断来确定整体系统的定量特征。
Gegenstand der Arbeit ist die Konzeptbildung, Realisierung und Erprobung eines neuartigen Eingabefeldes fur technische Gerate. Im Vordergrund steht dabei die haptische Ruckmeldung fur intuitive Bedienbarkeit.Ausgehend von einer Schwachstellenanalyse aktueller Bediensysteme wird das Konzept des neuen Eingabefeldes abgeleitet. Es ermoglicht menubasierte Bedienstrukturen durch Bereitstellung von Tasten variabel in Anzahl, Grose und Positionierung. Fur eine intuitive Anwendbarkeit erfahrt der Nutzer bei Tastenbetatigung einen haptisch eindeutig wahrnehmbaren Schaltpunkt.Um den Tastsinn des Menschen gezielt ansprechen zu konnen, ist eine ingenieurwissenschaftliche Definition der haptischen Mensch-Maschine-Schnittstelle notwendig. Eine Literaturrecherche und Experimente fuhren zu einer Aufstellung quantitativer technischer Merkmale fur haptische Displays.Das neue Eingabefeld "HapKeys" setzt sich aus matrixformig angeordneten Einzelelementen zusammen. Durch gezielte Ansteuerung werden die Elemente aus der Ebene hervorgehoben und stellen somit bedienbare Tasten dar. Unterschiedlich grose Tasten konnen durch Gruppierung und gleichformige Bewegung benachbarter Elemente erreicht werden.Zur Realisierung des Konzeptes ist jedes Element als individuell geregeltes Sensor-Aktor-System auszulegen. Die systematische Entwicklung des elektromechanischen Gesamtsystems erfolgt durch Bewertung und Auswahl geeigneter Aktoren, Sensoren und Regelungskonzepte.Analytische, numerische und thermische Betrachtungen fuhren zur realisierten Aktorkonstruktion. Die elektrodynamischen Linearantriebe weisen bei einem Bauraum von 10x10x35 mm³ eine Maximalkraft von ca. 1,5 N bei einem Hub von 5 mm auf. Die Auslenkung der Aktoren wird sensorisch durch Reflexlichtschranken mit einer Auflosung zwischen 5 und 35 µm erfasst. Das Regelungskonzept sieht fur jedes Element eine eigenstandige Positionsregelung mit ubergeordneter Sollwert-Vorgabe vor. Grosere Tasten werden realisiert, indem die zugehorigen Elemente auf die gleiche Auslenkung eingeregelt werden. Fur einen haptisch wahrnehmbaren Schaltpunkt muss die Betatigungskraft der Taste in Abhangigkeit deren Auslenkung variiert, also eine Kraft-Weg-Kennlinien dargestellt werden. Dies erfolgt mit Hilfe der Sollpositions-Vorgabe: Aus den Aktorstromen wird auf die Tastenkraft geschlossen und diese mit der Sollkraft verglichen. Bei signifikanter Differenz wird der Sollwert der Positionsregelung korrigiert und somit die Tasten nach oben oder unten verschoben.Der realisierte Prototyp besteht aus 15 Elementen mit je einer Grundflache von 1x1 cm². Er weist die vollstandige Funktionalitat zur Bestatigung des Konzeptes auf: Tasten variabler Grose und Anzahl konnen auf dem Eingabefeld dargestellt werden. Bei Tastenbetatigung erfahrt der Benutzer eine eindeutige haptische Ruckmeldung in Form eines spurbaren Schaltpunktes. Der Verlauf der Kraft-Weg-Kennlinie (haptische Charakteristik) kann frei programmiert werden und wird mit einer Abweichung von typischerweise weniger als 150 mN wiedergegeben. Bei mehrelementigen Tasten ist dabei der haptische Eindruck weitgehend unabhangig von der Anzahl der gleichzeitig betatigten Elemente.Neben der quantitativen Charakterisierung des Gesamtsystems kann mit Hilfe subjektiver Beurteilungen durch Versuchpersonen die intuitive Nutzbarkeit des Bedienfeldes aufgezeigt und somit die Zweckmasigkeit der vorgeschlagenen Losung bestatigt werden.