本發(fā)明屬于仿生交互人形設(shè)備，具體涉及一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、仿生交互人形設(shè)備利用仿生技術(shù)模擬人類的生理結(jié)構(gòu)和動作特點，同時結(jié)合人機交互的原理，通過傳感器等硬件設(shè)備實現(xiàn)與用戶的交互，能提供與真人相似的交互體驗，現(xiàn)有的仿生交互人形設(shè)備在外形和基礎(chǔ)功能上已有了一定的發(fā)展，比如部分產(chǎn)品能模仿人體的基礎(chǔ)形態(tài)，有些低端型號具備簡單的加熱和振動功能，高端型號在局部區(qū)域放置簡單的觸碰感應(yīng)裝置。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：1)感知維度有限：大多數(shù)產(chǎn)品僅配備單一或少數(shù)類型的傳感器，比如簡單的壓力開關(guān)，無法準(zhǔn)確采集不同部位的觸碰力度、頻率或互動節(jié)奏，難以進行實時且多維度的感知分析；2)反饋機制單一：現(xiàn)有的仿生交互人形設(shè)備大多停留在預(yù)設(shè)模式或人工調(diào)節(jié)的層面，只提供恒定溫度或恒定振動模式，缺乏根據(jù)用戶動作實時調(diào)整的閉環(huán)反饋；3)缺乏仿生反應(yīng)的智能模擬：現(xiàn)有的仿生交互人形設(shè)備雖然可人工注入潤滑液，但不能結(jié)合傳感器信號進行自動控制或定量釋放，導(dǎo)致互動體驗感不強；4)互動智能化程度不足：無法根據(jù)實際觸碰或動作信號聯(lián)動溫度、振動和潤滑液釋放等功能，也難以提供多維度和動態(tài)的生理反饋?；谇笆霾蛔?，如何提供一種可多點感應(yīng)、實時處理、動態(tài)調(diào)控潤滑液以及溫度和振動的仿生交互人形設(shè)備，來提高與用戶的互動體驗感，已成為了一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，包括主體外殼，所述主體外殼內(nèi)設(shè)有傳感模塊、控制模塊、潤滑液儲存與釋放模塊、溫度控制模塊和振動模塊，所述傳感模塊、溫度控制模塊和振動模塊均與控制模塊電連接；

4、所述傳感模塊用于采集用戶的交互信號，并將采集到的交互信號上傳至控制模塊；

5、所述溫度控制模塊用于控制主體外殼內(nèi)的溫度；

6、所述控制模塊用于在接收到交互信號后，基于預(yù)設(shè)算法生成對應(yīng)的控制指令，將控制指令傳輸給對應(yīng)的潤滑液儲存與釋放模塊、溫度控制模塊和/或振動模塊執(zhí)行，其中，控制指令包括閥門開度指令、溫度調(diào)節(jié)指令和振動強度調(diào)節(jié)指令；

7、所述潤滑液儲存與釋放模塊包括儲液容器和液體控制模塊，所述儲液容器用于儲存潤滑液，所述液體控制模塊安裝于儲液容器上，用于釋放儲液容器內(nèi)的潤滑液，所述液體控制模塊與控制模塊電連接，所述液體控制模塊還用于接收控制模塊生成的閥門開度指令，并響應(yīng)閥門開度指令，釋放預(yù)設(shè)容量的潤滑液至主體外殼內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域。

8、在一種可能的設(shè)計中，所述控制模塊在基于預(yù)設(shè)算法生成對應(yīng)的控制指令之前，還用于對交互信號和/或溫度信號進行預(yù)處理操作，所述預(yù)處理操作包括濾波、放大、歸一化和數(shù)字化處理；

9、所述控制模塊在基于預(yù)設(shè)算法生成對應(yīng)的控制指令之前，還用于根據(jù)學(xué)習(xí)模型分析交互信號和/或溫度信號的類型、強度和頻率，以便生成預(yù)設(shè)模式的控制指令。

10、在一種可能的設(shè)計中，所述控制模塊包括微控制器，所述微控制器用于根據(jù)傳感模塊傳輸?shù)亩鄠€時段的交互信號、溫度控制模塊傳輸?shù)亩鄠€時段的溫度信號以及用戶歷史數(shù)據(jù)對溫度、振動強度以及潤滑液的釋放量進行自動調(diào)整優(yōu)化，其中用戶歷史數(shù)據(jù)為用戶歷史上曾使用的溫度、振動強度以及潤滑液的釋放量。

11、在一種可能的設(shè)計中，所述微控制器包括機器學(xué)習(xí)模塊，所述機器學(xué)習(xí)模塊用于獲取多個交互數(shù)據(jù)訓(xùn)練樣本，將多個訓(xùn)練樣本輸入機器學(xué)習(xí)模型中訓(xùn)練，得到訓(xùn)練完成的機器學(xué)習(xí)模型，使用訓(xùn)練完成的機器學(xué)習(xí)模型對控制指令進行調(diào)整。

12、在一種可能的設(shè)計中，所述傳感模塊設(shè)置于主體外殼內(nèi)的指定交互部位，所述傳感模塊包括靜電感應(yīng)傳感器、壓力傳感器、接近傳感器和振動傳感器；

13、所述靜電感應(yīng)傳感器用于監(jiān)測靜電場狀態(tài)以及防止靜電干擾；所述壓力傳感器用于采集用戶的觸摸力度；所述接近傳感器用于采集用戶的接近程度；所述振動傳感器用于監(jiān)測振動的狀態(tài)。

14、在一種可能的設(shè)計中，所述溫度控制模塊包括加熱組件和溫度傳感器，所述溫度傳感器用于監(jiān)測溫度并將溫度轉(zhuǎn)換為信號傳輸給控制模塊，所述加熱組件包括加熱絲、加熱膜或熱電模塊，所述加熱組件用于接收控制模塊的溫度調(diào)節(jié)指令并根據(jù)溫度調(diào)節(jié)指令進行加熱。

15、在一種可能的設(shè)計中，所述振動模塊包括振動組件，所述振動組件包括振動馬達(dá)、振動片或超聲波振動模塊，所述振動模塊用于接收控制模塊的振動調(diào)節(jié)指令，并根據(jù)振動調(diào)節(jié)指令產(chǎn)生不同強度和頻率的振動。

16、在一種可能的設(shè)計中，還包括能源管理系統(tǒng)，所述能源管理系統(tǒng)包括電池和接口，所述能源管理系統(tǒng)用于存儲電能，并通過微控制器執(zhí)行時間片輪轉(zhuǎn)的搶占式任務(wù)調(diào)度機制，在idle任務(wù)運行時微控制器進入低功耗模式，通過中斷或外部事件喚醒微控制器。

17、在一種可能的設(shè)計中，所述液體控制模塊包括控制閥門，所述控制閥門為電磁閥或微型閥門。

18、在一種可能的設(shè)計中，所述液體控制模塊包括微控流系統(tǒng)或泵浦系統(tǒng)。

19、在一種可能的設(shè)計中，所述主體外殼由彈性材料制成，主體外殼內(nèi)還設(shè)有用于為主體外殼提供支撐的骨架結(jié)構(gòu)。

20、在一種可能的設(shè)計中，所述微控制器采用cortex-m4型號或cortex-m7型號的mcu。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、本發(fā)明公開了一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，包括主體外殼，主體外殼內(nèi)設(shè)有傳感模塊、控制模塊、潤滑液儲存與釋放模塊、溫度控制模塊和振動模塊，所述傳感模塊、溫度控制模塊和振動模塊均與控制模塊電連接；所述傳感模塊用于采集用戶的交互信號，并將采集到的交互信號上傳至控制模塊；所述溫度控制模塊用于控制主體外殼內(nèi)的溫度；所述控制模塊用于在接收到交互信號后，基于預(yù)設(shè)算法生成對應(yīng)的控制指令，將控制指令傳輸給對應(yīng)的潤滑液儲存與釋放模塊、溫度控制模塊和/或振動模塊執(zhí)行，其中，控制指令包括閥門開度指令、溫度調(diào)節(jié)指令和振動強度調(diào)節(jié)指令；所述潤滑液儲存與釋放模塊包括儲液容器和液體控制模塊，所述儲液容器用于儲存潤滑液，所述液體控制模塊安裝于儲液容器上，用于釋放儲液容器內(nèi)的潤滑液，所述液體控制模塊與控制模塊電連接，所述液體控制模塊還用于接收控制模塊生成的閥門開度指令，并響應(yīng)閥門開度指令，釋放預(yù)設(shè)容量的潤滑液至主體外殼內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域。本發(fā)明配備多個類型的傳感器，可進行多維度的感知分析，且傳感器在監(jiān)測到變化時，立刻將變化轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給控制模塊，得到實時反饋并做出對應(yīng)的操作，重復(fù)進行形成實時調(diào)整的閉環(huán)反饋，同時控制模塊控制潤滑液儲存與釋放模塊釋放液體，增強用戶的互動體驗感。

技術(shù)特征：

1.一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，包括主體外殼，所述主體外殼內(nèi)設(shè)有傳感模塊、控制模塊、潤滑液儲存與釋放模塊、溫度控制模塊和振動模塊，所述傳感模塊、溫度控制模塊和振動模塊均與控制模塊電連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊在基于預(yù)設(shè)算法生成對應(yīng)的控制指令之前，還用于對交互信號和/或溫度信號進行預(yù)處理操作，所述預(yù)處理操作包括濾波、放大、歸一化和數(shù)字化處理；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊包括微控制器，所述微控制器用于根據(jù)傳感模塊傳輸?shù)亩鄠€時段的交互信號、溫度控制模塊傳輸?shù)亩鄠€時段的溫度信號以及用戶歷史數(shù)據(jù)對溫度、振動強度以及潤滑液的釋放量進行自動調(diào)整優(yōu)化，其中用戶歷史數(shù)據(jù)為用戶歷史上曾使用的溫度、振動強度以及潤滑液的釋放量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，還包括能源管理系統(tǒng)，所述能源管理系統(tǒng)包括電池和接口，所述能源管理系統(tǒng)用于存儲電能，并通過微控制器執(zhí)行時間片輪轉(zhuǎn)的搶占式任務(wù)調(diào)度機制，在idle任務(wù)運行時微控制器進入低功耗模式，通過中斷或外部事件喚醒微控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述傳感模塊設(shè)置于主體外殼內(nèi)的指定交互部位，所述傳感模塊包括靜電感應(yīng)傳感器、壓力傳感器、接近傳感器和振動傳感器；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述溫度控制模塊包括加熱組件和溫度傳感器，所述溫度傳感器用于監(jiān)測溫度并將溫度轉(zhuǎn)換為信號傳輸給控制模塊，所述加熱組件包括加熱絲、加熱膜或熱電模塊，所述加熱組件用于接收控制模塊的溫度調(diào)節(jié)指令并根據(jù)溫度調(diào)節(jié)指令進行加熱。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述振動模塊包括振動組件，所述振動組件包括振動馬達(dá)、振動片或超聲波振動模塊，所述振動模塊用于接收控制模塊的振動調(diào)節(jié)指令，并根據(jù)振動調(diào)節(jié)指令產(chǎn)生不同強度和頻率的振動。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述液體控制模塊包括控制閥門，所述控制閥門為電磁閥或微型閥門。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述主體外殼由彈性材料制成。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備，其特征在于，所述主體外殼內(nèi)還設(shè)有用于為主體外殼提供支撐的骨架結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可自動感應(yīng)并模擬多維生理反饋的仿生交互人形設(shè)備,屬于仿生交互人形設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,包括主體外殼，所述主體外殼內(nèi)設(shè)有傳感模塊、控制模塊、潤滑液儲存與釋放模塊、溫度控制模塊和振動模塊，所述控制模塊用于接收傳感模塊傳輸?shù)慕换バ盘枺陬A(yù)設(shè)算法生成對應(yīng)的控制指令，將控制指令傳輸給對應(yīng)的潤滑液儲存與釋放模塊、溫度控制模塊和/或振動模塊執(zhí)行；所述潤滑液儲存與釋放模塊包括儲液容器和液體控制模塊，所述潤滑液儲存與釋放模塊用于根據(jù)控制模塊的控制指令開啟控制閥門，釋放預(yù)設(shè)容量的潤滑液至目標(biāo)區(qū)域。本發(fā)明能多維感應(yīng)并進行實時調(diào)整，動態(tài)調(diào)控潤滑液的釋放以及溫度和振動，提高與用戶的互動體驗感。

技術(shù)研發(fā)人員：張劍鋒
受保護的技術(shù)使用者：張劍鋒
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15