基于扫描探针显微镜的触觉交互接口的实现方法

摘要

本发明公开一种基于扫描探针显微镜的触觉交互接口的实现方法。它以触觉装置游戏杆作交互接口，将人通过游戏杆发出的运动信息经操作计算机、通过以太网传送给控制计算机中SPM控制单元，由SPM控制单元控制SPM的探针运动，实现对纳米尺度下物品进行操作；来自SPM的各种信息作为反馈信号经控制计算机中SPM控制单元、通过以太网传送给存有控制程序的操作计算机，控制程序将来自SPM的各种信息转化为力信号放大后，通过游戏杆反馈给操作者，实现在纳米尺度下人们对样品表面形貌的触觉感知。感知信息丰富。本发明可用各种信息作为反馈信号，丰富操作者感知纳米尺度下样品表面各种形貌信息的思想；它价格低，开发方便，应用广泛。

主权项

1.一种基于扫描探针显微镜的触觉交互接口的实现方法，其特征在于：以触觉装置游戏杆作交互接口，将人通过游戏杆发出的运动信息经操作计算机、通过以太网传送给控制计算机中扫描探针显微镜控制单元，由扫描探针显微镜控制单元控制扫描探针显微镜的探针运动，实现对纳米尺度下物品进行操作；来自扫描探针显微镜的各种信息作为反馈信号经控制计算机中扫描探针显微镜控制单元、通过以太网传送给存有控制程序的操作计算机，控制程序将来自扫描探针显微镜的各种信息转化为力信号放大后，通过游戏杆反馈给操作者，实现在纳米尺度下人们对样品表面形貌的触觉感知；所述控制程序流程为，首先初始化，然后四个线程同时开始工作，其中线程1为游戏杆力感输出模块，线程2为等待消息并且执行消息对应的响应模块，线程3为用于socket间的相互通信模块，线程4为屏幕显示界面的动态更新模块；其中线程2通过消息队列与游戏杆对探针的控制模块通讯；所述游戏杆对探针的控制模块具体流程为：在整个控制程序开始阶段，进行硬件的初始化，包括：物理设备指定，数据格式设定，坐标关系设定，然后查看定时器时间是否溢出；若否，则继续在此进行查询，若定时器溢出，则将定时器归零，并通过DirectX函数获取游戏杆当前的状态信息，具体包括X，Y，Z的运动方向以及速度档的大小；然后将当前的游戏杆状态和各时刻游戏杆的状态作比较，若没有变化，则返回定时器是否溢出处，等待下一次定时器溢出；若有变化，则根据新的游戏杆状态值至探针X，Y向运动控制模块及探针Z向运动控制模块，来控制探针的运动，确定游戏杆的位置坐标，然后返回定时器是否溢出处，等待定时器的下一次溢出。