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龙图腾网恭喜燕山大学申请的专利一种用于压电触觉反馈装置的空气挤压膜内压强计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115146497B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210639158.8，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种用于压电触觉反馈装置的空气挤压膜内压强计算方法是由邢继春;柏雷;纪鑫宇;杨匡设计研发完成，并于2022-06-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于压电触觉反馈装置的空气挤压膜内压强计算方法在说明书摘要公布了：本发明一种用于压电触觉反馈装置的空气挤压膜内压强计算方法，该方法包括以下步骤：获取挤压膜内流体微元，对流体微元在x轴和y轴两个方向进行受力分析，得到在x轴方向受力平衡方程和y轴方向的受力平衡方程，根据牛顿流体的性质，求得流体沿x轴和y轴方向的速度；求出手指皮肤表面和触摸表面间的间隙关于时间变量T和空间变量X的偏导数，对压强在时间T和空间X上进行差分处理，用差商代替偏导数，得到压强的差分方程；根据挤压膜内压强的边界条件，设定挤压膜内的迭代初始压强值P0和迭代误差后进行迭代，当前后两次迭代得到的压强差的绝对值小于迭代误差后，终止迭代，得到挤压膜内的压强，本方法对压电触觉反馈装置的设计具有指导意义。

本发明授权一种用于压电触觉反馈装置的空气挤压膜内压强计算方法在权利要求书中公布了：1.一种用于压电触觉反馈装置的空气挤压膜内压强计算方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：获取挤压膜内流体微元，对流体微元在x轴和y轴两个方向进行受力分析，得到在x轴方向受力平衡方程和y轴方向的受力平衡方程，根据牛顿流体的性质，求得流体沿x轴和y轴方向的速度；根据流体连续性方程，分别得到x，y和z方向流体质量的变化量，结合流体沿x轴和y轴方向的速度再根据流体在边界处无滑动，利用莱布尼兹公式法则，得到挤压膜内压强与时间和空间的动力学方程；建立手指皮肤表面和触摸表面的接触模型，根据压电元件激励下触摸表面的稳态响应和简化后的手指皮肤轮廓函数得到手指皮肤表面和触摸表面间的间隙；求出手指皮肤表面和触摸表面间的间隙关于时间变量T和空间变量X的偏导数，对压强在时间T和空间X上进行差分处理，用差商代替偏导数，得到压强的差分方程；根据挤压膜内压强的边界条件，设定挤压膜内的迭代初始压强值P0和迭代误差后进行迭代，当前后两次迭代得到的压强差的绝对值小于迭代误差后，终止迭代，得到挤压膜内的压强；所述求出手指皮肤表面和触摸表面间的间隙关于时间变量T和空间变量X的偏导数，对压强在时间T和空间X上进行差分处理，用差商代替偏导数，得到压强的差分方程得过程如下：建立手指皮肤表面与触摸表面的接触模型，为了增强触觉感受，压电元件的激励频率是触摸表面的共振频率，分别建立触摸表面稳态响应的坐标系和手指皮肤轮廓坐标系，根据两个坐标系之间的关系，得到两表面接触区域挤压膜厚度简化为EQ3： （18）EQ2和EQ3的无量纲形式分别为EQ4和EQ5： （19） （20）其中：，，，，，，，，，，P为压强的无量纲化形式，pa为大气压，p为挤压膜内压强，ω为触摸表面振动的频率，h为触摸表面和手指皮肤之间的间隙，h0为手指皮肤和触摸表面的初始平均间隙，hv为触摸表面的振幅，l0为触摸表面和手指皮肤之间的接触长度，λ为波长，L为手指皮肤表皮脊节距，为手指在触摸表面的位置；EQ5对时间变量T和空间变量X的偏导数为： （21）对EQ4作变换后展开为EQ6： （22） 23其中：S表示无量纲化压强的平方；对压强在时间T和空间X上进行差分处理，用差商代替偏导数得： （24） （25） （26） （27） （28） （29）将差商代入EQ6得压强的差分方程EQ7，所述EQ7得表达式如下， （30）其中：Pi,j为第i,j节点处的压强值，Si,j为第i,j节点处的压强值的平方，Hi,j为第i,j节点处的挤压膜厚度。

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