AirCharge：通过积聚空气推进动量放大无接地冲击力

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冲击事件产生方向性力，具有极短的脉冲持续时间和大的力幅，在VR游戏和现实世界体验中普遍存在。然而，尽管无接地力反馈技术（如空气喷射推进和螺旋桨）近年来有所进步，但与现实世界的冲击事件相比，这些技术仍然弱5-100倍且慢10-500倍。例如，它们只能达到4N，最小持续时间为50-500ms，而棒球、乒乓球、鼓击和网球产生的力为20-400N，持续时间为1-5ms。为了克服这些限制，我们提出了AirCharge，这是一种新型触觉设备，通过积聚空气推进动量来产生瞬时方向性冲击力。通过将压缩空气喷射安装在旋转摆臂上，AirCharge可以将冲击力幅放大超过10倍，同时匹配3ms的现实世界脉冲持续时间。为了支持高频冲击，我们探索并评估了一系列设备设计，最终提出了一种新颖的往复双摆臂设计，利用反向锥齿轮箱消除陀螺效应，实现高达10Hz的冲击反馈。用户体验评估（n=16）表明，AirCharge显著增强了真实感，与没有充能机制的空气喷射相比，更受参与者青睐。