触觉再现装置是一类重要的人机接口装置。随着虚拟现实技术和交互式遥操作机器人技术的发展,设计一个能够准确、实时地再现触觉特性的人机接口装置显得尤为重要。本文提出了一种具有实时触觉反馈作用的人机接口装置的设计方法。该装置采用丝杆螺母传动机构,通过对直流伺服电机的位置控制,实时、精确地控制弹性梁的有效长度。通过改变弹性梁的有效敏感长度,快速改变弹性梁的刚度(弹性系数),从而使操作者可以感知到虚拟物体或遥操作机器人作用对象刚度或柔性的变化,保证了触觉再现的实时性和准确性,使操作者可以产生“身临其境”的触觉感知效果。该触觉感知再现装置最大的特点是可以定量地再现虚拟物体或遥操作物体的刚度或柔性,而现有的一些装置只能非定量地模拟触觉信息。此外,它还具有尺寸小、刚度再现范围大、刚度(或弹性系数)变化迅速等特点,可以广泛应用于虚拟现实技术以及遥操作机器人远程作业中。本文详细介绍了该人机接口触觉再现装置的基本原理,软、硬件系统方案设计及实现方法。同时还设计了一系列的触觉感知实验,基于该装置针对人的触觉特性进行了研究。