Инженерный проект · REV 0.3

Прикосновение рук.
Точность машины.

Две сплошные матрицы независимых толкателей воспроизводят точку, палец, ладонь и движение — без роликов, подушек и перемещаемых головок.

Запустить симулятор ↘ Открыть конструктив

256–320точек / стопа · MVP

≤ 50 мм²наконечник одной точки

< 100 мсцель начала реакции

01 Адресное поле Каждая точка независима

02 Ручной контроллер Давление рук → карта сил

Визуализация целевого продукта · геометрия уточняется после P2

01 / Главный принцип

Один тип точки.
Бесконечное число жестов.

Широкое давление не создаётся отдельным механизмом. Оно возникает, когда соседние точки получают согласованное поле силы с плавными краями и общим ограничением нагрузки.

01 точка

Точечное нажатие

Локальная проработка с независимой обратной связью по силе.

05–15 точек

Палец / костяшка

Компактный кластер с мягким радиальным спадом нагрузки.

20–80 точек

Ладонь

Общая сила делится между точками и не растёт вместе с их числом.

t →

Волна / разминание

Поле перемещается программно; аппаратно все точки одинаковы.

Конструктивный инвариант

Никакой общей поверхности,
которая разносит давление.

× пневмоподушки
× ролики и XY-каретки
× толстая мембрана
✓ только вертикальные картриджи

02 / Design directions

Выбор пока не зафиксирован

Восемь характеров.
Одна технология.

Механика матрицы остаётся неизменной. Меняются сценарий, силуэт, материалы, переносимость и способ обслуживания. Выберите направление — оно сохранится в браузере как текущее решение проекта.

Дизайн-концепт Arc — светлый цельный корпус с двумя адресными матрицами

01/ 08

AI product concept · геометрия требует CAD-проверки

A01 / CURRENT BASELINE

Arc

Спокойный универсальный корпус для домашней версии.

Цельный мягкий объём скрывает модули и снижает визуальную сложность. Хорошая отправная точка для массового продукта и первая проверка компоновки двух стоп.

Сценарий: Дом · универсальный
Архитектура: Общий несущий корпус
Главный риск: Доступ к внутренним модулям

Интерьерность

Ремонтопригодность

Компактность

Критерии следующего раунда

габарит приводов

доступ к модулям

себестоимость корпуса

сценарий хранения

03 / Handheld controller

Настройки —
в одной ладони.

Контроллер не копирует смартфон. Основные действия находятся под большим и указательным пальцами, поэтому интенсивность можно менять, не отрывая взгляд и не меняя положение тела.

Концепт HC-01 · геометрия для эргономической проверки

Компактный ручной контроллер PULSEGRID в ладони: колесо интенсивности, дисплей и боковая клавиша — AI product concept · форма требует макета 1:1 и теста хвата

HC-01 / LIVE UI ГОТОВ

ПРОГРАММА Разминание

62%

Поверните колесо, чтобы задать комфортную силу.

Колесо интенсивности62%

01Скошенная капля

108 × 46 × 28 мм. Корпус заполняет ладонь, но не фиксирует кисть в одном угле.

02Колесо под большим пальцем

Вращение меняет силу; короткое нажатие подтверждает выбор режима.

03Широкий squeeze-лепесток

Сжимается двумя пальцами без точного прицеливания и даёт пропорциональный ввод.

04Экран только для статуса

Режим, интенсивность, заряд и связь — без глубокого меню и сенсорной панели.

Правша / левшаСимметричная нижняя часть и поворот интерфейса на 180°.

ТактильностьРазная фактура колеса, кнопки и мягкой зоны хвата.

Безопасный отпускSqueeze возвращается пружиной и не может «залипнуть» программно.

04 / Карта давления

Сожмите руками.
Увидьте отклик стопы.

Демо воспроизводит принцип H(x,y,t) → F[1…N]. Нажмите или проведите по ручному контроллеру: зона проецируется на две матрицы с нормализацией силы.

Контур управления 76 мс модельная задержка интерфейса

ВходH(x,y,t)

Нажмите и ведите

давление рук 0 см² контакта

ВыходF[1…N]

активные точки: 0 ΣF 0.0 Н / лимит 80 Н на стопу

01Сила точки0,3–5 Н

02Суммарный лимит80 Н / стопа*

03Градиент соседейпрограммный

04При потере связиF → 0

* Предварительное инженерное значение; безопасный предел определяется испытаниями и оценкой рисков.

05 / Системная архитектура

От жеста — к сотням
контуров силы.

Центральный контроллер преобразует карту рук, но безопасность не зависит от одного компьютера: каждый модуль умеет локально снять нагрузку при потере heartbeat.

Ручной контроллер

64–96 сенсоров · ≥50 Гц координата · сила · площадь · скорость

USB-C / BLE*

Safety kernel

STM32G4 · 1 кГц map · normalize · smooth · clamp

CAN FD · 2 Мбит/с

Локальные модули

16 точек / узел force loop · watchdog · calibration

Программный стек

Давление хранится как поле,
а не как команды приводам.

Experience layerзаводские программы · live · запись · профили

50 Hz

Pressure engineпроекция координат · интерполяция · мягкие края

100 Hz

Safety supervisorΣF · dF/dt · температура · положение стопы

1 kHz

Module controlPID силы · диагностика сенсора · аварийный сброс

1 kHz

Скачать архитектурную схему SVG↗

06 / Конструктив

Один картридж.
Три уровня защиты.

Каждая точка — самостоятельный вертикальный узел. Команда силы, её фактическое измерение и физический предел не зависят друг от друга.

Концептуальный чертёж вертикального картриджа в разрезе

PULSEGRID / F01 ACTUATOR CARTRIDGE DWG F01-ACT-001 · REV A · CONCEPT

Разрез A–A

Сменный вертикальный картридж

01
Силиконовый наконечникØ 6–8 мм · площадь ≤ 50 мм²
02
Направляющая + воротникзащита от боковой нагрузки и защемления
03
Последовательная пружинамеханическая податливость и измерение силы
04
Датчик силы / деформацииFSR для P0; Hall + калиброванная пружина для серии
05
Привод и возвратпневмоцилиндр или винтовой мотор · fail-safe retract

Скачать чертёж ↓

Ход0–5 ммMVP

Сила0,3–5 Нна точку

Шаг9–10 ммMVP матрица

Ошибка±15%цель P1

Hard stop≤ 8 Ндо испытаний

Концептуальная визуализация стендового модуля четыре на четыре актуатора — AI concept render Фактический стенд ещё не изготовлен

P1 / проверочный модуль

4 × 4 — минимальная
честная проверка идеи.

Шестнадцать каналов уже показывают, получится ли собрать линию, круг, широкое пятно, градиент и движущуюся волну без механического смешивания точек.

локальный MCU + watchdog
16 калибровочных профилей
единая подача и общий сброс
замена модуля без разборки стопы

Компоновочный чертёж SVG ↗

A/B стенд

Привод выбирает испытание,
не презентация.

Базовая ветка P1

Микроцилиндр + 3/2 клапан

Максимальная плотность и естественная податливость. Пружинный возврат и нормально безопасный клапан снимают силу при потере питания.

Сильная сторонаскорость · плотность · fail-safe

Главный рискшум · 300 клапанов · коллектор

Критерий P1	Ветка A	Ветка B	Решающий тест
Плотность 10 мм	высокая	на пределе	упаковка 16 каналов
Fail-safe	сброс + пружина	резерв втягивания	обрыв питания под 5 Н
Удержание силы	PWM / два клапана	самотормозящийся винт	дрейф 10 минут
Акустика	ключевой риск	редуктор / шаги	dBA на 1 / 16 / 64 точках
Масштаб до 300	коллектор + клапаны	драйверы + тепло	стоимость и Вт / стопа

07 / Три режима

От заводского алгоритма
до авторского массажа.

Во всех режимах команда проходит через один и тот же safety kernel и калибровку конкретной матрицы.

Заводской

Проверенные последовательности полей силы: волна, большой палец, две ладони, удержание свода.

pressure_field.json

Реальное время

Каждое сдавливание контроллера одновременно меняет целевые силы под стопой.

H(x,y,t) → F[1…N]

Запись

Сохраняется нормализованная карта давления, а не PWM клапанов или шаги двигателей.

recording.pgf

08 / Реальные компоненты

Собираемый P1.
Без вымышленных деталей.

Ниже — shortlist для закупки одного пневматического модуля 4×4. Он опирается на серийные семейства производителей; точный артикул и наличие фиксируются перед заказом.

Узел	Кандидат	Кол-во P1	Почему	Статус
01 Микроцилиндр	Festo AEN-S-6-5 ↗альт.: SMC CJP2 Ø4/6 × 5	16 + 2	Ø6 мм · ход 5 мм · spring return	datasheet
02 Клапан 3/2	SMC S070 ↗7 мм · 0,1/0,35 Вт	16 / 32	одноклапанная и двухклапанная схемы	datasheet
03 Датчик силы	Interlink FSR 400 ↗активная зона 5,08 мм	20	0,2–20 Н · быстрый P0/P1	только MVP
04 Датчик деформации	TI DRV5055 ↗линейный Hall · SOT-23	20	серийная ветка с пружиной и магнитом	A/B sensing
05 Локальный MCU	STM32G431 ↗Cortex-M4 · 170 МГц · CAN FD	2	быстрый ADC · таймеры · локальный PID	active family
06 Мотор для ветки B	FAULHABER AM0820 ↗Ø8 мм · 0,65 мН·м static	16 + 2	проверка винтовой электромеханики	A/B drive
07 Коллектор	Custom P1-MAN-001CNC POM / SLA engineering resin	2	общая подача, общий сброс, короткие каналы	изготовить

09 / Программа прототипирования

Не тысяча приводов сразу.
Шесть доказуемых шагов.

Каждый этап имеет измеримый gate. Масштабирование разрешено только после прохождения предыдущего.

P0следующий

Одна точка

1 канал

Сила, пятно контакта, задержка, шум, нагрев, аварийный возврат.

GATE · 100k циклов без опасного отказа

P1AB

Модуль 4×4

16 каналов

Пневматика против винтового привода. Точка, линия, круг, пятно, волна.

GATE · выбор привода и сенсора

P2MAP

Матрица 8×8

64 канала

Ручной контроллер, сеть модулей, синхронизация и общая сила.

GATE · широкое нажатие ощущается цельно

P3FOOT

Одна стопа

256–320

Анатомическая раскладка, три режима, фиксация, e-stop.

GATE · полный сценарий пользователя

P47 MM

Строгая матрица

400–500

Шаг 7–8 мм, кастомный картридж и интегрированная электроника.

GATE · ячейка ≤ 0,5 см²

S1DUAL

Две стопы

500–1000

Промышленный корпус, синхронизация, ресурс и сертификация.

GATE · design verification

10 / Безопасность

Fail safe by design

Ошибка должна
освободить стопу.

При любом недостоверном состоянии целевые силы обнуляются, давление сбрасывается или моторы втягиваются. Автоматический повторный старт запрещён.

Система готовадемонстрация логики, без управления железом

Программный пределFᵢ · ΣF · dF/dt · длительность · градиент

Измеренная силаобратная связь каждой точки + plausibility check

Физический пределрегулятор давления / current limit + hard stop

Механическое освобождениебыстросъёмная пассивная перемычка без инструмента

Не медицинское изделие на текущем этапе. Значения силы — исходные инженерные цели, а не подтверждённые безопасные или терапевтические параметры. До испытаний на человеке нужны анализ рисков, стендовая валидация и профильная экспертиза.

11 / Пакет разработки

Концепт превращён
в рабочую программу.

Сайт — визуальная точка входа. Рядом лежат версионируемые документы, которые можно передать механику, электронщику и разработчику прошивки.

MDМатрица дизайн-концептов8 направлений и критерии выбора↓ MDИнженерная спецификацияграницы, требования, DoD↓ CSVBOM прототипа P1компоненты и количества 4×4↓ MDПротокол управленияpressure frames · CAN · fault states↓ SVGКартридж · разрезконцептуальный чертёж REV A↓ SVGМодуль 4×4компоновочный чертёж REV A↓

Definition of done / продукта

сплошная адресная матрица под каждой стопой независимое управление и обратная связь каждой точки три режима и ручной контроллер давления широкое нажатие только программным объединением аварийное снятие силы при потере питания CAD, схемы, firmware, BOM и отчёты испытаний

Прикосновение рук.Точность машины.

Один тип точки.Бесконечное число жестов.

Точечное нажатие

Палец / костяшка

Ладонь

Волна / разминание

Никакой общей поверхности,которая разносит давление.

Восемь характеров.Одна технология.

Arc

Настройки —в одной ладони.

Сожмите руками.Увидьте отклик стопы.

От жеста — к сотнямконтуров силы.

Давление хранится как поле,а не как команды приводам.

Один картридж.Три уровня защиты.