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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利面向力触觉再现的三维线圈组合激励位姿检测系统及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：CN119065496B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26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：202410856652.9，技术领域涉及：G06F3/01；该发明授权面向力触觉再现的三维线圈组合激励位姿检测系统及方法是由陆熊;龙一凡;吴云龙;章传龙;吴常铖;费飞设计研发完成，并于2024-06-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本面向力触觉再现的三维线圈组合激励位姿检测系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种面向力触觉再现的三维线圈组合激励位姿检测系统及方法，该系统包括三维背景电磁铁模块、指尖电磁铁模块、背景电磁铁驱动模块、指尖电压传感模块和中央控制模块。采用三维内外层嵌套式背景电磁铁，内层为一维层叠式线圈电磁铁，外层为二维阵列式线圈电磁铁，选择部分三维背景电磁铁线圈兼顾电磁位姿检测和力触觉再现功能，实现基于三维线圈组合激励和位置网格优化的电磁式位姿检测。根据仿真得到的指尖电磁铁模块感应电压理论值和电压传感模块获得的感应电压实际测量值建立代价函数，解算获得指尖电磁铁的位姿即位置信息和旋转角度信息。计算虚拟手在虚拟交互环境中受到的交互力，输出控制信号给电磁铁驱动模块，以实现力触觉再现。

本发明授权面向力触觉再现的三维线圈组合激励位姿检测系统及方法在权利要求书中公布了：1.面向力触觉再现的三维线圈组合激励位姿检测系统，其特征在于，所述检测系统包括三维背景电磁铁模块、指尖电磁铁模块、背景电磁铁驱动模块、指尖电压传感模块和中央控制模块；其中， 所述三维背景电磁铁模块包括内层层叠式一维电磁铁、外层阵列式二维电磁铁和支撑底座，所述层叠式一维电磁铁和外层阵列式二维电磁铁嵌套为圆柱筒状结构由所述支撑底座支撑，在圆柱筒状结构内为操作空间；所述三维背景电磁铁模块中，部分三维背景电磁铁线圈兼顾电磁位姿检测和力触觉再现功能，以所述操作空间中心为原点O，轴向为系统X轴方向，径向任意方向为Y轴方向，根据右手法则确定Z轴，建立空间坐标系{G}； 所述内层层叠式一维电磁铁包含多个同轴的空心盘状层叠式线圈单元，所述同轴的空心盘状层叠式线圈单元内部为内部圆柱体空间，位姿检测时选择其中均匀分布的K个线圈EMXi作为产生X方向磁场的激励线圈，i＝1,2，…K，K个激励线圈将内层的圆筒操作空间K+1等分； 所述外层阵列式二维电磁铁均匀分布在所有一维层叠式电磁铁的圆周上并填满其圆周外部空间，所述外层阵列式二维电磁铁包含二维阵列式线圈和填满二维阵列式线圈内部的铁芯，组成海尔贝克磁铁阵列；所述二维阵列式线圈中单个的二维线圈单元包括一个切向线圈EMTij和内外两个径向线圈EMR1ij、EMR2ij，三个线圈均包裹在所述铁芯单元上； 位姿检测时，选择分布在所选的K个内层一维线圈EMXi圆周上的K×N个二维线圈单元，其中，径向截面N个二维径向线圈单元，轴向截面K个二维径向线圈单元，作为产生YZ方向二维磁场的激励线圈，j＝1,2，…N，j＝1,2，…N，由此，所述K个内层一维线圈及其圆周上的K×N个二维线圈单元组成K个三维正交线圈组合激励单元； 所述指尖电磁铁模块包括用于位姿检测模式的3个正交方向的圆盘状感应线圈和用于力触觉再现模式的3个正交方向的永磁铁，各个方向对应的线圈和永磁铁组合在一起装配在指套上； 所述背景电磁铁驱动模块用于接收来自中央控制模块的控制信息，驱动所述三维背景电磁铁模块中的电磁铁产生相应磁场； 所述指尖电压传感模块获得指尖感应线圈上的感应电压，并将模拟电压信号转换成数字信号； 所述中央控制模块根据三维指尖正交电磁铁的感应电压计算得到指尖6Dof位置x，y，z和旋转角度α，β，γ信息，计算指尖代理点在虚拟环境之中的交互力，并输出驱动信号，在指尖电磁铁模块上产生所需电磁作用力，形成力触觉再现。

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