[發(fā)明專利]摩擦力動態(tài)變化的阻力致動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880102968.8
• 申請日: 2008-07-15
• 公開（公告）號: CN101796471A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·T·奧林
• 申請（專利權(quán)）人: 英默森公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/033
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉志強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一個實施例涉及觸覺反饋。更具體地，本發(fā)明的一個實 施例涉及具有觸覺反饋的旋鈕。

背景技術(shù)

電子設(shè)備制造商力求生產(chǎn)豐富的用戶界面。常規(guī)設(shè)備使用視覺和 音覺提示來向用戶提供反饋。在一些界面設(shè)備中，動覺反饋(諸如主 動和阻力反饋)和/或觸覺反饋(諸如振動、紋理和熱度)也被提供給 用戶，這些通常統(tǒng)稱為已知的“觸覺反饋”或“觸覺效果”。觸覺反饋可 以提供增強并且簡化用戶界面的提示。

觸覺反饋已在旋鈕或其它類型的電機械設(shè)備(諸如機械開關(guān)和編 碼器)上實現(xiàn)以形成靈活的用戶界面。大量可用的觸覺反饋(包括掣 子、障礙和振動)給用戶提供了可用性、設(shè)計和成本上的優(yōu)點。

通常，觸覺反饋形成在具有馬達致動器系統(tǒng)或制動致動器系統(tǒng)的 旋鈕上。馬達致動器系統(tǒng)施加作用力來阻擋或增強用戶的運動。然而， 由于馬達總是使系統(tǒng)能量增大，因此它會變得不穩(wěn)定。另外，馬達致 動器系統(tǒng)需要相對大且貴的馬達來形成所需大小的扭矩。

相反地，制動致動器系統(tǒng)采用制動致動器，其通過摩擦消散能量 和阻止用戶運動。制動致動器系統(tǒng)通常比馬達致動器系統(tǒng)小和便宜， 并且因為其將能量抽離系統(tǒng)，因此不會變得不穩(wěn)定。

具有制動致動器系統(tǒng)的已知旋鈕上的一個問題是必須在兩剛性金 屬設(shè)備之間維持磁氣隙。該磁氣隙通常必須保持在嚴格的公差內(nèi)，由 此使得設(shè)備的制造昂貴且困難。另外，具有制動致動器的已知旋鈕通 常只包括一級摩擦制動。然而，某些預(yù)期的觸覺反饋如果包括多級摩 擦力則更有效。 基于上述內(nèi)容，需要一種改進的摩擦制動致動器系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

一個實施例是用于在旋鈕上產(chǎn)生觸覺效果的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括電 線圈和芯體。在線圈上施加第一級電壓以實現(xiàn)具有第一摩擦系數(shù)的第 一表面交界，并且通過改變電壓產(chǎn)生第一觸覺效果。在線圈上施加第 二級電壓以實現(xiàn)具有比第一摩擦系數(shù)大的第二摩擦系數(shù)的第二表面交 界，并且通過改變電壓產(chǎn)生第二觸覺效果。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個實施例的旋鈕的透視圖；

圖2是根據(jù)一個實施例的旋鈕的透視剖切圖；

圖3是根據(jù)一個實施例的控制器在產(chǎn)生觸覺效果時的功能流程 圖；

圖4是根據(jù)另一實施例的旋鈕的透視剖切圖；

圖5是根據(jù)又一實施例的旋鈕的透視剖切圖。

具體實施方式

一個實施例是具有阻力致動器的旋鈕，所述阻力致動器通過改變 表面交界具有摩擦力的動態(tài)變化。

圖1是根據(jù)一個實施例的旋鈕10的透視圖。旋鈕10包括底部14、 旋轉(zhuǎn)軸12和觸覺控制器16。旋轉(zhuǎn)軸12可以接合到旋鈕或可由用戶轉(zhuǎn) 動的其它設(shè)備。控制器16可以包括處理器和儲存由處理器執(zhí)行的指令 的儲存器。控制器16產(chǎn)生在用戶轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸12時施加的觸覺效果。 控制器16可以設(shè)置在底部14外部(如圖1所示)或底部14內(nèi)部。

圖2是根據(jù)一個實施例的旋鈕10的透視剖切圖。旋鈕10包括接 合到旋轉(zhuǎn)圓盤26或任何其它類型旋轉(zhuǎn)元件的軸12。在一個實施例中， 旋轉(zhuǎn)圓盤26由鍍鎳鋼或任何可受到磁力吸引的材料形成。當用戶轉(zhuǎn)動 軸12時，旋轉(zhuǎn)圓盤26和軸12繞軸線A旋轉(zhuǎn)。

磁芯24和電磁線圈20包圍軸12。電磁線圈20連接到電源(未 示出)，并且在通電時使磁芯24以已知方式產(chǎn)生磁力。在一個實施例 中，電磁線圈20由銅線圈形成，磁芯24由銅筒管(copper?bobbin) 形成。然而，電磁線圈20和磁芯24也可以由實現(xiàn)在通電時形成磁力 的任何其它材料形成。

墊圈32或其它類型的隔離元件沿墊圈32的內(nèi)周環(huán)在部分33處接 合至旋轉(zhuǎn)圓盤26。墊圈32的其余部分延伸跨過圍繞旋轉(zhuǎn)圓盤26底側(cè) 形成的凹槽34。墊圈32具有柔性，因此當其外周在凹槽34內(nèi)前后彎 曲時可借助懸臂效應(yīng)起到彈簧的作用。在一個實施例中，墊圈32由青 銅形成，但是它也能由任何提供可接受水平的摩擦和柔軟度的材料形 成。