[發明專利]力反饋裝置和通過力反饋裝置生成反饋力的方法

有效

• 申請號: 201310367224.1
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN104423540B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 李雪霞;張強
• 申請（專利權）人: 聯想（北京）有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 安之斐

技術領域

本發明涉及電子技術領域，更具體地，涉及一種力反饋裝置和通過該力反饋裝置生成反饋力的方法。

背景技術

隨著電子技術的發展，社會進入了計算機（PC）時代并發展為PC+時代。此時，有形交互成為人機交互的主要模式之一。例如，在玩冰球、開飛機等游戲時，用戶通過物理對象與各種不同的數字系統進行有形交互。

在有形交互中，觸覺反饋是增強用戶體驗的重要手段，其將用戶體驗由虛轉實。因此，為了增強用戶體驗，通常將觸覺反饋作為重要元素添加到現有的有形交互方案中，即在有形對象中再附加一個能產生較為逼真的可控觸覺反饋的裝置，從而在有形交互中為用戶提供逼真的用戶反饋。力反饋是所述觸覺反饋的重要元素之一。在有形交互中，可以通過控制力反饋來有效地提高用戶體驗效果。

現有的有形交互中，通過用電機帶動一個物體產生震動而產生力反饋，該力反饋的粒度大不夠精細、而且不能表示力的方向。

因此，期望提供一種力反饋技術來產生各個方向的反饋力，從而提升用戶的使用體驗。

發明內容

本發明實施例提供了一種力反饋裝置和通過該力反饋裝置生成反饋力的方法，其能夠產生各個方向的反饋力以提升用戶的使用體驗。

一方面，提供了一種力反饋裝置，包括：反饋杠桿，具有第一端、第二端和支點；軸承單元，用于支撐所述支點，并使得所述反饋杠桿能夠以所述支點為中心在不同的方向移動；力傳動單元，鄰近所述反饋杠桿的第一端，用于在被所述反饋杠桿的第一端碰撞時傳送由于所述碰撞而產生的反饋力；驅動單元，用于驅動所述反饋杠桿的第二端在不同的方向運動，以使得所述反饋杠桿的第一端與所述力傳動單元碰撞。

在所述力反饋裝置中，所述驅動單元可包括：第一直線電機，包括第一定子和第一動子，該第一動子能夠在與所述第一定子形成的直線上朝向或遠離所述第一定子移動；第二直線電機，包括第二定子和第二動子，該第二動子能夠在與所述第二定子形成的直線上朝向或遠離所述第二定子移動；連接部件，用于連接所述第一直線電機、第二直線電機和所述反饋杠桿的第二端，從而在所述第一動子和第二動子中的至少一個移動時帶動所述反饋杠桿的第二端。

在所述力反饋裝置中，所述第一動子的移動方向可以與所述第二動子的移動方向垂直，從而所述反饋杠桿的第二端能夠在第一動子和第二動子的移動方向所形成的平面內的任意方向移動。

在所述力反饋裝置中，所述反饋力的方向可取決于第一動子和第二動子中的至少一個的移動距離，所述反饋力的大小可取決于第一動子和第二動子中的至少一個的移動速度。

在所述力反饋裝置中，所述反饋杠桿的第二端可以為導體，所述驅動單元可包括：第一電磁鐵，位于所述反饋杠桿的第二端的附近，能夠驅動所述反饋杠桿的第二端在第一方向和與該第一方向相背的第二方向上移動；第二電磁鐵，位于所述反饋杠桿的第二端的附近，能夠驅動所述反饋杠桿的第二端在第三方向和與該第三方向相背的第四方向上移動，所述第三方向與所述第一方向垂直。

在所述力反饋裝置中，所述反饋杠桿還可包括：第一球體，附接在所述反饋杠桿的第一端上；第二球體，附接在所述反饋杠桿的第二端上。

在所述力反饋裝置中，在所述碰撞發生之后，所述驅動單元還可驅動所述反饋杠桿的第二端恢復到一預定位置。

另一方面，提供了一種用于通過力反饋裝置生成反饋力的方法，所述力反饋裝置可包括：反饋杠桿，具有第一端、第二端和支點；軸承單元，用于支撐所述支點，并使得所述反饋杠桿能夠以所述支點為中心在不同的方向移動；力傳動單元，鄰近所述反饋杠桿的第一端，用于在被所述反饋杠桿的第一端碰撞時傳送由于所述碰撞而產生的反饋力；驅動單元，用于驅動所述反饋杠桿的第二端在不同的方向運動。所述通過力反饋裝置生成反饋力的方法可包括：在需要產生反饋力時確定所述反饋力；基于所述反饋力確定要向所述驅動單元施加的控制信號；將所述控制信號施加到所述驅動單元而驅動所述反饋杠桿的第二端移動，從而所述反饋杠桿的第一端與所述力傳動單元碰撞而產生反饋力。