[發(fā)明專利]觸覺反饋裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310705959.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN103885581B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·路易斯·帕安尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德昌電機(jī)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 深圳市德力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44265
• 代理人: 林才桂

本發(fā)明公開了一種觸覺反饋裝置，包括固定框和承載件；安裝在固定框上的第一極元件；安裝在承載件上的第二極元件；一個(gè)用戶界面安裝于或包括承載件并設(shè)置為接收脈沖；一個(gè)電磁線圈，設(shè)置在第一極元件和第二極元件其中之一上，電磁線圈根據(jù)接收脈沖而選擇性地充電；和一個(gè)懸掛系統(tǒng)，將承載件連接在固定框上，使承載件和固定框在第一方向上可相對(duì)移動(dòng)，其中，第一極元件和第二極元件分別對(duì)應(yīng)安裝在固定框和承載件上，以當(dāng)電磁線圈不充電時(shí)，在第一方向上形成一個(gè)空氣間隙。懸掛系統(tǒng)與第一極元件和第二極元件物理分離，并當(dāng)電磁線圈充電時(shí)以將第二極元件向第一極元件驅(qū)動(dòng)時(shí)，允許固定框和承載件之間在所述第一方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠?qū)τ脩舨僮骰蜉斎朐O(shè)備的運(yùn)行提供一種觸覺反饋的裝置，特別是涉及一種提供壓力反饋的裝置。

背景技術(shù)

一些裝置為用戶或操作者提供觸覺反饋，以使操作者確信自己試圖進(jìn)行的操作已經(jīng)確認(rèn)得到接收。例如，對(duì)于一些計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備而言，提供點(diǎn)擊感知的鼠標(biāo)或其它指針設(shè)備的情況即是如此。相對(duì)而言，一些例如觸摸屏之類的設(shè)備無法提供點(diǎn)擊或其它感知確認(rèn)。基于這個(gè)原因，有待運(yùn)用觸覺技術(shù)來提供基于用戶輸入產(chǎn)生的觸摸屏振動(dòng)，以為用戶提供反饋以確認(rèn)觸摸屏已接受輸入。一般而言，“觸覺技術(shù)”是指利用向用戶通過施加力、振動(dòng)或其它運(yùn)動(dòng)造成觸覺感知的技術(shù)。

圖13示出一種示范性觸覺執(zhí)行器，其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)件(橫向視圖下為水平剖面線示出)通過兩個(gè)彈簧件(水平方向上分離)和兩個(gè)極支撐件輔件(豎直方向上分離)彈性安裝在固定框(豎直剖面線示出)。圖13A示出極支撐件輔件的一種狀態(tài)，其中極元件上的線圈沒有充電。圖13B示出極支撐件輔件的另一種狀態(tài)，其中極元件上的線圈被充電。每個(gè)極支撐件輔件的彈性邊框設(shè)置對(duì)立邊，一個(gè)邊通過兩個(gè)緊固件(圓圈示出)安裝到固定框上，另一個(gè)邊通過同樣的兩個(gè)緊固件安裝到運(yùn)動(dòng)件上。每個(gè)輔件上的兩個(gè)極元件通過連接臂連接于輔件框。當(dāng)線圈沒有被充電時(shí)，每個(gè)極支撐件輔件的外框如圖13A所示為長(zhǎng)方形。當(dāng)線圈被充電后，極元件互相吸引，這樣彈性框變形(如圖13B箭頭所示)為非矩形的平行四邊形。

在組裝每個(gè)極支撐件輔件時(shí)，兩個(gè)極元件之間設(shè)置特定的間隙尺寸。但是，如果極支撐件輔件(相對(duì)固定框或運(yùn)動(dòng)件)在固定時(shí)位置不精確，極支撐件輔件的彈簧框會(huì)變形，從而對(duì)非充電狀態(tài)下的初始間隙尺寸產(chǎn)生不利的影響。

因此，如圖13所示的設(shè)備的兩個(gè)極支撐件輔件在兩個(gè)水平放置的彈簧件之外還有效地提供了懸掛措施。兩個(gè)極支撐件輔件提供的懸掛系統(tǒng)可能導(dǎo)致干擾并增加性能的不可預(yù)測(cè)性(如上文所述的初始間隙尺寸)。元件數(shù)量越多，惡性干擾的潛在可能性就越大。例如位移和加速等級(jí)等測(cè)量屬性會(huì)在不同的組裝產(chǎn)品之間形成很大差別，從而降低質(zhì)量和用戶滿意度。

圖14示出了“A300”觸覺執(zhí)行器。A300觸覺執(zhí)行器使安裝在固定框和運(yùn)動(dòng)件(例如其可以支撐一個(gè)用戶輸入設(shè)備)之間的連接設(shè)備。運(yùn)動(dòng)件和固定框并未在圖中示出。A300觸覺執(zhí)行器包括一個(gè)執(zhí)行器框架179或殼體，殼體環(huán)繞第一極元件180和第二極元件182，在A300執(zhí)行器中第一極元件180(其上圍繞電磁線圈184)固定設(shè)置在執(zhí)行器殼體179上。執(zhí)行器殼體179固定設(shè)置在固定框(圖中未示出)上。加長(zhǎng)的U形彈簧件180將第二極元件182連接到執(zhí)行器殼體179。第二極元件182在彈簧件187的內(nèi)腔內(nèi)受到支撐。第一極元件180和第二極元件182之間形成間隙191。彈簧件187在與該間隙平行的方向上設(shè)置一內(nèi)腔，該內(nèi)腔包括一朝向第一極元件180和線圈184的腔口。第二極元件182安裝在腔口內(nèi)。彈簧件187相對(duì)于腔口的背面與組件185連接。組件185與運(yùn)動(dòng)件(圖中未示出)連接。

如圖13和圖14所示現(xiàn)有技術(shù)中的觸覺設(shè)備依賴于分離且不同的執(zhí)行器單元。觸覺設(shè)備帶有兩個(gè)設(shè)置于固定框和運(yùn)動(dòng)件之間的極元件來提供觸覺效果。這些觸覺單元被限制在約300微米的執(zhí)行行程內(nèi)，因此執(zhí)行器單元對(duì)于靜止間和運(yùn)動(dòng)件的組裝必需精確。而且，由于缺乏效率，每個(gè)組件通常需要數(shù)個(gè)執(zhí)行器元件。這些執(zhí)行器元件通常包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)第二極元件的彈簧和一些用于固定兩個(gè)極元件的殼體，這兩個(gè)極元件在執(zhí)行器單元內(nèi)相對(duì)設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容