[發(fā)明專利]包含有電永磁體的觸覺致動器

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• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107890978A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設計）人: V·克斯卡瓦;J·M·科魯茲赫南德茲
• 申請（專利權）人: 意美森公司
• 主分類號: B06B1/04
• 分類號: B06B1/04;H01F7/08
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標事務所(普通合伙)44240
• 代理人: 金輝

技術領域

本發(fā)明涉及包含有電永磁體的觸覺致動器，并且在用戶界面、游戲、汽車、可穿戴設備以及消費性電子產(chǎn)品中有所應用。

背景技術

由于對休閑玩家的營銷以及由此導致他們的參與，視頻游戲和視頻游戲系統(tǒng)越來越受到歡迎。常見的視頻游戲設備或控制器使用視覺和聽覺提示，以對用戶提供反饋。在一些接口設備，同樣將動覺反饋(例如作用力反饋和阻力反饋)和/或觸覺反饋(例如振動或質地)提供給用戶，更普遍地總稱為“觸覺反饋”或“觸覺效果”。觸覺效果可提供將用戶界面增強和簡化的提示。具體地，在向電子設備的用戶提供提示來提醒用戶特定事件，或提供逼真反饋從而創(chuàng)建在模擬或虛擬環(huán)境中的更強的感官沉浸方面，振動效果或振動觸覺效果會是有用的。一些游戲系統(tǒng)包括連接于產(chǎn)生觸覺效果的控制器外殼的致動器。

用于用戶與用戶輸入元件進行交互以引發(fā)動作的其他設備，例如醫(yī)療設備、汽車控制件、遠程控制件以及其他相似的設備，也可以從觸覺效果中獲益。觸覺效果可以用在這些設備中，提醒用戶特定事件，或者給客戶提供關于設備交互的逼真反饋。

發(fā)明內容

本文實施例的一個方面涉及觸覺致動器，包括電永磁體和鐵磁材料或磁活性聚合物層，所述電永磁體對于其凈磁場具有失活狀態(tài)和激活狀態(tài)，所述層與所述電永磁體的一端相對。所述鐵磁材料或磁活性聚合物層配置為作為對激活狀態(tài)的電永磁體的凈磁場的響應，被驅向所述電永磁體的一端從而產(chǎn)生觸覺效果。

在一實施例中，當電永磁體的凈磁場為激活狀態(tài)時，所述鐵磁材料或磁活性聚合物層被吸引至所述電永磁體，且當電永磁體的凈磁場為失活狀態(tài)時，所述鐵磁材料或磁活性聚合物層不會被吸引至所述電永磁體。

在一實施例中，所述觸覺致動器包括鐵磁材料層，所述鐵磁材料層包括鐵、鈷和鎳中的至少一種，并且不包括鋼、鋁、銅、鉛和鋅中的任意一種。

在一實施例中，所述觸覺致動器包括磁活性聚合物層，所述磁活性聚合物包括聚合物基體和鐵磁材料。

在一實施例中，所述電永磁體具有沿其凈磁場軸線的厚度范圍為100微米至1mm。

在一實施例中，所述電永磁體的所述一端與所述鐵磁材料或磁活性聚合物層之間的距離范圍為20μm至50μm。

在一實施例中，鐵磁材料或磁活性聚合物層的厚度范圍為0.2mm至5mm。

在一實施例中，當所述電永磁體的凈磁場處于激活狀態(tài)時，所述電永磁體在所述鐵磁材料或磁活性聚合物層上施加至少1G的力。

在一實施例中，所述觸覺致動器進一步包括連接于所述電永磁體的電源，并配置為對電永磁體施加交流電，其中所述鐵磁材料或磁活性聚合物層配置為響應施加于所述電永磁體的交流電而振動。

在一實施例中，所述觸覺致動器進一步包括連接于所述電源的控制器，并配置為使所述電源對所述電永磁體提供一頻率的交流電，所述頻率基于所述觸覺致動器是否將產(chǎn)生基于振動的觸覺效果或者所述觸覺致動器是否將產(chǎn)生基于非振動的觸覺效果。

在一實施例中，所述控制器配置為作為對確定所述觸覺致動器將產(chǎn)生基于非振動的觸覺效果的響應，使交流電具有1Hz至10Hz的頻率，并且配置為作為對確定所述觸覺致動器將產(chǎn)生基于振動的觸覺效果的響應，使交流電具有80Hz至200Hz的頻率。

在一實施例中，所述電永磁體包括：第一磁體、第二磁體和一設備，所述第一磁體具有選擇性在第一極性和與所述第一極性相反的第二極性之間切換的磁極，所述第二磁體與所述第一磁體相鄰，并且其磁極固定于所述第一極性，所述設備與所述第一磁體相鄰，并配置為在所述第一極性和第二極性之間切換所述第一磁體的磁極的極性。

在一實施例中，配置為在第一極性和第二極性之間切換所述第一磁體的磁極的極性的所述設備為纏繞于所述第一磁體，而不纏繞于所述第二磁體的導電線圈。

在一實施例中，配置為在第一極性和第二極性之間切換所述第一磁體的磁極的極性的所述設備包括與所述第一磁體相鄰的加熱元件。

在一實施例中，所述觸覺致動器包括鐵磁材料層，并且其中所述鐵磁材料層為金屬殼的一側，所述電永磁體位于所述金屬殼內。

在一實施例中，所述金屬殼與所述鐵磁材料層相鄰的一側配置，配置為響應激活的所述電永磁體的凈磁場，而變形遠離電永磁體。