[發明專利]具有磁性預載荷設備的觸覺致動器組件

在審

• 申請號: 201910513826.0
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110609609A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: V·庫什卡瓦;J·M·克魯茲赫爾南德斯;K·謝
• 申請（專利權）人: 意美森公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 11038 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 邊海梅

1.一種觸覺致動器組件，包括：

觸覺致動器，所述觸覺致動器被構造為生成沿著第一軸的位移，其中所述觸覺致動器是壓電致動器；以及

預載荷設備，所述預載荷設備與所述觸覺致動器相鄰并且被構造為在所述觸覺致動器上生成沿著第一軸的壓縮載荷，所述預載荷設備包括：

第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件布置在所述觸覺致動器的相對表面上并且被構造為生成磁力，所述磁力將所述第一部件和所述第二部件彼此吸引，以便在所述觸覺致動器上生成沿著第一軸的壓縮載荷，

其中所述第一部件是永磁體，并且

其中所述第二部件是另一個永磁體、電磁體或包括鐵磁材料的鐵磁部件中的至少一個。

2.一種觸覺致動器組件，包括：

觸覺致動器，所述觸覺致動器包括：

壓電材料層，所述壓電材料層被構造為生成沿著平行軸的應變，所述平行軸平行于所述壓電材料層的平面表面，以及

位移轉換設備，所述位移轉換設備被構造為將所述壓電材料層沿著平行軸的應變轉換成所述觸覺致動器沿著垂直軸的擴展或收縮，所述垂直軸垂直于所述壓電材料層的平面表面，

其中所述觸覺致動器的擴展或收縮被配置為生成所述觸覺致動器沿著垂直軸的位移；以及

預載荷設備，所述預載荷設備與所述觸覺致動器相鄰并且被構造為在所述觸覺致動器上生成沿著垂直軸的壓縮載荷，所述預載荷設備包括：

第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件布置在所述觸覺致動器的相對表面上并且被構造為生成磁力，所述磁力將所述第一部件和所述第二部件彼此吸引，以便在所述觸覺致動器上生成沿著垂直軸的壓縮載荷，

其中所述第一部件是永磁體，并且

其中所述第二部件是另一個永磁體、電磁體或包括鐵磁材料的鐵磁部件中的至少一個。

3.如權利要求2所述的觸覺致動器組件，其中所述觸覺致動器的位移轉換設備是位移放大設備，所述位移放大設備被構造為將所述壓電材料層由于其應變而輸出的沿著平行軸的位移轉換成所述觸覺致動器沿著垂直軸的更大位移。

4.如權利要求3所述的觸覺致動器組件，其中所述觸覺致動器的位移放大設備包括杠桿設備，所述杠桿設備被構造為將沿著平行軸的位移轉換成沿著垂直軸的更大位移。

5.如權利要求4所述的觸覺致動器組件，其中所述觸覺致動器的杠桿設備包括布置在所述壓電材料層的相應的相對平面表面上的第一盤和第二盤，其中所述第一盤和所述第二盤中的每個盤與所述壓電材料層的相應平面表面形成截頭圓錐。

6.如權利要求2所述的觸覺致動器組件，其中所述預載荷設備的第二部件是由導電線圈形成的電磁體。

7.如權利要求6所述的觸覺致動器組件，其中所述導電線圈的厚度在1mm至2mm的范圍內。

8.如權利要求2所述的觸覺致動器組件，其中所述預載荷設備的永磁體是第一永磁體，并且其中所述預載荷設備的第二部件是第二永磁體。

9.如權利要求8所述的觸覺致動器組件，其中所述預載荷設備的第一永磁體和第二永磁體中的每個永磁體的厚度在0.5mm至2mm的范圍內。

10.一種啟用了觸覺的設備，包括：

外殼；

電源；

觸覺致動器組件，所述觸覺致動器組件被配置為在所述外殼的外表面處生成觸覺效果，所述觸覺致動器組件包括：

觸覺致動器，所述觸覺致動器包括：

壓電材料層，所述壓電材料層被構造為生成沿著平行軸的應變，所述平行軸平行于所述壓電材料層的平面表面，

至少兩個電極，所述至少兩個電極附接到所述壓電材料層或嵌入所述壓電材料層內，以及

位移轉換設備，所述位移轉換設備被構造為將所述壓電材料層沿著平行軸的應變轉換成所述觸覺致動器沿著垂直軸的擴展或收縮，所述垂直軸垂直于所述壓電材料層的平面表面，其中所述觸覺致動器的擴展或收縮被配置為生成所述觸覺致動器沿著垂直軸的位移；

預載荷設備，所述預載荷設備與所述觸覺致動器相鄰并且被構造為在所述觸覺致動器上生成沿著垂直軸的壓縮載荷，所述預載荷設備包括：

第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件布置在所述觸覺致動器的相對表面上并且被構造為生成磁力，

所述磁力將所述第一部件和所述第二部件彼此吸引，以便在所述觸覺致動器上生成沿著垂直軸的壓縮載荷，

其中所述第一部件是永磁體，以及

其中所述第二部件是另一個永磁體、電磁體或包括鐵磁材料的鐵磁部件中的至少一個；以及

控制單元，所述控制單元被配置為控制電源以向所述觸覺致動器的所述至少兩個電極提供電力。