[发明专利]触觉反馈装置

说明书

本发明公开了一种触觉反馈装置，包括固定框和承载件；安装在固定框上的第一极元件；安装在承载件上的第二极元件；一个用户界面安装于或包括承载件并设置为接收脉冲；一个电磁线圈，设置在第一极元件和第二极元件其中之一上，电磁线圈根据接收脉冲而选择性地充电；和一个悬挂系统，将承载件连接在固定框上，使承载件和固定框在第一方向上可相对移动，其中，第一极元件和第二极元件分别对应安装在固定框和承载件上，以当电磁线圈不充电时，在第一方向上形成一个空气间隙。悬挂系统与第一极元件和第二极元件物理分离，并当电磁线圈充电时以将第二极元件向第一极元件驱动时，允许固定框和承载件之间在所述第一方向上相对运动。

技术领域

本发明涉及一种能够对用户操作或输入设备的运行提供一种触觉反馈的装置，特别是涉及一种提供压力反馈的装置。

背景技术

一些装置为用户或操作者提供触觉反馈，以使操作者确信自己试图进行的操作已经确认得到接收。例如，对于一些计算机输入设备而言，提供点击感知的鼠标或其它指针设备的情况即是如此。相对而言，一些例如触摸屏之类的设备无法提供点击或其它感知确认。基于这个原因，有待运用触觉技术来提供基于用户输入产生的触摸屏振动，以为用户提供反馈以确认触摸屏已接受输入。一般而言，“触觉技术”是指利用向用户通过施加力、振动或其它运动造成触觉感知的技术。

图13示出一种示范性触觉执行器，其中一个运动件(横向视图下为水平剖面线示出)通过两个弹簧件(水平方向上分离)和两个极支撑件辅件(竖直方向上分离)弹性安装在固定框(竖直剖面线示出)。图13A示出极支撑件辅件的一种状态，其中极元件上的线圈没有充电。图13B示出极支撑件辅件的另一种状态，其中极元件上的线圈被充电。每个极支撑件辅件的弹性边框设置对立边，一个边通过两个紧固件(圆圈示出)安装到固定框上，另一个边通过同样的两个紧固件安装到运动件上。每个辅件上的两个极元件通过连接臂连接于辅件框。当线圈没有被充电时，每个极支撑件辅件的外框如图13A所示为长方形。当线圈被充电后，极元件互相吸引，这样弹性框变形(如图13B箭头所示)为非矩形的平行四边形。

在组装每个极支撑件辅件时，两个极元件之间设置特定的间隙尺寸。但是，如果极支撑件辅件(相对固定框或运动件)在固定时位置不精确，极支撑件辅件的弹簧框会变形，从而对非充电状态下的初始间隙尺寸产生不利的影响。

因此，如图13所示的设备的两个极支撑件辅件在两个水平放置的弹簧件之外还有效地提供了悬挂措施。两个极支撑件辅件提供的悬挂系统可能导致干扰并增加性能的不可预测性(如上文所述的初始间隙尺寸)。元件数量越多，恶性干扰的潜在可能性就越大。例如位移和加速等级等测量属性会在不同的组装产品之间形成很大差别，从而降低质量和用户满意度。

图14示出了“A300”触觉执行器。A300触觉执行器使安装在固定框和运动件(例如其可以支撑一个用户输入设备)之间的连接设备。运动件和固定框并未在图中示出。A300触觉执行器包括一个执行器框架179或壳体，壳体环绕第一极元件180和第二极元件182，在A300执行器中第一极元件180(其上围绕电磁线圈184)固定设置在执行器壳体179上。执行器壳体179固定设置在固定框(图中未示出)上。加长的U形弹簧件180将第二极元件182连接到执行器壳体179。第二极元件182在弹簧件187的内腔内受到支撑。第一极元件180和第二极元件182之间形成间隙191。弹簧件187在与该间隙平行的方向上设置一内腔，该内腔包括一朝向第一极元件180和线圈184的腔口。第二极元件182安装在腔口内。弹簧件187相对于腔口的背面与组件185连接。组件185与运动件(图中未示出)连接。

如图13和图14所示现有技术中的触觉设备依赖于分离且不同的执行器单元。触觉设备带有两个设置于固定框和运动件之间的极元件来提供触觉效果。这些触觉单元被限制在约300微米的执行行程内，因此执行器单元对于静止间和运动件的组装必需精确。而且，由于缺乏效率，每个组件通常需要数个执行器元件。这些执行器元件通常包括一个用于驱动第二极元件的弹簧和一些用于固定两个极元件的壳体，这两个极元件在执行器单元内相对设置。

发明内容