[发明专利]热激活的触觉输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热激活的触觉输出装置，配置成向所述装置的用户产生触觉效果。

背景技术

包括诸如形状记忆合金(SMA)和形状记忆聚合物(SMP)等形状记忆材料的致动器通常是轻质装置，其可以在被加热时快速膨胀或收缩并产生相当大的力。此外，它们可以被编程成任何形状，并且在被加热时它们可以产生大量的力。为了使这类致动器通过收缩返回到其原始位置，SMA/SMP应该被冷却，这可能限制它们在某些应用中的使用。例如，致动器中的SMA/SMP的一些实施使用复位弹簧，来将致动器物理地返回到其原始位置，但是使用复位弹簧可能将这类致动器的能量消耗增加至少100％，并且不将致动器的带宽提高到高于1Hz。虽然已经设计了一些具有SMA或SMP的致动器来试图改善自然对流以冷却SMA/SMP，使得它们返回到其原始位置，但是这类设计不是非常有效、相对笨重并且具有复杂的设计。

发明内容

期望具有一种触觉输出装置，其包括具有改善的性能的热激活SMA和/或SMP。

根据本发明的方面，提供了一种触觉输出装置，配置成产生基于变形的触觉效果和基于振动的触觉效果。所述触觉输出装置包括：形状记忆材料，配置成在被加热时改变其形状并产生基于变形的触觉效果；以及冷却装置，配置成冷却形状记忆材料并产生基于振动的触觉效果。

在实施方案中，形状记忆材料包括形状记忆合金。

在实施方案中，形状记忆材料包括形状记忆聚合物。

在实施方案中，冷却装置包括框架、由框架支撑的第一压电致动器和由框架支撑并与第一压电致动器间隔开并成平行关系的第二压电致动器。所述框架、所述第一压电致动器和所述第二压电致动器限定容积，并且所述框架包括至少一个开口，所述至少一个开口配置成允许气体从所述容积流出朝向形状记忆材料以冷却形状记忆材料。

根据本发明的方面，提供了一种系统，其包括：传感器，配置成感测系统的用户的输入；以及触觉输出装置，配置成基于由传感器感测到的输入而产生基于变形的触觉效果和基于振动的触觉效果。所述触觉输出装置包括：形状记忆材料，配置成在被加热时改变其形状并产生基于变形的触觉效果；以及冷却装置，配置成冷却形状记忆材料并产生基于振动的触觉效果。

在实施方案中，系统包括控制器，所述控制器配置成从传感器接收第一信号，基于第一信号确定将产生的整体触觉效果，并将第二信号输出到触觉输出装置以产生基于变形的触觉效果和基于振动的触觉效果。

根据本发明的方面，提供了一种用于提供整体触觉效果的方法。所述方法包括加热形状记忆材料以产生基于变形的触觉效果，以及用冷却装置冷却形状记忆材料并产生基于振动的触觉效果。

在实施方案中，所述方法包括用传感器感测系统的用户的输入。所述系统包括传感器和触觉输出装置。所述方法包括基于由传感器输出的第一信号确定将产生的整体触觉效果，以及将第二信号输出到触觉输出装置以产生基于变形的触觉效果和基于振动的触觉效果。

本发明的这些和其它方面、特征和特性，以及结构与部件组合的相关元件的操作方法和功能以及制造经济性将在参考附图、考虑以下描述和所附权利要求书之后变得更加显而易见，全部附图形成本说明书的一部分。然而，应当明确理解，附图仅是出于说明和描述目的，并且不意欲作为对本发明的限制的定义。如本说明书和权利要求书中所使用，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一(a/an)”、和“所述”包括复数引用。

附图说明

示出以下附图的部件来阐明本公开的一般原理，并且所述附图不一定按比例绘制。为了一致性和清楚起见，在全部附图中根据需要重复指定相应部件的参考字符。

图1示意性地示出了本发明的实施方案的系统；

图2示意性地示出了图1的系统的控制器的实施方案；

图3示意性地示出了图1的系统的触觉输出装置的实施方案；

图4示意性地示出了图3的触觉输出装置的冷却装置的实施方案；

图5示意性地示出了图3的触觉输出装置的冷却装置的实施方案；

图6示意性地示出了图3的触觉输出装置的实施方案，以及由所述触觉输出装置的部件产生的触觉效果；以及

图7示意性地示出了本发明的实施方案的用于提供整体触觉效果的方法。

具体实施方式