[发明专利]具有弹簧预载荷设备的触觉致动器组件

说明书

本申请涉及具有弹簧预载荷设备的触觉致动器组件。一种触觉致动器组件，包括：触觉致动器和预载荷设备，其中触觉致动器被配置为沿着垂直轴输出位移。预载荷设备邻近触觉致动器部署并且被配置为沿着垂直轴在触觉致动器上生成压缩载荷，以阻止触觉致动器沿着垂直轴的扩展。预载荷设备包括壳体和至少第一弹簧部件。壳体包括盖子和与盖子间隔开并平行于盖子延伸的基部。触觉致动器部署在盖子和基部之间，并且第一弹簧部件被配置为施加力以便沿着垂直轴在触觉致动器上产生压缩载荷。

技术领域

本发明涉及具有机械预载荷设备的触觉致动器组件，其在游戏、消费电子产品、汽车、娱乐和其它行业中具有应用。

背景技术

触觉提供触感和力反馈技术，该技术通过向用户施加诸如力、振动和其它运动之类的触觉效果来利用用户的感受。诸如移动设备、平板计算机和手持式游戏控制器之类的设备可以被配置为生成触觉效果。可以利用触觉致动器生成触觉效果，诸如偏心旋转质量(ERM)致动器或线性谐振致动器(LRA)。触觉效果可以包括振动触感触觉效果，其在这些设备的表面或其它部分处提供振动。

发明内容

本文描述的实施例的一个方面涉及包括触觉致动器和预载荷设备的触觉致动器组件。触觉致动器包括压电材料层，该压电材料层被配置为沿着平行轴生成应变，该平行轴平行于压电材料层的平面表面，并且包括位移转换设备，该位移转换设备被配置为将压电材料层沿着平行轴的应变转换成触觉致动器沿着垂直轴的扩展或收缩，该垂直轴垂直于压电材料层的平面表面。触觉致动器的扩展或收缩被配置为生成触觉致动器沿着垂直轴的位移。预载荷设备与触觉致动器相邻并且被配置为沿着垂直轴在触觉致动器上生成压缩载荷。预载荷设备包括具有盖子和与盖子间隔开并平行于盖子延伸的基部的壳体。触觉致动器部署在盖子和基部之间，盖子和基部沿着其垂直轴部署在触觉致动器的相应的相对端处。第一弹簧部件部署在壳体内，使得第一弹簧部件的第一端耦合到盖子的内表面，并且第一部件的相对的第二端耦合到触觉致动器的外表面。第一弹簧部件被配置为施加力以便沿着垂直轴在触觉致动器上产生压缩载荷。

本文实施例的另一方面涉及一种包括触觉致动器和预载荷设备的触觉致动器组件。触觉致动器包括压电材料层，该压电材料层被配置为沿着平行轴生成应变，该平行轴平行于压电材料层的平面表面，并且包括位移转换设备，该位移转换设备被配置为将压电材料层沿着平行轴的应变转换成触觉致动器沿着垂直轴的扩展或收缩，该垂直轴垂直于压电材料层的平面表面。触觉致动器的扩展或收缩被配置为生成触觉致动器沿着垂直轴的位移。预载荷设备与触觉致动器相邻并且被配置为沿着垂直轴在触觉致动器上生成压缩载荷。预载荷设备包括具有盖子和与盖子间隔开并平行于盖子延伸的基部的壳体、第一弹簧部件以及第二弹簧部件。第一弹簧部件和第二弹簧部件部署在盖子的相应的相对端处，并且第一弹簧部件和第二弹簧部件中的每一个在盖子和基部之间延伸。第一弹簧部件和第二弹簧部件被配置为共同施加力以便沿着垂直轴在触觉致动器上产生压缩载荷。触觉致动器部署在盖子和基部之间，盖子和基部沿着其垂直轴部署在触觉致动器的相应的相对端处。

本文实施例的另一方面涉及一种触觉使能设备，其包括外壳、电源、控制设备和触觉致动器组件，该触觉致动器组件被配置为在外壳的外表面处生成触觉效果。触觉致动器包括压电材料层，该压电材料层被配置为沿着平行轴生成应变，该平行轴平行于压电材料层的平面表面，并且包括附接到或嵌入压电材料层内的至少两个电极，并且包括位移转换设备，该位移转换设备被配置为将所述压电材料层沿着平行轴的应变转换成触觉致动器沿着垂直轴的扩展或收缩，该垂直轴垂直于压电材料层的平面表面。触觉致动器的扩展或收缩被配置为生成触觉致动器沿着垂直轴的位移。预载荷设备与触觉致动器相邻并且被配置为沿着垂直轴在触觉致动器上生成压缩载荷。预载荷设备包括具有盖子和与盖子间隔开并平行于盖子延伸的基部的壳体。触觉致动器部署在盖子和基部之间，盖子和基部沿着其垂直轴部署在触觉致动器的相应的相对端处。第一弹簧部件部署在壳体内，使得第一弹簧部件的第一端耦合到盖子的内表面，并且第一部件的相对的第二端耦合到触觉致动器的外表面。第一弹簧部件被配置为施加力以便沿着垂直轴在触觉致动器上产生压缩载荷。控制单元被配置为控制电源向触觉致动器的至少两个电极提供电力。