触觉致动器制造技术

触觉致动器(20(X))通过安装至少一部分触觉致动组件至触觉致动器的磁路构件来提供触觉致动组件的紧凑性安装。触觉致动器包括第一磁性构件(62)；第二磁性构件(60)；场发生器(30)；以及弹性连接器(70)。第一磁性构件(62)被构造为具有安装至第一磁性构件(62)的触觉致动组件的从动部(124)。第二磁性构件(60)通过至少一个气隙与第一磁性构件(62)选择性地分离，并且被构造为具有连接至第二磁性构件(62)的触觉致动组件的固定部(122)。第二磁性构件(60)至少部分地定位在场发生器(30)内，而第一磁性构件(62)定位在场发生器(30)的外部。弹性连接器(70)被构造为以如下方式将第一磁性构件(62)和第二磁性构件(60)连接在一起：允许在选择性地激活和不激活场发生器(30)时选择性地关闭和打开至少一个气隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】触觉致动器本申请要求享有下列美国专利申请的权益和优先权：(1)递交于2012年7月7日的序号为61/669,026的美国专利申请；以及(2)递交于2012年12月24日的序号为61/745,691的美国专利申请，上述两个美国专利申请的全部内容都通过引用合并在此。
本技术涉及致动器，并且具体涉及触觉致动器。
技术介绍
一些装置给人类使用者或操作者提供感官反馈，使得操作者确信由操作者试图进行的操作已经被正确地执行。确实如此，例如，对于一些电脑输入装置，诸如鼠标或其他指针装置，当下压或操作时提供点击感。相反，例如，诸如触摸屏的一些输入装置不提供这样的点击或感官确认。因为这个原因，已经提议使用触觉技术，使得人刚一输入，触摸屏就振动，以便于给使用者提供确认反馈：触摸屏接受输入。通常，“触觉”是通过给使用者施加力、振动或移动来利用触摸感的
由触觉装置提供的机械性刺激能够用来协助在计算机模拟中创建虚拟对象，控制这种虚拟对象，并提高机器和装置的远程控制(遥控机器人学)。触觉装置可以合并测量由使用者施加到界面上的力的触感传感器。存在许多类型的触觉机电反馈装置。高分辨率触觉装置典型地被设计成在小于20ms的反应时间内提供触觉脉冲反应，具有远远超过5-8Gs的加速反应值。高分辨率触觉装置先前曾利用在磁路外部的外壳结构，来相对于机械致动构件定位磁路的部件，并允许安装至其他系统部件。使用在磁路外部的外壳结构还部分由于由安装结构所引起的对磁路的不良影响，结果导致性能降低。由于现有技术的外壳结构要求使用特定尺寸的包装参数，这对能够使用高分辨率致动装置的场所规定了尺寸限制。特别地，薄板触觉装置已不能够包装高分辨率触觉致动器。在先前一个现有技术的示例中，结合外部安装外壳特征还提供了复位弹簧功能。但是，即使在这个现有技术的方法中，也消耗了大量的空间。在框架是由塑料材料制成的任何情况下，还能存在装置的弹簧刚度不一致，以及塑料材料在偏转的同时具有一些内部阻尼。这些因素结合起来产生毫不理想性能结果。
技术实现思路
依照本文所公开的一个技术方案，触觉致动器通过安装至少一部分触觉致动组件至触觉致动器的磁路构件来提供触觉致动组件的紧凑性安装。触觉致动器包括第一磁性构件；第二磁性构件；场发生器；以及弹性连接器。第一磁性构件被构造为具有安装至第一磁性构件的触觉致动组件的从动部。第二磁性构件通过至少一个气隙与第一磁性构件选择性地分离，并且被构造为具有连接至第二磁性构件的触觉致动组件的固定部。第二磁性构件至少部分地定位在场发生器内，而第一磁性构件定位在场发生器的外部。弹性连接器被构造为以如下方式将第一磁性构件和第二磁性构件连接在一起：允许在选择性地激活和不激活场发生器30时选择性地关闭和打开至少一个气隙。在示例性实施例中，触觉致动器进一步包括连接至第二磁性构件的非磁性构件。非磁性构件被构造为具有安装至非磁性构件的触觉致动组件的固定部，使得触觉致动组件的固定部通过非磁性构件连接至第二磁性构件。通过利用关键性的结构部件形成触觉致动器的一个或多个周边部，来达到触觉致动器的紧密性。在示例性实施例中，第一磁性构件构成触觉致动器的周边的至少第一部分；非磁性构件构成触觉致动器的周边的至少第二部分；弹性连接器的第一柱构件构成触觉致动器的周边的第三部分；以及，弹性连接器的第二柱构件构成触觉致动器的周边的第四部分。周边的第二部分基本上平行于由第一磁性构件所构成的周边的第一部分，其中，周边的第一部分和周边的第二部分相对于触觉致动器的高度尺寸正交。弹性连接器的第一柱构件平行于第二柱构件，其中，周边的第三部分和周边的第四部分根据触觉致动器的长度尺寸分开。周边的第三部分和周边的第四部分与周边的第一部分和周边的第二部分都正交。在示例性实施例中，第二磁性构件包括安装部件，触觉致动组件的固定部被直接安装至所述安装部件。在示例性实施例中，第一磁性构件构成触觉致动器的周边的至少第一部分和第三部分，第二磁性构件构成触觉致动器的周边的第四部分，且场发生器构成触觉致动器的周边的第二部分。弹性连接器位于触觉致动器的周边内。在示例性实施方案中，周边的第一部分和周边的第二部分沿触觉致动器的长度尺寸延伸；周边的第三部分和周边的第四部分沿触觉致动器的高度尺寸延伸。在示例性实施例中，第一磁性构件包括安装部件，触觉致动组件的从动部被直接安装至所述安装部件，并且，非磁性构件包括安装部件，触觉致动组件的固定部被直接安装至所述安装部件。在示例性实施例中，弹性连接器不具有直接连接至其的触觉致动组件。在示例性实施例中，弹性连接器包括多个弹性部，并且其中第一磁性构件和第二磁性构件被附接至弹性连接器的不同的弹性部。在示例性实施例中，弹性连接器包括在相对的弹簧柱构件之间延伸的桥接弹簧构件66。第一磁性构件被连接至桥接弹簧构件66；第二磁性构件被连接至相对的弹簧柱构件中的第一个弹簧柱构件。相对的弹簧柱构件中的第二个弹簧柱构件被连接至场发生器连接器组件。在示例性实施例中，第一磁性构件包括与至少一个桥接弹簧孔对齐的至少一个第一磁性构件孔。紧固件贯穿至少一个第一磁性孔和至少一个桥接弹簧孔，以连接第一磁性构件至桥接弹簧构件66。在示例性实施例中，第一磁性构件包括多个叠片，且桥接弹簧构件(66)包括两个叠片捕获托架，其是间隔开的以保持构成第一磁性构件的多个叠片。在示例性实施例中，弹性连接器包括沿叠加方向间隔开的第一弹性构件和第二弹性构件，第一弹性构件和第二弹性构件都被构造为容许在所述至少一个气隙的尺寸范围内振动，并且其中，构成第一磁性构件的多个叠片沿叠加方向至少部分地位于一部分第一弹性构件和一部分第二弹性构件之间。在示例性实施例中，第一弹性构件包括就位在场发生器的第一端的第一弹性构件脊以及附接至第一弹性构件脊的一对间隔开的第一弹性构件悬臂；而第二弹性构件包括就位在场发生器的第二端的第二弹性构件脊以及附接至第二弹性构件脊并且朝向所述对间隔开的第一弹性构件悬臂延伸的一对间隔开的第二弹性构件悬臂。所述对间隔开的第一弹性构件悬臂和所述对间隔开的第二弹性构件悬臂彼此重叠。第一磁性构件定位在所述对间隔开的第一弹性构件悬臂和所述对间隔开的第二弹性构件悬臂之间并与两者均相连。在示例性实施例中，第二磁性构件连接至第二弹性构件脊。在示例性实施例中，弹性连接器包括被构造为容许在至少一个气隙的尺寸范围内振动的一个弹性构件。所述一个弹性构件包括与第二磁性构件连接的弹性构件脊和一对间隔开的弹性构件悬臂，所述对间隔开的弹性构件悬臂被附接至弹性构件脊，并且第一磁性构件连接在所述对间隔开的弹性构件悬臂之间。在示例性实施例中，场发生器包括线圈体。线圈体包括线圈，其绕线圈轴线缠绕以形成线圈内部空间。线圈体包括在线圈体的两个相反的轴向端内的孔。多对磁性叠片位于对应的多个平行的平面内。在每对叠片中，第二磁性构件包括线圈容纳叠片，其沿平行于线圈轴线的轴向方向延伸，穿过线圈内部空间，并且沿轴向方向从在线圈体的两个相反的轴向端内的孔中伸出。在每对叠片中，第一磁性构件包括线圈外部叠片，其沿平行于线圈轴线的方向延伸并且延伸到线圈体外。弹性连接器包括至少一个弹性构件，其被构造为根据给线圈供电和断电而容许在每对线圈容纳叠片和线圈外部叠片之间的至少一个气隙尺寸范围内沿轴向方向振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触觉致动器，其被构造与触觉致动组件一起使用，所述触觉致动器包括：第一磁性构件(62)；第二磁性构件(60)，其通过至少一个气隙与所述第一磁性构件(62)选择性地分离；场发生器(30)，其中，所述第二磁性构件(60)至少部分地定位在所述场发生器(30)内，而所述第一磁性构件(62)定位在所述场发生器(30)的外部；弹性连接器(70)，其被构造为以如下方式将所述第一磁性构件(62)和所述第二磁性构件(60)连接在一起：允许在选择性地激活和不激活所述场发生器(30)时选择性地关闭和打开所述至少一个气隙；其特征在于：所述第一磁性构件(62)被构造为具有安装至所述第一磁性构件(62)的所述触觉致动组件的从动部(124)；所述第二磁性构件(60)被构造为具有连接至所述第二磁性构件(60)的所述触觉致动组件的固定部(122)；并且所述第一磁性构件(62)和所述第二磁性构件(60)中的至少一个磁性构件被直接安装至所述触觉致动组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.07 US 61/669,026;2012.12.24 US 61/745,6911.一种触觉致动器，其被构造与触觉致动组件一起使用，所述触觉致动器包括：第一磁性构件(62)；第二磁性构件(60)，其通过至少一个气隙与所述第一磁性构件(62)选择性地分离；场发生器(30)，其中，所述第二磁性构件(60)至少部分地定位在所述场发生器(30)内，而所述第一磁性构件(62)定位在所述场发生器(30)的外部；弹性连接器(70)，其被构造为以如下方式将所述第一磁性构件(62)和所述第二磁性构件(60)连接在一起：允许在选择性地激活和不激活所述场发生器(30)时选择性地关闭和打开所述至少一个气隙；其特征在于：所述第一磁性构件(62)被构造为具有安装至所述第一磁性构件(62)的所述触觉致动组件的从动部(124)；所述第二磁性构件(60)被构造为具有连接至所述第二磁性构件(60)的所述触觉致动组件的固定部(122)；并且所述第一磁性构件(62)和所述第二磁性构件(60)中的至少一个磁性构件被直接安装至所述触觉致动组件。2.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述第一磁性构件(62)包括安装部件(100)，所述触觉致动组件的所述从动部(124)被直接安装至所述安装部件；并且进一步包括连接至第二磁性构件(60)的非磁性构件(68)，所述非磁性构件(68)包括安装部件，所述触觉致动组件的所述固定部(122)被直接安装至所述安装部件。3.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述第一磁性构件(62)构成所述触觉致动器的周边的至少第一部分。4.根据权利要求3所述的触觉致动器，进一步包括连接至第二磁性构件(60)的非磁性构件(68)，所述非磁性构件(68)被构造为具有安装至所述非磁性构件(68)的所述触觉致动组件的所述固定部(122)。5.根据权利要求4所述的触觉致动器，其中所述非磁性构件(68)构成所述触觉致动器的周边的至少第二部分，所述周边的所述第二部分基本上平行于由所述第一磁性构件(62)所构成的所述周边的所述第一部分，其中，所述周边的所述第一部分和所述周边的所述第二部分相对于所述触觉致动器的高度尺寸正交。6.根据权利要求5所述的触觉致动器，其中所述弹性连接器(70)包括第一柱构件(74)和平行于所述第一柱构件(74)的第二柱构件(76)，其中所述第一柱构件(74)和所述第二柱构件(76)分别构成所述触觉致动器的所述周边的第三部分和所述周边的第四部分，所述周边的所述第三部分和所述周边的所述第四部分根据所述触觉致动器的长度尺寸(27)分开，所述周边的所述第三部分和所述周边的所述第四部分与所述周边的所述第一部分和所述周边的所述第二部分都正交。7.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述第二磁性构件(60)包括安装部件(102，104)，所述触觉致动组件的所述固定部(122)被直接安装至所述安装部件。8.根据权利要求7所述的触觉致动器，其中所述第一磁性构件(62)构成所述触觉致动器的周边的至少第一部分和第三部分，其中所述第二磁性构件构成所述触觉致动器的周边的第四部分，其中所述场发生器(30)构成所述触觉致动器的周边的第二部分，并且其中所述弹性连接器(70)位于所述触觉致动器的所述周边内。9.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述弹性连接器(70)不接触所述触觉致动组件。10.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述弹性连接器(70)不具有直接连接至其的所述触觉致动组件。11.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述弹性连接器(70)包括多个弹性部，并且其中所述第一磁性构件(62)和第二磁性构件(60)被附接至所述弹性连接器(70)的不同的弹性部。12.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述弹性连接器(70)包括在相对的弹簧柱构件(74，76)之间延伸的桥接弹簧构件(66)，其中所述第一磁性构件连接至所述桥接弹簧构件(66)，其中所述第二磁性构件连接至相对的弹簧柱构件(76)中的第一弹簧柱构件。13.根据权利要求12所述的触觉致动器，其中所述相对的弹簧柱构件(74)中的第二弹簧柱构件连接至场发生器连接器组件(40)。14.根据权利要求12所述的触觉致动器，其中所述第一磁性构件(62)包括与至少一个桥接弹簧孔(94)对齐的至少一个第一磁性构件孔；并且其中紧固件(80)贯穿所述至少一个第一磁性孔和所述至少一个桥接弹簧孔(94)，以连接所述第一磁性构件(62)至所述桥接弹簧构件(66)。15.根据权利要求13所述的触觉致动器，其中所述第一磁性构件(62)包括多个叠片，并且其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·C·欧文，
申请(专利权)人：思博有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US