用于增强的触觉效果的复杂质量轨迹制造技术

本发明专利技术公开了一种触觉致动器，包括用于限定第一“J”轨迹的机械连接，用于限定第二“J”轨迹的机械连接，以及马达。所述马达耦合至所述机械连接，从而同时对第一质量块和第二质量块分别在所述第一“J”轨迹上和所述第二“J”轨迹上进行加速。在第一时间间隔内，所述加速中的第一质量块的反作用力大致抵消所述加速中的第二质量块的反作用力；在第二时间间隔内，所述加速中的第一质量块的反作用力不能大致抵消所述加速中的第二质量块的反作用力。这种非平衡状态导致轻击信号的产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关技术的交叉引用本申请要求享有2014年2月11日提交的美国临时专利申请US61/938613以及2014年9月17日提交的美国临时专利申请US62/051358的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术涉及信号发送装置及方法，具体涉及触觉信号发送装置及方法。
技术介绍
随着消费电子设备变得越来越薄越小，设备与用户之间的有效交互已变得越来越有挑战。很多类似设备(包括如手机、智能手表等)都是依赖触觉反馈向用户提供非视觉提示和警告。触觉组件利用移动质量块将动量传递给用户；而最常见的是以振动的形式传递。现有的触觉技术虽然有很多，但是用于薄型设备(厚度小于5mm)的触觉技术仅分为两种，即：线性共振致动器(linearresonantactuator,LAR)和偏心旋转致动器(eccentricrotatingmass,ERM)。偏心旋转致动器采用的是一个小型的电动马达，该马达在启动后绕轴进行偏心旋转。旋转轴不经过输出质量的质量中心，因此，在启动后，偏心旋转致动器能通过马达架传递振动。偏心旋转致动器的特点是相对于设备尺寸而言具有很高的振动输出量，但响应速度很慢，并且只能产生一种振动效果。例如，iPhone5就采用了偏心旋转致动器。线性共振致动器采用的是一个线性的磁致动器，该致动器驱动一个耦合至弹簧的质量块进行往复运动，而非旋转运动。典型的线性共振致动器的运动轴都与设备的最薄维度相平行。与偏心旋转致动器相比，这些线性共振致动器的响应速度较快，但也只能产生一种振动效果。线性共振致动器的另外一种形式是将运动轴垂直于设备的最薄维度设置。这种扩大的移动范围使这种线性共振致动器能够进行非共振运行，从而产生比振动短得多的输出脉冲(即“轻击”)。然而，不论是在哪种情况下，输出动量都与设备的最薄维度相垂直。经仔细考虑，本专利技术的专利技术人最终意识到这种方向对于大部分消费电子产品来说都是不理想的。线性共振致动器和偏心旋转致动器不宜用来在适合作为消费电子产品(如厚度小于5mm)的设备中产生近似于“轻击”的、与设备的最薄维度相平行的输出。并且，目前没有技术能够在这样的设备中沿多个轴产生触觉效果。
技术实现思路
本专利技术所涉及的是在一个触觉组件中使用复杂质量轨迹。在本专利技术中，一个简单轨迹是指一次连续的旋转或一次线性往复运动，一个复杂质量轨迹是指该轨迹不是一个简单轨迹。复杂质量轨迹相较于现有技术能够用来产生更好的触觉效果。最重要的一种复杂质量轨迹是“J”轨迹。“J”轨迹的大部分轨迹都几乎是直线型的，且垂直于设备的最薄维度的方向，但是“J”轨迹在其轨迹的某一段附近又会突然弯曲，从而变得平行于产品的最薄维度。将两个上述“J”轨迹背靠背相接，就形成一个双“J”轨迹，这种设计能够实现多功能触觉组件。仅利用循环一个的末端部分，就能够产生与设备的最薄维度相平行的垂直振动。而利用整个循环，就能够产生一个“轻击”。仅利用被平直部分，非对称驱动，就能够产生与设备的最薄维度相垂直的侧向振动。集成在触觉组件中的加速计，可以为主动控制提供力反馈。或者，可以利用设置在设备(如移动手持终端)的其他部位的加速计来感测主动控制。应当理解的是，在不同的实施例中，触觉组件可扩大为包括更多的“J”轨迹，进一步增强能产生的各组信号。也就是说，“‘J’轨迹”这个术语以及本专利技术附图中所示的各种形状，仅仅是对各种轨迹和加速度的示例性说明，所述各种轨迹和加速度都应落入本专利技术的保护范围，并以权力要求为准。此外，尽管本专利技术中所列举的几种轨迹都呈现出镜面对称，但应当理解的是，这仅仅是对各种轨迹和设置的示例性说明。所以，由相反的惯性质量块所遵循的各种轨迹都将根据特定实施例的信号发送要求和其它要求来设置，并且根据本专利技术的特定实施例的要求呈现出局部对称和/或部分对称和/或动态对称和/或非对称。具体而言，除其它可能性外，在某些实施例中，会在设备使用和/或信号发送操作过程中对轨迹的特征进行修改。同样，除非另有说明，不应当认为本专利技术的某个实施例中所采用的惯性质量块具有相同的质量或其它相同的特征。在本专利技术的特定的实施例中，会用特定的加速度分布来动态地改变各个惯性质量块的有效特征和各个质量块的特征之间的关系。另外，在本专利技术的某些方面，相对于若干个小的质量块，可以使用一个大的质量块。另外，所使用的惯性质量块的特征可以根据特定实施例的要求进行选择。例如，惯性质量块具有或多或少的弹性特征对于本专利技术的任何一种应用都是有益的。确实，在某些应用中，会使用比较没有弹性的弹性质量块。在某些实施例中，这种质量块包含设置在一个壳体中的若干小质量块，从而能够产生相对无弹性的响应。在其它实施例中，根据材料的弹性和其它特征来选择惯性质量块的材料。因此，在本专利技术的特定实施例中，会选择诸如铁、高分子材料、或其它有机材料等作为惯性质量块的材料。还应当注意的是，为了能够清楚的表达，本专利技术的实施例大多用一个或多个机械连接来限定“J”轨迹，其它能够限定“J”轨迹的方式都被认为落入本专利技术的保护范围。所以，在本专利技术的某些实施例中，会采用诸如导轨和导辊、和/或柔性装置和/或铰链装置、和其结合来限定一个或多个惯性质量块的一个或多个轨迹。应当注意的是，在本专利技术中，术语“触觉警告装置”和“触觉致动器”是互换使用的和意图互换使用的。以下描述是为了让本领域技术人员能够制造和使用本专利技术所揭露的技术，其中阐述了本专利技术的专利技术人目前能够想到的实施本专利技术的最佳方式。为了解释清楚起见，以下描述包含了很多具体细节，以期使本领域技术人员能够彻底了解本专利技术。然而，很显然，对于本领域技术人员来说本专利技术的实施可能不需要这些具体细节。另一方面，框图中之所以显示已为人熟知的结构和装置也是为了更加清楚地阐明本专利技术。本专利技术的这些和其它优点和特征将会在随后的结合附图所提供的具体实施例中变得更加容易理解。应当注意的是，不同的附图用来阐明本专利技术技术方案的不同方面，没有任何单个附图是用来阐明整个技术方案的，所有的附图一起用来阐明本专利技术的所有方面和原理。因此，不应当认为某个附图专门涉及的是本专利技术技术方案的一个孤立的方面或形式。相反地，本领域技术人员应当理解，所有的附图一起反映了用来举例说明本专利技术的所有实施例。相应地，在本说明书中，“一个实施例”这样的表达意味着与该实施例相关的特定技术特征、结构、或特性至少包含在本专利技术的至少一个实施例中。因此，说明书中所提及的“一个实施例”并不一定指同一个实施例。此外，所述特定技术特征、结构、或特性可以以任何方式在一个或多个实施例中进行结合。附图说明图1以框图形式显示了根据本专利技术的原理制备的一个触觉致动器的一部分；图2以框图形式显示了根据本专利技术的原理构造的另一个触觉致动器的一部分；图3A以机械图形式显示了根据本专利技术的原理制备的一个触觉致动器的一部分的一个瞬间状态；图3B以机械图形式显示了根据本专利技术的原理制备的一个触觉致动器的一部分的另一个瞬间状态；图3C以机械图形式显示了根据本专利技术的原理制备的一个触觉致动器的一部分的又一个瞬间状态；图4A以机械图形式显示了根据本专利技术的原理制备的一个示例性的触觉致动器的一部分的一个瞬间状态；图4B以机械图形式显示了根据本专利技术的原理制备的一个示例性的触觉致动器的一部分的另一个瞬间状态；图5A以图形形式显示了一个线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触觉致动器，包括：用于限定第一“J”轨迹的第一组机械连接；用于限定第二“J”轨迹的第二组机械连接；第一质量块；第二质量块；和马达部分，所述马达部分具有能有效地耦合至所述第一组和第二组机械连接的输出机构，以便对所述第一和第二质量块分别在所述第一和第二“J”轨迹上进行加速以响应所述触觉致动器接收到的输入信号，从而产生触觉输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.11 US 61/938,613;2014.09.17 US 62/051,3581.一种触觉致动器，包括：用于限定第一“J”轨迹的第一组机械连接；用于限定第二“J”轨迹的第二组机械连接；第一质量块；第二质量块；和马达部分，所述马达部分具有能有效地耦合至所述第一组和第二组机械连接的输出机构，以便对所述第一和第二质量块分别在所述第一和第二“J”轨迹上进行加速以响应所述触觉致动器接收到的输入信号，从而产生触觉输出。2.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述第一和第二“J”轨迹在其各自长度上至少一部分是共轴的。3.根据权利要求2所述的触觉致动器，进一步包括控制装置，所述控制装置构造为使所述第一和第二质量块沿所述第一和第二“J”轨迹的所述共轴部分产生振荡运动。4.根据权利要求3所述的触觉致动器，其中所述振荡运动使所述第一和第二质量块进行共振能量积累。5.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述第一和第二“J”轨迹在其各自长度上至少一部分是非共轴的。6.根据权利要求5所述的触觉致动器，进一步包括控制装置，所述控制装置构造为使所述第一和第二质量块沿所述第一和第二“J”轨迹的所述非共轴部分产生振荡运动。7.根据权利要求6所述的触觉致动器，其中所述振荡运动产生能够从外部检测到的触觉振动。8.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述触觉输出包括孤立的轻击。9.根据权利要求1所述的触觉致动器，其中所述触觉输出包括一连串易感知的轻击，所述一连串的轻击容易被用户感知为不连续的轻击。10.根据权利要求1所述的触觉致动器，进一步包括弹性装置，所述弹性装置构造为接收来自所述第一质量块的动能，并随后将所述动能返还于所述第一质量块，从而使所述第一质量块的速度在所述“J”轨迹的一部分上增加。11.一种向信号接收者发送信号的方法，包括：在相同的第一时间间隔内，对第一和第二惯性质量块共轴地进行加速；和在相同的第二时间间隔内，对所述第一和第二惯性质量块非共轴地进行加速，以产生所述接收者在所述第二时间间隔内能够检测到的轻击信号。12.根据权利要求11所述的向信号接收者发送信号的方法，其中对所述第一和第二惯性质量块非共轴地进行加速包括：在所述第二时间间隔内，对所述第一惯性质量块在第一弧形轨迹上进行加速；和在所述第二时间间隔内，对所述第二惯性质量块在第二弧形轨迹上进行加速。13.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：普拉斯维·萨巴拉纳姆·斯瑞萨兰，凯文·马，安德鲁·拜雪，
申请(专利权)人：维布兰特复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US