包括电活性元件的用于人机界面的控制设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于人机界面的控制设备，该控制设备包括支座和可相对于支座移动的杆件或推动元件形式的构件(2)。它包括至少一个位于杆件与固定元件之间的电活性元件(12，13)。

Control equipment for human-machine interface including electroactive elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括电活性元件的用于人机界面的控制设备
本文献总体上涉及特别是用于飞行器的人机界面，并且更具体地涉及用于这种界面的控制设备。在一个实施方案中，并且以非限制性的方式，本专利技术涉及一种用于飞行器驾驶舱的数字面板的人机界面的拨动开关或操纵杆(有利地霍尔效应)类型的控制设备。
技术介绍
事实上，飞行器驾驶舱控制面板设置有一定数量的控制旋钮，飞行员可以手动操纵这些旋钮，以对嵌入在飞行器上的系统执行一种或多种控制。新一代的控制旋钮有利地具备霍尔效应，并且为此目的结合了在操纵控制设备时被控制位置的双极元件和由霍尔效应传感器组成的用于检测由双极元件发射的磁场的装置，所述霍尔效应传感器确保由双极元件发射的磁场的测量。在这方面可以参考文献FR3036842，其描述了用于飞行器驾驶舱人机界面的具有霍尔效应的通用控制旋钮。拨动开关或操纵杆通常包括手柄，该手柄的轴可根据相一个或多个自由度对于支座移动。在操纵杆的情况下，所述轴可通过指式球形接头类型的连杆根据两个自由度相对于支座移动。因此，所述轴例如能够根据两个轴线倾斜。手柄也可以安装在支座上，以绕其自身的轴旋转，从而允许通过球形接头类型的连杆根据第三自由度来操纵手柄。通过允许手柄通过线性-环形类型的连杆根据推-推类型的移动而移位，可以获得第四自由度。在文献US-B-7,362,307中，手柄被安装在支座上，并且具有一个或多个弹性体元件以便将其压入休止位置。
技术实现思路
鉴于以上所述，本专利技术的一个目的是提出一种用于人机界面的控制设备，其使用是可配置的。因此，本专利技术的主题是一种用于人机界面的控制设备，该控制设备包括支座和可相对于该支座移动的手柄或推进器类型的构件，以及介设在所述构件与一固定元件之间的至少一个电活性元件。因此，通过提供作用在设备的可移动构件上的电活性元件，可以将控制设备迫入一个或多个位置。因此，该控制设备可以具有若干稳定的位置。还可以将控制设备配置为禁止一个或多个自由度。此外，电活性元件的存在使得受控系统可以通过激活电活性元件来控制设备，该电活性元件禁止或阻止一位置，但是也维持或激活可移动构件的位置。因此，优选地，电活性元件构成用于控制所述构件的位置的装置。电活性元件还构成用于检测所述构件的位置的装置。根据另一特征，可移动构件包括一组至少一个双极磁体，该支座包括用于检测由磁体发射的磁场的装置。因此，获得了对可移动构件的位置的冗余检测。当电活性元件可以控制可移动构件的位置时，可以基于霍尔效应磁场检测器提供的信息来稳定其位置。在这些条件下，以与通常对机电元件提出的方式相同的方式重新创建具有稳定位置的部件。有利地，检测装置适于检测磁体的旋转和/或平移位移。在一个实施例中，可移动构件包括轴和安装在该轴上的径向环形凸缘环。支座包括位于凸缘环的两侧的一对固定电极，电活性元件包括一组电活性块体，每个电活性块体介设在电极之一和与一凸缘环相联并围绕轴均匀分布的电极之间。根据另一个特征，电活性元件包括一组电活性圆柱块体，其围绕凸缘环径向地设置、并与凸缘环共面地设置，并且被放置在径向外部电极和内部偏置电极之间。在该实施例中，控制设备可以包括一组电接触球，每个电接触球介设在凸缘环的周缘与径向内部偏置电极之间。有利地，凸缘环的周缘具有凹口。它还包括向与凸缘环相联的电极供电的电接触面。在一个实施例中，该设备包括作用在凸缘环上的两对、每对两个的电活性圆柱块体和两对、每对两个的径向相对的接触球。因此，受控系统可以经由电活性元件的激活来阻止或释放可移动构件的旋转。在一个有利的实施例中，该设备包括至少一个接近检测器，该接近检测器用于检测是否接近设备并将检测信号提供给控制系统。此外，根据另一方面，本专利技术的主题是一种用于控制手柄或推进器类型的可移动构件的方法，其中，激活介设在所述构件与一固定元件之间的至少一个电活性构件，以引起可移动构件的机械状态的变化。此外，根据该方法，借助于所述电活性构件来检测可移动构件的位置。附图说明在阅读以下纯粹作为非限制性示例给出并参考附图的描述，本专利技术的其它目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：-图1是根据本专利技术的控制设备的透视图；-图2是图1的设备的以较大比例并以局部截面示出的透视图；-图3是图1的设备的剖视侧视图；以及-图4示出了在致动手柄时的图3的设备。具体实施方式在图1至图4中，示出了根据本专利技术的控制设备，该控制设备由总附图标记1标识，被示出处于假定的竖直使用位置。在附图所示的示例中，该控制设备构成操纵杆，该操纵杆旨在安装于飞行器驾驶舱的人机界面上。显然，控制设备旨在装配任何其它类型的界面不会脱离本专利技术的范围。控制设备采用各种致动运动学并构成例如拨动开关或按钮或一般而言任何类型的手动构件也不会脱离本专利技术的范围。如图中所示，设备1包括手柄2和手柄2安装在其上的支座3。支座3包括壳体4，该壳体4设置有一组接触引脚5，例如凹引脚，用于将壳体与接触引脚如底座7的引脚6(这里是凸形引脚)电连接，引脚6被安装在人机界面的印刷电路板的凹形接触引脚上。在附图所示的示例中，控制设备1构成操纵杆，手柄2安装在轴8上，其可根据箭头F1至F4所示的四个自由度相对于支座移动。事实上，支座3包括顶部端板9，该顶部端板9包括十字形的导向闸口10，使得轴8被安装成在支座3上绕两个成直角的水平旋转轴线X和Y枢转(箭头F1和F2)。此外，轴8被安装成可根据竖直轴线Z轴向旋转移动(箭头F3)。最后，其被安装成可沿着竖直轴线Z平移移动(箭头F4)。显然，引导闸口可以构造成允许手柄沿其它方向枢转。它也可以构造成允许手柄绕其竖直轴线根据360度的角度枢转。参照图2和3，手柄2的轴8在底座中轴向延伸。它包括环形凸缘环11，该环形凸缘环11在由水平旋转轴线X和Y形成的平面中设置在轴的中部，以便在手柄倾斜时使凸缘绕其中一个轴线X或Y枢转，而没有任何侧向位移分量。支座3的壳体4就其本身而言包括一组电活性元件12和13，其与中间凸缘环11配合。在第一实施方案中，电活性元件作用在凸缘环上，以便特别是在将电场施加到凸缘环时使其处于竖直休止位置并限制手柄的一些或全部自由度。每个电活性元件被放置在电极之间，一个电极固定，另一个电极与凸缘环相联，或者可以在凸缘环的作用下移位，并由电子电路板14供电，以通过在偏置电极之间产生电场来选择性地偏置电活性元件并使每个作用在凸缘环11上的电活性元件产生相应的变形。在可以与第一实施方案组合的另一实施方案中，电活性元件通过在操纵手柄时经由电极变形而由凸缘环激活，并将检测信号传送至电子电路板14。该信号的处理可以识别已被施加了机械应力的电活性元件，并检测手柄移动的方向和幅度。该实施方案例如可以确保控制设备的致动的检测中的冗余。电活性元件例如由这样的元件组成——其由聚合物制成(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于人机界面的控制设备，包括支座和能够相对于所述支座移动的手柄或推进器类型的构件(2)，其特征在于，所述控制设备包括介设在所述构件与固定元件(16，20)之间的至少一个电活性元件(12，13)，所述电活性元件构成用于控制所述构件的位置的控制装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 FR 17584811.一种用于人机界面的控制设备，包括支座和能够相对于所述支座移动的手柄或推进器类型的构件(2)，其特征在于，所述控制设备包括介设在所述构件与固定元件(16，20)之间的至少一个电活性元件(12，13)，所述电活性元件构成用于控制所述构件的位置的控制装置。


2.如权利要求1所述的控制设备，其中，所述电活性元件构成用于检测所述构件的位置的装置。


3.如权利要求1和2中任一项所述的控制设备，其中，能够移动的所述构件包括一组至少一个双极磁体(25)，所述支座包括用于检测由所述磁体发射的磁场的装置(24)。


4.如权利要求2所述的控制设备，其特征在于，检测装置适于检测磁体的旋转和/或平移位移。


5.如权利要求1至4中任一项所述的控制设备，其中，能够移动的所述构件包括轴(8)和安装在所述轴上的径向环形凸缘环(11)，并且，所述支座包括位于所述凸缘环的任一侧的一对固定电极(16)，所述电活性元件包括一组电活性块体(12)，每个电活性块体介设在电极之一和与所述凸缘环相连的电极(17)之间并围绕所述轴均匀地分布。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·索普，
申请(专利权)人：ZODIAC航空电器，
类型：发明
国别省市：法国;FR