射流开关器件制造技术

一种射流器件控制通道中从源端到漏端的流体流量。在一些实施例中，射流器件包括闸门、通道和障碍物。闸门包括至少一个腔室，该至少一个腔室的体积随着流体压力而增大。闸门的高压状态对应于第一腔室尺寸，以及闸门的低压状态对应于小于第一腔室尺寸的第二腔室尺寸。障碍物基于闸门中的流体压力控制通道内的流体流速。障碍物根据闸门的低压状态诱发通道中流体的至多第一流速，并且根据闸门的高压状态诱发通道中流体的至少第二流速。

Fluidic switch

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射流开关器件背景本公开总体上涉及用于头戴式显示器(HMD)的射流器件(fluidicdevice)，且更具体地涉及用于在虚拟现实、增强现实和/或混合现实系统中使用的射流开关器件(fluidicswitchingdevice)。虚拟现实(VR)是由计算机技术创建并(例如通过VR系统)呈现给用户的模拟环境。在一些VR系统中，可佩戴设备(例如，手套)允许用户与虚拟对象交互。这样的可佩戴设备上的电路会是复杂的、庞大的，且在一些情况下很重。因此，传统的可佩戴设备会降低用户对VR系统的体验。概述所公开的专利技术的实施例包括在VR、增强现实(AR)系统和/或混合现实(MR)系统中使用的射流器件。射流器件是流体操纵器件，其功能类似于电子器件(例如，电子晶体管、电子二极管、电阻器、电容器等)。例如，射流器件可以被设计成使得其作为射流晶体管进行操作。此外，射流器件是可组合的，这意味着射流器件可以耦合在一起以形成复合射流器件(例如，解码器)。在一些实施例中，多组射流器件耦合在一起，以充当用于VR系统的可佩戴设备(例如，触觉手套)上的触觉装置的控制器。射流器件通常包括通道，该通道包括输入端(例如，源端(source))和输出端(例如，漏端(drain))。该通道将流体(例如，液体或气体)从输入端引导至输出端。射流器件还包括影响通道中流体流动的闸门(gate)。例如，在一些实施例中，一旦达到阈值闸门压力(即，高压状态)，闸门就可以限制通道中的流体流量。在替代实施例中，通道中的流量被限制，直到在闸门中达到阈值压力(即，高压状态)。在一些实施例中，射流器件包括闸门、通道和障碍物。该闸门包括至少一个腔室，该至少一个腔室的体积随着腔室内的流体压力而扩展(expand)。在某些实施例中，闸门的高压状态对应于第一腔室尺寸，而闸门的低压状态对应于小于第一腔室尺寸的第二腔室尺寸。该通道被配置成将流体从源端输送到漏端。在一些实施例中，源端是流体进入通道的输入端，以及漏端是通道中流体的输出端。障碍物根据闸门内的流体压力控制源端和漏端之间的流体流速。在一些实施例中，障碍物被配置成根据闸门的低压状态至少诱发通道中流体的第一流速，并且根据闸门的高压状态诱发通道中流体的第二流速。在一些实施例中，射流器件包括通道、闸门和通道间隔件(channelpartition)。该通道被配置成将流体从源端输送到漏端。在一些实施例中，源端是流体进入通道的输入端，以及漏端是通道中流体的输出端。该闸门包括至少一个闸阀(gatevalve)和闸膜(gatemembrane)。闸阀改变源端和闸门之间的流体压力差。闸膜的位置基于源端和闸门之间的流体压力差而改变。例如，在一些实施例中，小的流体压力差对应于闸膜的第一位置，而大的流体压力差对应于闸膜的第二位置。闸膜的第二位置比闸膜的第一位置离通道间隔件更远。通道间隔件根据闸膜的位置控制源端和漏端之间的流体流速。例如，在一些实施例中，通道间隔件被配置成根据闸膜的第一位置至多诱发通道中流体的第一流速，并且根据闸膜的第二位置至少诱发通道中的流体的第二流速。在一些实施例中，射流器件包括通道、闸门和替代路径。该通道被配置成将流体从源端输送到漏端。在一些实施例中，源端是流体进入通道的第一输入端，以及漏端是通道中流体的第一输出端。该闸门被配置成将流体输送到通道中。因此，闸门是流体进入通道的第二输入端。替代路径被配置成将流体输送出通道。因此，替代路径是通道中流体的第二输出端。替代路径相对于通道被定位，使得从闸门进入通道的流体可以与从源端行进的流体结合。并且从闸门进入通道的流体流速对流向漏端的流体流速和流向替代路径的流体流速进行控制。在一些实施例中，射流器件包括通道和闸门。该通道被配置成将流体从源端输送到漏端。在一些实施例中，源端是流体进入通道的输入端，以及漏端是通道中流体的输出端。该闸门包括至少一个膜，该膜基于通道和闸门之间的流体压力差而改变形态。在一些实施例中，小的流体压力差对应于膜的第一形态，而大的流体压力差对应于膜的第二形态。在另外的实施例中，与膜的第一形态相比，膜的第二形态相对于膜的静止(resting)形态变形得更多。在一些实施例中，这样的射流器件可以结合到触觉设备中。在一个实施例中，在用于向佩戴可佩戴设备的用户提供VR、AR、MR或其某种组合体验的系统中实现可佩戴设备。更详细地，可佩戴设备响应于来自系统的控制台的指令而向用户提供触觉反馈。该可佩戴设备包括至少一个致动器和控制器。控制器由多个射流器件组成，包括至少一个本文描述的射流器件。在一些实施例中，射流器件耦合在一起以形成一个或更多个复合射流器件。例如，复合器件可以是用于对该至少一个致动器进行寻址的解码器。在涉及射流器件和复合射流器件的所附权利要求中具体公开了根据本专利技术的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如系统，即射流器件或复合射流器件)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如，方法、存储介质和计算机程序产品)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。在根据本专利技术的实施例中，一种射流器件可以包括：闸门，该闸门包括至少一个腔室，该至少一个腔室的体积随着腔室内的流体压力而扩展，导致腔室的体积增大，其中闸门的高压状态对应于第一腔室尺寸，以及闸门的低压状态对应于小于第一腔室尺寸的第二腔室尺寸；通道，其被配置成将流体从源端输送到漏端，其中源端是流体进入通道的输入端，以及漏端是通道中流体的输出端；以及障碍物，其根据闸门内的流体压力控制源端和漏端之间的流体流速，该障碍物被配置成根据闸门的低压状态诱发通道中流体的第一流速，并且根据闸门的高压状态诱发通道中流体的第二流速。障碍物可以是闸门，闸门可以包括多个不可延伸元件，该多个不可延伸元件在低压状态下具有第一形状，并且在高压状态下具有第二形状，并且第一形状和第二形状可以具有面积基本相等的横截面，并且在低压状态下，多个不可延伸元件可以呈现第一形状，导致闸门伸入通道以将通道中的流体流量调节到第一流速，并且在高压状态下，多个不可延伸元件可以呈现第二形状，导致闸门更少地伸入通道以将通道中的流体流量调节到第二流速，并且第一流速可以小于第二流速。闸门可以包括至少部分地阻断通道的块体(block)，并且多个不可延伸元件可以附接到卷曲致动器(curlingactuator)，该卷曲致动器耦合到块体，并且卷曲致动器可以部分地基于闸门中的流体压力来调节块体在通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射流器件，包括：/n闸门，其包括至少一个腔室，所述至少一个腔室的体积随着腔室内的流体压力而扩展，导致所述腔室的体积增大，其中，所述闸门的高压状态对应于第一腔室尺寸，以及所述闸门的低压状态对应于小于所述第一腔室尺寸的第二腔室尺寸；/n通道，其被配置成将流体从源端输送到漏端，其中，所述源端是流体进入所述通道的输入端，以及所述漏端是所述通道中流体的输出端；以及/n障碍物，其根据所述闸门内的流体压力控制所述源端和所述漏端之间的流体流速，所述障碍物被配置为根据所述闸门的低压状态诱发所述通道中流体的第一流速，并且根据所述闸门的高压状态诱发所述通道中流体的第二流速。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170823 US 15/683,9371.一种射流器件，包括：
闸门，其包括至少一个腔室，所述至少一个腔室的体积随着腔室内的流体压力而扩展，导致所述腔室的体积增大，其中，所述闸门的高压状态对应于第一腔室尺寸，以及所述闸门的低压状态对应于小于所述第一腔室尺寸的第二腔室尺寸；
通道，其被配置成将流体从源端输送到漏端，其中，所述源端是流体进入所述通道的输入端，以及所述漏端是所述通道中流体的输出端；以及
障碍物，其根据所述闸门内的流体压力控制所述源端和所述漏端之间的流体流速，所述障碍物被配置为根据所述闸门的低压状态诱发所述通道中流体的第一流速，并且根据所述闸门的高压状态诱发所述通道中流体的第二流速。


2.根据权利要求1所述的射流器件，其中，所述障碍物是所述闸门，所述闸门包括多个不可延伸元件，所述多个不可延伸元件在所述低压状态下具有第一形状，并且在所述高压状态下具有第二形状，并且所述第一形状和所述第二形状具有面积基本相等的横截面，并且在所述低压状态下，所述多个不可延伸元件呈现所述第一形状，导致所述闸门伸入所述通道以将所述通道中的流体流量调节至所述第一流速，并且在所述高压状态下，所述多个不可延伸元件呈现所述第二形状，导致所述闸门更少地伸入所述通道以将所述通道中的流体流量调节至所述第二流速，并且其中，所述第一流速小于所述第二流速。


3.根据权利要求2所述的射流器件，其中，所述闸门包括至少部分地阻断所述通道的块体，并且所述多个不可延伸元件附接到卷曲致动器，所述卷曲致动器耦合到所述块体，并且所述卷曲致动器部分地基于所述闸门中的流体压力来调节所述块体在所述通道内的位置。


4.根据权利要求1所述的射流器件，其中，所述障碍物是T形块，所述T形块包括：
屏障部，其至少部分地伸入所述通道；和
致动器部，其位于所述通道的外部，并且所述致动器部被配置成与一个或更多个闸门致动器相互作用，并且所述流体压力控制由所述一个或更多个闸门致动器施加在所述T形块的所述致动器部上的压力，所施加的压力通过调节所述屏障部和通道壁之间的距离来控制所述源端和所述漏端之间的流体流速，并且其中，所述第一流速小于所述第二流速。


5.根据权利要求1所述的射流器件，其中，所述障碍物是位于所述通道内且在所述源端和所述漏端之间的屈曲壁，所述屈曲壁被配置为基于所述闸门内的流体压力而在所述通道内弯曲，并且在所述闸门的低压状态下，所述屈曲壁基本上阻断流体从所述源端流向所述漏端，而在所述闸门的高压状态下，所述屈曲壁在所述通道内弯曲使所述漏端暴露于直接从所述源端流出的流体，并且其中，所述第一流速小于所述第二流速。


6.根据权利要求1所述的射流器件，其中，所述障碍物是区域阀，所述区域阀包括：
阀部，其刚性地耦合到接口部，并且所述阀部根据由所述闸门施加到所述接口部的压力而渐进地提高所述源端和所述漏端之间的流体流量，并且其中，所述第一流速小于所述第二流速。


7.根据权利要求1所述的射流器件，还包括多个叶，每个叶从所述通道分支出来，其中，来自所述通道的流体在与所述源端和所述漏端之间的流体流动方向至少部分相反的方向上重新进入所述通道之前，围绕所述叶流动，并且其中，所述闸门控制所述多个叶中的每个叶内的流体流量，并且所述所述第一流速小于所述第二流速。


8.根据权利要求1所述的射流器件，其中，所述障碍物是至少部分地伸入所述通道的预载阀，并且其中，所述流体压力控制由所述闸门施加在所述预载阀上的压力，所施加的压力通过调节所述预载阀和通道壁之间的距离来控制所述源端和所述漏端之间的流体流速，并且其中，所述第一流速小于所述第二流速。


9.一种射流器件，包括：
通道，其被配置成将流体从源端输送到漏端，其中，所述源端是流体进入所述通道的输入端，以及所述漏端是所述通道中流体的输出端；
闸门，其包括至少一个闸阀和闸膜，所述至少一个闸阀改变所述源端和所述闸门之间的流体压力差，所述闸膜的位置随着所述源端和所述闸门之间的流体压力差而改变，其中，第一流体压力差对应于所述闸膜的第一位置，并且大于所述第一流体压力差的第二流体压力差对应于所述闸膜的第二位置，所述闸膜的第二位置比所述闸膜的第一位置离通道间隔件更远；以及
所述通道间隔件，其根据所述闸膜的位置控制所述源端和所述漏端之间的流体流速，所述通道间隔件被配置为根据所述闸膜的第一位置诱发所述通道中流体的第一流速，并且根据所述闸膜的第二位置诱发所述通道中流体的第二流速。


10.根据权利要求9所述的射流器件，所述射流器件还包括允许流体从所述源端流入所述闸门的泄放阀。


11.根据权利要求9所述的射流器件，其中，所述射流器件是复合射流器件的部件，所述复合射流器件包括：
高压轨，其以第一压力输送流体；
低压轨，其以小于所述第一压力的第二压力输送流体；以及
至少一个其他射流器件，并且所述射流器件耦合到所述高压轨和所述低压轨。


12.一种复合射流器件，包括：
高压轨，其以第一压力输送流体；
低压轨，其以小于所述第一压力的第二压力输送流体；以及
射流器件，其耦合到所述高压轨和所述低压轨，所述射流器件包括：
闸门，其包括至少一个腔室，所述至少一个腔室的体积随着腔室内的流体压力而扩展，导致所述腔室的体积增大，其中，所述闸门的高压状态对应于第一腔室尺寸，以及所述闸门的低压状态对应于小于所述第一腔室尺寸的第二腔室尺寸，
通道，其被配置为将流体从源端输送到漏端，其中，所述源端是流体进入所述通道的输入端，以及所述漏端是所述通道中流体的输出端，以及
障碍物，其根据所述闸门内的流体压力控制所述源端和所述漏端之间的流体流速，所述障碍物被配置成根据所述闸门的低压状态诱发所述通道中流体的第一流速，并且根据所述闸门的高压状态诱发所述通道中流体的第二流速。


13.根据权利要求12所述的复合射流器件，其中，所述障碍物是所述闸门，所述闸门包括多个不可延伸元件，所述多个不可延伸元件在所述低压状态下具有第一形状，并且在所述高压状态下具有第二形状，并且所述第一形状和所述第二形状具有面积基本相等的横截面，并且在所述低压状态下，所述多个不可延伸元件呈现所述第一形状，导致所述闸门伸入所述通道以将所述通道中的流体流量调节至所述第一流速，并且在所述高压状态下，所述多个不可延伸元件呈现所述第二形状，导致所述闸门更少地伸入所述通道以将所述通道中的流体流量调节至所述第二流速，并且其中，所述第一流速小于所述第二流速。


14.根据权利要求13所述的复合射流器件，其中，所述闸门包括至少部分地阻断所述通道的块体，并且所述多个不可延伸元件附接到卷曲致动器，所述卷曲致动器耦合到所述块体，并且所述卷曲致动器部分地基于所述闸门中的流体压力来调节所述块体在所述通道内的位置。


15.根据权利要求12所述的复合射流器件，其中，所述障碍物是T形块，所述T形块包括：
屏障部，其至少部分地伸入所述通道；以及
致动器部，其位于所述通道的外部，并且所述致动器部被配置成与一个或更多个闸门致动器相互作用，并且所述流体压力控制由所述一个或更多个闸门致动器施加在所述T形块的所述致动器部上的压力，所施加的压力通过调节所述屏障部和通道壁之间的距离来控制所述源端和所述漏端之间的流体流速，并且其中，所述第一流速小于所述第二流速。


16.根据权利要求12所述的复合射流器件，其中，所述障碍物是位于所述通道内且在所述源端和所述漏端之...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩·杰森·凯勒，杰克·林赛，谢罗尔·图尔克耶尔马兹，约翰·迈克尔·卢迪安，特里斯坦·托马斯·特鲁纳，安德鲁·亚瑟·斯坦利，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US