用于产生触觉反馈的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于产生触觉反馈的装置(1)，其具有：带有接触敏感的表面(3)的接口(2)；压电的促动器(11)；和机械的放大元件(13a)，其中，机械的放大元件(13a)固定在压电的促动器(11)处，其中，机械的放大元件(13a)直接地或间接地固定在接口(2)处，其中，机械的放大元件(13a)被构造和布置成由于压电的促动器(11)的在第一方向(R1)上的延展的变化而变形成使得机械的放大元件(13a)的子区域(17a)相对于压电的促动器(11)在垂直于第一方向(R1)的第二方向(R2)上移动，由此对接口(2)施加力，其中，接口(2)通过施加到其上的力在侧向于接触敏感的表面(3)的方向(RL)上移动，或者其中，接口(2)通过施加到其上的力在垂直于接触敏感的表面(3)的方向上移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生触觉反馈的装置
本专利技术涉及一种用于产生触觉反馈的装置。
技术介绍
在机动车中用于操作设备的常规的按键和开关日益增长地由纯电子器件尤其由接触敏感的屏幕代替。在此特别有利的是接触敏感的屏幕的高度多方面性。利用一个唯一的接口就能比如控制空调设备、导航设备、汽车音响和照明机构。为了该目的往往在汽车中安装大且重的屏幕。然而，在车辆中使用接触敏感的屏幕的主要缺点在于，车辆驾驶员可能被迫主动地看屏幕，以便能够识别成功地按压了按键或者已正确地触发了所希望的功能。这在机动车中恰恰会是一种安全性风险，因为驾驶员以这种方式分心了一定的时间。为了回避该缺点，接触敏感的屏幕和其它接口常常设有用于产生触觉反馈的装置。例如可以在操纵虚拟按键之后将接口置于振动中，以便通过这种方式向使用者回报该按键的正确操作。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种用于产生触觉反馈的改进的装置。该目的通过当前的权利要求1的主题来实现。提出一种用于产生触觉反馈的装置，其具有带有接触敏感的表面的接口、压电的促动器和机械的放大元件(Verstaerkungselement)。机械的放大元件固定在压电的促动器(Aktuator)处。机械的放大元件直接地或间接地固定在接口处。机械的放大元件被构造和布置成由于压电的促动器的在第一方向上的延展变化而变形成使得机械的放大元件的子区域相对于压电的促动器在垂直于第一方向的第二方向上移动。由此对接口施加力，该力使得接口在侧向于接触敏感的表面的方向上移动。备选地，由此可以对接口施加力，该力使得接口在垂直于接触敏感的表面的方向上移动。使用压电的促动器来产生触觉反馈提供了响应时间短的优点。压电的促动器可以在识别出操纵了接触敏感的表面之后在数毫秒内产生触觉反馈。由此，相比于其它用于产生触觉反馈的器件比如线性谐振器，压电的促动器提供了明显更短的响应时间。机械的放大元件可以被构造成把压电的促动器在第一方向上的延展的变化转变成子区域的在第二方向上的移动，其中，在第二方向上的移动的幅度明显大于促动器的延展的变化。与此相应地，机械的放大元件可以实现利用压电的促动器来使大且重的接口移动。如果接口仅移动一段距离，这段距离的长度相应于促动器的延展变化，则对于人的触感来说仅可较难地察觉如此产生的移动。但接口可以移动一段距离，这段距离的长度等于子区域的在第二方向上的移动幅度，从而产生接口的对于人的触感来说可良好察觉到的更大的移动。第二方向尤其可以垂直于第一方向。第二方向可以相应于侧向方向，接口在该侧向方向上移动用于产生触觉反馈。促动器和放大元件布置成使得接口在侧向于其接触敏感的表面的方向上移动。对于使用者来说，这种移动无法与接口的垂直于其接触敏感的表面的移动区分开。在垂直于接触敏感的表面移动(下面也称为在平行方向上的移动)时，接口会由于相对于在平行方向上的移动的弯曲刚度小而处于并非所愿的自振中。这种自振引起使用者在表面上的不同位置处不同程度地察觉触觉反馈。相反，如果接口在侧向方向上移动，则接口不发生自振，并且使用者在接口的每个位置处相同程度地感知触觉反馈。由此对于使用者产生了更令人舒适的使用体验。在有些应用中，希望接口在垂直于接触敏感的表面的方向上移动。促动器可以与多于一个的机械的放大元件连接。优选地，促动器具有两个机械的放大元件，其中一个机械的放大元件布置在促动器的面对接口的顶面上，而一个机械的放大元件布置在促动器的背对接口的底面上。在备选的实施形式中，可以放弃布置在底面上的放大元件。接口优选可以是带有接触敏感的表面的屏幕。这种屏幕通常大且重，且在沿平行的方向移动时具有较小的弯曲刚度。与此相应地，尤其在这种接口中沿侧向方向的移动有利于产生触觉的反馈。在备选的设计方案中，接口也可以是简单的按键或者其他输入设备。机械的放大元件的子区域可以固定在接口的垂直于接触敏感的表面的侧面处。通过把子区域布置在该侧面处，可以产生简单的结构，在其中压电的促动器和机械的放大单元被设计成使接口沿侧向方向移动。通过把机械的放大元件布置在所述侧面处，由促动器产生的力可以按简单的方式且无显著损失地传递到接口上。此外，装置可以具有基板，其中，压电的促动器被布置和构造成使接口相对于基板移动，用于产生触觉的反馈。尤其地，可以通过使得接口相对于基板的相对移动来产生触觉反馈。基板尤其可以被设计成可实现将装置安装到任意设备例如车辆或移动电话中。为此，基板可以被设计成机械地固定在任意设备处。压电的促动器可以被布置和设计成使得接口以角度α相对于基板移动，用于产生触觉反馈，其中，0°≤α≤180°。如果角度α=0°，则存在接口平行于基板的移动。如果α=90°，则存在接口垂直于基板的移动。也可实现接口在任意其它的方向上相对于基板的移动。在这种情况下，接口尤其可相对于基板倾斜地移动。如果角度α在90°<α≤180°的范围内，则接口可相对于基板悬垂(ueberhangend)地布置。例如当接口是头顶显示器(英文：Overhead头顶显示器)时，可以选择如此布置接口。抬头-屏幕例如可以在车辆中使用。接口可以与基板经由柔性的连接部而连接。在此，柔性的连接部可设计成使得能实现接口相对于基板的相对移动。通过柔性的连接部可以确保接口不会移动离开基板超过最大距离，且同时始终都可以相对于基板移动，用于产生触觉反馈。柔性的连接部可以具有一个或多个弹簧。备选地或补充地，弹性的连接部可以具有柔软的材料，例如橡胶。柔性的连接部可以将接口在侧向方向上固定在基板上。备选地或补充地，柔性的连接部可以使得接口在垂直于接触敏感的表面的方向上固定在基板处。柔性的连接部可以具有弹簧、阻尼器、泡沫材料元件或橡胶缓冲件。柔性的连接部可以被设计成能实现接口相对于基板的移动，并产生预紧，为了使接口相对于基板移动须克服这种预紧。接口可以松动地安放在基板上。接口可以相对于基板自由悬浮。在这种情况下，接口可以仅机械地固定在压电的促动器处。机械的放大元件可以与接口通过粘接、拧紧、焊接、夹紧、压紧或钎焊而连接。机械的放大元件可以与接口直接连接，或者间接地通过至少一个其它的元件而连接。在这种情况下，机械的放大元件与接口的连接可以设计成使得至少放大元件的子区域不会相对于接口移动。与此相应地，该连接可以被设计成使得接口跟随机械的放大元件的子区域的移动。压电的促动器可以与基板通过粘接、拧紧、焊接或夹紧直接连接，或者间接地经由至少一个其它的元件而连接。该其它的元件例如可以是一个或多个机械的放大元件。机械的放大元件可以被构造和布置成使得子区域的在第二方向上的移动相比于压电的促动器在第一方向上的延展变化具有更大的幅度。与此相应地，放大元件可以形成传动件(Uebersetzung)，其使得促动器的在第一方向上的移动转向至第二方向，并且在这种情况下增大移动的幅度。在此，在第二方向上的移动幅度比促动器的延展变化大至少五倍，优选该幅度至少大十倍。子区域可以与压电促动器的表面间隔开地布置，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于产生触觉反馈的装置(1)，具有：/n- 带有接触敏感的表面(3)的接口(2)；/n- 压电的促动器(11)；和/n- 机械的放大元件(13a)，其中，所述机械的放大元件(13a)固定在所述压电的促动器(11)处，其中，所述机械的放大元件(13a)直接地或间接地固定在所述接口(2)处，其中，所述机械的放大元件(13a)被构造和布置成由于所述压电的促动器(11)的在第一方向(R1)上的延展的变化而变形成使得所述机械的放大元件(13a)的子区域(17a)相对于所述压电的促动器(11)在垂直于所述第一方向(R1)的第二方向(R2)上移动，并且由此对所述接口(2)施加力，其中，所述接口(2)通过施加到其上的力在侧向于所述接触敏感的表面(3)的方向(RL)上移动，或者其中，所述接口(2)通过施加到其上的力在垂直于所述接触敏感的表面(3)的方向上移动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180405 DE 102018108061.11.用于产生触觉反馈的装置(1)，具有：
-带有接触敏感的表面(3)的接口(2)；
-压电的促动器(11)；和
-机械的放大元件(13a)，其中，所述机械的放大元件(13a)固定在所述压电的促动器(11)处，其中，所述机械的放大元件(13a)直接地或间接地固定在所述接口(2)处，其中，所述机械的放大元件(13a)被构造和布置成由于所述压电的促动器(11)的在第一方向(R1)上的延展的变化而变形成使得所述机械的放大元件(13a)的子区域(17a)相对于所述压电的促动器(11)在垂直于所述第一方向(R1)的第二方向(R2)上移动，并且由此对所述接口(2)施加力，其中，所述接口(2)通过施加到其上的力在侧向于所述接触敏感的表面(3)的方向(RL)上移动，或者其中，所述接口(2)通过施加到其上的力在垂直于所述接触敏感的表面(3)的方向上移动。


2.根据前述权利要求所述的装置(1)，其中，所述接口(2)是带有接触敏感的表面(3)的屏幕。


3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述机械的放大元件(13a)的子区域(17a)固定在所述接口(2)的垂直于所述接触敏感的表面(3)的侧面(2a)处。


4.根据前述权利要求所述的装置(1)，还具有基板(4)，其中，所述压电的促动器(11)被布置和设计成使所述接口(2)相对于所述基板(4)移动，用于产生触觉的反馈。


5.根据前述权利要求所述的装置(1)，其中，所述压电的促动器(11)被布置和设计成使所述接口(2)相对于所述基板(4)以角度α移动，用于产生触觉反馈，其中，0°≤α≤180°。


6.根据前述权利要求所述的装置(1)，其中，所述接口(2)与所述基板(4)经由柔性的连接部(5)连接。


7.根据前述权利要求所述的装置(1)，其中，所述柔性的连接部将所述接口在侧向方向上固定在所述基板处，并且/或者，其中，所述柔性的连接部将所述接口在垂直于所述接触敏感的表面的方向上固定在所述基板处。


8.根据权利要求6或7所述的装置(1)，其中，所述柔性的连接部具有弹簧、阻尼器、泡沫材料元件或橡胶缓冲件。


9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置(1)，其中，所述柔性的连接部设计成能实现所述接口相对于所述基板的移动并且产生预紧，为了所述接口相对于所述基板的移动须克服所述预紧。


10.根据权利要求4或5所述的装置(1)，其中，所述接口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·诺伊维特，H·卡斯特尔，
申请(专利权)人：TDK电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE