分布式充气型触摸感测制造技术

提供了一种分布式充气型触摸感测系统

【技术实现步骤摘要】
分布式充气型触摸感测


[0001]本公开涉及人机界面，并且更明确地说，涉及分布式充气型触摸感测系统，用于降低感测电子器件的复杂性
、
实现界面特征在不使用时的易变性并且易于制造
。

技术介绍

[0002]人机界面
(HMI)
允许用户与机器交互以便控制机器的操作
。HMI
已开发成允许用户与各种机器交互，包括
(
例如
)
计算机
、
智能电话
、
车辆和工业机器
。HMI
的示例可以包括触摸屏
、
电气开关和按钮
、
旋钮
、
电容传感器
、
键盘
、
计算机鼠标等
。HMI
通常对环境条件很敏感，诸如灰尘
、
湿气或电噪声
。
此外，
HMI
可能会在其所控制的机器中或机器上占据大量空间
。
例如，如触摸屏
、
按钮和旋钮等
HMI
系统可能会占据汽车仪表板或中央控制台的很大一部分
。
此外，一些类型的
HMI(
例如，触摸屏
)
在使用期间可能不会向用户提供触觉反馈
。
尽管一些类型的
HMI(
例如，电开关和按钮
)
可以在与其交互时向用户提供策略反馈，但是这种反馈的性质和强度由
HMI
的机械设计决定，因此在使用期间不能基于
(
例如
)
用户交互的环境进行调整
。
[0003]因此，尽管当前的人机界面实现了它们的预期目的，但是仍需要一种新的且改进的系统和方法来允许用户与机器交互
。

技术实现思路

[0004]根据几个方面，提供了一种分布式充气型触摸感测系统
。
该分布式充气型触摸感测系统包括感测气囊阵列，感测气囊阵列具有第一热塑性片材，该第一热塑性片材具有内表面和外表面，内表面具有密封部分和多个非密封部分
。
感测气囊阵列还包括具有内表面和外表面的第二热塑性片材
。
内表面包括密封部分和多个非密封部分
。
此外，第一热塑性片材的内表面的密封部分固定附接到第二热塑性片材的内表面的密封部分
。
第一热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第一者和第二热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第一者形成多个气囊
。
第一热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第二者和第二热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第二者形成多个通道，多个通道中的每一者具有容积
。
多个通道与多个气囊成流体连通
。
第一热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第三者和第二热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第三者形成多个端口
。
多个端口与多个气囊成流体连通
。
该分布式充气型触摸感测系统还包括压力调节器，用于调节感测气囊阵列中的压力
。
压力调节器与多个端口中的至少一者成流体连通
。
该分布式充气型触摸感测系统还包括用于测量感测气囊阵列中的压力的多个传感器，多个传感器中的每一者与多个端口中的至少一者成流体连通
。
该分布式充气型触摸感测系统还包括与多个传感器通信的处理器，处理器配置成从多个传感器接收多个压力测量值
。
处理器还配置成确定多个气囊中的哪一者已经被用户按压
。
[0005]在本公开的其它方面，第一热塑性片材和第二热塑性片材由选自聚乙烯
、
热塑性聚氨酯和聚丙烯的材料制成
。
[0006]在本公开的另一方面，第一和第二热塑性片材的内表面的密封部分使用热封来固定附接
。
[0007]]在本公开的另一方面，处理器编程为在固定时间段内从多个传感器中的每一者接收多个压力测量值
。
处理器还编程为针对多个传感器中的每一者确定多个传感器中的每一者测量到最大压力的时间
。
处理器还编程为使用预定算法计算多个气囊中的哪一者已经被用户按压
。
预定算法至少部分基于多个传感器中的每一者测量到最大压力的时间
。
[0008]在本公开的另一方面，预定算法还包括计算多个传感器中的第一者测量到最大压力的时间与多个传感器中的第二者测量到最大压力的时间之间的差值
。
[0009]在本公开的另一方面，多个传感器中的第一者测量到最大压力的时间与多个传感器中的第二者测量到最大压力的时间之间的计算差值至少部分取决于多个通道中的每一者的容积
。
[0010]在本公开的另一方面，多个气囊和多个通道布置成形成一维阵列，并且多个传感器是三个传感器
。
[0011]在本公开的另一方面，预定算法还包括使用以下公式计算标识符值：
[0012][0013]x
限定标识符值，
t1限定多个传感器中的第一者测量到最大压力的时间，
t2限定多个传感器中的第二者测量到最大压力的时间，并且
t3限定多个传感器中的第三者测量到最大压力的时间
。
[0014]在本公开的另一方面，预定算法还包括将标识符值与对应于多个气囊中的每一者的一组预定范围进行比较
。
预定算法还包括确定多个气囊中的哪一者已经被用户按压
。
当标识符值在多组预定范围中与多个气囊中的一者的对应的一个预定范围内时，确定多个气囊中的一者已经被用户按压
。
[0015]在本公开的另一方面，通道中的至少一者包含限制
。
该限制是多孔材料
、
弯曲和横截面积减小中的至少一者
。
所计算的差值至少部分取决于通道中的限制
。
[0016]根据几个方面，提供了一种用于制造分布式充气型触摸感测气囊阵列的方法
。
该方法包括将掩模切割成限定多个气囊部分
、
通道部分和端口部分的形状
。
该方法还包括将多孔材料设置在掩模的多个通道部分中的每一者上，并且将上面设置有多孔材料的掩模附接到第一热塑性片材的内表面
。
该方法还包括移除掩模的多个通道部分，使得多孔材料保留在多个气囊部分中的每一者之间
。
该方法还包括将第二热塑性片材放置在第一热塑性片材上
。
第一和第二热塑性片材的内表面的与掩模或多孔材料接触的部分被限定为掩蔽部分
。
第一和第二热塑性片材的内表面的不与掩模或多孔材料接触的部分被限定为未掩蔽部分
。
该方法还包括将第二热塑性片材的内表面的未掩蔽部分熔合到第一热塑性片材的内表面的未掩蔽部分以形成热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种分布式充气型触摸感测系统，包括：感测气囊阵列，包括：多个气囊；多个端口；多个通道，与所述多个气囊和所述多个端口成流体连通，所述多个通道中的每一者具有容积；压力调节器，用于调节所述感测气囊阵列中的压力，其中所述压力调节器与所述多个端口中的至少一者成流体连通；多个传感器，用于测量所述感测气囊阵列中的压力，其中所述多个传感器中的每一者与所述多个端口中的至少一者成流体连通；以及处理器，与所述多个传感器通信，所述处理器配置成从所述多个传感器接收多个压力测量值，并且确定所述多个气囊中的哪一者已经被用户按压
。2.
根据权利要求1所述的分布式充气型触摸感测系统，其中所述感测气囊阵列还包括：具有内表面和外表面的第一热塑性片材，所述内表面具有密封部分和多个非密封部分；以及具有内表面和外表面的第二热塑性片材，所述内表面具有密封部分和多个非密封部分，其中所述第一热塑性片材的内表面的密封部分固定附接到所述第二热塑性片材的内表面的密封部分，并且所述第一热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第一者和所述第二热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第一者形成所述多个气囊，并且所述第一热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第二者和所述第二热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第二者形成所述多个通道，其中所述多个通道与所述多个气囊成流体连通，并且所述第一热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第三者与所述第二热塑性片材的内表面的多个非密封部分中的第三者形成所述多个端口，其中所述多个端口与所述多个气囊成流体连通，并且其中所述第一热塑性片材和所述第二热塑性片材由选自聚乙烯
、
热塑性聚氨酯和聚丙烯的材料制成
。3.
根据权利要求2所述的分布式充气型触摸感测系统，其中所述第一热塑性片材的内表面的密封部分和所述第二热塑性片材的内表面的密封部分使用热封来固定附接
。4.
根据权利要求1所述的分布式充气型触摸感测系统，其中所述处理器编程为在固定时间段内从所述多个传感器中的每一者接收多个压力测量值，为所述多个传感器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：密歇根大学的董事会，
类型：发明
国别省市：