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1、(10)申请公布号 CN 103885581 A (43)申请公布日 2014.06.25 CN 103885581 A (21)申请号 201310705959.0 (22)申请日 2013.12.19 61/745,250 2012.12.21 US G06F 3/01(2006.01) (71)申请人 德昌电机 （深圳） 有限公司 地址 518125 广东省深圳市宝安区沙井镇新 二工业村 (72)发明人 理查德路易斯帕安尼 (74)专利代理机构 深圳市德力知识产权代理事 务所 44265 代理人 林才桂 (54) 发明名称 触觉反馈装置 (57) 摘要 本发明公开了一种触觉反馈装置， 包。
2、括固定 框和承载件 ； 安装在固定框上的第一极元件 ； 安 装在承载件上的第二极元件 ； 一个用户界面安装 于或包括承载件并设置为接收脉冲 ； 一个电磁线 圈， 设置在第一极元件和第二极元件其中之一上， 电磁线圈根据接收脉冲而选择性地充电 ； 和一个 悬挂系统， 将承载件连接在固定框上， 使承载件和 固定框在第一方向上可相对移动， 其中， 第一极元 件和第二极元件分别对应安装在固定框和承载件 上， 以当电磁线圈不充电时， 在第一方向上形成一 个空气间隙。悬挂系统与第一极元件和第二极元 件物理分离， 并当电磁线圈充电时以将第二极元 件向第一极元件驱动时， 允许固定框和承载件之 间在所述第一方向上。
3、相对运动。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 13 页 附图 11 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书13页 附图11页 (10)申请公布号 CN 103885581 A CN 103885581 A 1/2 页 2 1. 一种触觉反馈装置， 包括固定框和承载件， 其特征在于， 触觉反馈装置还包括 ： 安装在所述固定框上的第一极元件 ； 安装在所述承载件上的第二极元件 ； 一用户界面安装于或包括所述承载件并设置为接收脉冲 ； 一电磁线圈， 设置在所述第一极元件和第二极元件其中之一上， 所述电磁线圈根据接 。
4、收脉冲而选择性地充电 ； 和 一悬挂系统， 将所述承载件连接在固定框上， 使承载件和固定框在第一方向上可相对 移动， 其中， 当所述电磁线圈不充电时， 第一极元件和第二极元件在第一方向上形成一个空 气间隙 ； 其中， 所述悬挂系统与第一极元件和第二极元件物理分离， 并当所述电磁线圈充电时 以将第二极元件向第一极元件驱动时， 允许所述固定框和承载件之间在所述第一方向上相 对运动。 2. 如权利要求 1 所述的触觉反馈装置， 其中所述第一极元件与所述固定框物理连接 ； 所述固定框通过所述悬挂系统与所述承载件连接 ； 所述承载件与所述第二极元件物理连 接。 3. 如权利要求 1 所述的触觉反馈装置，。
5、 其中所述承载件和固定框通过所述悬挂系统彼 此连接但不通过包括第一极元件和第二极元件中任何一个元件的组件连接。 4. 如权利要求 1 所述的触觉反馈装置， 其中所述第一极元件不通过将第二极元件连接 到承载件的共用连接组件与所述固定框连接。 5. 如权利要求 1 所述的触觉反馈装置， 其中所述第一极元件与所述固定框直接固定连 接， 所述第二极元件与所述承载件直接固定连接。 6. 如权利要求 1 所述的触觉反馈装置， 其中所述悬挂系统包括至少两个在第一方向上 间隔设置的悬挂元件。 7. 如权利要求 6 所述的触觉反馈装置， 其中所述至少两个悬挂元件包括在自然状态下 在与所述第一方向垂直的平面上延伸。
6、的部分。 8. 如权利要求 6 所述的触觉反馈装置， 其中所述至少两个悬挂元件包括第一悬挂元件 组和第二悬挂元件组， 所述第一悬挂元件组在一个第一平面内延伸并在该第一平面内彼此 间隔， 所述第二套悬挂元件在一个第二平面内延伸并在该第二平面内彼此间隔， 所述第一 平面和第二平面彼此间隔并与第一方向垂直。 9. 如权利要求 8 所述的触觉反馈装置， 其中每个悬挂元件包括用于多方向上运动的圆 形横截面的弹性栓体。 10. 如权利要求 1 所述的触觉反馈装置， 其中所述悬挂系统配置为使得触觉运动在多 个方向上运动。 11. 如权利要求 10 所述的触觉反馈装置， 其中所述触觉反馈装置进一步包括 ： 安。
7、装在所述固定框上的第三极元件 ； 安装在所述承载件上的第四极元件 ； 和 一个第二电磁线圈， 设置于所述第三极元件和第四极元件其中之一上， 所述电磁线圈 根据接收脉冲而选择性地充电， 权 利 要 求 书 CN 103885581 A 2 2/2 页 3 其中所述第三极元件和第四极元件彼此之间当所述第二电磁线圈不充电时， 在与第一 方向垂直的第二方向上形成一个空气间隙。 12. 如权利要求 1 所述的触觉反馈装置， 其中， 所述承载件包括一承载框及从所述承载 框沿承载框厚度方向延伸的安装座， 第一极元件固定安装至所述安装座。 权 利 要 求 书 CN 103885581 A 3 1/13 页 4。
8、 触觉反馈装置 技术领域 0001 本发明涉及一种能够对用户操作或输入设备的运行提供一种触觉反馈的装置， 特 别是涉及一种提供压力反馈的装置。 背景技术 0002 一些装置为用户或操作者提供触觉反馈， 以使操作者确信自己试图进行的操作已 经确认得到接收。 例如， 对于一些计算机输入设备而言， 提供点击感知的鼠标或其它指针设 备的情况即是如此。 相对而言， 一些例如触摸屏之类的设备无法提供点击或其它感知确认。 基于这个原因， 有待运用触觉技术来提供基于用户输入产生的触摸屏振动， 以为用户提供 反馈以确认触摸屏已接受输入。一般而言，“触觉技术” 是指利用向用户通过施加力、 振动或 其它运动造成触觉。
9、感知的技术。 0003 图 13 示出一种示范性触觉执行器， 其中一个运动件 （横向视图下为水平剖面线示 出） 通过两个弹簧件 （水平方向上分离） 和两个极支撑件辅件 （竖直方向上分离） 弹性安装在 固定框 （竖直剖面线示出） 。 图13A示出极支撑件辅件的一种状态， 其中极元件上的线圈没有 充电。图 13B 示出极支撑件辅件的另一种状态， 其中极元件上的线圈被充电。每个极支撑 件辅件的弹性边框设置对立边， 一个边通过两个紧固件 （圆圈示出） 安装到固定框上， 另一 个边通过同样的两个紧固件安装到运动件上。 每个辅件上的两个极元件通过连接臂连接于 辅件框。当线圈没有被充电时， 每个极支撑件辅件。
10、的外框如图 13A 所示为长方形。当线圈 被充电后， 极元件互相吸引， 这样弹性框变形 （如图 13B 箭头所示） 为非矩形的平行四边形。 0004 在组装每个极支撑件辅件时， 两个极元件之间设置特定的间隙尺寸。 但是， 如果极 支撑件辅件 （相对固定框或运动件） 在固定时位置不精确， 极支撑件辅件的弹簧框会变形， 从而对非充电状态下的初始间隙尺寸产生不利的影响。 0005 因此， 如图 13 所示的设备的两个极支撑件辅件在两个水平放置的弹簧件之外还 有效地提供了悬挂措施。 两个极支撑件辅件提供的悬挂系统可能导致干扰并增加性能的不 可预测性 （如上文所述的初始间隙尺寸） 。 元件数量越多， 恶。
11、性干扰的潜在可能性就越大。 例 如位移和加速等级等测量属性会在不同的组装产品之间形成很大差别， 从而降低质量和用 户满意度。 0006 图 14 示出了 “A300” 触觉执行器。A300 触觉执行器使安装在固定框和运动件 （例 如其可以支撑一个用户输入设备） 之间的连接设备。 运动件和固定框并未在图中示出。 A300 触觉执行器包括一个执行器框架 179 或壳体， 壳体环绕第一极元件 180 和第二极元件 182， 在 A300 执行器中第一极元件 180（其上围绕电磁线圈 184） 固定设置在执行器壳体 179 上。 执行器壳体 179 固定设置在固定框 （图中未示出） 上。加长的 U 形。
12、弹簧件 180 将第二极元 件 182 连接到执行器壳体 179。第二极元件 182 在弹簧件 187 的内腔内受到支撑。第一极 元件 180 和第二极元件 182 之间形成间隙 191。弹簧件 187 在与该间隙平行的方向上设置 一内腔， 该内腔包括一朝向第一极元件 180 和线圈 184 的腔口。第二极元件 182 安装在腔 口内。弹簧件 187 相对于腔口的背面与组件 185 连接。组件 185 与运动件 （图中未示出） 连 说 明 书 CN 103885581 A 4 2/13 页 5 接。 0007 如图 13 和图 14 所示现有技术中的触觉设备依赖于分离且不同的执行器单元。触 觉。
13、设备带有两个设置于固定框和运动件之间的极元件来提供触觉效果。 这些触觉单元被限 制在约 300 微米的执行行程内， 因此执行器单元对于静止间和运动件的组装必需精确。而 且， 由于缺乏效率， 每个组件通常需要数个执行器元件。 这些执行器元件通常包括一个用于 驱动第二极元件的弹簧和一些用于固定两个极元件的壳体， 这两个极元件在执行器单元内 相对设置。 发明内容 0008 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中触觉执行器安装时容易造成变 形， 导致振动触觉欠缺或相互干涉的缺陷。 0009 在本发明的一个原理下， 触觉反馈装置包括固定框、 承载件、 用户界面、 一套极元 件和一个悬挂系统。固定框上。
14、面安装第一极元件。承载件相对于固定框至少在一个方向上 运动。 承载件上安装第二极元件。 用户界面安装于或包括承载件并设置为接收脉冲信号 （如 用户信号） 。一个电磁线圈设置在第一极元件和第二极元件其中之一上。电磁线圈接收用 户脉冲从而选择性地充电。第一极元件和第二极元件各自对应固定框和承载件分开设置， 以在电磁线圈未充电时在第一方向上形成空气间隙。第一方向相当于至少一个维度方向。 悬挂系统将承载件连接在固定框上， 并并当所述电磁线圈充电时以将第二极元件向第一极 元件驱动时， 允许所述固定框和承载件之间在所述第一方向上相对运动。 0010 在一个示范性实施例中， 悬挂系统与第一极元件和第二极元件。
15、物理分离。悬挂系 统包括与固定框物理连接的第一极元件， 通过所述悬挂系统与承载件连接的固定框， 和与 所述第二极元件物理连接的承载件。在一个实施例中，“物理连接” 表示直接的物体接触。 0011 在一个示范性实施例中， 承载件和固定框通过悬挂系统彼此连接但不通过包括第 一极元件和第二极元件中任何一个元件的组件连接。在一个示范性实施例中， 第一极元件 不通过将第二极元件连接到承载件的共用连接组件与所述固定框连接。 在一个示范性实施 例中， 承载件和固定框仅通过悬挂系统彼此连接。 在一个示范性实施例中， 第一极元件与固 定框固定连接， 第二极元件与承载件固定连接。 0012 在一个示范性实施例中，。
16、 用户界面包括一或多个实体脉冲反应按键， 例如按压按 键。在另一个实施例中用户界面包括用以感应用户脉冲位置的透明的二维矩阵。透明的用 户界面覆盖在液晶屏上。液晶屏根据多个二维矩阵的位置显示多个输入操作。 0013 在一个示范性实施例中， 显示屏安装在固定框内， 从而不与承载件一起运动。 在另 一个示范性实施例中， 显示屏安装在承载件内并与承载件共同运动。 0014 在一个示范性实施例中， 悬挂系统包括至少两个在第一方向上间隔设置的悬挂元 件。其中至少两个悬挂元件包括在自然状态下在与第一方向垂直的平面上延伸。在另一个 示范性实施例中， 至少两个悬挂元件包括第一套悬挂元件和第二套悬挂元件， 第一套。
17、悬挂 元件在一第一平面内延伸并在该第一平面内彼此间隔， 第一套悬挂元件在一第二平面内延 伸并在该第二平面内彼此间隔， 第一平面和第二平面彼此间隔并与第一方向垂直。在一个 示范性实施例中， 每个悬挂元件包括圆形横截面的弹性栓体， 该弹性栓体配置为在多个方 向上运动。 说 明 书 CN 103885581 A 5 3/13 页 6 0015 在一个示范性实施例中， 每个极元件包括 L 形层叠结构， 其中第一极元件和第二 极元件的长边平行于第一方向。 0016 在一个示范性实施例中， 触觉反馈装置包括一个安装在固定框上的电路板， 电路 板包括基于接收脉冲产生线圈充电信号的处理器。 0017 在一个示。
18、范性实施例中， 触觉反馈装置还包括第二套极元件。第二套极元件包括 安装在固定框上的第三极元件、 安装在承载件上的第四极元件和一个第二电磁线圈。第二 电磁线圈设置于第三极元件和第四极元件其中之一上， 电磁线圈根据接收脉冲而选择性地 充电。其中第三极元件和第四极元件彼此之间当所述第二电磁线圈不充电时， 在与第一方 向垂直的第二方向上形成一个空气间隙。 0018 在本发明的另一个原理涉及一个组装触觉反馈装置的方法。制造方法包括 （1） 将 一个用户界面安装到或组合到承载件上 ；（2） 通过悬挂系统将承载件连接到固定框上， 使 得承载件相对固定件在至少一个方向上运动 ；（3） 将第一极元件安装到固定框。
19、上， 另外将 第二极元件安装到承载件上， 悬挂系统与第一极元件和第二极元件物理分离 ；（4） 在第一 极元件和第二极元件之间设定空气间隙尺寸。 0019 在一个示范性实施例中， 悬挂系统与第一极元件和第二极元件物理分离包括与固 定框物理连接的第一极元件， 通过所述悬挂系统与承载件连接的固定框， 和与所述第二极 元件物理连接的承载件。在一个实施例中，“物理连接” 表示直接的物体接触。 0020 在一个示范性实施例中， 组装方法包括承载件和固定框通过悬挂系统彼此连接但 不通过包括第一极元件和第二极元件中任何一个元件的组件连接。 0021 在一个示范性实施例中， 组装方法包括第一极元件与固定框固定连。
20、接， 第二极元 件与承载件固定连接。 0022 在一个示范性实施例中， 组装方法包括在用户界面上设置一或多个实体脉冲反应 按键。 0023 在一个示范性实施例中， 组装方法包括在用户界面中设置用以感应用户脉冲位置 的透明的二维矩阵， 将透明的用户界面覆盖在液晶屏上， 液晶屏根据多个二维矩阵的位置 显示多个输入操作。 0024 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将显示屏安装在固定框上。 0025 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将显示屏安装在承载件上。 0026 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将悬挂系统设置为包括至少两个在第一方 向上间隔设置的悬挂元件。 0027 在一个示范性实施例。
21、中， 组装方法包括将其中至少两个悬挂元件设置为在自然状 态下在与第一方向垂直的平面上延伸。 0028 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将至少两个悬挂元件设置为包括第一套悬 挂元件和第二套悬挂元件， 第一套悬挂元件在一第一平面内延伸并在该第一平面内彼此间 隔， 第一套悬挂元件在一第二平面内延伸并在该第二平面内彼此间隔， 第一平面和第二平 面彼此间隔并与第一方向垂直。 0029 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将每个悬挂元件设置为包括圆形横截面的 弹性栓体， 该弹性栓体配置为在多个方向上运动。 0030 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将每个极元件设置为包括 L 形层叠结构， 说 明 。
22、书 CN 103885581 A 6 4/13 页 7 其中第一极元件和第二极元件的长边平行于第一方向。 0031 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将电路板安装在固定框上， 电路板包括基 于接收脉冲产生线圈充电信号的处理器。 0032 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将第三极元件安装在固定框上的， 将第四 极元件安装在所述承载件上和将一个第二电磁线圈设置于第三极元件和第四极元件其中 之一上， 电磁线圈根据接收脉冲而选择性地充电。其中第三极元件和第四极元件彼此之间 当所述第二电磁线圈不充电时， 在与第一方向垂直的第二方向上形成一个空气间隙。第二 方向对应于第二维度的运动， 第二方向与第一。
23、方向垂直。 0033 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将固定框安装在汽车仪表板上。 0034 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将固定框安装在文件处理设备的控制面板 中。 0035 在一个示范性实施例中， 组装方法包括将固定框安装在自动银行设备的控制面板 中。 0036 本发明中， 上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合， 即得本发明各 较佳实施例。 0037 本发明的积极进步效果在于 ： 该触觉反馈装置安装精确， 极元件之间的间隙不会 受到装配步骤程序的影响， 结构简单。 附图说明 0038 图 1A 根据本发明一个示范性实施例示出了控制单元的主视图， 其中控制单元包 括一个采。
24、用触摸屏类型用户界面的触觉反馈设备。 0039 图 1B 根据本发明一个示范性实施例示出了控制单元的主视图， 其中控制单元包 括一个采用机械按键类型用户界面的触觉反馈设备。 0040 图 2 示出了一个示范性触觉反馈设备的展开示意图， 其中包括第一类型悬挂系 统。 0041 图 3 是图 2 所示触觉反馈设备组装后的示意图。 0042 图 4 根据一示范性实施例示出了触觉反馈设备所使用的一套极元件和线圈的立 体示意图。 0043 图 5 示出了一个示范性触觉反馈设备的展开示意图， 其中包括第二类型悬挂系 统。 0044 图 6 是图 5 所示触觉反馈设备组装后的示意图。 0045 图 7 示出。
25、了一个示范性触觉反馈设备的展开示意图， 其中包括第三类型悬挂系 统。 0046 图 8 是图 7 所示触觉反馈设备组装后的示意图。 0047 图 9 是根据一个示范性实施例中的一种电路板类型的示意图， 该电路板可以运用 于邻接各种提供同一等级运动反馈类型的触觉反馈设备。 0048 图 10 是根据另一个示范性实施例中的一种电路板类型的示意图， 该电路板可以 运用于邻接各种提供运动反馈类型的触觉反馈设备， 该触觉设备尤其可以提供多等级运动 反馈。 说 明 书 CN 103885581 A 7 5/13 页 8 0049 图 11 根据一个示范例模式示出了一个运行触觉反馈设备的流程图。 0050 。
26、图 12 根据本发明实施例阐述了一个制造触觉反馈设备的方法的流程图。 0051 图 13 是第一种现有技术设备的剖视图。 0052 图 13A 是图 13 所示极支撑件辅件的放大图， 其中线圈未被充电。 0053 图 13B 是图 13 所示极支撑件辅件的放大图， 其中线圈被充电。 0054 图 14 是第二种现有技术设备的立体图。 具体实施方式 0055 在下述阐述中， 具体细节如特定的工艺、 界面、 技术等为用于阐述的目的并不构成 限制， 以保证这里所揭示的技术方案能够被详细彻底的理解。 然而， 本领域的技术人员能够 理解这里揭示的技术能够运用在这些具体细节以外的具体实施例中， 这样本领域。
27、的一般技 术人员能够将技术原则贯彻为各种实施方式， 即使这些实施方式没有在此处进行详细的描 述或显示， 但这些实施方式仍然落在技术原则当中并且没有超出其精神和范围。在一些实 施例中， 一些熟知的设备、 电路和方法并未进行细节描述， 以免这里所揭示的技术描述受到 不必要的细节冗余阐述。所有在这里进行的有关原则、 视角和具体实施例的阐述包括了结 构和功能的等同方式。 另外， 这些等同方式包括当前已知的等同物和进一步发展的等同物， 例如所有进一步发展的能够实施同样功能的元件， 即使结构可能有所不同。 0056 例如， 本领域的一般技术人员能够理解此处的框图能够代表将技术原则具体化了 的示意性电路和其。
28、他功能单元的概念性原理。类似地， 任何流程图、 状态转换图、 程序代码 或其他类似物被具体阐述， 这些类似物可被计算机可读媒介物具体描述， 并被计算机或处 理器执行， 即使这些计算机或处理器在此处没有进行详细阐述。各种元件的功能包括功能 性模块， 包括但不限于这些被称之为 “计算机” 、“处理器” 或 “控制器” 。这些功能性模块能 够通过使用诸如电路硬件和 / 或能够执行以代码指令方式储存在计算机可读媒介中的软 件的硬件。这样， 这些功能和阐述的功能性模块能够通过硬件应用和 / 或软件应用， 从而实 现自动化应用。 0057 就硬件应用而言， 功能性模块可以包括数字信号处理器 （DSP） 硬。
29、件、 精简指令集处 理器、 硬件 （如数字或模拟） 电路包括但不限于特定用途集成电路 （ASIC） 和 / 或可编程逻辑 器件 （FPGA） 和能够执行这些功能的状态机器。 0058 就计算机应用而言， 计算机可以理解为包括一个或多个处理器或者一个或多个控 制器， 这些计算机处理器和控制器术语能够在此处进行可交换地使用。这些功能能够通过 单个的计算机处理器或控制器实现， 通过一共享的计算机处理器或控制器实现， 或通过多 个独立的计算机处理器或控制器实现， 他们中的一部分可以被共享或分配。而且，“处理器” 或 “控制器” 的技术术语的使用应当被解释为其他能够运行这样功能和 / 或执行软件的硬 件。
30、， 例如上述的示范性硬件。 0059 “示范性实施例” 的术语指的是明显的、 不做限制的实施例， 这些实施例并不需要 在此处揭示的技术范围内对所有的实施例进行特征化描述。 0060 图 1A 示出了作为触觉反馈装置 20A 运行的控制单元。图 1A 是从用户和操作者与 触觉反馈装置 20A 交互的视角上进行描述。这样， 图 1A 通过了一个非穷尽性的实施例描 述， 阐述了触觉反馈装置的用户界面如何在该用户界面透明地覆盖于或协同于图形显示下 说 明 书 CN 103885581 A 8 6/13 页 9 向用户操作者进行显示。特别地， 图 1A 所示的用户界面是一个触摸屏， 该触摸屏覆盖于汽 车。
31、控制单元的图像描述 （例如 LCD、 LED 或其他显示类型） 之上。举例而言， 图 1A 的图像描述 包括温度控制部分和音响控制部分。温度控制部分包括第一套三角形符号， 当这些符号被 用户操作者触摸时， 风扇转速会被提高或降低。 音响控制部分包括八边形的符号， 当这些符 号被用户操作者触摸时， 选择 AM 或 FM 的无线电接收。音响控制部分进一步包括三角形符 号， 这些三角形符号被用户操作者触摸时增加或减少所选择的无线电接收频段的类型。音 响控制部分进一步包括圆形符号， 这些圆形符号被用户操作者触摸时， 调整接收器至预先 设定的频段。 0061 图 1A 的图形显示中哪一个符号被用户操作者。
32、触摸 （例如， 哪一个符号接受了一个 用户脉冲） 可以被位置传感器所确定， 该位置传感器属于一个 X-Y 矩阵形式的透明的压力 传感薄膜， 该 X-Y 矩阵包括用户界面并以其透明特质使得设置在其下方的图形表示显露出 来。当然， 图 1A 中的图形表示只是一个举例， 其他简单或复杂的图形表示和适合其他设备 和环境类型的图形形状同样可以适用。 0062 图 1A 示范性地示出一个包括透明的二维矩阵的用户界面的实施例， 该二维矩阵 设置为感知接收脉冲位置 （如用户或触觉脉冲） 。透明的用户界面覆盖于一个显示屏或其他 设置为用图形来阐述多个输入运行的物体， 该输入运行与用户界面的二维矩阵的多个位置 对。
33、应。 0063 图 1B 示出了作为触觉反馈装置 20B 运行的控制单元。图 1B 也是从用户和操作者 的视角上进行描述。触觉反馈装置 20B 的用户界面包括多个能够被用户机械按压的按键 或开关。当按键上的压力输入被感知时， 例如电容等物理参量可以产生变化， 从而向处理 器发送信号。图 1B 所示的触觉反馈装置所运用的环境可以是银行业所使用的自动出纳机 （ATM） 。这样图 1B 就阐述了用户界面的另一实施例， 该用户界面包括一或多个例如可按压 按键的实体脉冲反应元件， 图 1A 和图 1B 仅是用来阐述根据本发明所揭露技术中的触觉反 馈装置的两个不同的用户界面， 和两个不同的触觉反馈装置的使。
34、用环境。 在本文中术语 “触 觉反馈装置” 或 “触觉反馈装置 20” （或其它最初的的译文） 一般用来表述此处所包含的任 何合适的触觉体验， 包括但不限于图 1A 中的触摸屏类型的触觉反馈装置 20A 和图 1B 中的 触压按键类型的触觉反馈装置20B， 也不受配置、 安装或使用环境的限制。 因此， 如图2、 图5 和图 7 中的具体实施方式所示的不同具体示范性实施例， 例如可以包括图 1 所示的触摸屏 类型的用户界面， 或图 1B 所示的按压按键类型的图形界面， 或其他任何并非触觉反馈装置 的关键运行结构的图形界面。 0064 图2所示为触觉反馈装置20的展开结构示意图， 触觉反馈装置20。
35、包括固定框40、 相对于固定框可在至少一个方向上运动的承载件 42、 设置为接收用户输入的用户界面 44、 极元件的组合 46 以及悬挂系统 48。其中， 用户界面 44 安装在承载件 42 上或与承载件 42 形成一体。 在一示范性实施例中， 用户界面44可以独立制成并与承载件42连接或安装。 在 另一个实施例中， 用户界面 44 可以包括或与承载件 42 一体成形。 0065 每个固定框40、 承载件42和用户界面44在一X-Y平面内大致为矩形， 该X-Y平面 与图 1A 和图 1B 中的平面大致平行。承载件 42 可以采用中空矩形运载框形状， 该运载框包 括两个长元件 52X 和两个短元。
36、件 52Y， 长元件 52X 沿 X 方向延伸， 两长元件 52X 在 Y 方向上 分离。短元件 52Y 沿 Y 方向延伸， 两短元件 52Y 在 X 方向上分离。每个元件 52X 和 52Y 的 说 明 书 CN 103885581 A 9 7/13 页 10 内表面形成一承载肩 54， 其容纳并支撑用户界面 44。一个大致为矩形的极安装座 56 设置 在其中一个长元件 52X 的下方， 即极安装座 56 沿承载件运载框的厚度方向延伸， 所述极安 装座 56 在 X-Y 平面内的投影边界未超出运载框在 X-Y 平面内的投影边界。 0066 承载件 42 和固定框 40 可以使用任何合适的材料。
37、装配， 比如塑料、 铝或镁。 0067 在图 2 所示的特定实施例中， 用户界面 44 为透明的触摸屏形式， 其包括与电子元 件配合运行的X-Y矩阵检测器， 以为触摸屏的X-Y矩阵中的具体位置提供指示， 触摸屏可以 接受用户输入， 如用户手指的触摸或人工控制的接触。用户界面 44 的透明触摸屏可以包括 矩阵薄膜， 该矩阵薄膜包括带状电缆或其他连接到例如处理器 58 的电子元件的传输设备。 处理器 58 和其他电子元件可以安装在电路板 60 上。在所述具体实施例中， 电路板 60（处 理器 58 面朝下设置） 受到固定框 40 的支撑。虽然用户界面 44 在图 2 中显示为一个元件， 用户界面 。
38、44 实际上包括透明薄膜触摸屏和透明背板， 如背板玻璃。用户界面 44， 包括其透 明薄膜触摸屏和透明背板， 装入承载件 42 的内侧使得用户界面 44 的边缘容纳于和 / 或被 支撑在承载肩 54 上。用户界面 44 在承载肩 54 的位置可以通过粘结剂、 环氧树脂或其他的 紧固方式密封用户界面 44 与承载肩 54 之间的间隙。这样承载件 42 携带用户界面 44 可相 对固定框 40 在数个方向上移动。 0068 在图 2 所示的示范性实施例中， 用户界面 44 覆盖在， 或直接包括， 显示屏 64 或其 类似物上。显示屏 64 被配置为图形显示多个输入操作， 其对应于用户界面二维矩阵的。
39、多个 位置。显示屏 64 可以是一个适合在用户界面 44 上重叠显示位置的液晶显示屏或其他显示 设备 （如 LED） ， 用户界面 44 对应能够被操作者 “按压” 的 “开关” 或 “按键” 。该显示设备同 时可以显示与每个按键或开关对应的说明性文字。显示屏 64 的操作电子元件设置在电路 板 60 上， 包括显示驱动， 同时可以与处理器 58 连接以协调操作。显示屏 64 在 X-Y 平面上 呈现矩形， 其尺寸最好能够容纳于承载件 42 的矩形运载框内。在一个示范性实施例中， 显 示屏 64 安装在固定框 40 上， 这样显示屏 64 也保持固定。在这个固定安装的实施例中， 显 示屏 64。
40、 可以安装在承载件 42 的矩形运载框 （图中没有 52） 的内边缘内， 但并不与元件 52X、 52Y 接触， 安装在承载件 42 内的显示屏 64 不防碍承载件 42 的运动。这样在显示屏 64 和用 户界面 44 之间形成空气间隙， 用户界面 44 重叠于显示屏 64 之上以使得用户界面可相对于 显示屏 64 运行 （例如振动） 。在这个固定安装实施例中， 承载肩 54 在进行触觉反馈时不发 生运动， 这样显示屏 64 上的图像不至于发生模糊。 0069 在另一个示范性实施例中， 显示屏 64 固定安装在承载件 42 （而不是固定框 40） 上， 从而和承载件 42 一起运动。例如用户界。
41、面 44 和承载件 42 和极元件的组合 46 可以形成一 个成套部件， 从而提高制造效率并降低成本。在这个实施例中， 显示屏 64 会在一个短时间 内轻微的运动 （例如振动） ， 此时用户操作者无法看清显示屏 64。 0070 固定框 40 在 X-Y 平面内还有一个大致矩形的覆盖区。固定框 40 的上表面可以承 载下方的电路板60， 或直接包括电路板60。 如上所述， 在一个可替换的实施例中， 固定框40 的上表面可以安装显示屏 64。固定框 40 的每个框角含有一个框架支脚 66。排列于 Y 方向 上的一对框架支脚 66 的远端通过在 Y 方向上延伸的支脚架 68 连接。固定框 40 的。
42、长边 （例 如在 X 方向上延伸的边） 在边界上设置有一个凹口 70， 凹口 70 设置在 X 方向上的边缘中间 位置。在组装触觉反馈装置 20 时凹口 70 用以容纳支撑于承载件 42 的极安装座 56。固定 框 40 的上表面的下方还包括两个支撑于其上的安装栓 72。 说 明 书 CN 103885581 A 10 8/13 页 11 0071 固定框40包括安装于其上的第一极元件80。 承载件42包括安装于其上的第二极 元件 82。电磁线圈 84 可以设置在任何一个极元件上， 但在所述实施例中设置在第一极元 件 80 上， 如上所述第一极元件 80 安装在固定框 40 上。这样第一极元件。
43、 80 与设置在其上 的电磁线圈 84 可以被视为 “定子” 。第二极元件 82 可以被视为 “电枢” 。在另一个示范性 实施例中， 电磁线圈 84 可以设置在第二极元件 82 上。 0072 图 4 示出了极元件组合 46 的具体结构。极元件组合 46 包括第一极元件 80、 第二 极元件 82 和电磁线圈 84。第一极元件 80 安装在固定框 40 上。就组合件而言， 第一极元 件80设置孔86， 孔86以压入配合或以其他方式固定安装在固定框40下端的安装栓72上。 第二极元件 82 类似地设置孔 88， 第二极元件通过紧固件 89 穿过孔 88 安装在承载件 42 的 极安装座 56 上。
44、。 0073 第一极元件 80 和第二极元件 82 大致显示为 “L” 形状， 在一个非限定性实施例中， 每一个第一极元件80和第二极元件82包括由若干导磁材料如软铁材料片或板层叠而成的 结构。极元件的 “L” 形状中的长边在 X 方向上延伸， 而短边在 Y 方向上延伸。电磁线圈 84 包括绝缘线轴 90 或其他类似物， 涂敷绝缘层的导线或磁导线缠绕在线轴 90 上。线轴 90 内 部中空， 以使极元件 80 通过。可替换地， 线轴 90 可以包括极元件， 其上缠绕磁导线。 0074 出于精简结构的目的， 第一极元件 80 和第二极元件 82 较佳地但非必要地安装在 由用户界面 44、 承载件。
45、 42 和显示屏 64 组成的组合结构的下方， 以使得第一极元件 80 和第 二极元件 82 处在组合结构的边界 （俯视投影时） 之内。出于上述或其它理由， 及为了显示重 叠的位置， 在一些实施例中第一极元件 80 和第二极元件 82 使用虚线表述。 0075 如图 4 所示， 在电磁线圈 84 未充电时， 第一极元件 80 和第二极元件 82 之间形成 间隙 91。在电磁线圈 84 未充电时， 空气间隙 91 的尺寸由第一极元件 80 和第二极元件 82 的位置限定。尤其是形成两个间隙 91。第一间隙形成于第一极元件 80 的长边和第二极元 件 82 的短边之间， 第二间隙形成于第二极元件 。
46、82 的长边和第一极元件 80 的短边之间。两 个间隙 91 为相同尺寸， 共同被称为 “空气间隙” 或 “间隙” 。第一极元件 80 和第二极元件 82 依次分别安装于固定框 40 和承载件 42 上。第一极元件 80 和第二极元件 82 的分别独立安 装能够在电磁线圈 84 没有充电时使它们之间的空气间隙 91 在第一方向上精确限定。 0076 这样， 与图 13 和图 14 阐述的现有技术不同， 第一极元件 80 和第二极元件 82 并非 由独立的执行器单元支撑， 这种方式提供一种 “隐执行器” 或 “无执行器” 的触觉设备。那 些现有技术中的执行器单元包括所有的极元件并限定所有极元件的。
47、位置， 使得在安装固定 框和运动件之前就预限定了空气间隙。这样， 执行器单元对于固定框和运动件而言作为中 间元件进行连接。 0077 本发明揭示的技术方案与现有技术在很多方面有所不同。例如， 悬挂系统 48 与第 一极元件 80 和第二极元件 82 物理分离。在一示范性实施例中， 悬挂系统 48 与第一极元件 80和第二极元件82均分离， 此时第一极元件80与固定框40物理连接， 随后固定框40通过 悬挂系统 48 物理连接到承载件 42 上， 承载件 42 随后物理连接到第二极元件 82。在一个非 限定性实施例中， 物理连接是指物体直接接触。 0078 与现有技术不同的另一个实施例中， 第一。
48、极元件 80 并不通过常用的中间组件 （这 些中间组件同样将第二极元件 82 安装在承载件 42 上） 安装在固定框 40 上。进一步地， 在 一个实施例中固定框 40 和承载件 42 通过悬挂系统 48 连接， 而不是通过一个包括第一极元 说 明 书 CN 103885581 A 11 9/13 页 12 件 80 和第二极元件 82 的独立执行器元件连接 （这种方式提前限定了第一极元件 80 和第二 极元件 82 的空气间隙 91） 。在另一实施例中， 承载件 42 和固定框 40 仅通过悬挂系统 48 连 接。这些不同的实施例如文中阐述的那样使空气间隙 91 的精确设置变得容易。 007。
49、9 而且， 在一个实施例中第一极元件 80 安装在固定框 40 上， 第二极元件 82 安装在 承载件 42 上， 使得间隙 91 的尺寸 （电磁线圈未充电时） 仅仅依赖于第一极元件 80 安装在固 定框 40 上的位置和第二极元件 82 安装在承载件 42 上的位置。这样， 间隙 91 的尺寸不会 受到悬挂系统 48 的影响。 0080 如一示范性实施例中所示， 承载件 42 和固定框 40 仅通过悬挂系统 48 彼此连接。 尤其是， 在一个示范性实施例中， 承载件 42 和固定框 40 仅通过悬挂系统 48 连接， 而不通过 第一极元件 80 和第二极元件 82 上的组件连接。就这一点而言， 悬挂系统 48 不包括或承载 任何第一极元件 80 或第二极元件 82。 0081 如本发明叙述， 电磁线圈84在用户界面44收到用户输入后进行充电， 导致第二极 元件 82 被吸引到了第一极元件 80 上， 从而减少了间隙 91。第一极元件 80 和第二极元件 82。