[发明专利]可重构的双稳态装置

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及可变形的双稳态装置，且更具体地涉及可用于用户输入应用的可重构的双稳态装置。

背景技术

用户输入装置（诸如按压按钮）在很多装置中经常使用。计算机、电话、和车辆控制板仅是需要某种用户输入的各种应用中的一些。很多这种用户输入装置是简单开关的形式，其中，激励开关将发送与分配给用户输入装置的功能相对应的电信号。这种开关典型地在除了被致动动作期间之外的所有时间保持固定的位置。例如，开关的默认位置可以是“在外”位置。下压开关到“在内”位置闭合或打开电路中的机电微开关，将电信号发送给控制器。在开关被释放之后，其返回至“在外”位置，直到其被再次下压。这种开关通常用于开关的致动将总是具有相同的效果的按压按钮应用，例如，计算机键盘等。

可以使用其它开关，例如，将装置在两个不同状态（诸如开启和关闭）之间拨动。例如，车辆后窗除霜器控制开关可以被下压一次以便将除霜器电路打开，然后被下压第二次以便将除霜器电路关闭。对于这种开关，经常希望对用户提供关于装置的状态的视觉或触觉提示。如果仅需要视觉提示，则可以使用背光指示器。然而，提供触觉提示可能更为困难。在装置将不确定地保持开启直到被用户关闭（例如，通过再次下压开关）的情况下，简单的机械保持机构可用来在开关被下压一次以激励装置之后将其保持在“在内”位置，然后当开关被再次下压时将开关释放回到其“在外”位置。这种保持机构是熟知的，诸如在可缩回的圆珠笔上通常看到的。然而，如果装置的操作状态可以通过除了操作员致动之外的输入来改变，诸如由控制器基于经过的时间、或温度、或多个其它参数中的任意一个来改变，则简单的机械保持装置不适于提供装置的操作状态的视觉和触觉提示。机电和/或电磁装置（诸如螺线管）可以被用来基于来自控制器的系统输入重新定位开关。然而，这样的装置可能是不可靠的、重的、制造昂贵，和/或具有过度的空间要求，并且它们在能够被重新定位到的不同位置的数量方面有限制。因此，仍然需要能够被可控地重构到不同位置的装置。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种可重构的双稳态装置包括侧向地设置在一个或多个安装部件之间并且连接到一个或多个安装部件的弹性可变形的板，所述一个或多个安装部件直接或间接地连接到所述板的相对端，所述板保持在沿着所述相对端之间延伸的至少一个向量的压缩力之下。该压缩力使板变形为两个稳定的变形位置中的一个，该装置被设置为使得，通过对板的两个相对面中的一个施加手动力而可以使板在两个稳定的变形位置的每一个之间移动。第一形状记忆合金（SMA）或压电致动器部件连接到板上，所述致动器部件能够使所述板从所述两个稳定的变形位置中的第一个移动到所述两个稳定的变形位置中的第二个。

在另一示例性实施例中，一种操作双稳态装置的方法，所述双稳态装置包括侧向地设置在一个或多个安装部件之间并且连接到所述一个或多个安装部件的弹性可变形的板，所述一个或多个安装部件直接或间接地连接到所述板的相对端，所述板保持在沿着所述相对端之间延伸的至少一个向量的压缩力之下，所述压缩力使所述板变形到两个稳定的变形位置中的一个，还包括连接到所述板的第一SMA或压电致动器部件。该方法包括将热量或电流施加到所述第一SMA，或者将电场施加到所述压电致动器部件，使所述板从所述两个稳定的变形位置中的第一个移动到所述两个稳定的变形位置中的第二个。在又一示例性实施例中，该方法可选地包括对所述板施加手动力，将所述板从所述两个稳定的变形位置中的第二个移动到所述两个稳定的变形位置中的第一个。

此外，本发明还涉及以下技术方案。

1. 一种可重构的双稳态装置，包括：

侧向地设置在一个或多个安装部件之间并且连接到所述一个或多个安装部件的弹性可变形的板，所述一个或多个安装部件直接或间接地连接到所述板的相对端，所述板保持在沿着所述相对端之间延伸的至少一个向量的压缩力之下，所述压缩力使所述板变形到两个稳定的变形位置中的一个；

所述装置被设置成使得，通过在所述板的两个相对的面中的一个上施加手动力而将所述板在所述两个稳定的变形位置的每一个之间移动；以及

连接到所述板的面上的第一形状记忆合金致动器部件或压电致动器部件，所述致动器部件能够使所述板从所述两个稳定的变形位置中的第二个移动到所述两个稳定的变形位置中的第一个。