[发明专利]触觉致动器

说明书

本申请要求享有下列美国专利申请的权益和优先权：(1)递交于2012年7月7日的序号为61/669,026的美国专利申请；以及(2)递交于2012年12月24日的序号为61/745,691的美国专利申请，上述两个美国专利申请的全部内容都通过引用合并在此。

技术领域

本技术涉及致动器，并且具体涉及触觉致动器。

背景技术

一些装置给人类使用者或操作者提供感官反馈，使得操作者确信由操作者试图进行的操作已经被正确地执行。确实如此，例如，对于一些电脑输入装置，诸如鼠标或其他指针装置，当下压或操作时提供点击感。相反，例如，诸如触摸屏的一些输入装置不提供这样的点击或感官确认。因为这个原因，已经提议使用触觉技术，使得人刚一输入，触摸屏就振动，以便于给使用者提供确认反馈：触摸屏接受输入。通常，“触觉”是通过给使用者施加力、振动或移动来利用触摸感的技术领域。由触觉装置提供的机械性刺激能够用来协助在计算机模拟中创建虚拟对象，控制这种虚拟对象，并提高机器和装置的远程控制(遥控机器人学)。触觉装置可以合并测量由使用者施加到界面上的力的触感传感器。

存在许多类型的触觉机电反馈装置。高分辨率触觉装置典型地被设计成在小于20ms的反应时间内提供触觉脉冲反应，具有远远超过5-8Gs的加速反应值。

高分辨率触觉装置先前曾利用在磁路外部的外壳结构，来相对于机械致动构件定位磁路的部件，并允许安装至其他系统部件。使用在磁路外部的外壳结构还部分由于由安装结构所引起的对磁路的不良影响，结果导致性能降低。由于现有技术的外壳结构要求使用特定尺寸的包装参数，这对能够使用高分辨率致动装置的场所规定了尺寸限制。特别地，薄板触觉装置已不能够包装高分辨率触觉致动器。

在先前一个现有技术的示例中，结合外部安装外壳特征还提供了复位弹簧功能。但是，即使在这个现有技术的方法中，也消耗了大量的空间。在框架是由塑料材料制成的任何情况下，还能存在装置的弹簧刚度不一致，以及塑料材料在偏转的同时具有一些内部阻尼。这些因素结合起来产生毫不理想性能结果。

发明内容

依照本文所公开的一个技术方案，触觉致动器通过安装至少一部分触觉致动组件至触觉致动器的磁路构件来提供触觉致动组件的紧凑性安装。触觉致动器包括第一磁性构件；第二磁性构件；场发生器；以及弹性连接器。第一磁性构件被构造为具有安装至第一磁性构件的触觉致动组件的从动部。第二磁性构件通过至少一个气隙与第一磁性构件选择性地分离，并且被构造为具有连接至第二磁性构件的触觉致动组件的固定部。第二磁性构件至少部分地定位在场发生器内，而第一磁性构件定位在场发生器的外部。弹性连接器被构造为以如下方式将第一磁性构件和第二磁性构件连接在一起：允许在选择性地激活和不激活场发生器30时选择性地关闭和打开至少一个气隙。

在示例性实施例中，触觉致动器进一步包括连接至第二磁性构件的非磁性构件。非磁性构件被构造为具有安装至非磁性构件的触觉致动组件的固定部，使得触觉致动组件的固定部通过非磁性构件连接至第二磁性构件。

通过利用关键性的结构部件形成触觉致动器的一个或多个周边部，来达到触觉致动器的紧密性。在示例性实施例中，第一磁性构件构成触觉致动器的周边的至少第一部分；非磁性构件构成触觉致动器的周边的至少第二部分；弹性连接器的第一柱构件构成触觉致动器的周边的第三部分；以及，弹性连接器的第二柱构件构成触觉致动器的周边的第四部分。周边的第二部分基本上平行于由第一磁性构件所构成的周边的第一部分，其中，周边的第一部分和周边的第二部分相对于触觉致动器的高度尺寸正交。弹性连接器的第一柱构件平行于第二柱构件，其中，周边的第三部分和周边的第四部分根据触觉致动器的长度尺寸分开。周边的第三部分和周边的第四部分与周边的第一部分和周边的第二部分都正交。

在示例性实施例中，第二磁性构件包括安装部件，触觉致动组件的固定部被直接安装至所述安装部件。在示例性实施例中，第一磁性构件构成触觉 致动器的周边的至少第一部分和第三部分，第二磁性构件构成触觉致动器的周边的第四部分，且场发生器构成触觉致动器的周边的第二部分。弹性连接器位于触觉致动器的周边内。在示例性实施方案中，周边的第一部分和周边的第二部分沿触觉致动器的长度尺寸延伸；周边的第三部分和周边的第四部分沿触觉致动器的高度尺寸延伸。

在示例性实施例中，第一磁性构件包括安装部件，触觉致动组件的从动部被直接安装至所述安装部件，并且，非磁性构件包括安装部件，触觉致动组件的固定部被直接安装至所述安装部件。

在示例性实施例中，弹性连接器不具有直接连接至其的触觉致动组件。