CN103703432A - 操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种操作装置，具有带有触觉反馈的操作元件，其中具有一个或者多个传感器的操作元件由操作者（1）借助输入机构来控制。该操作装置带有第一和第二铁磁的平面部件（2，3），该部件利用其大的平面相互平行地取向并且能够彼此相对地移动。在此第一铁磁的平面部件（2）构成操作元件或者其移动完全或者部分地传递到操作元件。该操作装置带有至少一个布置在印刷电路板（6）上的扁平线圈（5，5’），该扁平线圈利用其平面平行于铁磁的平面部件（2，3）地布置在铁磁的平面部件（2，3）之间并且通过给扁平线圈（5，5’）通电，铁磁的平面部件（2，3）能够彼此移动。承载扁平线圈（5，5’）的印刷电路板（6）固定地布置在第二铁磁的平面部件（3）的朝向第一铁磁的平面部件（2）的平面上。

Description

操作装置
技术领域
本发明涉及一种操作装置：具有带有触觉反馈的操作元件，其中具有一个或者多个传感器的该操作元件由操作者借助输入机构来操作；具有第一和第二铁磁的平面部件，该第一和第二铁磁的平面部件利用其大的平面相互平行地取向并且能够彼此相对地移动，其中第一铁磁的平面部件构成操作元件或者其移动完全或部分地传递到操作元件；具有至少一个布置在印刷电路板上的扁平线圈，该扁平线圈利用其平面平行于铁磁的平面部件地布置在铁磁的平面部件之间，并且其中通过给扁平线圈通电，铁磁的平面部件能够彼此移动。
背景技术
在操作者不能直接感知由其执行的操作过程时，需要操作元件的触觉反馈功能。在带有机电的开关的操作装置中，操作者能够通过操作元件的自行改变的触觉感知开关触点的打开或者关闭，而这在电子开关情况下不是必然地存在的。因此现有技术中已知一种操作元件，该操作元件借助操作者能感知的操作元件的移动通过完成的操作过程给出触觉反馈。例如需要在温度差异非常大的环境中使用操作元件时，例如在既要在北极的寒冷中又要在夏季的炎热中使用的机动车中使用该操作元件，并且必须保持其功能时，已知的、例如用于所谓的触摸屏的触觉上的操作元件需要大的结构空间，昂贵的驱动器和特殊结构的措施。
在上述类型的操作装置中，承载扁平线圈的印刷电路板布置在铁磁的部件之间。由于印刷电路板厚度的公差以及印刷电路板的弯曲与印刷电路板的理想的平面偏差，在铁磁的平面部件之间的间隔尺寸必须被设定得相对较大。
这导致操作装置的总结构高度较大，还导致在操作装置的系统内较小的磁通量以及较小的力。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种前述类型的操作装置，其具有较小的总结构高度。
该目的根据本发明由此来实现，使得承载扁平线圈的印刷电路板固定地布置在第二铁磁的平面部件的朝向第一铁磁的平面部件的平面上。
通过这一设计方案，印刷电路板不再必须具有这样的刚度，使得印刷电路板形状稳定地平面地承载扁平线圈，因为现在印刷电路板从形状稳定的第一铁磁的平面部件中获得其形状稳定的特性。
印刷电路板的厚度只须确保与第二铁磁的平面部件的可靠的绝缘，并且可以最小化。
不仅由第一铁磁的平面部件决定的印刷电路板的平整度，印刷电路板的波浪形起伏的避免以及印刷电路板的较小的厚度能够被实现，而且两个铁磁的平面部件之间的间距进而操作装置的总结构高度都被设定的很小，以及在既定提供的能量中产生更大的调整力。
通过给线圈通电建立磁场，两个铁磁的平面部件彼此吸引。
输入机构例如操作者的手指可以直接地或者间接地感知这一移动。
如果扁平线圈由布置在印刷电路板上的印制导线构成，该扁平线圈能制造得特别简单和耐用。在此可以对印刷电路板涂覆铜以及蚀刻，以使得印制导线优选地保持螺旋状的线圈线路。
代替印制导线的蚀刻，印制导线还可以通过例如为印刷电路板印刷上例如银膏的印制导线材料而产生。
为了集中磁通量，优选地扁平线圈具有与铁磁的平面部件的平面成直角延伸的铁磁的线圈芯。
由于两个铁磁的平面部件之间的间隔较小，极靴的高度也较小。此外，由于保持较小的公差，极靴可以延伸接近至第一铁磁的平面部件，从而提高了磁通量。
在此如果线圈芯与铁磁的平面部件一体地设计，那么降低了部件的数量以及安装费用。
为了将印刷电路板平坦地固定在第二铁磁的平面部件上，印刷电路板能借助粘合层布置在第二铁磁的平面部件上。
结构高度的进一步降低由此来实现，即印刷电路板通过涂层技术、特别是通过厚涂层技术涂覆在第二铁磁的平面部件上。
优选地第二铁磁的平面部件布置为不能移动的，这样在给扁平线圈通电时只有第一铁磁的平面部件向着第二铁磁的平面部件的方向移动。
为了使铁磁的平面部件在扁平线圈未通电时移动到其静止位置中，第一铁磁的平面部件和第二铁磁的平面部件在扁平线圈未通电时能够通过弹簧元件彼此远离地移动至预定的最大间隔，其中在更简单的设计方案中，第一铁磁的平面部件和第二铁磁部件的最大间隔通过止挡部确定。
操作元件能设计为显示器。该显示器可以在非常简单的情况下例如设置为印刷有电话键盘形式的不同数字。因此，当通过操作元件的操作部件触摸相应的数字时可以选择例如不同的数字，以及显示器具有相应的装置，通过该装置可以确定输入机构在显示器上的位置。
在此显示器能设计为光电显示器，其中不同的菜单、子菜单或者单值可以显示在该显示器上，然后其通过在待选择的菜单、子菜单或者值的相应显示位置处相应地触摸显示器被检测到。这种光电显示器例如可以设计为发光二极管矩阵、有机的发光二极管显示器或者液晶显示器，并且已经作为所谓的触摸屏而已知。
扁平线圈为了平面的铁磁的部件的彼此移动而被用直流电或者低频率的交流电通电。此外，该电流可以被调制具有在可听范围内，例如1千赫兹的频率，这样该频率也是可听到的。因此单击是可听到的，它听起来像打开或者关闭电磁开关。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面详细地阐述。唯一的附图示出了横截面中的操作装置。
具体实施方式
在图中所示的操作装置具有朝向操作者1的第一铁磁的平面部件2，该部件在操作者一侧承载光电显示器11例如LCD，且该部件横向于其平面延伸是可移动的。
与其平行地布置有不可移动的第二铁磁的平面部件3。
第二铁磁的平面部件3具有相互间隔开的多个线圈芯4，它们朝向第一铁磁的平面部件2指向，并且与第二铁磁的平面部件3一体地设计。
线圈芯4分别由一对螺旋形的扁平线圈5，5’围绕。
扁平线圈5，5’被压装在在铁磁的平面部件2，3的平面上面延伸的、设计为陶瓷基底的印刷电路板6上，其中扁平线圈5压装在印刷电路板6上的朝向第一铁磁的平面部件2的一侧上，而扁平线圈5’压装在朝向第二铁磁的平面部件3的一侧上。
线圈芯4穿过相应地形成在印刷电路板6内的空隙7伸出。
承载扁平线圈5，5’的印刷电路板6借助粘合层8粘合在第二铁磁的平面部件3的朝向第一铁磁的平面部件2的平面上。
通过布置在第一铁磁的平面部件2和印刷电路板6之间的弹簧元件9，第一铁磁的平面部件2在扁平线圈5，5’未通电时保持所示出的与第二铁磁的平面部件3的最大间隔10。
可以理解的是，其他没有示出的弹簧元件9分布地在第一铁磁的平面部件2和印刷电路板6的整个平面上布置，由此实现第一铁磁的平面部件2始终平行于第二铁磁的平面部件3移动。
当操作者1的手指触摸光电显示器11，而被没有示出的传感器识别时，扁平线圈5，5’通电。
如果有电流流过扁平线圈5，5’，磁通量会引入到铁磁的平面部件2，3内，因此磁回路闭合，使得两个铁磁的平面部件2，3抵抗弹簧元件9的力地彼此相对地吸引，而不会碰到。
第一铁磁的平面部件2与光电显示器一起同时形成操作元件，使得操作者通过光电显示器11触觉地检测到第一铁磁的平面部件2的移动。

Claims (10)

1.一种操作装置：具有带有触觉反馈的操作元件，其中具有一个或者多个传感器的所述操作元件能由操作者借助输入机构来操作；具有第一铁磁的平面部件和第二铁磁的平面部件，所述第一铁磁的平面部件和所述第二铁磁的平面部件利用其大的平面相互平行地取向并且能够彼此相对地移动，其中所述第一铁磁的平面部件构成所述操作元件或者所述第一铁磁的平面部件的移动完全或部分地传递到所述操作元件上；具有至少一个布置在印刷电路板上的扁平线圈，所述扁平线圈利用其平面平行于铁磁的平面部件地布置在所述铁磁的平面部件之间，并且其中通过给所述扁平线圈通电，所述铁磁的平面部件能够彼此相对移动，其特征在于，承载所述扁平线圈（5，5’）的所述印刷电路板（6）固定地布置在所述第二铁磁的平面部件（3）的朝向所述第一铁磁的平面部件（2）的平面上。
2.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述扁平线圈（5，5’）具有与所述铁磁的平面部件（2，3）的平面成直角延伸的铁磁的线圈芯（4）。
3.根据权利要求2所述的操作装置，其特征在于，所述线圈芯（4）与所述铁磁的平面部件中的一个（3）一体地设计。
4.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置，其特征在于，所述印刷电路板（6）借助粘合层（8）布置在所述第二铁磁的平面部件（3）上。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的操作装置，其特征在于，所述印刷电路板通过涂层技术涂覆在所述第二铁磁的平面部件上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置，其特征在于，所述第二铁磁的平面部件（3）布置为不能移动的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置，其特征在于，所述第一铁磁的平面部件（2）和所述第二铁磁的平面部件（3）在所述扁平线圈（5，5’）未通电时能够通过弹簧元件（9）彼此远离地移动至预定的最大间隔（10）。
8.根据权利要求7所述的操作装置，其特征在于，所述第一铁磁的平面部件（2）和所述第二铁磁的平面部件（3）的所述最大间隔（10）通过止挡部确定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置，其特征在于，所述操作元件设计为显示器。
10.根据权利要求9所述的操作装置，其特征在于，所述显示器是光电显示器（11）。
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