CN104049736A - 动态块体重构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动态块体重构，具体公开了涉及可重新配置旋转块体的系统和方法。一个实施例可以采取具有马达和附接至马达的耦合重物的系统的形式。马达的操作旋转耦合重物，并且重物可动态重新配置以改变质心相对于旋转轴的位置。

Description

动态块体重构

技术领域

本申请涉及旋转耦合块体，尤其涉及改变旋转块体的质心以实现期望效果。

背景技术

触觉设备通常被设计为向电子设备的用户提供触知反馈。通常实现的触觉设备是旋转以引发振动出现的偏心重物。一般地，振动越强，触觉设备就越有效。也就是说，相比于低振幅振动，高振幅振动将典型地向用户提供更好的反馈。振幅可以根据若干参数变化；其中的一些是重物旋转的频率以及质心相对于旋转轴的位置，这两项通常是常规触觉设备中的固定参数。

发明内容

在此公开的实施例可以采取多种形式来提供相对于旋转轴动态再定心块体的触觉反馈。

一个实施例采取下述系统的形式，所述系统包括：马达；附接至马达的杆；相对于杆固定的第一重物；邻接所述第一重物并至少部分绕所述杆自由旋转的第二重物；以及操作性地连接至所述第一和第二重物的第三重物，所述第三重物被配置为在达到旋转阈值时从所述杆向外移动。

进一步地，在这一实施例中，三个重物的质心在未达到旋转阈值时不同于所述杆的中心；并且这三个重物的质心在达到旋转阈值时与所述杆的中心对准。

又一个实施例可以采取一种用于提供触觉反馈的方法的形式，所述方法包括：以第一频率驱动蝶形块体，所述第一频率低于一阈值；以第二频率驱动所述蝶形块体，所述第二频率高于该阈值；其中触觉反馈以所述第一频率而非以所述第二频率提供。在此实施例中，在达到阈值时，移动所述第三块体远离所述第一和第二块体，藉此在相对于围绕旋转中心旋转的平衡配置中布置所述蝶形块体。

再一个实施例可以采取下述电子设备的形式，所述电子设备具有处理器、耦合至所述处理器的通信系统、耦合至所述处理器的控制器、操作性耦合至所述控制器的马达、以及耦合至所述马达并被配置为由所述马达旋转的杆。一组耦合重物被耦合至所述杆并且包括第一重物以及至少一个邻接的第二重物。该组耦合重物的质心可以偏离以低旋转频率旋转的杆的旋转轴。第二重物可以相对于第一重物位移以更改质心相对于旋转轴的位置。

又一个实施例可以采取一种用于生成触觉输出的装置的形式，所述装置包括：与杆相邻的第一块体；与所述杆相邻的第二块体；位于所述第一和第二块体之间的第三块体；以及固定至所述杆的驱动器；其中所述驱动器操作用于响应于所述杆的旋转而围绕所述杆旋转至少所述第一块体。

虽然公开了多个实施例，但是本发明的其他实施例将根据随后描述而对于本领域技术人员变得显见。将会认识到，在不背离实施例的精神和范围的情况下，能够在各方面对实施例做出修改。因此，附图和详细描述的本质在于例示而非限制。

附图说明

图1是示例性电子设备的等距视图。

图2是示例性电子设备的框图。

图3A例示了形成动态块体的耦合重物的一例。

图3B例示了形成动态块体的耦合重物的第二例。

图3C例示了形成动态块体的耦合重物的第三例。

图3D例示了形成动态块体的耦合重物的第四例。

图3E例示了形成动态块体的耦合重物的第五例。

图3F例示了形成动态块体的耦合重物的第六例。

图4例示了使用处于静止位置的第二重物耦合至杆的图3的耦合重物。

图5例示了图3的耦合重物旋转以及第二重物从旋转位置位移以更改耦合重物的质心。

图6例示了图3的耦合重物具有弹簧以提供用以使第二重物回复到静止位置的回复力。

图7是沿着图3的耦合重物的线VII-VII而得到的截面图，图中根据一个另选实施例例示了第二重物在其基部处附接至第一重物。

图8A例示了包括用于将第二重物保持在静止位置的磁体的图3的耦合重物。

图8B示出了生成可以影响位于第一重物内的第二重物的定位的磁通量线的马达。

图9例示了包括用于将第二重量保持在位移位置的制动器的图3的耦接重量。

图10描绘了例如在低频率旋转期间处于不平衡位置的样本蝶形重物。

图11描绘了例如在高频率旋转期间处于平衡位置的图10所示的样本蝶形重物。

图12示出了并入一组磁体作为连接机构的图10所示的蝶形重物。

图13示出了在连接机构分离时处于平衡位置的图12所示的蝶形重物。

图14示出了使用替换连接机构（即，弹簧）的样本蝶形重物。

图15示出了处于平衡配置的图14所示的样本蝶形重物。

图16示出了其中定义有用于限制重物的浮动块体的运动的一对凹痕的样本蝶形重物。

图17示出了处于平衡配置的图16所示的蝶形重物。

图18示出了具有在固定块体和旋转块体之间延伸的线且处于不平衡配置的蝶形重物。

图19示出了处于平衡配置的图18所示的蝶形重物，其中线限制了固定块体和旋转块体相对于彼此的运动。

图20示出了处于不平衡配置的蝶形重物的又一例。

图21是沿线21-21得到的图20所示重物的截面图。

图22示出了使用线将浮动块体分别连接至固定块体和旋转块体的蝶形块体。

图23示出了其组成重物由线相连且处于不平衡配置的蝶形块体。

图24示出了处于平衡配置的图23所示的蝶形块体。

图25一般性地描绘了接近杆并被安装其上的蝶形块体的等距视图，其中一组磁体被安装在该蝶形块体的特定重物内。

图26一般性地描绘了处于打开位置并被安装至杆的图25所示蝶形块体的等距视图，其中一组磁体被安装在该蝶形块体的特定重物内。

图27一般性地描绘了处于打开位置并被安装至杆的图25所示蝶形块体的前视图，其中一组磁体被安装在该蝶形块体的特定重物内。

图28一般性地描绘了处于打开位置且更清楚地示出了该组磁体的图25所示蝶形块体的等距视图，其具有通过该蝶形块体前表面截取的截面以更清楚地示出驱动器板。

图29是示出了在此描述的实施例可能经历的滞后现象的幅度相对频率的图。

提供附图用于帮助读者更好地了解在此讨论的原理。然而这些附图并不旨在进行任何限制。

具体实施方式

提供了一种能够以变化频率驱动的耦合块体的系统。块体可被耦合至马达并且具有旋转轴，使得一些频率产生振动，另一些频率产生减小的振动幅度，而其他频率则无法产生振动。在一个实施例中，提供两个耦合块体，其中一个被配置为以各种频率驱动。另一块体则被被动附接或以其他方式可移动地附接，从而在某些实施例中，该块体会由于第一块体自旋产生的离心力而从静止位置位移，并且离心力（诸如由第一重物施加的）可以将第二重物保持在围绕旋转轴的曲线旋转路径内。

在一个实施例中，在不通过耦合块体质心的轴上驱动第一重物，由此在以较低频率或任何频率驱动时生成振动。在另一个实施例中，可以在接近或通过质心的轴上驱动第一重物。于是，在较低旋转速度下，块体产生很少或不产生振动。第二重物可被位移，由此将质心从旋转轴中心处或附近移开，以生成振动。在某些实施例中，第二重物的移位由离心力引起。例如，第二重物可以位于旋转轴处或附近，并且随着重物自旋而被拉离中心。在其他实施例中，第二重物的移位可由其他力引起。例如，磁力可将第二块体推拉至位移位置。此外，恢复力可将第二重物返回其原始或静止位置。该力可由弹簧、由第二重物本身或由磁体提供。

耦合重物质心的移位允许该振动系统对用户输入、警告等做出选择性的谐波响应。也就是说，重物可被配置为在选择频率下更改质心以获取期望结果。例如，重物可在选择频率处或在可以变更自旋重物效果的频率范围上重新配置。例如，重新配置的重物可以对应于高幅振动输出。

返回附图并参考图1，例示了示例性移动电子设备100的等距视图。移动电子设备100可以包括一个或多个触觉设备，后者可以用作对用户的警报和/或起到更改设备角动量以帮助降低自由下落冲击对设备100（或设备100的所选部件）的损坏或损坏可能性的作用。应该理解移动电子设备100可以采取任何合适的形式，包括但不限于数字音乐播放器（例如，MP3播放器）、数码相机、智能电话（例如，Apple公司的）、膝上型计算机或平板计算机等。

移动电子设备100可以包括显示屏102、壳体104和输入构件106。一般地，显示屏102提供计算设备100的视觉输出，并且可以采取LCD屏、等离子屏、有机发光二极管显示器等的形式。此外，在某些实施例中，显示屏102可以提供输入和输出功能两者。例如，显示屏102可以包括用于在用户使用其手指接触显示屏时接收来自用户的输入的电容性输入传感器。壳体104限定可以至少部分包围移动计算设备100的各部件的结构。输入构件106使得用户能够向移动计算设备100提供输入。输入构件106可以包括一个或多个按钮或开关等，其可被按下、扳动或以其他方式激活以向移动计算设备100提供输入。例如，输入构件106可以是变更音量、返回至主屏幕等的按钮。此外，输入构件106可以具有任何合适的形状或大小，并且可以位于移动计算设备100的任意区域内。此外，输入构件106可以与显示屏102组合作为电容性触摸屏。

图2是例示了选择电部件的移动计算设备100的一个实施例的框图。移动计算设备100可以包括处理器110、传感器112、存储器114和网络/通信系统接口116。移动计算设备100还可以包括控制器118、马达120和重物122。控制器118可以耦合至处理器110并被配置为操作马达120。马达120可以驱动重物122以产生振动警报，对用户的触知反馈，和/或在自由下落事故中更改设备100的角动量。由此，移动设备100可被配置为操作马达120以提供对用户输入（例如，经由传感器）、对引入数据（例如，经由网络系统接口116引入的文本、呼叫、电子邮件等）、对自由下落事件（例如，由加速度计和陀螺仪等中的一个或多个感知的）或其他事件的适当响应。设备100的配置可以至少部分通过制造时编程设备来执行。此外，某些配置可由终端用户执行。例如，终端用户能够选择性地配置由马达120的操作指示的警报。应该认识到，设备100可以包括更多或更少的部件，并且图2旨在进行例示。

图3A例示了重物122的一例。重物122可以采取耦合块体的形式。具体地，重物122可以包括耦合在一起或放置在一起以形成具有质心的块体的两个或更多个不同的重物。如所示，例如，重物122可以包括第一重物130和第二重物132。第一重物130可以通常比第二重物132要大，并且具有比第二重物更大的块体。此外，第一重物130可以容纳第二重物132。也就是说，第二重物132可以位于第一重物130之内。在图3A中，例如第二重物132可以驻留在第一重物130的槽134内。应该理解，重物122可以按照各种不同方式耦合在一起以实现其期望的目的。也就是说，第二重物132和第一重物130可以按照使得重物之一或两者能够相对于另一重物从静止位置位移以改变重物122的质心的任何合适方式耦合在一起。

第二重物132可以按照任何合适方式固定在第一重物130的槽134内。例如，第二重物132可以在其基部中耦合在槽134内，从而允许第二重物通过其偏转或位移而位移。在其他实施例中，槽134可以设有保持特征件（未示出），诸如，围绕槽边缘定位并延伸到槽内以防止第二重物离开槽的一个或多个翼片。在另一些实施例中，可以通过移除第一重物的材料以形成槽134并留下第二重物的方式而从第一重物中形成第二重物。

在某些实施例中，第一和第二重物130和132可由相同材料制成。例如，在某些实施例中，钨可被用于每个重物。进一步地，一个或多个所述重物可以是磁性的。在其他实施例中，第一和第二重物130和132可由不同材料制成。例如，第一重物130可由钨制成而第二重物132可由磁性材料制成。一般地，选择用作重物122的材料可以是密致材料，由此具有较高的重量体积比。这使得较小尺寸的重物仍能提供期望的输出振动或基于角动量的效果。此外，重物122可以采取任何合适的形状。如图所示，第一和第二重物130和132是圆柱体。然而也可以实现其他形状。此外，第一重物130和第二重物132可以采取不同的形状。

第一重物130一端的几何中心136被例示为处于虚十字标线的交叉。此外，质心137被示出为相对于几何中心136稍向左偏离。归因于第一重物130的槽和第二重物132的定位，几何中心136可以不与重物122的质心相对应。在某些实施例中，几何中心136可以对应于旋转轴。在其他实施例中，旋转轴可以对应于重物122的组合质心。此外，在某些实施例中，质心、旋转轴和几何中心中的一个或多个可以重合。

图3B-3F例示了耦合重物的各种不同的替换实施例。在每一例中，第一和第二重物都可以随着重物的自旋而相对彼此位移。在图3B和C中，旋转轴都垂直于附图（例如，从纸面伸出），而在图3D中，旋转轴则被示出为平行于附图（例如，从左到右）。在图3B中，第二重物200位于第一重物202之外。示出了第一重物202的几何中心204以及耦合重物的质心206。随着重物自旋，第二重物200如箭头所示与第一重物202分离。

在图3C中，第二重物210在静止时位于第一重物212之内，并且在自旋时可以离开第一重物或与之分离。在此实施例中，质心和旋转轴可以分别靠近第一重物212的几何中心214。在图3D中，第二重物220可被布置在第一重物222的槽228之内，并且可以在重物自旋时朝向第一重物222的几何中心224位移。在此例中，旋转轴在静止时可以位于第二重物的中心处或附近。在某些实施例中，例如可以使用磁体来有效控制第二重物的位置。在图3E中，第二重物230同样可以位于第一重物232之外并且旋转轴238可以通过一个或两个所述重物。随着重物自旋，第二重物230可以沿着第一重物230的表面位移以相对于旋转轴238改变质心。在再一些实施例中，第一重物242可以采用第二重物240放置其中的环形形状，如图3F所示。

图4例示了其中第一重物130附接至杆138的重物122。具体地，杆138可以耦合至第一重物130的几何中心。杆138可被耦合至马达120，并且马达可以驱动杆以使杆绕其纵轴旋转。如前所述，第二重物132可以被动耦合至第一重物以使其可以相对于第一重物移动。在某些实施例中，第二重物132在槽134内的内部位置处或附近静止。也就是说，第二重物132的中心可以在第一重物的几何中心处或附近静止。如图5所示，随着杆138和第一重物130旋转，离心力可以将第二重物132推至槽134之内的外部位置。

第二重物132的位移引起耦合重物的质心移位。由此，质心移动远离旋转轴，由此提供具有增加幅度的输出。具体地，随着质心由于第二重物远离旋转轴的移位而移位，第二重物的角速度以及由此第二重物的角动量增加，从而使得振动幅度增加。增加的幅度更好地警告并得到用户的注意。此外，在各实施例中，在利用重物改变掉落设备的角动量的情况下，改变的质心和增加的幅度输出将有助于更好地更改角动量。

图6例示了包括位于槽134内以将第二重物132保持在静止位置的弹簧150的实施例。具体地，弹簧150可以在槽的外壁152处或附近耦合在槽内。虽然示出了单个弹簧150，但是某些实施例也可以利用多个弹簧。此外，应该理解在其他实施例中，作为弹簧150的附加或替代，一个或多个弹簧可以在槽134内处于内壁处或附近。一般地，弹簧可被配置为保持第二重物132就位，直到离心力超过并由此克服弹簧的约束力，并且第二重物位移。更具体地，弹簧150可被配置为对第二重物施力以将其保持在静止位置，直到离心力超过弹簧的约束力，并且第二重物位移。应该理解，随着弹簧被压缩，压缩弹簧所需的力增加，由此第二重物可以在一定的频率范围内位移直到弹簧达到可与产生期望振动的旋转频率相对应的最大压缩态。例如，弹簧可被配置为将第二重物保持在其静止位置直到达到重物122在设备100内产生期望振动幅度的频率。

图7是沿图3中的线VII-VII截取的、示出另一实施例的截面图。具体地，在图7中，示出了第二重物132’作为偏转梁。第二重物132’可在其基部160被附接至第一重物130的槽134的内表面162。第二重物可被铰接或以其他方式可移动地附接至内表面162。例如，弹簧铰链可被实现为提供回复力。在某些实施例中，球窝接头可以可移动地附接至第一和第二重物。作为替换，第二重物可以可滑动地附接至内表面162。在其他实施例中，第二重物可由与第一重物相同的材料块形成。例如，可以通过从第一重物移除材料以创建槽134来形成第二重物。在第一和第二重物130’和132’由相同材料制成的实施例中，这可以是一种更有效的制造重物122的方法。然而，在第一和第二重物由不同材料制成的情况下，第二重物附接至槽134内。

虽然重物由马达120自旋，第二重物132’在槽134内偏转，以从其静止位置移至外部位置。因此，槽134在某些实施例中可以是渐尖的，并且仍然容纳第二重物的位移。在其他实施例中，槽可以具有方形而非渐尖的边缘。如同在前的实施例，第二重物132’可以在可与生成期望结果的频率相关的离心力超过回复力时位移。在某些情况下，第二重物132’可以随其偏转而用作弹簧，并且可被配置为在到达生成克服第二重物132’的力的离心力的特定旋转频率之后偏转。

参见图8A，例示了使用磁力将第二重物132保持就位或使其位移的另一实施例。在图8A中，例如，第一重物130’’可以包括具有北极和南极的磁体170。第二重物132”可以包括同样具有北极和南极的磁体172，但其极性的定向与第一重物的磁体170的定向相反。由此，磁体170的南极可以朝向磁体172的北极定向，由此将第二重物保持在静止位置。同样，虽然重物122自旋，但离心力将把第二重物拉至位移位置。然而，在第二重物将移动之前，离心力通常必须超过将该第二重物保持在静止位置的磁力。

磁体170和172可以嵌入在第一和第二重物130’’和132’’内，或者可被粘合或以其他方式附接至各重物的表面。还可以实现若干替换实施例。例如，在一个实施例中，第一和第二重物130’’和132’’之一或两者可以是磁体。作为替换，重物之一可以是磁体，而另一个可以是磁性材料。在再一个实施例中，一个或多个重物可以是可被选择性地磁化以将第二重物保持在期望位置的电磁铁。控制器在某些实施例中可被用于控制重物的磁性。在某些实施例中，电磁铁的极性可以翻转以将第二重物排斥至位移位置。此外，第一重物可以包括第二重物位移位置附近的磁体以保持或排斥第二重物。

进一步地，在某些实施例中，马达120可被用于提供针对重物122的磁性。图8B示出了马达120生成磁通量线，后者可以影响位于第一重物130’’’内的第二重物132’’’的定位。例示磁通量线189以示出源自马达120操作的磁场如何到达第一和第二重物。进一步地，磁构件190可被设置在第一构件内，并且可由马达的磁场影响为将第二重物132’’’位移或保持在期望位置。重物与马达同步自旋，并且以类似正弦的模式驱动马达的磁线圈。因此，在假设重物未经变速箱直接附接的情况下，在重物的旋转参考系中，来自马达的磁场总是大致处于同一方向。在马达关闭或以低功率驱动时，可移动重物132将不移位，而在以高功率驱动马达时，磁场将移位重物。

图9例示了其中使用制动器将第二重物保持在期望位置的又一个替换实施例。具体地，槽134可以包括对应于第二重物132’’’中的孔径180的一个或多个制动器182。在一个实施例中，制动器可以帮助将第二重物固定在静止位置。在另一个实施例中，制动器可以帮助将第二重物固定在位移位置。制动器可由任何合适材料制成，并且在一个实施例中，可由与第一或第二重物之一相同的材料制成。此外，制动器可以采用任何合适的形状，诸如三角形和方形等。

在静止位置使用制动器有助于在重物以相对较低频率自旋且在达到某一阈值频率之前时将第二重物保持在静止位置。一旦达到该阈值频率，离心力可以使第二重物位移。类似地，在位移位置的制动器可被用于在低频时将第二重物保持在该位移位置。具体地，马达最初可以高频率操作以使得第二重物位移，随后马达可以降低其频率并且第二重物可以保持其位移位置。由此有助于节省功率，这是因为马达可以低速操作且由于位移的第二重物仍能实现高振幅输出。一旦马达停止，弹簧或其他设备（未示出）可以提供回复力以帮助第二重物返回其静止位置。

除前述之外，某些实施例可以利用在低转速下不平衡但在高转速下平衡的重物。试举一例，如图10所示，一个实施例可以使用链接至杆1005的蝶形重物1000，其中杆1005定义了沿其纵向延伸的旋转轴（例如，出入视图10的方向）。

蝶形重物1000可由多个链接的块体构成，诸如固定块体1010、旋转块体1015和浮动块体1020。一般地，固定块体可被永久固定至旋转轴或绕旋转轴移动的元件（诸如杆1005）。旋转块体1015可被配置为至少部分围绕旋转轴旋转。在某些实施例中，旋转块体1015可以围绕旋转轴自由旋转，而在另一些实施例中，其可被限制为防止固定块体或浮动块体分开通过一特定点。

浮动块体1020可以连接至固定块体1010和旋转块体1015之一或两者。一般地，浮动块体1020不直接耦合至杆1005，而与其间接耦合（诸如，通过固定块体1010）。应该理解，固定块体1010、旋转块体1015和浮动块体1020中的任何块体都可由在实施例操作期间彼此协作的一个或多个元件构成，即便在图示各自作为单独元件的情况下亦是如此。也就是说，在此描述的任何块体在需要或期望时都可由多个子块体构成。因此，在此的讨论和随后的实施例旨在覆盖具有多个固定块体、多个旋转块体和/或多个浮动块体的任何实施例。

现将描述蝶形重物1000的操作。在低频率旋转期间（例如，杆1005低速旋转），三个块体1010、1015和1020可以如图10所示一般性地彼此相邻。如下将更详细描述的，连接机构将固定块体1010和旋转块体1015保持在彼此相邻的位置上。本质上，该连接机构允许固定块体1010在杆1005在低于阈值频率旋转时拖拽旋转块体1015。

在此配置（例如，如图10所示的配置）中，蝶形重物1000是不平衡的并且可提供第一触觉反馈。该第一触觉反馈可以是施加在并入该蝶形重物1000的电子设备的外壳上的相当强的振动或力。蝶形重物1000的不平衡的偏心块体在此配置下向杆1005施加时变力并且最终向与杆连接的任何元件（诸如马达和/或电子设备的外壳）施加时变力。这将振动杆和连接的元件。这一振动可被用作触觉输出或信号。

在高频/高速旋转期间，蝶形重物1000可以移位至平衡配置，以使其质心大致位于旋转轴处。在某些实施例中，蝶形重物的质心可以不确切位于旋转轴处而是定位在其附近。

图11描绘了平衡配置下的样本蝶形重物1000。在块体的转速超过阈值时，连接机构的保持力将由施加在浮动块体1020上的旋转离心力所克服。浮动块体1020因此远离旋转轴和杆1005向外移动。由于浮动块体耦合至旋转和固定块体，因此这一向外运动将旋转和固定块体彼此拉开。于是，在阈值速度之上的速度下，固定块体1010和旋转块体1015可以如图11所示彼此分开。

一般地，固定块体1010、旋转块体1015和浮动块体1020可被配置为使得三个块体的整体质心（例如，蝶形块体1000的质心）在块体如图11所示彼此分开时位于旋转轴上。试举一例，浮动块体1020可由比固定和/或旋转块体更密致或更大的材料制成。再举一例，固定和/或旋转块体在其最接近浮动块体的边缘或侧边处可以具有比远离浮动块体处更厚的部分。应该理解，每个组成元件的块体能够以多种方式变化以在蝶形重物处于图11所示配置时将该蝶形重物1000的质心置于旋转轴处。

仍然参见图11，应该理解，蝶形重物1000的块体平衡配置相比于图10所示的蝶形重物配置通常会降低振动。因此，由处于图11所示平衡配置的蝶形重物生成的触觉输出（如果有的话）可以与其处于图10所示不平衡配置时生成的输出不同。

如前所述，连接机构1200可被用于在低频率旋转期间将固定块体1010和旋转块体1015保持为彼此相邻。这类连接机构的一个例子如图12-13所示。固定块体1010和旋转块体1015分别包括被定向以使得彼此吸引的磁体1205和1210。磁体1205和1210之间的吸引力在低频率旋转期间一般地将固定块体1010和旋转块体1015保持为彼此相连。

当蝶形重物1000以某一频率以上的频率旋转（例如，高速旋转）时，施加在浮动块体1020上的离心力可足以使得浮动块体将固定块体1010和旋转块体1015拉开。也就是说，离心力通过浮动块体1020转移至固定块体和旋转块体，并足以克服磁体1205和1210彼此的吸引力。当蝶形重物1000绕旋转轴的旋转跌落至某一频率之下时，磁体可以彼此吸引并将蝶形重物回复到如图12所示的配置。应该理解固定块体和旋转块体分开时的阈值速度可以不同于固定块体和旋转块体返回其相邻位置时的速度。进一步地，并非依赖于磁吸引将固定块体和旋转块体返回其初始位置，这些块体可以在蝶形重物的低频率旋转期间偏移至彼此相邻。

某些实施例可以利用除图12和13所示磁体之外的其他连接机构1200。例如，图14和15例示了相对于蝶形重物1000用作连接机构的弹簧。C型弹簧1400的臂一般地向固定块体1010和旋转块体1015施加径向力。该径向力可将固定块体和旋转块体朝向彼此偏移，以将其保持在如图14所示的一般性的相邻配置中。

当施加在浮动块体上的离心力足够大时（归因于蝶形重物的高频率旋转），浮动块体将向外移动，并将固定块体和旋转块体拖拽至图15所示的配置。浮动块体上的离心力必须使得由该浮动块体施加在固定块体和旋转块体上的扩张力超过C型弹簧施加的弹性力。相反地，当旋转减慢时，C型弹簧的回复力将超过扩张力，并且蝶形重物1000将回到图14的配置。

连接固定块体1010和旋转块体1015的另一选择使用线性弹簧代替图12和13中的磁体。该弹簧被一般性地大致布置在图12描绘的磁体所在之处形成的腔内。弹簧的每一端分别连接至固定块体和旋转块体。概念上，该弹簧可以抵抗固定块体和浮动块体的移动；当浮动块体在高频率旋转期间施加的扩张力足够大时，弹簧可伸拉以允许固定块体和浮动块体分离。作为在此描述的其他实施例，块体可以在旋转频率减慢时移回其初始或静止位置。

某些实施例可以提供定位特征件以在高频旋转期间限制浮动块体1020的移动。试举一例并如图16和17所示，可以在蝶形重物1000内形成一对凹痕1600和1605。更具体地，固定块体1010和旋转块体1015内各自形成一个凹痕。随着固定块体和旋转块体在高频率旋转期间彼此分离，浮动块体1020的边缘可以进入凹痕1605和1600，该凹痕1600和1605可具有阻止固定块体和旋转块体移动的效果。凹痕可以在沿着固定块体和旋转块体的边缘的各点处形成，由此在三个块体的位置使得蝶形重物1000的质心位于旋转轴上时阻止块体的运动。于是，凹痕促进了高频率旋转期间蝶形重物的质心平衡。

可以在高频率旋转期间辅助蝶形重物1000的块体平衡的锚定机构的另一例在图18和19中示出。线1800可以连接固定块体1010和旋转块体1015。线的两端可以通过包括螺钉、铆钉、销等的任何合适的机构1805和1810而锚定至固定块体和旋转块体。一般地，线在蝶形重物1000的其余低频率旋转期间松弛。在高频率旋转期间，固定块体和旋转块体会如上所述地分开。两块体分开的距离可由线1800的长度控制。当线由固定块体和旋转块体的运动所拉紧时，它可如图19所示阻碍该运动。于是，线可以阻止固定块体和旋转块体相对彼此的进一步运动，同时仍允许它们绕杆旋转。由于线1800的长度控制两块体的分开距离1900，因此线可被配置为在整个蝶形重物1000关于旋转轴平衡之处的点停止固定块体和旋转块体的分离。

应该理解的是，可以使用各种方法和装置将浮动块体1020连接至固定块体1010和旋转块体1015之一或两者。例如，可以将一个或多个导线2000穿过分别在三个块体中定义的一系列孔2005、2010、2015和2020以如图20和图21的截面图所示将其连接在一起。一般地，图21的截面通过浮动块体1020和固定块体1010截取。加阴影的浮动块体和固定块体都是弯曲的，因此其各自的一部分伸出离开截面（例如，各块体未加阴影的部分）。应该理解的是，各实施例可以使用延伸通过全部四个孔径2005、2010、2015和2020的单根导线2000，或是如期望的可以使用各自延伸通过两个孔径的两根导线。示出后一实施例。

作为替换，如图22所示可以使用刚性构件2200，2205连接块体并由锚定构件2210、2215、2220和2225（例示为加阴影的圆）锚定。锚定元件可以是铆钉、螺钉、紧固件等，并且可以具有任何形状或大小。锚定元件可以完全或部分延伸通过其各自的块体。类似地，锚定元件的定位可以在各实施例之间变化。因此，如图22所示的形状和位置仅是一个实施例的例示。

作为在此讨论的附加或替代，还可以使用其他连接器。例如，可以在固定块体和旋转块体内分别形成沟槽，并可在浮动块体上形成配对舌部或其他突起。沟槽可以是成角的，使得沿着沟槽的舌部运动用于将固定块体和旋转块体的外边缘向上推，藉此分开两者。

蝶形重物2300的另一实施例在图23中示出。在此，蝶形重物包括锚定块体2305、推动块体2310和浮动块体2315。单根导线2320被例示为将三个块体连接在一起，但是也可以使用任何合适的连接机构。锚定块体2305可被固定至杆或其他旋转轴，而推动块体可以至少部分相对于杆自由移动。

操作期间，锚定块体2305可由杆的运动而驱动。锚定块体又推着所示推动块体2310和浮动块体绕杆或其他旋转轴旋转。当达到某一旋转频率时，锚定块体可以减速或甚至是简单地改变其旋转方向。由于推动块体将继续旋转，因此其惯性使其与锚定块体分离。这又迫使浮动块体向外并远离杆。锚定块体随后可恢复其原始旋转方向上的运动。于是，如图24所示，锚定块体2305和推动块体2310可在浮动块体2315向外推时分开，由此使得蝶形重物2300在高频率旋转期间处于平衡配置。导线2320可以阻止三个块体的过度或不期望的分离。

在又一个变体中并且如图25-28所示，锚定块体和推动块体可由第一被驱动块体2520和第二被驱动块体2525代替，并使用磁体2505和2510或类似连接结构将其保持在一起。附接至驱动杆的盘2515可以在低旋转频率下的操作期间推动被驱动块体2520和被驱动块体2525之一。进一步地，离心块体2530可被固定至驱动杆。在低频率旋转速度下，由三个块体2520、2525和2530构成的整体结构可以具有不与驱动杆1005的中心对准的质心。（图25-28中虚线示出的磁体和盘边缘在实施例2500处于描绘的定向中通常不可见，但仍出于例示的目的包括在图中。）

当旋转频率超过最小阈值时，由从盘2530中伸出的凸缘或板2800施加在被驱动块体2520和2525之一上的力可足以克服磁体2505和2510的磁吸力。于是，被驱动块体2520和2525可以彼此断开并分离，并且整个结构可以假设其质心与驱动杆1005的中心对准的平衡配置。当被驱动块体2520和2525分离时，离心块体2530被迫提升至如图27所示的位置，由此平衡该实施例的块体分布。本质上，盘2530和凸缘2800可被认为是被驱动块体的驱动器，这是因为凸缘随杆旋转推动块体之一，由此移动该块体。于是应该理解，由于驱动器可操作用于在杆旋转时使块体旋转（例如，将来自杆的动能传递至至少一个被驱动块体），因此被驱动块体无需固定连接至杆。

一般地，只要杆1005在旋转，凸缘2800就将持续推动一个被驱动块体。在图28所示的实施例中，最右的块体2520由凸缘2800推动。更具体地，盘2530固定耦合至杆1005，以使得盘2530随杆的旋转而旋转。在图28的例子中，杆可以逆时针旋转，藉此推动凸缘2800抵抗被驱动块体2520的内表面。

在某些旋转速度下，第二被驱动块体2525的惯性将使其对旋转的抵抗（例如，其拖拽力）大于两磁体2505和2510之间的磁吸引力。在这一情况出现时，凸缘2800将推动第一被驱动块体2520远离第二被驱动块体2525。第二被驱动块体将相对于绕杆的旋转有效“落回”。离心块体2530又随着两被驱动块体的分开而被向上推并远离杆。每个被驱动块体影响离心块体2530的相对侧，并在其上施加力。由于离心块体可以径向远离杆1005移动至少一定距离，因此，由被驱动块体2520和2525施加在离心块体2530的成角端上的力被转化为径向运动。于是，离心块体可以从相对接近或靠近杆1005的位置（如图25所示）移至远离杆1005的外向位置（如图26-28所示）。

在某些实施例中，销2700可以从盘2515向外延伸并通过在被驱动块体2520和2525之一内形成的孔2705。销2700和孔2705的组合可以允许盘和块体相对彼此的一些运动，同时限制两者间的过度行进。应该理解，许多实施例可省略销2700和孔2705，而其他实施例可相对于被驱动块体两者使用这一配置。出于简明和例示的考虑，销仅在图27中示出。

随着实施例2500的旋转减慢，第二被驱动块体2525的惯性可以将其带至更接近第一被驱动块体2520。当被驱动块体足够靠近时，两磁体2505和2510之间的吸引力可以使得被驱动块体更加靠近彼此并重新耦合。当这一情况出现时，离心块体2530可以返回其邻近或至少更靠近杆1005的原始位置。进一步地，当被驱动块体以此方式耦合时，凸缘2800可被收容到在被驱动块体之一的表面内形成的腔2805内。其中形成腔2805的被驱动块体可以随实施例变化。

应该理解，已经关于杆1005的逆时针旋转以及由此块体2520、2525和2530的逆时针运动一般性地讨论了实施例2500。然而在许多实施例中，作为替换或附加，杆也能够以类似于前述的效果（不同之处是，与凸缘2800在其上施加力的被驱动块体将会是2525）而顺时针旋转。

应该理解使两被驱动块体2520和2525分离的旋转频率可以不与使其重新结合的旋转频率t相同。也就是说，蝶形重物2500在使得被驱动块体2520和2525分离的相同旋转频率下会经历一定程度的阻止被驱动块体2520和2525重新结合的滞后现象。图29例如描绘了给定频率下实施例2500的振动幅度或输出的图。

如图所示，实施例2500一般性地在不平衡状态下开始，由此其幅度信号2900相对较高。在与具体旋转阈值频率相对应的第一拐点2905处，块体可以分开并且该实施例2500可以假设其中质心位于杆1005处或附近的位置。于是，由实施例2500产生的信号幅度下落至较低的恒定水平2910并且随着频率增加保持在此。

随着旋转频率降低，实施例2500可以保持其平衡配置直到达到与第二阈值旋转频率相对应的第二拐点2915，其表示杆及本实施例旋转的减慢。在此拐点频率处，磁体2510和2505之间的吸引力可将被驱动块体2520和2525搭接回一起，由此将该实施例置回不平衡态。因此，本实施例输出信号的幅度回到相对较高的水平2900。第二拐点可以在低于第一拐点2905的较低旋转频率2915处出现，其表示实施例2500的滞后现象。

应该理解信号的初始幅度（例如，拐点2905之前）和信号的所得幅度（例如，分离点2905之后）虽然被示出为恒定，但是在实践中会出现小幅变化。于是，应该理解图29的坐标图仅用于例示。

以上描述了用于生成振动和/或变更掉落设备的角动量的耦合块体的某些示例性实施例。虽然在前的讨论已经示出了特定实施例，但是本领域技术人员将会认识到可以做出各种形式和细节上的改变而不背离各实施例的精神和范围。此外，一个或多个实施例可以组合在一起以实现期望性能。例如，弹簧可与利用磁体的实施例一起实现以帮助将第二重物保持和返回静止位置。因此，在此描述的具体实施例应被理解为例子而非对范围的限制。

Claims (20)

1.一种系统，其特征在于，所述系统包括：

马达；

杆，附接至马达；

第一重物，相对于杆固定；

第二重物，邻接所述第一重物并至少部分绕所述杆自由旋转；以及

第三重物，操作性地连接至所述第一和第二重物，所述第三重物被配置为在达到旋转阈值时从所述杆向外移动。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

三个重物的质心在未达到旋转阈值时不位于所述杆的中心；以及

三个重物的质心在达到旋转阈值时与所述杆的中心对准。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第三重物附着至所述第一和第二重物。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，在达到所述旋转阈值时离心力移动所述第三重物远离所述杆。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第三重物远离所述杆的运动使得所述第一和第二重物彼此远离。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括在未达到所述旋转阈值时保持所述第一和第二重物彼此相邻的连接机构。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述连接机构被配置为允许所述第一和第二重物在达到所述旋转阈值时分开。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述连接机构是一组磁体，所述第一和第二重物中的每一个中容纳该组磁体中的至少一个磁体。

9.一种用于提供触觉反馈的方法，其特征在于，所述方法包括：

以第一频率驱动蝶形块体，所述第一频率低于阈值；以及

以第二频率驱动所述蝶形块体，所述第二频率高于所述阈值；其中

触觉反馈以所述第一频率而非以所述第二频率提供。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述蝶形块体包括彼此操作性连接的第一、第二和第三块体。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在达到所述阈值时，移动所述第三块体远离所述第一和第二块体，藉此使得所述蝶形块体关于绕旋转中心的旋转处于平衡配置。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在达到所述阈值时，移动所述第一和第二块体彼此远离。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在达到所述平衡配置时阻止所述第三块体的运动。

14.一种用于生成触觉输出的装置，其特征在于，所述装置包括：

邻近杆的第一块体；

邻近所述杆的第二块体；

位于所述第一和第二块体之间的第三块体；以及

固定至所述杆的驱动器；其中

所述驱动器操作用于响应于所述杆的旋转而围绕所述杆旋转至少所述第一块体。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三块体被配置为在阈值旋转频率下径向远离所述杆运动，藉此将所述装置置于不平衡配置。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述驱动器被配置为在阈值旋转频率下分离所述第一和第二块体。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第三块体被配置为在第二阈值旋转频率下径向向内朝向所述杆运动，其中所述第二阈值旋转频率小于所述第一阈值旋转频率。

18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述驱动器包括：

附着至所述杆的盘；以及

从所述杆的表面延伸的突起，所述突起邻接所述第一块体。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，

所述第一、第二和第三块体被配置为绕所述轴旋转；以及

所述突起被配置为响应于所述杆的旋转将动能施加给所述第一块体。

20.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

布置在所述第一块体内的第一磁体；以及

布置在所述第二块体内的第二磁体；其中

所述磁体被配置为将所述第一和第二块体保持为彼此相邻直到达到阈值旋转频率。