CN105164606A - 用于具有触觉反馈的触知型接口模块的促动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有触觉反馈的触知型接口模块(1)的促动器，连接至可检测到用户施加的压力的触觉表面(3)，可根据检测到的压力产生触觉反馈，且该促动器包括：框架(11)；与该框架(11)配合的移动芯部(13)，在端部位置之前被可动地驱动以产生触觉反馈；用于可动地驱动移动芯部(13)的电磁促动器件(15，17)；用于将促动器连接至触觉表面(3)的固定元件(23)；以及弹性器件(21)，限定当无促动器件(15，17)驱动芯部时该移动芯部(13)不工作位置，其特征在于，该弹性器件(21)绕固定元件(23)布置。

Description

用于具有触觉反馈的触知型接口模块的促动器

技术领域

本发明涉及一种用于触觉接口模块的促动器，特别是用于机动车辆，尤其是可以将触觉反馈传递给用户，例如振动反馈。

背景技术

当用户在具有触摸反馈的触摸接口模块的触摸表面施加压力时，施加的压力可以被测量和/或施加压力的位置点可以被确定。在这种情况下，该用户进行的接触，例如，与命令的选择相关联。

另外，为了例如信号通知用户他或她的命令已确实被纳入考虑，尤其是在夜间驾驶或盲操作时，产生触觉反馈以允许用户保持专注于道路。

为此，存在具有触觉反馈的命令模块，其包括促动器，例如电磁促动器，连接至接口模块以传递振动运动，以使用户感觉到触觉反馈，通知他或她，他或她的命令已确实被纳入考虑。

这些电磁促动器包括线圈和一个或多个相对于线圈平移移动的磁体。当线圈通电时，磁体开始运动，而该运动被传递到触摸表面。

发明内容

为此，本发明的主题是一种用于具有触觉反馈的触摸接口模块的促动器，意图连结至适于检测用户进行的接触的触摸表面，并适于依据检测到的接触而产生触觉反馈，所述促动器包括：

-框架，

-移动芯部，与所述框架配合，意图在极限位置之间被驱动运动以产生触觉反馈，

-电磁促动器件，用于驱动该移动芯部运动，

-固定元件，意图将促动器连结至触摸表面，

-弹性器件，限定在没有促动器件驱动的情况下所述移动芯部的不工作位置，

其特征在于，所述弹性器件绕所述固定元件布置。

用于具有触觉反馈的触摸接口模块的促动器因此可以较小封装来生产。

该促动器可进一步包括下述单独或组合采用的一个或多个特征。

该固定器件形成用于该移动芯部的运动的引导件，其使得无需实施用于所述运动的额外引导件。

第一和第二弹性器件限定该移动芯部的浮动不工作位置，其允许在相同供能的情况下有更加高效的促动。

该弹性器件包括绕固定元件缠绕的螺旋弹簧，该螺旋弹簧具有有利地围绕所述固定元件的管状形式。

该弹性器件包括弹簧片，所述弹簧片还具有穿孔，该固定元件穿过所述穿孔，特别是对于更平坦的实施例。

该弹性器件包括弹性材料，例如聚氨酯，膨胀聚合物，离子交联聚合物，或者橡胶，其可能比从前的金属元素便宜。

该弹性器件被施加压缩预应力，其目的仍在于更平坦的实施例。

该固定元件包括螺钉，其允许该弹性元件的刚度和/或尺寸的紧固或调节。

该固定元件包括可能更便宜的铆钉。

该固定元件包括圆头弹性杆，不包括任何金属，并可能甚至更便宜。

该移动芯部包括至少一个磁体，而该框架包括线圈，使得该固定框架接收需要供电的元件。

该框架包括承载促动器件的一部分的本体和形成支撑件的底部，并且其中，该本体和该底部包括临时固定部，并通过固定元件装配。该临时固定部使得在装配过程中，能够运输半成品并具有整体构件。

该临时固定部包括由形状配合形成的夹接部，一种简易且便宜的临时固定。

本发明的另一个主题是具有触觉反馈的相关触摸接口模块，其特征在于，其包括前述促动器。

附图说明

本发明的其它特征和优势将通过以下借助例子且以非限制性方式、参考附图给出的说明而显现，在附图中：

图1示意性地示出了根据所谓的“悬浮”实施例的接口模块的横截面图，其中该促动器形成隔离块，固定于要设定为运动的触摸表面；

图2以侧视图示意性地示出了图1的接口模块；

图3以侧视图示出了替代的接口模块实施例。

在所有附图中，相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

本发明涉及一种具有触觉反馈的触摸接口模块1，用于例如机动车辆的控制面板，或甚至用于机动车辆的中央控制台，使得可以控制车辆的电子或电气系统，并能够传送触觉反馈给例如已经修改过或选择过命令的用户，以使用户确信该修改过或选择过的指令已被纳入考虑。

该接口模块包括触摸表面3，例如使用在触摸屏或触摸垫集成的电容或电阻技术，甚至按钮型的简单区域，使用电容或电阻技术(称为FSR，力敏电阻器)来检测在其表面的一位置上、对应于一命令的用户手指的位点(以及在电阻技术的情况下还检测力)的滑块。也可以使用触摸垫，其为透明的且叠加在显示屏上，以例如通过表面的检测波来操作。

在图1中，该触摸表面以浮动方式连结至触觉接口模块1的框架5。表面3和框架5之间的连结通过半刚性膜类型的连结件7实现，或其它任何允许有限运动的固定器件，特别是沿与触摸表面3成直角的轴线的振动。

该触摸表面3连结至促动器9，促动器9在检测到用户的接触时激发触觉反馈。该促动器9包括，一方面，固接至触摸表面3的框架11，以及与该框架配合的移动芯部13。

移动芯部13，容纳在框架11中，通过电磁促动器件15、17设定为在极限位置之间运动。在该往复运动期间，芯部交替经历加速和减速阶段，在加速和减速阶段期间移动芯部13驱动触摸表面3的运动，并因此产生触觉反馈。

为了制造电磁促动器件15、17，该框架11承载可以提供磁场的线圈15，而该移动芯部13承载至少一个磁体17，优选为多个，尽可能靠近线圈15布置且沿轴A-A自由平移。

也可以制造相反的装配，则将线圈15固接至移动芯部13，一个或多个磁体17固接至框架11。

图1示出了所谓的“悬浮”促动器的实施例。悬浮应被理解为意味着该促动器9没有连结至触摸接口模块1的框架5，而促动器的框架11固接至触摸表面3。

移动芯部13具有E形的截面，其中，中央分支被驱动进入框架11的具有U形截面的对应部分。

图2以侧视图示意性地示出了图1的促动器，以使所述促动器9的固定元件23和弹性器件21(之前未示出)可见。

图2特别示出了图1的剖面线I-I。特别的，所述剖面是横向的，且因此位于纵向端部处的弹性器件21和固定元件23在图1中不可见。

在图2中，特别地可看到框架11在其侧向端部处包括端部舌片25，在其中心处穿孔。移动芯部13也包括端部舌片27，在其中心处穿孔，所述端部舌片27设置为使得框架11和移动芯部13分别承载的端部舌片的25、27的穿孔在轴线A-A上对齐。

舌片25、27的穿孔容纳固定元件23，此处以螺钉的形式示意性的表示，其形成用于移动芯部13的平移引导件。可替代的，可以在部件13和框架11之间使用专用的燕尾或矩形的滑道型引导件来提供此功能。

特别的，在所述移动芯部13运动期间，由移动芯部13承载的端部舌片27沿形成固定元件的螺钉的本体滑动。

该弹性器件21，此处为螺旋弹簧，被设置在固定元件23周围，螺旋弹簧21位于移动芯部13的端部舌片27的两侧。特别的，螺旋弹簧21在此处绕形成固定元件23的螺钉缠绕。

另外，或替代的，如果空间沿固定元件23受限，该弹性器件可包括也具有穿孔的弹簧片，固定元件23穿过所述穿孔。

另外，该弹性器件21可包括弹性材料，例如聚氨酯(urethane)、膨胀聚合物(expandedpolymer)、离子交联(ionicallycross-linked)聚合物、或橡胶，例如是形围绕固定元件23以环或管的形式。

每个螺钉23的一端包括具有较大直径的头部29，另一端31拧入到触摸表面3的支撑件的预穿孔中。

每个螺钉23的头部有利地保持一个螺旋弹簧21，并使其抵靠移动芯部13的相应端部舌片27为其施加压缩预应力。定位为面向移动芯部13的端部舌片27的螺旋弹簧21，就其自身而言，在舌片27和承载触摸表面3的垫之间被施加预应力。

但是也可设想弹性器件21被施加拉伸预应力(extension-prestressed)的另一实施例。

也可设想其他实施例，其中固定元件23包括在装配时被按压的铆钉，或在装配时为热圆头塑料杆。

弹性元件21由此限定了移动芯部的浮动不工作位置，没有形成促动器件的线圈15和磁体17进行的促动。该浮动位置使得在相同的供能下有更加高效的促动。

图3示出了替代接口模块1的实施例。

图3的实施例与图2的实施例的区别在于框架11由多个部件组成，此处特别为两个。

此处的框架包括本体11a，特别是包括承载线圈15和端部舌片25的具有U形截面的部分，以及包括底部11b，其形成触摸表面3的垫上的承载表面。

底部11b还可包括侧壁(未示出)以形成包围体，该包围体是至少部分的，紧密包围本体11a的端部舌片25。由此获得的该包围体特别地保护促动器9免于遭受外部元素例如灰尘。

该框架的本体11a和底部11b通过临时固定部33连结，例如是通过夹型形状配合连结。

以该方式，本体11a和底部11b可以被分开处理，然后通过临时固定部33预装配，之后通过固定器件23最终装配，所述固定器件23将所述本体11a和底部11b可靠地保持在一起。

特别地，本体11a和底部11b可因此被设计为通过模制以较少的步骤获得，和/或以简化的步骤获得，例如不需要任何反拔模(backdraft)、切割或后续铣磨。另外，当安装线圈15时，本体11a可能更容易处理，例如通过金属线缆绕具有U形截面的部分的自动缠绕。

临时固定部33允许框架11的预装配，可以与之前插入在其位置中的芯部13预装配，以获得容易处理的半成品模块。因此，预装配、安装和所述安装意味着的最终装配可在不同地点实施，可能在地理上很遥远。

本发明因此使得可以获得更紧凑、更易组装且因此可能更便宜的促动器9。另外，固定元件23的紧固和弹性器件21使得可以显著减少所涉及部件的游隙。

Claims (14)

1.一种用于具有触觉反馈的触摸接口模块(1)的促动器，意图连结至适于检测用户进行的接触的触摸表面(3)，且适于依据检测到的接触而产生触觉反馈，所述促动器包括:

-框架(11)，

-移动芯部(13)，与所述框架(11)配合，意图在极限位置之间被驱动运动以产生触觉反馈，

-电磁促动器件(15，17)，用于驱动该移动芯部(13)运动，

-固定元件(23)，意图将促动器连结至触摸表面(3)，

-弹性器件(21)，限定在没有由促动器件(15，17)进行的驱动的情况下该移动芯部(13)的不工作位置，

其特征在于，所述弹性器件(21)绕所述固定元件(23)布置。

2.如权利要求1所述的促动器，其特征在于，所述固定元件(23)形成用于所述移动芯部(13)的运动的引导件。

3.如权利要求1或2所述的促动器，其特征在于，第一和第二弹性器件(21)限定所述移动芯部(13)的浮动不工作位置。

4.如权利要求1、2或3所述的促动器，其特征在于，所述弹性器件(21)包括绕固定元件(23)缠绕的螺旋弹簧。

5.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，所述弹性器件(21)包括弹簧片，所述弹簧片还包括穿孔，所述固定元件(23)穿过所述穿孔。

6.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，所述弹性器件(21)包括弹性材料，例如聚氨酯、膨胀聚合物、离子交联聚合物、或橡胶。

7.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，所述弹性器件(21)被施加压缩预应力。

8.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，所述固定元件(23)包括螺钉。

9.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，所述固定元件(23)包括铆钉。

10.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，所述固定元件(23)包括圆头塑料杆。

11.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，所述移动芯部(13)包括至少一个磁体(17)，而该框架(11)包括线圈(15)。

12.如前述权利要求中任一项所述的促动器，其特征在于，该框架(11)包括承载促动器件(15)的一部分的本体(11a)和形成支撑件的底部(11b)，且在于，该本体(11a)和底部(11b)包括临时固定部(33)，通过固定元件(23)组装。

13.如权利要求12所述的促动器，其特征在于，该临时固定部包括由形状配合形成的夹接部。

14.一种具有触觉反馈的触摸接口模块(1)，包括适于检测用户进行的接触的触摸表面(3)，其特征在于，其包括促动器(9)，所述促动器适于依据检测到的接触而产生触觉反馈并包括：

-框架(11)，

-移动芯部(13)，与所述框架(11)配合，意图在极限位置之间被驱动运动以产生触觉反馈，

-电磁促动器件(15，17)，用于驱动所述移动芯部(13)运动，

-固定元件(23)，意图将促动器连结至触摸表面(3)，

-弹性器件(21)，限定在没有由促动器件(15，17)进行的驱动的情况下该移动芯部(13)的不工作位置，

其中，所述固定元件(23)形成该移动芯部(13)运动的引导件，而所述弹性器件(21)绕所述形成引导件的固定元件(23)布置。