CN107077202A

CN107077202A - 磁性触觉系统

Info

Publication number: CN107077202A
Application number: CN201580051108.6A
Authority: CN
Inventors: 普拉纳夫·米斯特里; 赛义德·萨迪; 柯蒂斯·奥米勒; 魏呈远; 伊利亚·特斯维托米若·特斯卡夫; 史蒂文·曼努埃尔
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-08-18
Anticipated expiration: 2035-09-22
Also published as: EP3198717B1; US10275028B2; EP3198717A1; WO2016048010A1; KR20170058381A; EP3198717A4; KR102449874B1; US20160085304A1; CN107077202B

Abstract

在一个实施方式中，一种设备包括主体。主体的至少一部分包括磁性材料的一个或多个实体。该设备包括活动元件，该活动元件联接到主体并且在第一维度上与主体的部分分开一定距离。该活动元件包括磁性材料的一个或多个实体，并且配置成至少在垂直于第一维度的第二维度上移动，并且活动元件与主体的部分之间的距离由设备保持固定。活动元件中的磁性材料的至少一个实体排斥或吸引主体中的磁性材料的至少一个实体。

Description

磁性触觉系统

技术领域

本公开大体涉及磁性触觉系统。

背景技术

系统可以将触觉感觉提供给移动系统的一部分的用户。例如，装置中的止动器(detent)可以用来机械地阻止或抑制轮子、轮轴或主轴的旋转。止动器可以为装置的用户提供与轮子的动作和轮子的位置有关的反馈。装置中的止动器可以按规则或不规则的增量放置，并且轮子可以在那些止动器位置之间相对自由地移动。例如，鼠标中的滚轮可以在滚轮的止动器位置处产生“点击”，并且可以在那些止动器位置之间自由地旋转。与移动相关联的功能可以指止动器位置。例如，扬声器系统的音量旋钮只可以在指定的止动器位置处间断地改变扬声器的音量，或者可以随着旋钮在止动器位置之间旋转和旋转经过止动器位置而连续地改变音量。在任一情况下，止动器都将与旋钮的位置和旋转有关的信息提供给用户。

发明内容

磁性触觉装置包括主体和活动元件。主体的至少一部分包括第一磁性材料的一个或多个实体(instance)。活动元件联接到主体并且在第一维度上与主体的部分分开一定距离，活动元件包括第二磁性材料的一个或多个实体，活动元件配置成至少在垂直于第一维度的第二维度上移动并且距离由设备保持固定，其中第二磁性材料的至少一个实体排斥或吸引第一磁性材料的至少一个实体。

附图说明

图1示出示例性磁性止动器系统。

图2示出示例性磁性触觉系统的截面图。

图3A和图3B示出示例性磁性止动器系统中的示例性止动器布置。

图4示出图1的示例性磁性止动器系统的截面图。

图5A到图5C示出基于弹簧的示例性止动器系统。

图6示出针对基于弹簧的示例性止动器系统的示例性参数。

图7示出示例性计算机系统。

具体实施方式

在一个实施方式中，设备包括主体。主体的至少一部分包括磁性材料的一个或多个实体。该设备包括活动元件，该活动元件联接到主体并且在第一维度上与主体的部分分开一定距离。该活动元件包括磁性材料的一个或多个实体，并且配置成至少在垂直于第一维度的第二维度上移动并且活动元件与主体的所述部分之间的距离由设备保持固定。活动元件中的磁性材料的至少一个实体排斥或吸引主体中的磁性材料的至少一个实体。

本发明的实施方式

图1示出示例性磁性止动器系统100。在图1的示例中，系统100包括主体110和相对于主体100移动的活动元件120。如图1所示，在具体实施方式中，装置主体110可具有圆形形状。例如，装置主体100可以是轮轴，旋钮围绕该轮轴旋转例如以为声音系统提供音量调整。在具体实施方式中，装置主体110可以包括显示器。例如，装置主体110可以形成手表或智能手表系统的一部分。本公开预期，本文中的描述可以用于由第2014/0143737号美国专利申请公布所公开的智能手表或其任何实施方式，该专利申请公布以引用方式并入本文中。此外，尽管本公开描述具体类型的磁性止动器系统100和装置主体110的示例，但本公开预期具有任何合适装置主体的任何合适的磁性触觉系统。例如，装置主体可以是轨道，并且活动元件可以是滑动件。

装置主体110的一部分可以包括由磁性材料140构成的一个或多个实体。本文中使用的，“磁性材料”可以指任何合适的磁性材料，诸如，响应于外部磁场而产生磁矩的材料(例如，顺磁材料或铁磁材料)；在缺少外部磁场的情况下呈现磁矩的材料(例如，永磁体，诸如，在适当温度下的磁化的铁磁材料)；因施加电流而呈现磁矩的材料(例如，电磁体，诸如，电永磁体)；或者它们的任何合适的组合。本公开预期将磁性材料沉积在或包括在活动元件或装置主体的一部分中或上的任何合适方法。例如，磁性材料可以按任何合适的形状印刷到或以其他方式图案化到表面上。作为另一示例，磁性材料可以包括随后被引入到结构中或结构上的一个或多个预先形成的磁性材料，诸如，离散的永磁体。

装置主体110的磁性材料140可以具有在磁性材料140的附近形成磁场的净磁矩。因此，当活动元件120中的磁性材料130被活动元件120移动到磁性材料140的附近时，磁性材料140可以与磁性材料130的磁矩相互作用。例如，在图1中，活动元件120可以是相对于装置主体110旋转的可旋转环。在具体实施方式中，活动元件120可以由任何合适的结构附接到主体110，例如，通过咬合到装置主体上或者通过安置在一个或多个滚珠轴承150上。活动元件120可以绕低摩擦轴承表面(例如，滑动轴承)旋转。在具体实施方式中，活动元件120、装置主体110的支承部分或者这两个可以由具有合适滑移特性的光滑塑料材料制成。在具体实施方式中，活动元件120、装置主体110的支承部分或者这两个可以由具有合适滑移特性的光滑金属制成。在具体实施方式中，活动元件120和装置主体110的支承部分可以由不同材料制成。例如，活动元件120可以由塑料制成，而装置主体110的支承部分可以由光滑金属制成。在具体实施方式中，活动元件120的移动可以由装置主体110的凹槽中的一个或多个滚珠轴承150促进。在具体实施方式中，滚珠轴承中的至少一些可以用润滑材料环(诸如，特氟龙(Teflon)或迭尔林(Delrin))替换。减小活动元件与装置主体之间的摩擦可以增加或强化由止动器造成的感觉。本公开预期促进活动元件相对于装置主体的一部分进行低摩擦移动的任何合适方法。

当活动元件120围绕主体110旋转时，活动元件120中的由磁性材料130构成的实体可以在主体110中的磁性材料140的实体上方或附近经过。磁性材料130的磁矩与磁性材料140的磁矩相互作用，从而在用户旋转活动元件120时使用户产生触觉感觉。在具体实施方式中，磁体130和140可以放置成使得，当磁体130在磁体140附近经过时，它们的磁矩大致彼此平行，无论是指向相同方向还是指向相反方向。换言之，在那些实施方式中，与磁矩的点积的绝对值相比，磁矩向量的叉积的绝对值可以相对较小。本公开预期，磁性触觉系统中的磁性材料的磁矩可以指向任何合适的维度。例如，如图1所示，磁性材料130可以定向成使得磁性材料130的磁矩指向与活动元件120的平面大致垂直的维度，即，大致垂直于活动元件120的径向维度(并垂直于旋转平面中的角维度)并且平行于活动元件120的轴向维度。类似地，装置主体110的磁性材料140可以定向成使得磁性材料140的磁矩大致指向与活动元件120的平面垂直的维度。作为另一示例，磁性材料130的实体可以定向成使得磁性材料130的磁矩大致指向活动元件120的径向维度。磁性材料140的实体可以同样定向成使得这些实体的磁矩指向径向方向。例如，活动元件120可以包围含有磁性材料140的装置主体110的部分。作为另一示例，活动元件120可以位于含有磁性材料140的装置主体110的圆形部分内部。本公开预期磁性触觉系统中的磁材料和磁矩的任何合适定向，包括但不限于，由活动元件120的轴向和径向维度形成的平面中的任何定向。

在具体实施方式中，磁性材料130可以包括磁矩指向大致相反方向的磁性材料的实体。例如，磁性材料130的一个实体可以具有大致指向装置的轴向维度的磁矩，而磁性材料130的另一实体具有大致指向相同维度但相反方向的磁矩。如本文所使用，具有指向相同维度但大致相反方向的磁矩的磁性材料可以被称为具有相反极性。在具体实施方式中，磁性材料140可以包括磁矩指向大致相反方向的磁性材料的实体。在具体实施方式中，磁性材料130和磁性材料140中的一个或两个可以包括具有相反极性的磁性材料的交替实体。作为一个示例，磁性材料130可以包括具有指向轴向维度的磁矩的磁性材料的第一实体，以及具有指向相同维度但相反方向的磁矩的磁性材料的第二实体。第一实体和第二实体可以放置在活动元件120中的交替位置。在那些实施方式中，随着活动元件120围绕装置主体110旋转，第一实体和第二实体分别排斥和吸引磁性材料140，从而假设磁性材料140的磁矩随着活动元件120旋转而保持相对恒定。

图2示出触觉磁性系统200的示例，例如，图1的磁性止动器系统。触觉磁性系统200可以包括联接到装置主体的活动元件210，所述装置主体包括部分220。部分220可以包括磁性材料240和250，并且活动元件210可以包括磁性材料230。磁性材料230的实体可以分开距离L1。在具体实施方式中，L1可以在所有磁性材料230中的一些之间保持不变。例如，磁性材料230的实体可以横跨活动元件210或者活动元件210的一部分上均匀间隔开。在具体实施方式中，在磁性材料230的实体之间，L1可以改变。磁性材料240和250的实体可以分开距离L4，所述L4可以基于L1。例如，在具体实施方式中，L4可以是L1的一半。相对于L1，L4可以在磁性材料240和250的具体实体之间改变或保持不变。

在具体实施方式中，活动元件210可以与装置主体的部分220分开一定间隙。所述间隙可以在两个元件之间不产生摩擦的情况下，允许活动元件220相对于部分220移动。所述间隙足够小，使得随着磁性材料230经过磁性材料240和250，磁性材料230的磁矩与磁性材料240和250的磁矩相互作用。在具体实施方式中，磁性材料230、240和250中的一些或全部可以与活动元件210和部分220的、分别最靠近分开活动元件210和部分220的间隙的表面齐平。换言之，磁性材料230以及磁性材料240和250可以通过将活动元件210和装置主体的部分220分隔开的相同间隙分隔开。在具体实施方式中，磁性材料230的实体、磁性材料240的实体、磁性材料250的实体或者它们的任何合适组合可以从那些磁性材料所在的部件的表面偏移一定距离。例如，在图2的示例中，磁性材料240从部分220的表面偏移，使得磁性材料230和磁性材料240分开距离L3，所述距离L3大于分开活动元件210和部分220的间隙。在图2的示例中，磁性材料250偏移距离L2，所述距离L2大于L3。因此，在所有其他条件相同的情况下，当磁性材料230经过磁性材料250附近时产生的磁相互作用(因此，产生触觉感觉)可以小于当磁性材料230经过磁性材料240附近时产生的触觉感觉。本公开预期具有任何合适偏移的磁性触觉系统、分开磁性材料的任何合适实体的距离，以及分开活动元件与装置主体的一部分的任何合适间隙。例如，本公开预期，在具体实施方式中，如果磁性材料的实体在它们经过彼此附近时没有碰撞，则磁性材料的一个或多个实体可以凸出超过磁性材料所在的元件的表面的任何部分。

在具体实施方式中，磁性材料可以相对于其他磁性材料偏移，使得磁性材料的磁矩在指向相同维度的同时相对于彼此在垂直于该维度的平面中偏移。例如，参考图2，磁性材料230的实体可以相对于磁性材料230、240、250或者它们的任何合适组合的实体偏移。偏移可存在于与图像的平面垂直的维度上，即，朝向或远离观看者。在具体实施方式中，磁性材料230、240、250或者它们的任何合适组合的任何实体可以从任何其他实体偏移。在具体实施方式中，偏移可以通过放置相对于其他磁性材料偏移的磁性材料的离散实体来实现。在具体实施方式中，偏移可以通过以下方式来实现：相对于其他磁性材料将磁性材料印刷(或以其他方式图案化)成不同形状，或者相对于磁性材料的其他部分将磁性材料的不同部分磁化。

由磁性触觉系统(诸如，图2的示例性系统200)提供的触觉感觉可以依赖于若干因素，包括但不限于：磁性材料的尺寸、磁性材料的形状、磁性材料的类型、磁性材料的实体的磁矩强度、磁性材料之间的距离、相互作用的磁矩的实体之间的角度、磁矩相对于彼此的偏移，以及那些因素的任何合适的组合。在具体实施方式中，参数中的一些或全部可以在制造磁性触觉系统时确定。例如，磁性材料的实体的形状、位置和/或磁强度可以在制造过程中选择、打印或者以其他方式图案化。在具体实施方式中，参数中的一些或全部可以由装置的用户调整，或者可以由装置自动调整。例如，当磁性材料的实体是电磁体时，该实体的磁矩的强度可以由用户调整。在具体实施方式中，磁性材料的多个实体可以由装置的用户调整，从而随着活动元件相对于装置移动而提供多种触觉感觉。作为另一示例，磁性材料的实体之间的距离可以改变，例如，图2中所示的距离L1、L2、L3或L4，或者它们的任何合适组合。那些参数中的一些或全部可以由用户或装置动态调整，并且那些调整可以将不同的触觉感觉提供给用户。在具体实施方式中，用户可以表明用户所需的触觉感觉，并且装置可以自动调整一个或多个参数以实现所需的感觉。在具体实施方式中，活动元件(诸如，图1的活动元件120)可从装置拆除。例如，活动元件可以咬合或夹到装置上，并且装置的用户可以容易移动和更换活动元件(例如，不需要特殊工具或者只需要简单的工具，诸如，螺丝刀)。因此，可以向用户提供与具有不同参数的磁性材料的实体的不同活动元件相关联的不同触觉感觉。

随着用户相对于装置主体移动活动元件，上述参数影响触觉感觉。触觉感觉由本身作为那些参数的函数的力(或转矩)曲线而引起。在具体实施方式中，参数可以提供转矩曲线，所述转矩曲线在相同极性的磁矩彼此相互作用(例如，在止动器处)时与高斯函数的导数类似；并且如果发生(例如，在止动器之间)，则所述转矩曲线在相反极性的磁矩只微弱地相互作用(如果发生相互作用的话)(例如，在止动器之间)时具有大约线性梯度。在具体实施方式中，经过装置主体中的具有相反极性的磁性材料的活动元件中的磁性材料可以提供与在凸起表面(例如，“山”)上滑动相对无摩擦的物体类似的力曲线，因此，提供触觉感觉。在具体实施方式中，经过装置主体中的具有相同极性的磁性材料的活动元件中的磁性材料可以提供与将相对无摩擦的物体滑动到凹口(例如，“谷”)中类似的力曲线，因此，提供触觉感觉。“山”或“谷”的形状可以取决于若干参数。例如，山或谷的尺寸受到相互作用的磁矩的强度和对准影响，并且受到它们之间的距离影响。因此，使用强磁体(或使用强磁体和相对可磁化的材料)或者减小活动元件与装置主体的磁化部分之间的间隔，在力方面可以提供相对更急剧的变化，这可类似于转矩曲线的力中的对应山或谷的陡度。作为另一示例，使用具有作为移动方向上的距离的函数、逐渐增加的磁矩的磁性材料可以呈现与具有相对较低陡度的山或谷类似的力曲线。作为另一示例，减小相同元件(诸如，元件210或装置主体的部分220(或两者))中的磁性材料之间的距离可以增加提供触觉感觉的频率。作为另一示例，使相互作用的磁性材料的磁矩偏移可以减小相互作用的强度和尖锐度(sharpness)。作为另一示例，磁性材料的形状可以影响力曲线的形状，因此，影响提供给用户的触觉感觉。参考图2，在具体实施方式中，增加L4可以减小止动器刚度并且增加反冲感受。在具体实施方式中，增加L3会减小磁性材料250附近的转矩曲线的尖锐度。在具体实施方式中，增加L3的维度方向上的磁性材料的量(即，增加磁性材料的厚度)导致转矩幅度更大并且转矩曲线的分布增加。在具体实施方式中，增加L1的维度方向上的磁性材料的量(即，增加磁性材料的宽度)导致转矩幅度更大并且转矩曲线的分布增加。在具体实施方式中，改变磁性材料的厚度可以比改变磁性材料的宽度更多影响转矩幅度。在具体实施方式中，改变磁性材料的厚度可以比改变磁性材料的宽度更少影响转矩曲线的分布。

在具体实施方式中，厚度与增加的转矩之间的关系不是线性的。例如，磁性材料的实体的厚度减少50％可只导致该磁性材料附近的转矩曲线减少40％到45％。在具体实施方式中，减小磁性材料的实体的厚度可以增加磁性材料附近的转矩曲线的陡度。在具体实施方式中，包括交替极性的磁性材料的磁性触觉系统可以增加止动器位置之间的回复力。在具体实施方式中，磁性材料的实体，诸如，图2中的实体240，可以横跨磁性材料250分布(即，在任一侧上)，以提供与图2的图示中提供的相同触觉感觉。例如，假定实体240是矩形长方体，并且在长度L4所在的相同维度上具有宽度w。如果L1对于磁性材料230的实体的给定集而言是不变的，那么实体240可以在实体250的相对侧上分成两个相同的实体，每个相同实体具有一半的宽度w并且在距实体250的距离L4+w/4处居中。在该实施方式中，实体250的任一侧上的两个实体对转矩曲线产生的贡献可以线性地合计，因而将与图2所示的实施方式相同的触觉感觉提供给图2的磁性触觉系统的用户。在具体实施方式中，实体240可以采用其他形状(例如，圆柱形)，其中如上述实施方式中的那样放置的相等半部将提供与如图2所示放置的整个圆柱形实体240相同的总效应。在具体实施方式中，实体240的部分可以模仿与整个实体240相同的效果，即使所述部分采用不同形状也是如此，条件是所述部分定位成使得实体230上的部分的效应与实体230上的单个实体240的效应相同。在具体实施方式中，离散的分布磁体可以共同模拟具有比离散磁体中的任一更复杂的形状和内部磁场强度的单个磁体的转矩或力曲线。

活动元件和/或装置主体的一部分可以具有呈任何合适配置的磁性材料的任何合适实体。在具体实施方式中，触觉感觉可能受到那些实体的数量和配置影响。在具体实施方式中，与不同布局相关联的触觉感觉可以类似。图3A和图3B示出具有类似触觉曲线的两个示例性配置。图3A和图3B示出包括可旋转元件(例如，图1的活动元件120)的示例性磁性止动器系统中的示例性止动器放置的俯视图。如图3A所示，可旋转元件310A可以包括磁性材料的实体330A。可旋转元件310A包括均匀间隔开(即，彼此间隔开15度)的24个实体330A。在图3A的示例中，可旋转元件310A在装置主体的包括磁性材料340A的一部分的上方旋转。因此，当实体330A经过磁性材料340A时，出现触觉感觉(无论对应于山、谷还是任何其他合适的力或转矩曲线)。如图3A所示，在具体实施方式中，装置主体可以只包括一个磁体，并且活动元件可以包括一个以上磁体。在具体实施方式中，活动元件可以只包括一个磁体，并且装置主体可以包括一个以上磁体。本公开预期，可由活动元件中的第一磁性材料和装置中的第二磁性材料的特定配置实现的触觉感觉可以通过将第二磁性材料放在活动元件中并且将第一磁性材料放置在装置中来实现。

虽然图3A的磁性触觉系统包括活动元件310A中的磁性材料的24个实体330A和装置中的磁性材料340A的一个实体，但是可以由图3B的配置来实现类似的触觉曲线。图3B示出活动元件310B中的磁性材料的12个实体330B。实体330B之间的间隔与图3A中的实体310A相同。然而，实体330B只在可旋转元件310B的一半上，并且没有实体用于活动元件310B的另一半上的对应位置350。活动元件310B在具有磁性材料的两个均匀间隔开(即，180度间距)的实体340B的装置主体的上方旋转。活动元件310B的给定旋转导致与活动元件310A的相同旋转相同数量和频率的相互作用(即，在两个图中，每15度旋转发生相互作用)。在所有其他条件相同的情况下，图3B的配置因而对装置的用户产生与图3A的配置相同的触觉反馈感觉。作为另一示例，如果装置主体中的磁体的数量成三倍(相对于图3A的示例)，那么可以使用可旋转元件中的磁体的第三个(同样，相对于图3A的示例)，只要可旋转元件中的磁体保持相同的相对间距并且装置主体的部分中的磁体围绕该部分均匀地间隔开即可。一般来说，如果可以利用活动元件中的N个磁体(以间距S间隔开)和装置主体中的M个均匀间隔开的磁体(反之，可以利用活动元件中的M个磁体和装置主体中的N个磁体)来实现第一触觉曲线，那么在所有其他条件相同的情况下，可以通过保留活动元件中具有间距S的N/I个磁体和包括装置主体中的I*M个均匀间隔开的磁体来实现相同的感觉。图3A和图3B示出其中N＝24、S＝15度、M＝1并且I＝2的使用情况，尽管本公开预期导致任何合适配置的那些参数的任何合适值。例如，只要相同数量的磁体对在给定的增量移动期间相互作用，那么在所有其他条件相同的情况下，由两个不同配置提供的触觉感觉将相同。例如，虽然上述示例描述了磁体的对称布置，但不对称配置可以产生与对称配置相同的感觉。例如，磁性材料(诸如，活动元件310B中的磁性材料)可以放置在交替位置中，但都在活动元件310B的圆周周围。磁性材料的实体340B随后可以放在任何两个连续的位置中，或者在任何其他位置，使得实体340B被偶数个(均匀间隔开的)空位置分开。

图4示出图1的示例性磁性止动器系统100的截面图。系统100包括具有磁性材料130的实体的活动元件120以及包括部分170的装置主体110，所述部分170包括具有在活动元件120的下方的磁性材料140的实体。装置主体110包括显示器160。如上文论述，间隙(诸如，间隙L7)存在于活动元件120与装置主体110的部分170之间。L7可以是，例如，约15毫米。在具体实施方式中，部分170可以包括与活动元件120的顶部相距距离L5的唇部或脊部，例如，所述距离L5是约1.9毫米。脊部可以支持将活动元件120附接到装置主体110。在具体实施方式中，活动元件120可以具有(例如)约1.3毫米的厚度L7和(例如)约4毫米的宽度。在具体实施方式中，磁性材料130、140或这两者的一些或全部实体可以具有约8毫米的厚度和约1.6毫米的直径(如果大致呈圆形形状的话，如在图1的示例中的那样)(即，直径是厚度的两倍)。

在具体实施方式中，活动元件与装置主体的一部分之间的间隙导致环与装置之间的较少物理接触，从而在活动元件相对于装置移动时导致相对较小的摩擦。在具体实施方式中，活动元件和装置主体的表面之间的间隙可以与环境密封隔离，因而减少进入间隙的污染物的量。然而，磁性触觉系统的一个益处在于，磁相互作用相对不受污染物(诸如，水)影响，因为由磁矩产生的磁场一般可直接穿过此类污染物。在具体实施方式中，活动元件、装置的一部分或这两者中的磁性材料的一个或多个实体可以包括可响应于磁场而移动的“浮动式”磁性材料。例如，如果装置110的部分170中的磁性材料的实体140是浮动(floating)的，那么磁体可以被活动元件120的实体130吸引，并且在实体130移动经过时点击或轻触部分170的表面。点击或轻触可以对用户产生可听声音，从而可以增强提供给用户的触觉感觉。在具体实施方式中，浮动式元件可以是联接到弹簧(spring)的滚珠轴承，所述弹簧在具有净磁矩的磁性材料的一部分经过滚珠轴承之后令滚珠轴承返回到它的静止位置。此类声音也可以由装置中的扬声器系统产生。

在具体实施方式中，作为磁性触觉系统的一部分的装置可以包括检测活动元件相对于装置主体的位置的检测器。本公开预期任何合适的检测器，例如，光学检测器或机械检测器。在具体实施方式中，用来提供触觉相互作用的磁性材料中的一些或全部可以是检测器系统的一部分，例如，通过使用检测磁性材料相对于传感器的极性和/或强度的一个或多个霍尔效应传感器。在具体实施方式中，磁性材料的位置可以对应于一个或多个功能，使得相互作用不仅提供触觉感觉，还将有关功能的信息提供给用户。例如，恒温器的旋钮可以在止动器位置处增加或降低所需温度，通过止动器提供的触觉反馈向用户通知旋钮的旋转和所需温度被调整了与感觉到的止动器位置的数量相同的量。作为另一示例，智能手表的用户可以在图形用户界面之中进行导航、可以选择设置，并且可以使用止动器系统来浏览显示在屏幕上的内容(例如，菜单项)，而且每个止动器可以对应于特定选择或导航。智能手表的止动器系统的相互作用和使用的另外的细节在第2014/0143737号美国专利申请公布中有所描述。本公开预期与任何合适的磁性触觉系统相关联的任何合适的功能。

在具体实施方式中，作为磁性触觉系统的替代或补充，可以使用基于弹簧的触觉系统。图5A到图5C示出基于弹簧的触觉系统的示例。系统500包括具有活动元件510的装置520。系统500包括两个竖直弹簧设计500A和500B。所述设计将弹簧与装置520的壁对准。弹簧的力提供止动器力以及向上的力，以抵消向下推到环上的用户推动。竖直弹簧设计500A包括放置在横向袋状部(pocket)540A中的简单弹簧530A。弹簧530A在移动经过表面550A上的止动器凸轮(cam)时提供触觉反馈。松弛的T形弹簧530B使用竖直袋状部540B，而非横向袋状部540A。

虽然图5A到图5C示出两个竖直弹簧布置，但本公开预期任何合适的弹簧布置。例如，向外的横向弹簧设计可以沿着装置主体的外圆周对准弹簧。这向侧面施加力，从而导致弹簧均充当顶部环的锁定部分，并且产生与置于环上的手的力垂直的力，从而提供更统一的止动器感觉。在具体实施方式中，弹簧可以抵靠装置的基础部(base)预先张紧。在具体实施方式中，与横向弹簧系统相关联的活动元件可以由相对刚性的材料制成，例如，以防止径向力使弹簧离开或者允许它在没有止动器的情况下移动。环可以任一地是金属或金属增强的，以克服这个问题。在具体实施方式中，当装置主体或活动元件由相对柔性材料制成时，可以使用内部加固件。作为横向弹簧系统的另一示例，弹簧可以附接到活动元件，并且装置主体可以提供止动器凸轮。该面向内的实施方式可需要相对于面向外系统相反的预载荷，并且导致整体系统加固。

至于磁性触觉系统，弹簧触觉系统包括影响触觉反馈的许多相关联的参数。图6示出示例性弹簧系统600的示例性参数，所述示例性弹簧系统包括活动元件610、具有弹簧伸长L1的弹簧620以及包括具有长度L2的弹簧泄放(relief)袋状部的装置主体630。R2和R4描述止动器中的尖锐度，并且R1和β描述止动器之间的尖锐度。在具体实施方式中，确保R2小于R4会减少止动器中的反冲。在具体实施方式中，图6的伸长L1应被限制，以使得弹簧不会朝向止动器凸轮弯曲(面向外的弹簧情况)或者使弹簧尾压缩(面向内的情况)。使弹簧压缩可能致使弹簧整体非线性，一旦弹簧耗尽空间扩展便变得更硬。在β＝0的极限情况下，L1实际上减小，因此通常存在延长量(lengthening)为零的配置。随着R3减小，弹簧延长量通常减小。减小R2或R4可以使活动元件更急剧地进入止动器位置。减小R1可能使得止动器之间的过渡急剧，并且可能使得止动器之间的安置更困难。减小β一般会增加整体系统的刚度，并且可以增加止动器中的尖锐度和刚度。在具体实施方式中，通过预先弯曲R2和允许通过围绕含有L2的表面拉伸弹簧来形成R3，面向外的弹簧配置可以包括简单弹簧。尽管本公开描述可以影响由弹簧触觉系统提供的触觉反馈的示例性参数，但本公开预期任何合适的参数。例如，弹簧(诸如，弹簧620)的线规可以影响所提供的触觉反馈。例如，增加线的厚度会增加止动器中和止动器之间的尖锐度，并且也增加在所有定向上经受的摩擦。

图7示出示例性计算机系统700。在具体实施方式中，一个或多个计算机系统700执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤。在具体实施方式中，一个或多个计算机系统700提供本文中描述或示出的功能。在具体实施方式中，在一个或多个计算机系统700上运行的软件执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤，或者提供本文中描述或示出的功能。具体实施方式包括一个或多个计算机系统700的一个或多个部分。在本文中，在适当情况下，对计算机系统的引用可以涵盖计算装置，反之，对计算装置的引用可以涵盖计算机系统。此外，在适当情况下，对计算机系统的引用可以涵盖一个或多个计算机系统。

本公开预期任何合适数量的计算机系统700。本公开预期采用任何合适物理形式的计算机系统700。例如，但不限于，计算机系统700可以是嵌入式计算机系统、片上系统(SOC)、单板计算机系统(SBC)(例如，计算机模块(COM)或模块系统(SOM))、台式计算机系统、膝上型或笔记本计算机系统、交互式一体机、主机、计算机系统网络、移动电话、个人数字助理(PDA)、服务器、平板计算机系统，或者这些中的两个或更多的组合。在适当的情况下，计算机系统700可以包括一个或多个计算机系统700；可以是统一或分布的；跨越多个位置；跨越多个机器；跨越多个数据中心；或者存在于云中，所述云可以包括一个或多个网络中的一个或多个云部件。在适当的情况下，一个或多个计算机系统700可以在没有大体空间或时间限制的情况下执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤。例如，但不限于，一个或多个计算机系统700可以实时或在批处理模式下执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤。在适当的情况下，一个或多个计算机系统700可以在不同时间或不同位置执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤。

在具体实施方式中，计算机系统700包括处理器702、存储器704、存储装置706、输入/输出(I/O)接口708、通信接口710和总线712。虽然本公开描述并示出具有呈特定布置的特定数量的特定部件的特定计算机系统，但本公开预期具有呈任何合适布置的任何合适数量的任何合适部件的任何合适计算机系统。

在具体实施方式中，处理器702包括用于执行指令的硬件，所述指令诸如为组成计算机程序的那些指令。例如但不限于，为了执行指令，处理器702可以从内部寄存器、内部缓存、存储器704或存储装置706中检索(或取得)指令；对它们进行解码并执行；随后将一个或多个结果写入内部寄存器、内部缓存、存储器704或存储装置706。在具体实施方式中，处理器702可以包括用于数据、指令或地址的一个或多个内部缓存。在适当情况下，本公开预期包括任何合适数量的任何合适内部缓存的处理器702。例如，但不限于，处理器702可以包括一个或多个指令缓存、一个或多个数据缓存以及一个或多个翻译后援缓冲器(TLB)。指令缓存中的指令可以是存储器704或存储装置706中的指令的副本，并且指令缓存可以加速处理器702对那些指令的检索。数据缓存中的数据可以是存储器704或存储装置706中的数据的副本，以供指令在处理器702处执行以进行操作；在处理器702处执行的先前指令的结果，以由随后在处理器702处执行的指令访问或者用于写入到存储器704或存储装置706；或者其他合适的数据。数据缓存可以加速处理器702的读取或写入操作。TLB可以加速处理器702的虚拟地址翻译。在具体实施方式中，处理器702可以包括用于数据、指令或地址的一个或多个内部寄存器。在适当情况下，本公开预期包括任何合适数量的任何合适内部寄存器的处理器702。在适当情况下，处理器702可以包括一个或多个算术逻辑单元(ALU)；可以是多核处理器；或者包括一个或多个处理器702。虽然本公开描述并示出特定处理器，但本公开预期任何合适的处理器。

在具体实施方式中，存储器704包括主存储器，所述主存储器用于存储供处理器702执行的指令或者供处理器702操作的数据。例如，但不限于，计算机系统700可以将来自存储装置706或另一源(例如，另一计算机系统700)的指令加载到存储器704。处理器702随后可以将来自存储器704的指令加载到内部寄存器或内部缓存。为了执行指令，处理器702可以从内部寄存器或内部缓存中检索指令，并且对它们进行解码。在指令的执行期间或之后，处理器702可以将一个或多个结果(其可以是中间结果或最终结果)写入内部寄存器或内部缓存。处理器702随后可以将那些结果中的一个或多个写入存储器704。在具体实施方式中，处理器702只执行一个或多个内部寄存器或内部缓存或者存储器704(与存储装置706或其他地方相反)中的指令，并且只对一个或多个内部寄存器或内部缓存或者存储器704(与存储装置706或其他地方相反)中的数据进行操作。一个或多个存储器总线(可以各自包括地址总线和数据总线)可以将处理器702联接到存储器704。如下文所述，总线712可以包括一个或多个存储器总线。在具体实施方式中，一个或多个存储器管理单元(MMU)存在于处理器702与存储器704之间，并且促进对处理器702所请求的存储器704的访问。在具体实施方式中，存储器704包括随机存取存储器(RAM)。在适当的情况下，该RAM可以是易失性存储器，并且在适当的情况下，该RAM可以是动态RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM)。此外，在适当的情况下，该RAM可以是单端口或多端口RAM。本公开预期任何合适的RAM。在适当的情况下，存储器704可以包括一个或多个存储器704。虽然本公开描述并示出特定存储器，但本公开预期任何合适的存储器。

在具体实施方式中，存储装置706包括用于数据或指令的大容量存储装置。例如，但不限于，存储装置706可以包括硬盘驱动器(HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(USB)驱动器，或者这些中的两个或更多的组合。在适当的情况下，存储装置706可以包括可移动或不可移动(或固定)介质。在适当的情况下，存储装置706可以在计算机系统700的内部或外部。在具体实施方式中，存储装置706是非易失性固态存储器。在具体实施方式中，存储装置706包括只读存储器(ROM)。在适当的情况下，这个ROM可以是掩模可编程只读存储器、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、电可改写只读存储器(EAROM)、或闪存，或者这些中的两个或更多的组合。本公开预期采用任何合适物理形式的大容量存储装置706。在适当的情况下，存储装置706可以包括促进处理器702与存储装置706之间的通信的一个或多个存储控制单元。在适当的情况下，存储装置706可以包括一个或多个存储装置706。尽管本公开描述并示出特定存储装置，但本公开预期任何合适的存储装置。

在具体实施方式中，I/O接口708包括硬件、软件或这两者，从而提供用于计算机系统700与一个或多个I/O装置之间的通信的一个或多个接口。在适当的情况下，计算机系统700可以包括这些I/O装置中的一个或多个。这些I/O装置中的一个或多个可以实现人与计算机系统700之间的通信。例如，但不限于，I/O装置可以包括键盘、小键盘、麦克风、监控器、鼠标、打印机、扫描仪、扬声器、静物照相机、触笔、平板电脑、触摸屏、跟踪球、摄像机、另一合适的I/O装置或者这些中的两个或更多的组合。I/O装置可以包括一个或多个传感器。本公开预期任何合适的I/O装置以及用于它们的任何合适的I/O接口708。在适当的情况下，I/O接口708可以包括使处理器702能够驱动这些I/O装置中的一个或多个的一个或多个装置或软件驱动器。在适当的情况下，I/O接口708可以包括一个或多个I/O接口708。尽管本公开描述并示出特定I/O接口，但本公开预期任何合适的I/O接口。

在具体实施方式中，通信接口710包括硬件、软件或这两者，从而提供一个或多个接口以用于计算机系统700与一个或多个其他计算机系统700或者一个或多个网络之间的通信(例如，基于包的通信)。例如，但不限于，通信接口710可以包括网络接口控制器(NIC)，或用于与以太网或其他有线网络或无线NIC(WNIC)通信的网络适配器，或者用于与无线网络(诸如，WI-FI网络)通信的无线适配器。本公开预期任何合适的网络以及用于它的任何合适的通信接口710。例如，但不限于，计算机系统700可以与下列网络通信：自组织网络、个人域网(PAN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、人体局域网(BAN)或互联网的一个或多个部分，或者这些中的两个或更多的组合。这些网络中的一个或多个的一个或多个部分可以是有线或无线的。例如，计算机系统700可以与下列网络通信：无线PAN(WPAN)(例如，蓝牙WPAN)、WI-FI网络、WI-MAX网络、蜂窝电话网络(例如，全球移动通信系统(GSM)网络)、或其他合适的无线网络，或者这些中的两个或更多的组合。在适当的情况下，计算机系统700可以包括用于这些网络中的任一个的任何合适的通信接口710。在适当的情况下，通信接口710可以包括一个或多个通信接口710。虽然本公开描述并示出特定通信接口，但是本公开预期任何合适的通信接口。

在具体实施方式中，总线712包括将计算机系统700的部件联接到彼此的硬件、软件或这两者。例如，但不限于，总线712可以包括图形加速端口(AGP)或其他图形总线、增强型行业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、行业标准架构(ISA)总线、INFINIBAND互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微通道架构(MCA)总线、外围部件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCIe)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会本地(VLB)总线、或另一合适的总线，或者这些中的两个或更多的组合。在适当的情况下，总线712可以包括一个或多个总线712。虽然本公开描述并示出特定总线，但是本公开预期任何合适的总线或互连。

在本文中，在适当的情况下，计算机可读非瞬时存储介质或媒体可以包括一个或多个基于半导体或其他的集成电路(IC)(例如，场可编程门阵列(FPGA)或专用IC(ASIC))、硬盘驱动器(HDD)、混合型硬盘驱动器(HHD)、光盘、光盘驱动器(ODD)、磁光盘、磁光盘驱动器、软盘、软盘驱动器(FDD)、磁带、固态驱动器(SSD)、RAM驱动器、安全数字卡或驱动器、任何其他合适的计算机可读非瞬时存储介质，或者这些中的两个或更多的任何合适组合。在适当的情况下，计算机可读非瞬时存储介质可以是易失性、非易失性或者易失性和非易失性的组合。

在本文中，除非明确另外指示或上下文另有指示，否则“或”是包含性的而不是排他地。因此，在本文中，除非明确另外指示或上下文另有指示，否则“A或B”指的是“A、B或两者”。此外，除非明确地另外指示或上下文另有指示，否则“和”是接合并且是若干个。因此，在本文中，除非明确另外指示或上下文另有指示，否则“A和B”指的是“共同或分开的A和B”。

本公开的这个范围涵盖本领域普通技术人员将理解的本文中的示例实施方式的所有更改、替换、变化、改变和修改。本公开的范围不限于本文中描述或示出的示例性实施方式。此外，尽管本公开将本文中的相应实施方式描述或示出为包括特定部件、元件、功能、操作或步骤，但这些实施方式中的任一实施方式可以包括本领域普通技术人员将理解的本文中的任何地方描述或示出的任何所述部件、元件、功能、操作或步骤的任何组合或置换。此外，所附权利要求书中引用的适合、布置成、能够、配置成、使能够、可操作或可操作以执行特定功能的设备或系统或者设备或系统的部件涵盖所述设备、系统、部件，无论它或该特定功能是否被启动、打开或解锁，只要所述设备、系统或部件如此适应、布置、能够、配置、使能够、可操作或可操作即可。

Claims

1.一种设备，包括：

主体，所述主体的至少一部分包括由第一磁性材料构成的一个或多个实体；以及

活动元件，联接到所述主体并且在第一维度上与所述主体的所述部分分开一距离，所述活动元件包括由第二磁性材料构成的一个或多个实体，所述活动元件配置成至少在垂直于所述第一维度的第二维度上移动并且所述距离由所述设备保持固定，其中由所述第二磁性材料构成的至少一个实体排斥或吸引由所述第一磁性材料构成的至少一个实体。

2.根据权利要求1所述的设备，其中由所述第一磁性材料构成的实体和/或由所述第二磁性材料构成的实体包括：

一个或多个第一实体，具有指向大致平行于所述第一维度的第一方向的磁矩；以及

一个或多个第二实体，具有与所述第一方向指向大致相反的磁矩。

3.根据权利要求2所述的设备，其中：

所述一个或多个第一实体包括多个第一实体；

所述一个或多个第二实体包括多个第二实体；

每个第一实体处于两个第二实体之间；以及

每个第二实体处于两个第一实体之间。

4.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述主体大致呈圆形；以及

所述活动元件包括配置成围绕所述主体旋转的大致的圆形元件。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一维度大致垂直于所述活动元件的径向维度。

6.根据权利要求4所述的设备，其中：

所述活动元件包围所述主体的所述部分；以及

所述第一维度大致平行于所述活动元件的径向维度。

7.根据权利要求4所述的设备，还包括配置成检测所述活动元件的旋转的检测器。

8.根据权利要求4所述的设备，其中所述活动元件配置成能够从所述主体拆除。

9.根据权利要求1所述的设备，其中由所述第一磁性材料构成的至少一个第一实体包括能够操作成在所述第一维度的方向上移动的浮动式磁性材料。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述主体包括轨道；以及所述活动元件包括滑动件。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述距离由所述设备或所述设备的用户动态配置。

12.根据权利要求1所述的设备，其中：

由所述第一磁性材料构成的至少一个实体在所述第一维度的方向上相对于由所述第一磁性材料构成的至少一个其他实体偏移；或者

由所述第二磁性材料构成的至少一个实体在所述第一维度的方向上相对于由所述第二磁性材料构成的至少一个其他实体偏移。

13.根据权利要求1所述的设备，其中：

由所述第一磁性材料构成的至少一个实体在第三维度的方向上相对于由所述第二磁性材料构成的至少一个实体偏移；或者

由所述第二磁性材料构成的至少一个实体在所述第三维度的方向上相对于由所述第一磁性材料构成的至少一个实体偏移，所述第三维度大致垂直于所述第一维度和所述第二维度。

14.根据权利要求1所述的设备，其中：

由所述第二磁性材料构成的所述一个或多个实体具有指向大致平行于所述第一维度的第一方向的磁矩；以及

由所述第一磁性材料构成的所述一个或多个实体包括：

一个或多个第一实体，具有与所述第一方向指向大致相反的磁矩；以及

一个或多个第二实体，包括不具有永磁矩的可磁化材料。

15.根据权利要求14所述的设备，其中：

每个第一实体处于两个第二实体之间；以及

每个第二实体处于两个第一实体之间。