CN108604126A - 安装有微型印刷电路板的触觉设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种装置，诸如具有安装有印刷电路板PCB(202)的触觉反馈设备(200)的电器。所述装置包括具有限定在其中的开口的印刷电路板(PCB)，以及固定到所述PCB并且具有轴的线轴(206)，线圈(208)绕该轴缠绕。所述轴限定了与所述PCB的开口对准的开口。所述装置还包括弹簧加载的柱塞，定位在所述轴的所述开口内并可在所述轴的所述开口内移动。所述弹簧加载的柱塞包括可操作地耦合到所述柱塞的一端并在远侧定位到所述线轴的金属盘。所述装置的控制部件被配置为根据触觉反馈模式激励所述线圈，并且由此使得所述线圈吸引所述金属盘并且使所述柱塞在所述线轴的所述轴的所述开口内并且穿过所述PCB的所述开口移动。

Description

安装有微型印刷电路板的触觉设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月12日提交的题为“安装有微型印刷电路板的触觉设备”的美国临时专利申请No.62/277,872的优先权，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开大体涉及电器，并且具体地涉及用于电器的安装有微型印刷电路板(PCB)的触觉设备。

背景技术

现代电器可以包括提供用于控制和/或操作电器的适当部件。某些电器可以包括与一个或多个用户界面通信的控制单元或其他控制元件。在一些实例中，用户界面可以包括用于允许用户从与电器相关联的多个选项中选择的可致动元件的各种配置。例如，旋转选择旋钮可以设置在洗衣电器的控制面板上，其中用户将选择旋钮旋转到期望的洗衣周期或周期段，然后致动致动器以启动洗衣周期。在一些实例中，可以设置另一物理按钮或旋钮用于改变与电器相关联的一个或多个默认设置。

尽管大多数现有用户界面元素足以允许用户选择与电器相关联的选项，但通常期望设置可以对其有用的改进的用户界面元件或机制。

发明内容

本公开的示例实现涉及用于提供触觉反馈的改进的装置，诸如在电器处提供触觉反馈。本公开包括但不限于以下示例实现。

示例实现1：一种装置，包括：印刷电路板(PCB)，具有限定在其中的开口；线轴，附加在PCB上并具有轴，线圈绕该轴缠绕，该轴限定了与PCB的开口对准的开口；弹簧加载的柱塞，定位在轴的开口内并可在所述轴的所述开口内移动，弹簧加载的柱塞包括金属盘，该金属盘可操作地耦合到柱塞的一端并在远侧定位到线轴；以及控制部件，被配置成使用电压输出根据触觉反馈模式激励线圈，并且由此使得线圈吸引金属盘并且根据触觉反馈模式使柱塞在线轴的轴的开口内并且穿过PCB的开口移动，其中柱塞的变化率与电压输出成比例。

示例实现2任何前述或任何随后的示例实现的装置或其任何组合，其中装置还包括至少两个金属突片，至少两个金属突片固定到线轴并焊接到PCB，从而将线轴固定到PCB。

示例实现3任何前述或任何随后的示例实现的装置或其任何组合，其中线圈的外径小于或等于0.25英寸。

示例实现4任何前述或任何随后的示例实现的装置或其任何组合，其中弹簧加载的柱塞由非铁材料形成。

示例实现5任何前述或任何随后的示例实现的装置或其任何组合，其中弹簧加载的柱塞在柱塞的与所述金属盘可操作地耦合的端部相对的端部附近限定凹槽，装置还包括安装在凹槽中以将柱塞保持在轴的开口内的保持环。

示例实现6任何前述或任何随后的示例实现的装置或其任何组合，其中触觉反馈模式可从具有变化的频率、持续时间或功率切换序列的多个触觉反馈模式中选择。

示例实现7一种电器包括：多个部件，被配置为执行所述电器的一个或多个清洁、烹饪或环境控制操作；以及用户界面，被配置成使用户能够控制所述一个或多个清洁、烹饪或环境控制操作，用户界面包括触觉反馈设备，触觉反馈设备包括：印刷电路板(PCB)，其具有限定在其中的开口；印刷在PCB上的线圈迹线图案或附加到PCB并且形成圆柱形的线圈，其轴限定与PCB的开口对准的开口；弹簧加载的柱塞，定位在PCB或轴的开口内并可在PCB或轴的开口内移动，弹簧加载的柱塞包括金属盘，金属盘可操作地耦合至柱塞的一端并在远侧定位于开口；以及控制部件，被配置成使用电压输出根据触觉反馈模式激励线圈迹线图案或线圈，并由此使得线圈迹线图案或线圈吸引金属盘并且根据触觉反馈模式使柱塞穿过PCB或线圈的轴的开口移动，其中柱塞的变化率与电压输出成比例。

示例实现8任何前述或任何随后的示例实现的电器或其任何组合，其中触觉反馈设备包括线圈，并且还包括至少两个金属突片，至少两个金属突片固定到线圈并焊接到PCB，从而将线圈固定到PCB。

示例实现9任何前述或任何随后的示例实现的电器或其任何组合，其中触觉反馈设备包括线圈，并且线圈的外径小于或等于0.25英寸。

示例实现10任何前述或任何随后的示例实现的电器或其任何组合，其中弹簧加载的柱塞由非铁材料形成。

示例实现11任何前述或任何随后的示例实现的电器或其任何组合，其中弹簧加载的柱塞在柱塞的与所述金属盘可操作地耦合的端部相对的端部附近限定凹槽，电器还包括安装在凹槽中以将柱塞保持在轴的开口内的保持环。

示例实现12任何前述或任何随后的示例实现的电器或其任何组合，其中触觉反馈模式可从具有变化的频率、持续时间或功率切换序列的多个触觉反馈模式中选择。

通过阅读以下详细描述连同下文简要描述的附图将了解本公开的这些和其它特征、方面和优点。本公开包含阐述于本公开中的两个、三个、四个或大于四个特征或元件的任何组合，而不管这类特征或元件是否在本文的描述的特定实现中明确地组合或以其它方式引用。本公开旨在整体阅读以使得在本公开的方面和实现中的任何一个中其任何可分离特征或元件应视为可组合的，除非本公开的上下文另外明确规定。

因此，将理解，上述发明内容是仅出于概述一些示例实现以便提供本公开的一些方面的基本理解的目的而提供的。因此，将领会，上文所描述的示例实现仅是一些实现的示例，且不应解释为以任何方式限制本公开的范围或精神。应理解，除了这里概述的那些之外，本公开的范围涵盖许多潜在的实现，其中的一些将在下文中进一步描述。进一步，通过结合借助于示例说明所描述示例实现的原理的附图做出以下详细描述，其它示例实现将变得显而易见。

附图说明

已经概括地描述了本公开的示例实现，现在将参照附图，这些附图不一定按比例绘制，在附图中：

图1是根据本公开的示例实现的电器的图示；

图2是根据本公开的示例实现的安装有印刷电路板(PCB)的触觉反馈设备的图示；并且

图3A，3B和4示出了根据各种示例性实现的图2的安装有PCB的反馈设备的各种部件。

具体实施方式

下面将参考附图来更充分地描述本公开的一些实现，在附图中示出了本公开的一些实现但不是所有的实现。实际上，本公开的各种实现可以以许多不同的形式来体现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实现；相反，提供这些示例实现使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。例如，除非另外指明，否则对第一、第二等的内容的引用不应被解释为暗示特定的顺序。并且，例如，可以参考定量测量、值、关系等。除非另有说明，否则任何一个或多个(如果不是全部)可以是绝对的或近似的以说明可以发生的可接受的变化，诸如由于工程公差等引起的变化。在全文中，相同的标记指代相同的元件。

本公开的示例实现大体针对用于装置的安装有印刷电路板(PCB)的触觉反馈设备。触觉反馈设备可以被表面安装到装置或装置的用户界面，并且包括移动穿过PCB以冲击装置/用户界面并由此提供触觉反馈的柱塞。触觉反馈设备可适用于多种不同装置中的任何一种，包括多种不同电器中的任何一种。

图1根据本公开的示例实现示出了电器100。该电器可以是多种不同类型的电器中的任何一种，诸如多种不同类型的主要电器(白色家电)中的任何一种、小型电器等。合适的电器的示例包括洗碗机、洗衣机、干衣机、冰箱、冷冻机、烤箱、炉灶、炉灶面、微波炉、垃圾压缩机、空调、真空吸尘器、热水器等。

如图所示，电器100可以包括通常被配置成执行清洁、烹饪或环境控制操作的多个部件102。电器的部件的类型和数量可以取决于特定的电器，但可以包括泵、阀、电动机、加热元件等。例如，厨房烤箱、灶具或食物加热器的部件可以包括用于加热可通过门进入的电器的腔室的一个或多个加热元件，以及用于测量腔室内的温度一个或多个温度传感器。作为另一个示例，洗衣电器(例如洗衣机或烘干机)可以包括支撑在壳体内的桶部，洗衣物可放置在桶中用于洗涤和/或干燥。洗涤或干燥滚筒可以可旋转地设置在相应的洗涤和干燥电器的桶部内，用于在洗涤或干燥过程中搅动或旋转衣物。在另一个示例中，诸如冰箱、冷冻机或空调的环境控制电器可以包括被配置成调节电器的隔室或电器安装于其中的另一个限定空间(例如，建筑的一个或多个房间)内的温度的部件。

根据示例实现，电器100的至少一些部件102可以被配置成在控制单元104和/或用户界面106的直接控制下操作。尽管用户界面可以实现部件的直接控制，但是在一些实现中，用户界面106可以进一步耦合到控制单元并且还被配置为在控制单元的控制下操作，从而实现部件的控制。控制单元包括许多电子部件，诸如微处理器或处理器核以及存储器。在一些示例中，控制单元可以包括具有集成的处理器核和存储器的微控制器，且可以进一步包括一个或多个集成的输入/输出外围设备。

用户界面106可以接收用户输入，并且在一些示例中向用户提供可听、可视、机械或其他输出。用户界面可以包括控制旋钮、操纵杆、小键盘、键盘、显示器、触摸屏显示器、麦克风、扬声器、生物特征输入设备和/或其他输入/输出机构。在一些示例实现中，用户界面可以包括多个其他部件，诸如被配置成向电器100的用户提供触觉反馈的触觉反馈设备108。例如，对于旋转输入(例如，旋钮)，可以为旋钮的角度位置提供多个触觉反馈模式以指示设置的改变。在另一示例中，在按下诸如电容式触摸按钮的按钮时，可以产生机械振动或“轻敲”模式，使得用户感觉输入被接受，或者相反可以产生连续的“轻敲”模式以指示无效的选择。

应注意，尽管本文的示例实现示出了电器内的用户界面106和触觉反馈设备108，但是在其他示例实现中，用户界面和触觉反馈设备适用于具有用户可致动元件的其他设备或机器，诸如旋钮或电容或其他触敏表面，其中设备的输入机构(例如按钮)不产生机械反馈。合适的设备可以包括自动柜员机(ATM)、售货亭、停车库终端、汽车仪表板控制器等。

在一个特定示例中，用户界面106可以包括由硬质材料(例如塑料)形成的小的安装有PCB的按钮(例如，工业按钮开关)，并包括可按压部分，该按压部分在被按压时导致在用户的指尖处的触觉反馈。例如，按钮可以使机器构件移动，使得按压并保持该按钮导致触觉反馈设备108在机器构件移动时提供“滴答”反馈的短暂的间歇振动，然后当构件达到动作结束时产生长而强烈的振动或“蜂鸣”反馈。在另一个实例中，按钮可以调整值(例如温度)，使得在按住按钮时，该值将随着按钮被保持的时间越长而相对于稳定增加的速率调整。在这个实例中，例如，触觉反馈设备可以在每个五度增量处提供小的振动，这允许用户看到并感觉到该值的增量变化和变化的速度。

图2示出了可以对应于图1的触觉反馈设备108的合适的触觉反馈设备200。如所示，触觉反馈设备可以被安装到其中限定有开口204的印刷电路板(PCB)202上。触觉反馈装置包括线轴206、线圈208、弹簧加载的柱塞210、控制部件212、金属突片214A、214B和保持环216。PCB内部和线轴下方的开口允许柱塞移动穿过PCB以提供触觉反馈。在一些实现中，触觉反馈设备被安装到电器，并且由此被配置为在电器处提供触觉反馈。在一些替代实现中，触觉反馈设备可以排除线轴并且替代地包括印刷在PCB上的线圈迹线图案或固定到PCB并且形成圆柱形的线圈，其轴限定与PCB的开口对准的开口。在一些示例中，触觉设备被安装到靠近用户可致动元件(例如，按钮、旋钮、滑块或其他控制元件)的用户界面面板上，其也与其他用户界面部件(例如，输入开关、发光二极管(LED)、显示器、蜂鸣器等)一起安装在PCB上。

如所示，线轴206被附加到PCB 202。在一些示例中，至少两个金属突片214A、214B被固定到线轴并焊接到PCB，从而将线轴固定到PCB。如在图3A和3B中更具体地示出的，线轴具有轴302，线圈208围绕轴302缠绕，并且轴限定与PCB的开口204对准的开口304，以使弹簧加载的柱塞的移动在开口内。线圈可以是或包括实质上小的环形线圈，其在一些示例中可以具有小于或等于0.25英寸的外径。

还如图2所示，在一些示例中，弹簧加载的柱塞210包括金属盘218，金属盘218可操作地耦合到柱塞的一端并在远侧定位到线轴206。即，金属盘可以通过弹簧保持远离线轴。在一些示例中，弹簧加载的柱塞由诸如塑料的非铁材料形成。如在图4中更具体地示出的，在一些示例性实现中，弹簧加载的柱塞在柱塞的与金属盘可操作地耦合的端部相对的端部附近限定凹槽402。在这些示例中，保持环216安装在凹槽中以将柱塞保持在轴的开口内。合适的保持环的一个示例是可卡合到弹簧加载的柱塞的凹槽中的卡簧。

返回图2，类似于电器100的控制单元104，触觉反馈设备200的控制部件包括多个电子部件，诸如微处理器或处理器核，以及存储器。在一些示例中，控制部件可以包括具有集成的处理器核和存储器的微控制器，且可以进一步包括一个或多个集成的输入/输出外围设备。进一步，在一些示例中，控制部件可以包括用于调节电流的驱动器。

根据本公开的示例性实现，可以被安装到PCB的控制部件212被配置成使用电压输出根据触觉反馈模式激励线圈208，并且由此使线圈吸引金属盘218，并且根据触觉反馈模式使柱塞在线轴206的轴302的开口304内并且穿过PCB 202的开口204移动，使得柱塞撞击安装了PCB的用户界面面板的后部。柱塞的变化率与电压输出成比例，使得施加到线圈的功率量确定柱塞撞击用户界面面板的力，从而允许力可编程(例如，从软到苛刻)。即，施加到线圈的电压将决定柱塞的行进速度，从而影响柱塞的冲击并调节触觉反馈的感觉。在一些实现中。触觉反馈模式可从具有变化的频率、持续时间或功率切换序列的多个触觉反馈模式中选择。

根据本公开的示例实现，控制单元(例如，控制单元104)及其各个部件可以通过各种装置来实现。合适的装置的示例包括硬件、单独或在一个或多个计算机程序代码指令的指导下、来自计算机可读存储介质的程序指令或可执行计算机可读程序代码指令。

得益于前述描述和相关图式中所呈现的教示，公开内容涉及的所属领域的技术人员将了解本文中阐述的这些公开内容的许多修改和其它实施方案。因此，应理解，本公开不限于所公开的特定实施方案，且其修改和其它实施方案意图包含于所附权利要求书的范围内。此外，尽管前述描述和相关图式在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述示例实现，但应了解，可以在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，通过替代实施方案提供元件和/或功能的不同组合。就此而言，例如，还涵盖与上文明确描述的那些组合不同的元件和/或功能的组合，如同阐述于所附权利要求书中的一些中的一样。尽管本文中采用特定术语，但所述术语仅在通用意义和描述性意义上使用，而不用于局限性目的。

Claims (12)

1.一种装置，包括：

印刷电路板(PCB)，具有限定于其中的开口；

线轴，附加在所述PCB上并具有轴，线圈绕所述轴缠绕，所述轴限定与所述PCB的所述开口对准的开口；

弹簧加载的柱塞，定位在所述轴的所述开口内并可在所述轴的所述开口内移动，所述弹簧加载的柱塞包括金属盘，所述金属盘可操作地耦合到所述柱塞的一端并在远侧定位到所述线轴；以及

控制部件，被配置成使用电压输出根据触觉反馈模式激励所述线圈，并由此使得所述线圈吸引所述金属盘并且根据所述触觉反馈模式使所述柱塞在所述线轴的所述轴的所述开口内并且穿过所述PCB的所述开口移动，其中所述柱塞的变化率与所述电压输出成比例。

2.如权利要求1所述的装置，还包括至少两个金属突片，所述至少两个金属突片固定到所述线轴并焊接到所述PCB，从而将所述线轴固定到所述PCB。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述线圈的外径小于或等于25英寸。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述弹簧加载的柱塞由非铁材料形成。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述弹簧加载的柱塞在所述柱塞的与所述金属盘可操作地耦合到的所述端相对的端附近限定凹槽，所述装置还包括安装在所述凹槽中以将所述柱塞保持在所述轴的所述开口内的保持环。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述触觉反馈模式可从具有变化的频率、持续时间或功率切换序列的多个触觉反馈模式中选择。

7.一种装置，包括：

多个部件，被配置成执行所述电器的一个或多个清洁、烹饪或环境控制操作；以及

用户界面，被配置成使用户能够控制所述一个或多个清洁、烹饪或环境控制操作，所述用户界面包括触觉反馈设备，所述触觉反馈设备包括：

印刷电路板(PCB)，具有限定于其中的开口；

印刷在所述PCB上的线圈迹线图案或附加到所述PCB并且形成圆柱形的线圈，其轴限定与所述PCB的所述开口对准的开口；

弹簧加载的柱塞，定位在所述PCB或所述轴的所述开口内并可在所述PCB或所述轴的所述开口内移动，所述弹簧加载的柱塞包括金属盘，所述金属盘可操作地耦合到所述柱塞的一端并在远侧定位到所述开口；以及

控制部件，被配置成使用电压输出根据触觉反馈模式激励所述线圈迹线图案或所述线圈，并由此使得所述线圈迹线图案或所述线圈吸引所述金属盘并且根据所述触觉反馈模式使所述柱塞穿过所述PCB或所述线圈的所述轴的开口移动，其中所述柱塞的变化率与所述电压输出成比例。

8.如权利要求7所述的电器，其中所述触觉反馈设备包括所述线圈并且还包括至少两个金属突片，所述至少两个金属突片固定到所述线圈并焊接到所述PCB，从而将所述线圈固定到所述PCB。

9.如权利要求7所述的电器，其中，所述触觉反馈设备包括所述线圈并且所述线圈的外径小于或等于0.25英寸。

10.如权利要求7所述的电器，其中，所述弹簧加载的柱塞由非铁材料形成。

11.如权利要求7所述的电器，其中，所述弹簧加载的柱塞在所述柱塞的与所述金属盘可操作地耦合到的所述端相对的端附近限定凹槽，所述电器还包括安装在所述凹槽中以将所述柱塞保持在所述轴的所述开口内的保持环。

12.如权利要求7所述的电器，其中，所述触觉反馈模式可从具有变化的频率、持续时间或功率切换序列的多个触觉反馈模式中选择。