CN109791827B - 触觉反馈执行器及其电子装置、操作方法 - Google Patents

Abstract

触觉反馈执行器通常具有止动器、阻尼器、在止动器和阻尼器之间的锤路、相对于锤路固定安装的线圈元件以及引导地安装以沿锤路移动的磁锤。磁锤具有两个相对的端部。磁锤的每个端部具有相应的永磁体。这两个永磁体具有相反的极性。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿锤路纵向滑动。止动器具有适于停止磁锤的承击面，并且阻尼器适于当磁锤纵向滑向阻尼器时，使磁锤减速。

Description

触觉反馈执行器及其电子装置、操作方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2016年6月24日提交的、申请序列号为62/354,538的美国临时申请，2016年8月30日提交的申请序列号为15/251,332的美国非临时申请以及2016年9月27日提交的申请序列号为62/400,480的美国临时申请的优先权，它们的内容通过引用并入于此。

技术领域

这些改进总体涉及电子装置领域，更具体地，涉及用于电子装置中的触觉反馈执行器。

背景技术

机械执行器已经被用于电子装置中以提供触觉(触感的一种形式)反馈。当用户在与没有机械按钮的接口(例如，触摸板或触摸屏)交互时，可以使用这种触觉反馈，从而例如，模拟机械按钮的感觉，或者生成振动警报。在公开号为2015/0349619的美国专利中描述了触觉反馈执行器的一个例子。

尽管现有的触觉反馈执行器在一定程度上令人满意，但仍有改进的余地。例如，在以下方面仍有改进余地：提供一种触觉反馈执行器，其中控制磁锤以执行振动，以及提供一种触觉反馈执行器，其中可以选择性地控制磁锤以提供振动/静音模式以及听觉模式中的任意一种模式。

发明内容

根据一个方面，提供有一种触觉反馈执行器，其提供用于磁锤的静止位置。可以通过施加独立于由电线圈产生的力的力来提供静止位置。当锤子从受阻侧并且从静止位置移开时，该独立的力可以将锤子至少在一定程度上推向受阻侧。

根据一个方面，提供有一种触觉反馈执行器，其具有止动器、阻尼器、在止动器和阻尼器之间的锤路、相对于锤路固定安装的线圈元件、以及引导地安装以沿锤路移动的磁锤。磁锤具有两个相对的端部。磁锤的每个端部具有相应的永磁体，这两个永磁体具有相反的极性。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动。该止动器具有适于停止磁锤的承击面，并且阻尼器适于当磁锤纵向滑向阻尼器时，使磁锤减速。

根据另一方面，提供有一种操作触觉反馈执行器的方法，该触觉反馈执行器具有引导地安装以沿锤路移动的磁锤、靠近锤路的一端的阻尼器、以及线圈元件。该方法包括：a)在给定的持续时间以第一极性激活线圈元件，以沿着锤路在朝向阻尼器的方向使磁锤加速；b)至少部分地通过阻尼器使接近的磁锤减速，然后沿着锤路在远离阻尼器的方向使磁锤加速；c)在给定的持续时间以第一极性激活线圈元件，以沿着锤路在朝向阻尼器的方向上使磁锤加速；d)重复步骤b)和c)以产生触觉反馈。

根据另一方面，提供有一种电子装置，其包括壳体和安装在壳体内的触觉反馈执行器。触觉反馈执行器具有止动器、阻尼器、止动器和阻尼器之间的锤路、相对于壳体固定安装的线圈元件、以及引导地安装以沿着锤路移动的磁锤。磁锤具有两个相对的端部。磁锤的每个端部具有相应的永磁体，这两个永磁体具有相反的极性。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动。该止动器具有适于停止磁锤的承击面。阻尼器适于当磁锤纵向滑向阻尼器时，使磁锤减速。

根据另一方面，提供了一种触觉反馈执行器，其具有引导地安装以沿锤路移动的磁锤、可激活以产生磁场的线圈元件以及靠近锤路一端的阻尼器。该磁锤具有两个相对的端部。磁锤的每个端部具有相应的锤磁体，这两个锤磁体具有相反的极性。线圈元件产生的磁场与磁锤电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性，磁锤在两个相反方向中的一个给定方向上沿着锤路移动。该阻尼器具有铁磁元件，以及具有锤排斥极的阻尼器磁体。铁磁元件和阻尼器磁体布置的方式使得在没有激活线圈元件的情况下，由铁磁元件和阻尼器磁体施加在磁锤上的全部力：当磁锤的一部分处于沿着锤路处于静止位置时，相互抵消；当磁锤的一部分位于静止位置和止动器之间时，吸引磁锤；以及当磁锤的一部分位于静止位置和阻尼器之间时，排斥磁锤。

根据另一方面，提供了一种触觉反馈执行器，其具有止动器、阻尼器、在止动器和阻尼器之间的锤路、相对于锤路固定安装的线圈元件，以及引导地安装以沿着锤路移动的磁锤。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动。该止动器具有适于停止磁锤的承击面，并且阻尼器适于当磁锤纵向滑向阻尼器时，使磁锤减速。在一些实施例中，磁锤具有两个相对的端部，磁锤的每个端部具有相应的永磁体，两个永磁体具有相反的极性。在一些其他实施例中，磁锤具有沿着锤路对准的至少一个永磁体，当磁锤处于静止位置时，磁锤沿着锤路具有从线圈元件的中心偏移的中心。

根据另一方面，提供有一种电子装置，其包括壳体和安装在壳体内的触觉反馈执行器。触觉反馈执行器具有止动器、阻尼器、在止动器和阻尼器之间的锤路、相对于壳体固定安装的线圈元件，以及引导地安装以沿锤路移动的磁锤。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动。该止动器具有适于停止磁锤的承击面，阻尼器适于当磁锤纵向滑向阻尼器时，使磁锤减速。在一些实施例中，磁锤具有两个相对的端部，磁锤的每个端部具有相应的永磁体，这两个永磁体具有相反的极性。在一些其他实施例中，磁锤具有沿着锤路对准的至少一个永磁体。当磁锤处于静止位置时，磁锤沿着锤路具有从线圈元件的中心偏移的中心。

根据另一方面，提供了一种触觉反馈执行器，其具有第一磁阻尼组件、第二磁阻尼组件。第一磁阻尼组件和第二磁阻尼组件包括铁磁元件和具有锤排斥极的阻尼器磁体、在第一阻尼组件和第二阻尼组件之间的锤路、相对于锤路固定安装的线圈元件以及引导地安装以沿着锤路移动的磁锤。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动，并且第一阻尼组件和第二阻尼组件适于在当磁锤纵向滑向第一阻尼组件和第二阻尼组件中相应的一个阻尼组件时，使磁锤减速。

根据另一方面，提供了一种触觉反馈执行器，其具有在锤路的第一端和第二端之间延伸的锤路，在锤路的第一端处的第一阻尼器、相对于锤路固定安装的线圈元件以及引导地安装以沿锤路移动的磁锤。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动，并且第一阻尼器适于在磁锤纵向滑向第一阻尼器时使磁锤减速。在一些实施例中，触觉反馈执行器包括位于锤路的第二端处的止动器，该止动器具有适于停止磁锤的承击面。在一些其他实施例中，触觉反馈执行器包括位于锤路的第二端处的第二阻尼器，该第二阻尼器适于在磁锤纵向滑向第二阻尼器时使磁锤减速。在这些实施例中，第一阻尼器可以是第一磁阻尼组件，而第二阻尼器可以是第二磁阻尼组件。

根据另一方面，提供了一种电子装置，其包括壳体和安装在壳体内的触觉反馈执行器。触觉反馈执行器具有在锤路的第一端和第二端之间延伸的锤路、在锤路的第一端处的第一阻尼器、相对于壳体固定安装的线圈元件以及引导地安装以沿锤路移动的磁锤。磁锤可由在线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动，并且第一阻尼器适于在磁锤纵向滑向第一阻尼器时使磁锤减速。在一些实施例中，触觉反馈执行器包括位于锤路的第二端处的止动器，该止动器具有适于停止磁锤的承击面。在一些其他实施例中，触觉反馈执行器包括位于锤路的第二端处的第二阻尼器，该第二阻尼器适于在磁锤纵向滑向第二阻尼器时使磁锤减速。在这些实施例中，第一阻尼器可以是第一磁阻尼组件，而第二阻尼器可以是第二磁阻尼组件。

在阅读本公开之后，本领域技术人员将想到关于这些改进的许多其他特征及其组合。

附图说明

在附图中：

图1是根据一个实施例的包含触觉反馈执行器的电子装置的示例的平面俯视图；

图2是根据一个实施例的图1中触觉反馈执行器的第一示例的平面俯视图；

图2A是图1的触觉反馈执行器沿图2的2A-2A线所截取的横截面图；

图2B是图1中触觉反馈执行器沿图2A的2B-2B线所截取的横截面图；

图2C是图1中触觉反馈执行器沿图2的2C-2C线所截取的横截面图；

图3是图2的触觉反馈执行器的磁锤的俯视平面图，并示出了其周围的示例性磁场线；

图4A是图2的触觉反馈执行器的线圈元件的横截面图，并示出了当线圈元件以第一极性激活时其周围的示例性磁场线；

图4B是图2的触觉反馈执行器的线圈元件的横截面图，并示出了当线圈元件以第二极性激活时其周围的示例性磁场线；

图5A和图5B示出了磁锤在向右边摆动期间的不同时刻获取的图2的触觉反馈执行器的横截面图；

图6A和图6B示出了磁锤在向左边摆动期间的不同时刻获取的图2的触觉反馈执行器的横截面图；

图7A是示出可用于激活触觉反馈执行器的线圈元件以产生触觉反馈和听觉反馈的示例性周期性激活函数的图表；

图7B是示出可用于激活触觉反馈执行器的线圈元件以仅产生触觉反馈的示例性周期性激活函数的图表；

图7C是示出可用于激活触觉反馈执行器的线圈元件以产生触觉反馈的示例性周期性激活函数的图表，该触觉反馈相对于使用图7B的激活函数产生的触觉反馈强度增加；

图8是根据一个实施例的触觉反馈执行器的第二示例的横截面图；

图9是根据一个实施例的包括弹簧支座的触觉反馈执行器的第三示例的横截面图；

图10A是根据一个实施例的包括板簧的触觉反馈执行器的第四示例的横截面图；

图10B是图10A的触觉反馈执行器的横截面图，并示出了处于收缩状态的板簧；

图10C是图10A的触觉反馈执行器的横截面图，并示出了处于未收缩状态的板簧；

图11A是根据一个实施例的包括接触弹簧的触觉反馈执行器的第五示例的横截面图；

图11B是图11A中的触觉反馈执行器的横截面图，并示出了处于收缩状态的接触弹簧；

图12A是根据一个实施例的包括剪形弹簧的触觉反馈执行器的第六示例的横截面图；

图12B是图12A的触觉反馈执行器的横截面图，并示出了处于收缩状态的剪形弹簧；

图12C是图12A的触觉反馈执行器的横截面图，并示出了处于未收缩状态的剪形弹簧；

图13A是根据一个实施例的包括柔性件的触觉反馈执行器的第七示例的横截面图，并示出了处于中央静止位置的磁锤；

图13B是图13A的触觉反馈执行器的横截面图，并示出了处于第一静止位置的磁锤；

图13C是图13A的触觉反馈执行器的横截面图，并示出了处于第二静止位置的磁锤；

图14是根据一个实施例的具有包括单个永磁体的磁锤的触觉反馈执行器的第八示例的横截面图；

图15是图14的磁锤的平面俯视图，并示出了其周围的示例性磁场线；

图16A和图16B示出了图14的触觉磁执行器在磁锤向左边摆动期间的不同时刻获取的横截面图；

图17A和图17B示出了图14的触觉磁执行器在磁锤向右边摆动期间的不同时刻获取的横截面图；

图18是根据一个实施例的具有磁锤的触觉反馈执行器的第九示例的横截面图，该磁锤包括具有对准的极性的多个永磁体；以及

图19是根据一个实施例的触觉反馈执行器的第十示例的平面俯视图，该触觉反馈执行器在触觉反馈执行器的锤路的每一侧均具有磁阻尼器。

具体实施方式

图1示出了可以被操作以提供触觉反馈的执行器100的第一示例。

如图所示，执行器100可以包括在手持电子装置10(例如，智能电话、平板电脑、远程控制器等)中。执行器100还可用于在电子装置10中提供振动/蜂呜/声音功能，代替传统的振动发生器(例如，压电执行器)。

电子装置10通常具有壳体12，触觉输入接口14设置在壳体12上。例如，触觉输入接口14可以是触敏传感器或压力传感器(电容式或电阻式)。触觉输入接口14可以包括触摸屏显示器。如该示例所示，壳体12容纳并包围执行器100和控制器16。控制器16与触觉输入接口14和执行器100通信。控制器16可以是电子装置10的计算机的一部分和/或以单独的微控制器的形式设置。需要注意的是，电子装置10可以包括其他电子部件，例如传统电子装置中能找到的电子部件。在申请号为PCT/CA2015/051110的PCT专利申请中描述了包含压敏用户接口的电子装置的一个例子。

控制器16可用于操作执行器100。例如，在使用期间，触觉输入接口14可以接收用户的触摸，该触摸使得接口14将信号发送到控制器16，而控制器16接着操作执行器100以提供触觉反馈、听觉反馈或这两者，以响应该触摸。

可以理解，图2是执行器100的平面俯视图；图2A是执行器100沿图2的2A-2A线所截取的横截面图；图2B是执行器100沿图2A的2B-2B线所截取的横截面图；而图2C是执行器100沿图2的2C-2C线所截取的横截面图。

如图所示，执行器100具有止动器102、阻尼器104、在止动器102和阻尼器104之间的锤路106以及相对于锤路固定安装的线圈元件108，该锤路由止动器102和阻尼器104所限定。磁锤110被引导地安装以沿锤路106移动。

如下所述，磁锤110可由在激活线圈元件108时发出的磁场电磁接合，以便根据线圈元件108的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着锤路纵向滑动

止动器102具有承击面112，其适于在磁锤110纵向滑向止动器102时停止磁锤110。在一些实施例中，当磁锤110撞击止动器102的承击面112时，产生可听觉反馈和触觉反馈。

阻尼器104具有当磁锤110纵向滑向阻尼器104时使磁锤110减速的第一功能。相应地，当磁锤110被阻尼器104减速时，仅产生触觉反馈。阻尼器104可以具有向磁锤110提供静止位置(如图2B中所示)的第二功能，其中当线圈元件108未被激活时，磁锤110沿着锤路106处于稳定平衡。

在一些实施例中，止动器102、阻尼器104和线圈元件108固定地安装到壳体12。然而，在一些其他实施例中，止动器102、阻尼器104和线圈元件108固定地安装到电子装置10的内部。

根据不同的实施例，磁锤110可以相对于线圈元件108被不同地引导安装。例如，在所示实施例中，锤路引导件114相对于止动器102、阻尼器104和线圈元件108被固定地安装。更具体地，锤路引导件114沿锤路106设置，在线圈元件108内紧密围绕磁锤110以沿任一方向纵向引导磁锤110。如图2A中最佳所示，锤路引导件114以套筒的形式设置。在该示例中，磁锤110限定中空中心腔116，磁锤110可滑动地容纳在中空中心腔116中。可以使用任何其他合适类型的锤路引导件。如下面进一步描述的，在一些实施例中可以省去这种锤路引导件。

如图所示，线圈元件108可由信号源124激活。线圈元件108和磁锤110之间的电磁接合在以下段落中描述。

更具体地，现在参见图2B，磁锤110具有两个相对的端部118L、118R。磁锤110的每个端部118L、118R具有两个永磁体120L、120R中的相应一个。如图所示，永磁体120L靠近止动器102设置，而永磁体120R靠近阻尼器104设置。

为了清楚起见，在本公开中，将注意到用字母L标识的附图标记将指代在页面的左侧示出的元件，而字母R将指代在页面右侧示出的元件。例如，永磁体120L指的是两个永磁体中的第一个，并且在页面的左侧示出。类似地，永磁体120R指的是两个永磁体中的第二个，并且在页面的右侧示出。该命名方式将适用于执行器100的其他部件。

两个永磁体120L、120R具有相反的极性。为了便于理解，这种永磁体的北极和南极用相应的标记N或S来标识。如下所述，两个永磁体120L、120R具有相反的极性，使得它们的磁极形成沿着磁锤110的S-N-N-S布置或N-S-S-N布置。

每个永磁体120L、120R可以包括一个或多个永磁体单元，每个永磁体单元具有相似的极性定向。例如，永磁体120L可包括两个永磁体单元，这两个永磁体单元布置成使得两个永磁体单元中的一个永磁体单元的北极抵靠在两个永磁体单元中的另一个永磁体单元的南极上。每个永磁体120L、120R可以由稀土材料制成，例如钕-铁-硼(NdFeB)、钐-钴，或者由铁、镍或任何合适的合金制成。

如可以看到的，磁锤110具有将两个永磁体120L、120R分开的中间段126。中间段126可以由铁磁材料或任何其他合适的材料制成。

如上所述，阻尼器104的第一功能可以是当磁锤110沿着锤路106朝向阻尼器104纵向滑动时使磁锤110减速，并且如图2B所示，阻尼器104的第二功能可以是提供静止位置，在静止位置中磁锤110在止动器102和阻尼器104之间处于稳定平衡。

可以提供阻尼器104的许多实施例，其中一些在下文中描述。如将要描述的，一些示例性阻尼器，例如阻尼器104，仅使用磁阻尼来实现这些功能，而一些其他示例性阻尼器使用磁阻尼和机械阻尼这两者来实现这些功能。更具体地，在一些实施例中，可以使用磁阻尼来实现第一功能和第二功能。然而，在一些其他实施例中，可以使用机械阻尼、磁阻尼或两者来实现第一功能，而可以仅使用磁阻尼来实现第二功能。在另外的其他实施例中，第一功能和第二功能都可以使用机械阻尼来实现。

在该示例中，阻尼器104以磁阻尼组件的形式提供，并且将被称为“磁阻尼组件104”。在该示例中，磁阻尼组件104适于使用磁阻尼来实现这两个功能。

更具体地，磁阻尼组件104具有铁磁元件130和具有锤排斥极的阻尼器磁体132。如将理解地，当磁锤110接近磁阻尼组件104时，磁锤110的永磁体120R倾向于吸引铁磁元件130。相反，当磁锤110接近磁阻尼组件104时，磁锤110的永磁体120R倾向于排斥阻尼器磁体132的锤排斥极。

铁磁元件130和阻尼器磁体132布置的方式使得在没有激活线圈元件108的情况下，由铁磁元件130和阻尼器磁体132施加在磁锤110上的全部磁力：i)当磁锤110的一部分沿着锤路106处于静止位置时，相互抵消；ii)当磁锤110的一部分位于静止位置和止动器102之间时，吸引磁锤110；以及iii)当磁锤110的一部分位于静止位置和磁阻尼组件104之间时，排斥磁锤110。

继续参考图2B中所示的实施例，磁锤110的一部分被定义为永磁体120R的尖端136。然而，该部分可以是永磁体120R的靠近磁阻尼组件104的任何参考部分。

在一些实施例中，磁阻尼组件的铁磁元件130可包括未磁化的铁磁材料。例如，铁磁元件130可以由钢制成。可以应用其他合适的未磁化铁磁材料。

然而，在一些实施例中，磁阻尼组件104的铁磁元件130可以部分地或全部地由具有锤吸引极的永磁体(称为“吸引磁体”)替换。在这些实施例中，吸引磁体和阻尼器磁体132具有极性相反的永久对准的极。每个吸引磁体和阻尼器磁体可以由稀土材料制成，例如钕-铁-硼(NdFeB)、钐-钴，或者由铁、镍或合适的合金制成。应注意的是，使用吸引磁体代替未磁化的铁磁材料可有助于减小铁磁元件130的尺寸和/或可允许将铁磁元件130放置在距离磁锤110更远的位置，这可能是方便的。

在该示例中，铁磁元件130显著地大于阻尼器磁体132，使得从磁阻尼组件104发出的磁场的净效应是吸引磁锤110的永磁体120R并导致当磁锤110的尖端136位于止动器102和静止位置之间时，磁锤110朝向磁阻尼组件104移动。然而，当磁锤110被拉得足够靠近磁阻尼组件104(在静止位置和磁阻尼组件104之间)时，阻尼器磁体132施加在磁锤110的永磁铁120R上的排斥力抵消了铁磁元件130和磁锤110的永磁体120R之间的吸引力。正如图2B所示，在其间，磁锤110在静止位置处于稳定平衡。例如，使用比阻尼器磁体而言是更强磁体的吸引磁体可以实现类似的效果。

在该示例中，磁锤110和磁阻尼组件104彼此对齐并且基本平行于锤路106。如图2C所示，铁磁元件130和阻尼器磁体132与轮廓138对齐。

可以如下描述激活线圈元件108以使磁锤110沿任一方向移动。如图3所示，磁锤110的永磁体120L、102R具有相反的极性，从而产生诸如在该图中所示的磁场线。例如，可以看出，两个永磁体120L、120R中的每一个永磁体的北极朝向中间段126向内设置，而两个永磁体120L、120R中的每一个永磁体的南极从中间段126向外设置。

中间段126是可选的。例如，在省去中间段126的实施例中，两个永磁体120L、120R以足够的强度紧固在一起以克服它们之间的排斥力。

返回参考图2、图2A和图2B，线圈元件108包括给定直径的导线的多个匝或绕组140，其裹绕锤路引导件114。线圈元件108包括两个线端142L、142R，信号源124连接到线端142L、142R。在一些实施例中，线圈元件108包括200至500匝0.2mm规格的绝缘铜线。在这些实施例中，锤路引导件114以套筒的形式设置，其外径约为3.2mm，中空中心腔116的内径约为3mm，如图2A中最佳所示。

在所示的实施例中，两个永磁体120L、120R呈长度Lm为6mm且直径刚好小于3mm的圆柱形(尺寸适合穿过锤路引导件114的中空中心腔116)。继续在该实施例中，中间段126呈7mm长度并且直径类似于两个永磁体120L、120R中的一个永磁体直径的圆柱形。应当理解，本领域普通技术人员可以为替代实施例选择替代尺寸。

两个永磁体120L、120R和中间段126的长度可以根据如图2所示的线圈元件108的绕组140的跨距S来选择。可以理解，磁锤110被定位成使得当永磁体120L抵靠在止动器102上时，永磁体120L定位成被线圈元件108朝向跨距S的中心(向右)吸引/拉动，并且永磁体120R被定位成被排斥/推向磁阻尼组件104。类似地，当磁锤110定位在靠近磁阻尼组件104的静止位置时，当线圈元件108以相反的极性被激活时，永磁体120R被定位成被线圈元件108向跨度S的中心吸引/拉动，并且永磁体120L被定位成被排斥/推向止动器102。

由线圈元件108产生的磁场取决于信号源124的输出(如图2所示)，其控制线圈元件108中的电流的方向和幅度。令人感兴趣的是线圈元件108的磁场线的方向以及关于其是否排斥或吸引两个永磁体120L、120R中的相应的一个永磁体对磁锤110的影响。

可以通过经由信号源124将给定电压V施加到线端142L、142R来激活线圈元件108。当被激活时，线圈元件108形成具有给定磁极的电磁体，其具有在线圈元件108的相对侧的北极(N)和南极(S)。通过反转施加到线端142L、142R的电压V，可以反转该给定的磁极性。

例如，图4A示出了给线圈元件108施加5V的给定电压，而图4B示出了给线圈元件108施加-5V的给定电压。换言之，改变信号源施加的电压的极性相当于沿着线圈元件108的导线反转电流I的流动方向，并且反转电磁体的极性，如图4A和图4B中所示的线端142L、142R附近的向上和向下箭头所示。

为了便于阅读，在以下段落中，如图4A所示的线圈元件108的激活可以被称为“以第一极性激活”，而如图4B所示的线圈元件108的激活可以称为“以第二极性激活”。第二极性与第一极性的极性相反。

在执行器100的操作期间，如下面参考图5A和5B详细描述的那样，线圈元件108可以被激活以使磁锤110朝向磁阻尼组件104运动，在这种情况下，磁阻尼组件104抑制磁锤110的移动以防止磁锤110和磁阻尼组件104之间的撞击，从而提供触觉反馈但不提供听觉反馈。

图5A和5B示出了磁锤110的运动顺序的示例，其中磁锤110最初静止在靠近磁阻尼组件104的静止位置处，响应于线圈108的激活而向右朝向磁阻尼组件104移动，当线圈元件108停用时，磁阻尼组件104将磁锤110排斥回到静止位置。

更具体地，图5A和5B包括在运动顺序期间在时刻t1到t5的不同时刻的快照，其中t5>t4>t3>t2>t1。如图5A在时刻t1所示，磁锤110处于静止位置。在此阶段，线圈元件108未被激活。阻尼磁铁132施加在磁锤110的永磁体120R上的排斥力抵消了铁磁元件130和磁锤110的永磁体120R之间的吸引力。因此，在永磁体120R和铁磁元件130之间存在磁吸引，并且在永磁体120R和阻尼器磁体132之间存在磁排斥，其将磁锤110保持在静止位置。

为了以此顺序启动磁锤110的运动，控制器以通过将第二极性的电压(例如，-5V)经由信号源124给到线圈元件108来激活线圈元件108，以在线圈元件108和磁锤110之间产生磁力。线圈元件108的这种激活在时刻t2和t3保持不变。

如图5A所示，在时刻t2，线圈元件108的激活导致磁锤110从静止位置朝向磁阻尼组件104加速到给定速度。此时，线圈元件108的激活吸引永磁体120L并且朝向磁阻尼组件104排斥永磁体120R。

如图5A中的时刻t3所示，线圈元件108的激活继续使线圈元件110吸引永磁体120L并朝向磁阻尼组件104排斥永磁体120R。然而，磁阻尼组件104的阻尼器磁体132与永磁体120R之间的磁排斥导致磁锤110减速直至速度为零，以避免撞击磁阻尼组件104。

如图5B中的时刻t4所示，磁锤的尖端136位于静止位置和磁阻尼组件104之间，并且阻尼器磁体132和永磁体120R之间的磁排斥使得磁锤110即使在线圈元件108停用时，“反弹”而不撞击磁阻尼组件104，并朝向静止位置移动。以这种方式，产生触觉反馈但不产生听觉反馈。

如图5B中的时刻t5所示，磁锤110返回到静止位置，其中永磁体120R和铁磁元件130之间的磁吸引以及永磁体120R和阻尼器磁体132之间的磁排斥两者将磁锤110保持在静止位置。

如图5A和5B所示的执行器100的操作可以产生包括触觉反馈的第一反馈。例如，响应于按压包括执行器100的电子装置的触摸屏上的按钮，可以提供第一反馈。磁锤110的运动被磁阻尼组件104抑制，并且磁锤110不会撞击磁阻尼组件104。因此，第一反馈可以被感觉到，但是无法被听到。

相反，在执行器100的操作期间，如下面参考图6A和6B详细描述的那样，可以激活线圈元件108以将磁锤110推向止动器102，在这种情况下，止动器102的承击面112可以停止磁锤110的运动以提供触觉反馈和听觉反馈(例如，可听得见的咔哒声)。

图6A和6B示出了磁锤110的另一运动顺序的示例，其中磁锤110最初静止在靠近磁阻尼组件104的第一静止位置处，向左朝向止动器102移动到第二静止位置，以响应于线圈元件108的激活。

更具体地，图6A和6B包括在移动顺序期间在时间t6到t10的不同时刻的快照，其中t10>t9>t8>t7>t6。如图6A所示，在t6时刻，磁锤110处于第一静止位置。在此阶段，线圈元件108未被激活。永磁体120R和铁磁元件130之间的磁吸引以及永磁体120R和阻尼器磁体132之间的磁排斥两者将磁锤110保持在第一静止位置。

如图6A所示，在时刻t7，线圈元件108以第一极性(例如，+5V)的激活导致磁锤110从第一静止位置朝向止动器102加速到给定速度。此时，线圈元件108的激活排斥永磁体120L并且将永磁体120R朝向止动器102吸引。阻尼器磁体132和永磁体120R之间的磁排斥可以有助于该步骤。

如图6A中在时刻t8中所示，线圈元件108的激活继续使线圈元件108排斥永磁体120L并且朝向止动器102吸引永磁体120R。

如图6B中所示，在时刻t9，磁锤110以给定的速度撞击止动器102的承击面112，这停止了磁锤110的运动。

如图6A和6B中所示，执行器100的操作可以产生包括触觉反馈和听觉反馈的第二反馈。例如，响应于按压包括执行器100的电子装置的触摸屏上的按钮，可以提供第二反馈。磁锤110对止动器102的撞击可以是听得见的，例如，模拟按下按钮的声音(例如，点击声或敲击声)。因此，可以感觉并听到第二反馈。在一些实施例中，第一反馈(即振动)弱于第二反馈。如果电子装置处于静音模式，或者用于提供较少侵入性的反馈，则这可能是理想的。

如图6B所示，在时刻t9，在一些实施例中，磁锤110保持在第二静止位置，其中，即使当线圈元件108停用时，永磁体120L也抵靠在止动器102的撞击表面112上。在这些实施例中，磁锤110通过磁吸引保持在第二静止位置。

例如，在这些实施例中，止动器102具有与其整体制成的铁磁部分144。止动器102可以全部或部分由铁磁材料(例如，铁、镍、钴或其合金)制成，以便被磁锤110的永磁体120L磁性吸引。然而，在所示实施例中，止动器102具有非铁磁部分146，该非铁磁部分146与止动器102的铁磁部分144整体制成。

止动器102的铁磁部分144的尺寸可以设定得足够大以将磁锤110保持在第二静止位置，但是又足够小以允许线圈元件108在需要时诱导磁锤110远离第二静止位置移动。例如，止动器102的铁磁部分144可以是钢板。

止动器102的非铁磁部分146可以由非铁磁材料(例如，铝)制成，使得它不会吸引磁锤110。止动器102的非铁磁部分146可以由在撞击止动器102时传递由磁锤110施加的力/振动的材料制成。返回参考图2，止动器102，更具体地说是其非铁磁部分146，相对于壳体12固定地安装，以便将执行器100机械地联接到电子装置10的壳体12，以通过这些部件传递力/振动。在一些实施例中，止动器102可以仅由铁磁材料制成。然而，在这种情况下，止动器102适于使得磁锤110和止动器102之间的磁吸引可以允许线圈元件108将磁锤110从第二静止位置移开。

可以理解，当线圈元件108未被激活时，磁锤110可以通过磁吸引和磁排斥的组合保持在第一静止位置，或者磁锤110可以通过磁吸引保持在第二静止位置。

在一些其他实施例中，止动器102可由非铁磁性材料(例如，铝)制成。在这种情况下，执行器100仅具有靠近磁阻尼组件104的第一静止位置。可以选择止动器102的材料用于当磁锤110撞击其承击面112时产生声音。

应注意，可以操作执行器100以准时执行上述任何运动顺序以提供准时反馈或顺序地执行上述任何运动顺序以在给定持续时间内提供一系列准时反馈。

例如，可以操作执行器100以执行图6A和6B中所示的运动顺序，其中磁锤110顺序地从第一静止位置移动到第二静止位置，以在给定的持续时间内提供一系列准时反馈。可以通过用第一极性的电压激活线圈元件108直到磁锤110从靠近磁阻尼组件104的第一静止位置向执行器102行进到抵靠在止动器102上的第二静止位置，以及顺序地用第二极性的电压激活线圈元件108，直到磁锤110返回到靠近磁阻尼组件104的第一静止位置来获得这种运动。这种特定的运动将导致包括触觉反馈和听觉反馈的第二反馈，然后引起仅包括触觉反馈的第一反馈，之后可以停止磁锤110的运动。

可以操作执行器100以便产生一系列反馈。该行为可用于在电子装置10处产生振动。

例如，图7A示出了示例性激活函数，其表示信号源随时间施加到线圈元件108的电压，以迫使磁锤110在止动器102和磁阻尼组件104之间振荡，从而提供交替的第一反馈和第二反馈，第二反馈可以转换成伴随可听见的一系列点击声或敲击声的振动。这种振荡运动包括在给定时间量内以连续方式执行的多个半循环(半周期T/2)或全循环(周期T)。在该示例中，磁锤110在第二静止位置处开始。

可替换地，图7B示出了示例性激活函数，其表示可由信号源随时间施加到线圈元件108的电压，以迫使磁锤110在第一静止位置和磁阻尼组件104之间振荡，以在每次反弹时提供第一反馈。如可看到的，线圈元件108的激活包括在给定的持续时间将线圈元件108保持停用。该激活函数可用于产生不提供听觉反馈的、较弱的振动。

图7C示出了另一示例性激活函数，其表示可以由信号源随时间施加到线圈元件108的电压，以提供没有任何听觉反馈的反馈。如可以看到的，线圈元件108的激活包括在给定持续时间内以第二极性激活线圈元件108并且在给定持续时间内以第一极性激活线圈元件108，其中以第一极性的激活和以第二极性的激活在幅度和持续时间中的至少一个方面不同。具体地，在该示例中，该激活函数可用于使磁锤110在止动器102和磁阻尼组件104之间振荡而不撞击止动器102。更具体地，使用+5V短脉冲(持续时间A)使磁锤110朝向止动器102移动而不撞击它，并且使用-5V的较长脉冲(持续时间B)来使磁锤110朝向磁阻尼组件104移动。

与图7B中所示的激活函数相比，图7C中所示的激活函数可以增加振动的幅度，因为磁锤110在锤路106的较长部分上朝向磁阻尼组件104加速。选择持续时间A以使磁锤110移动得更靠近止动器102而不会撞击它。可以使用类似的技术来增加使磁锤110撞击止动器102的力。特别地，在反转线圈元件108的极性使磁锤110朝向止动器102移动(并撞击它)之前，线圈元件108可以在第二方向上被激活以使磁锤110朝向磁阻尼组件104移动。实际上，如果线圈元件108的激活被正确地定时，则它可以放大磁阻尼组件104的“回弹”作用，以产生更大的速度和对止动器102的更强撞击。

可选地，可以例如使用存储在电子装置的控制器的存储器上的软件来调整由信号源施加的激活函数的幅度和/或占空比。例如，可以调节幅度和/或周期以分别改变触觉反馈和/或听觉反馈的振动的强度和/或频率。应该注意的是，尽管可以控制频率和占空比，但是可以容易地产生方波。为了避免磁锤和止动器之间的冲击，可以在磁锤撞击之前的某个时刻改变线圈元件的极性，并且在足够的时间内使磁锤减速。可能需要调整精确的时机。在另一个实施例中，使用作为执行器的一部分和/或作为电子装置的一部分提供的位置传感器(例如，霍尔效应传感器来检测受磁锤位置影响的磁场)来补偿重力的影响。例如，提供用于控制线圈元件的反馈(例如，PIO控制器等)。尽管测量电流比测量磁场更难，但在另一个实施例中使用基于流过线圈元件的电流的传感器。

返回参照图2，磁阻尼组件104施加在磁锤110上的力的示例性轮廓线与线圈元件108施加在磁锤110上的力相反，其在页面的底部示出。例如，当操作线圈元件108以使磁锤110从第一静止位置朝向止动器102(在区域1中)移动时，磁阻尼组件104可提供将磁锤110推向静止位置的吸引力。在该区域中，永磁体120R和铁磁元件130之间的磁吸引强于永磁体120R和阻尼器磁体132之间的磁排斥。相反，当操作线圈元件108以将磁锤110从第一静止位置朝向磁阻尼组件104(区域2)时，磁阻尼组件104提供随着距离减小而增加的反作用力。在该区域中，永磁体120R和阻尼器磁体132之间的磁排斥强于永磁体120R和铁磁元件130之间的磁吸引。具体地，在此示例中，反作用力与距离的倒数的四次方成比例。然而，在其他实施例中，反作用力可以不同地变化。例如，在一些实施例中，由磁阻尼组件104在区域2中提供的反作用力可以近似恒定。

执行器200-第二示例

图8示出了根据另一实施例的执行器200的第二示例。在该示例中，上述阻尼器的第一功能和第二功能仍然可以通过磁阻尼组件204使用磁阻尼来实现。更具体地，执行器200具有可沿止动器202和磁阻尼组件204之间的锤路206滑动的磁锤210。可以使用该执行器200提供上述第一反馈和第二反馈中的一者或两者。

如图所示，执行器200具有相对于壳体212(例如，装置内部)固定安装的线圈元件208，并且在激活线圈元件208时，磁锤210可沿着锤路206纵向滑动。在这些实施例中，可以操作执行器200，使得产生反馈响应于用如图7A、7B和7C中所示激活函数激活线圈元件208。然而，应该理解，可以使用任何其他合适的激活函数，以便提供上述第一反馈和第二反馈中的一者或两者。

在该特定实施例中，磁阻尼组件204具有经由间隔件248与阻尼器磁体232分离的吸引磁体231。间隔件248可以由铁磁材料制成。在该实施例中，执行器200包括锤路引导件214以及磁阻尼组件204，该锤路引导件214设置成包含磁锤210细长套筒。

如图所示，磁锤210处于第一静止位置，其中磁锤210的永磁体220R的尖端236距离阻尼器磁体232约2.25mm。应当理解，任何电子装置，例如，图1中的电子装置10，可以包括执行器200。

执行器300-第三示例

图9示出了根据另一实施例的执行器300的第三示例。在该示例中，可以通过机械阻尼组件304使用机械阻尼来实现上述阻尼器的第一功能和第二功能。

更具体地，执行器300具有可沿着锤路306的两个末端之间的锤路306滑动的磁锤310。锤路306的两个末端中的一个末端靠近止动器302，而锤路306的两个末端中的另一个末端位于止动器302的相对侧。可以使用执行器300提供上述第一反馈和第二反馈中的一者或两者。

如图所示，磁锤310使用弹簧支座350安装到电子装置的壳体(例如，壳体12)，弹簧支座350是机械阻尼组件304的一部分。弹簧支座350可以配置成当磁锤310在远离止动器302的方向上移动时抑制磁锤310的运动。更具体地，弹簧支座350可以配置成使得磁锤310的运动导致弹簧支座350不收缩(从而产生最小的反作用力)，以及使得磁锤310的运动导致弹簧支座350收缩并提供反作用力。弹簧支座350可以由板簧形成。

在该实施例中，由于由机械阻尼组件304提供阻尼，因此图2和图8中的磁阻尼组件104可以省去。

执行器400-第四示例

图10A、10B和10C示出了根据另一实施例的执行器400的第四示例。在该示例中，可以通过机械阻尼器404使用机械阻尼来实现上述阻尼器的第一功能和第二功能。

更具体地，执行器400具有可沿着锤路406并且在锤路引导件414内部滑动的磁锤410。更具体地，锤路引导件414沿着锤路406设置在线圈元件408内并且紧密地围绕磁锤410以在任一方向上沿着锤路406纵向地引导磁锤410。可以使用执行器400提供上述第一反馈和第二反馈中的一者或两者。

如在该示例中所描绘的，机械阻尼器404包括板簧(称为“板簧404”)，该板簧具有附接到锤路引导件414的一个端部404a和附接到磁锤410的另一端部404b。如图10A所示，静止时，板簧404适于将磁锤410设置在静止位置。

如图10B中所示，板簧404处于收缩状态。更具体地，在激活线圈元件408以使磁锤410朝向板簧404移动时，板簧404收缩以使磁锤410减速，产生第一反馈，该第一反馈可被感觉到但不能被听到。

相反，如图10C中所示，板簧404处于未收缩状态。具体地，在激活线圈元件408以使磁锤410朝向止动器402移动时，板簧404未收缩以允许磁锤410撞击止动器402并产生可以被感觉和听到的第二反馈。

执行器500-第五示例

图11A和11B示出了根据另一实施例的执行器500的第五示例。在该示例中，上述阻尼器的第一功能和第二功能可以通过阻尼器组件504使用磁性阻尼和机械阻尼来实现。

如图所示，执行器500具有可沿着锤路506并且在锤路引导件514内部滑动的磁锤510。更具体地，锤路引导件514沿着锤路506设置在线圈元件508内并且紧密地围绕磁锤510，以在止动器502和阻尼器组件504之间沿着锤路506在任一方向上纵向地引导磁锤510。阻尼器组件504可以包括任何合适类型的弹簧(例如，螺旋弹簧、板簧等)。

在该示例中，阻尼器组件504包括相对于止动器502固定的基部552，以及接触弹簧554。图11A示出处于收缩状态的接触弹簧554。更具体地，如图11A所示，接触弹簧554用于在磁锤510朝向阻尼器组件504移动时抑制磁锤510的运动以提供第一反馈。

在一些实施例中，接触弹簧554由铁磁材料制成，如图11B所示，使得与磁锤510的永磁体520R之间的磁吸引提供第一静止位置。在一些其他实施例中，基部552由铁磁材料制成，使得与磁锤510的永磁体520R之间的磁吸引提供第一静止位置。在替代实施例中，接触弹簧554和基部552都由铁磁材料制成，或最终由永磁体制成。

在一些实施例中，接触弹簧554相对于壳体(例如，电子装置10的壳体12)直接固定，使得可以省略基部552。在这种情况下，阻尼器组件504可以简称为阻尼器(而非组件)，并且接触弹簧554可以是铁磁性的。

执行器600-第六示例

图12A、12B和12C示出了根据另一实施例的执行器600的第六示例。在该示例中，上述阻尼器的第一功能和第二功能可以通过机械阻尼器604使用机械阻尼和磁阻尼来实现。

更具体地，执行器600具有可沿着锤路606并且在锤路引导件614内部滑动的磁锤610。更具体地，锤路引导件614沿着锤路606设置在线圈元件608内并且紧密地围绕磁锤610以在其中一方向上沿着锤路606纵向地引导磁锤610。可以使用执行器600提供上述第一反馈和第二反馈中的一者或两者。

如在该示例中所描绘的，机械阻尼器604包括一对剪形弹簧(称为“剪形弹簧604”)，每个剪形弹簧具有附接在锤路引导件614的远侧位置处的一个端部604a和附接在锤路引导件614的邻近位置的另一端部604b。如图12A所示，在静止时，剪形弹簧604适于将磁锤610设置在静止位置。

在该实施例中，剪式弹簧604由铁磁材料制成，如图12A所示，使得与磁锤610的永磁体620R之间的磁吸引提供静止位置。

图12B示出了处于收缩状态的剪形弹簧604。实际上，在激活线圈元件608以使磁锤610朝向剪形弹簧604移动时，剪形弹簧604收缩以使磁锤610减速，产生可以被感觉到但不能被听到的第一反馈。

相反，图12C示出了处于未收缩状态的剪形弹簧604。更具体地，在激活线圈元件608以使磁锤610朝向止动器602移动时，剪形弹簧604未收缩以允许磁锤610撞击止动器602并产生可以被感觉到和听到的第二反馈。

执行器700-第七示例

图13A、13B和13C示出了根据另一实施例的执行器700的第七示例。在该示例中，上述阻尼器的第一功能和第二功能可以通过磁阻尼组件704使用磁阻尼来实现。磁阻尼组件704类似于磁阻尼组件104，因此将不再赘述。

在该示例中，使用柔性件760将磁锤710安装到壳体(例如，图1的电子装置10的壳体12)。在文献(例如，参见http://web.mit.edu/mact/www/Blog/Flexures/FlexureIndex.html获取有关柔性件的更多信息)中描述了一些柔性件的示例。

柔性件760被配置成约束磁锤710在止动器702和磁阻尼组件704之间的锤路706中的运动。提供具有柔性件760的执行器700消除了提供用于限制磁锤710的运动的锤路引导件(例如，如图2中的114所示)的需要。

图13A示出了位于止动器702和磁阻尼组件704之间的中心静止位置处的磁锤710。

图13B示出了当磁锤710朝向磁阻尼组件704移动时柔性件760的弯曲。如上所述，在这种情况下，磁锤710可以保持在第一静止位置。

相反，图13C示出了当磁锤710朝向止动器702移动时柔性件760的弯曲。当止动器702设有铁磁部分744时，铁磁部分744和磁锤710的永磁体720L之间的吸引力可以提供第二静止位置。

执行器800-第八示例

图14示出了可以操作以提供触觉反馈的执行器800的第八示例。与上述实施例类似，执行器800可相对于电子装置的壳体12固定，以便向相应的电子装置提供振动/蜂呜/声音功能。

执行器800具有止动器802、磁阻尼组件804、限定在止动器802和磁阻尼组件804之间的锤路806以及相对于锤路806固定安装的线圈元件808。磁锤810被引导地安装以沿着锤路806移动。在该示例中，磁锤810包括单个永磁体820，该单个永磁体820在左侧具有北极并且在右侧具有南极。因此，如图15所示，磁锤810具有环绕磁锤810的磁场线。这样，磁锤810与磁锤110的不同之处在于，它仅具有一个永磁体(或具有对准的极性的多个永磁体)，而不是两个相反极性的永磁体。

在该具体示例中，磁阻尼组件804包括吸引磁体831和阻尼器磁体832。吸引磁体831和阻尼器磁体832均由具有永久对准的磁极的铁磁材料制成。磁锤810设置在执行器800的锤路引导件814内，其中磁锤810的磁极与吸引磁体831的磁极对准，使得磁锤810和吸引磁体831相互吸引。结果，磁锤810和阻尼磁铁832的磁极相互排斥。通过吸引磁铁831和阻尼磁铁832分别施加在磁锤810上的吸引力和排斥力沿着锤路806形成静止位置，磁锤810可以沿着锤路806滑动。

然而，如上所述，吸引磁体831可以部分地或全部地由铁磁元件替换，该铁磁元件由铁磁性但不具有永久对准的磁极的材料形成。在这些实施例中，铁磁元件需要更大，或更靠近磁锤810放置，以便实现类似于吸引磁体831和磁锤810之间的磁吸引的磁吸引。

在执行器800的操作期间，如下面参考图16A和16B详细描述的那样，可以激活线圈元件808以使磁锤810从静止位置朝向止动器802移动，在这种情况下，在通过永磁体820和磁阻尼组件804的吸引磁体831之间的磁吸引被吸回到静止位置之前，磁锤810撞击止动器802以提供听觉反馈(例如，可听见的点击声)。

在图14所示的实施例中，磁锤810的中心C1相对于线圈元件808的中心C2沿着锤路806偏移。更具体地，在该示例中，当磁锤810处于静止位置时，磁锤810的中心C1位于中心C2的左侧。因此，线圈元件808可以用给定极性的电压激活，以向左排斥磁锤810。相反，线圈元件808可以用相反极性的电压激活，以向右吸引磁锤810，直到磁锤810的中心C1移动经过线圈元件808的中心C2。

在该实施例中，在止动器802处没有设置磁锤810的静止位置。更具体地，止动器802由对磁锤810不具有磁性吸引的材料形成。然而，在另一个实施例中可以提供这种额外的静止位置。

由于只有一个静止位置，每当线圈元件808未通电时，磁锤810将在磁阻尼组件804的影响下返回到静止位置。

图16A和16B示出了磁锤810的运动顺序的示例，其中磁锤810最初静止于静止位置，靠近磁阻尼组件804。更具体地，图16A和16B包括在运动顺序期间的不同时刻t1到t5的快照，其中t5>t4>t3>t2>t1。

如图16A所示，在时刻t1，磁锤810处于静止位置。在此阶段，线圈元件808未被激活。永磁体820和吸引磁体831之间的磁吸引以及永磁体820和阻尼器磁体832之间的磁性排斥两者将磁锤810保持在静止位置。

如图16A所示，在t2时刻，利用第二极性(例如，-5V)将线圈元件808激活导致磁锤810从静止位置朝向止动器802加速到给定速度。此时，线圈元件808的激活将永磁体820朝向止动器802排斥。阻尼器磁体832和永磁体820之间的磁排斥可以有助于该步骤。

如图16A所示，在t3时刻，磁锤810以给定的速度撞击止动器802的非磁性承击面812，这停止了磁锤810的运动。如图16A所示的执行器800的操作，可以产生包括触觉反馈和听觉反馈的第二反馈。

如图16B中所示，在所述撞击之后的时刻t4，即使当线圈元件808是停用时，由于永磁体820和磁阻尼组件804的吸引磁体831之间的磁吸引，磁锤810被吸向静止位置，并如时刻t5所示返回静止位置。

相反，在执行器800的操作期间，如下面参考17A和17B详细描述的那样，线圈元件808也可被激活以使磁锤810从静止位置朝向磁阻尼组件804移动，在这种情况下，磁阻尼组件804抑制磁锤810的运动以防止磁锤810和磁阻尼组件804之间的撞击，以提供触觉反馈但不提供听觉反馈。然后，磁锤810被磁阻尼组件804的阻尼器磁体832排斥回静止位置。

图17A和17B示出了磁锤810的另一运动顺序的示例，其中磁锤810最初静止在靠近磁阻尼组件804的静止位置处，响应于线圈的激活而向右朝向磁阻尼组件804移动。当线圈元件808被停用时，磁阻尼组件804将其排斥回到静止位置。

更具体地，图17A和17B包括在移动顺序期间在时刻t6到t11的不同时刻的快照，其中t11>t10>t9>t8>t7>t6。如图17A所示，在时刻t6，磁锤810处于静止位置。在此阶段，由于磁锤810和磁阻尼组件804之间的磁平衡，线圈元件808未被激活并且磁锤810静止在静止位置。更具体地，磁阻尼组件804的阻尼器磁体832与磁锤810的永磁体820之间的排斥力抵消磁阻尼组件804的吸引磁体831与磁锤810的永磁体820之间的吸引力。

为了以此顺序启动磁锤810的移动，控制器经由信号源824以第一极性(例如，+5V)的电压激活线圈元件808，以在线圈元件808和磁锤810之间产生磁力。线圈元件808的这种激活保持在时刻t7和t8。

如图17A所示，在时刻t7，线圈元件808的激活导致磁锤810从静止位置朝向磁阻尼组件804加速到给定速度。此时，激活线圈元件808将永磁体820吸向磁阻尼组件804。

如图17A所示，在时刻t8，线圈元件808的激活继续使线圈元件810吸引永磁体820。在磁锤810的中心C1通过线圈元件808的中心C2之前，线圈元件808被停用。然后，当磁锤810由于动量而继续朝向磁阻尼组件804移动时，磁阻尼组件804的阻尼器磁体832与永磁体820之间的磁排斥导致磁锤810减速直至速度为零，以避免撞击磁阻尼组件804。

如图17B所示，在时刻t9，磁锤810的尖端836位于静止位置和磁阻尼组件804之间，并且阻尼磁铁832和永磁铁820之间的磁排斥，使得即使当线圈元件808被停用时，磁锤810也是“反弹”而不是撞击磁阻尼组件804，并朝向静止位置移动。以这种方式，产生触觉反馈但不产生听觉反馈。

如图17B所示，在时刻t10，磁锤810返回到静止位置，其中永磁体820和吸引磁体831之间的磁吸引以及永磁体820和阻尼磁铁832之间的磁排斥将磁锤810保持在静止位置。

如图17A和17B所示的执行器800的操作可以产生包括触觉反馈的第一反馈。例如，响应于按下包括执行器800的电子装置的触摸屏上的按钮，可以提供第一反馈。磁锤810的移动被磁阻尼组件804抑制，并且磁锤810不会撞击磁阻尼组件804。因此，第一反馈可以被感觉到，但是无法被听到。

执行器900-第九示例

图18示出了根据另一实施例的执行器900的第九示例。如图所示，执行器900具有相对于锤路引导件914固定安装的线圈元件908，以及可沿着由右侧的止动器902和左侧的磁阻尼组件904所限定的锤路906纵向滑动的磁锤910。

在该示例中，磁锤910包括一系列具有对准的极性(即，对准的磁极)的永磁体920，形成具有2mm直径和6mm长度的永磁体。

在该示例中，阻尼器磁体932仍然由NdFeB N45制成。阻尼磁铁932的直径为1mm，长度为2mm。

此外，在该示例中，吸引磁体931由NdFeB N45制成。吸引磁体931的直径为2mm，长度为7mm。吸引磁体931和阻尼器磁体932沿着锤路906以0.5mm的间隔距离彼此间隔开，并且阻尼器磁体932比吸引器磁体931更靠近线圈元件908。

在该实施例中，磁锤910具有距磁阻尼组件904的阻尼器磁体932大约2.50mm的静止位置。磁锤910的中心C1在线圈元件908的中心C2的右侧0.50mm处。

在该示例中，锤路引导件914由丙烯酸塑料制成，锤路引导件914具有为25mm的长度L1，并且具有横截面为矩形的端部，其边长的长度L2为3.7mm。如图所示，左侧的端部的形状和尺寸适于容纳吸引磁体931和阻尼器磁体932。锤路引导件914的中间部分具有直径为2.7mm的圆形横截面，线圈元件908围绕该圆形横截面被包裹。

执行器1000-第十实例

图19示出了根据另一实施例的执行器1000的第十示例。如图所示，执行器1000可以容纳在电子装置的壳体12内。在该示例中，执行器1000具有在左侧的第一阻尼组件1004L、在右侧的第二阻尼组件1004R、在第一阻尼组件1004L和第二阻尼组件1004R之间的锤路1006。线圈元件1008相对于锤路1006固定安装，并且磁锤1010被引导地安装以沿锤路1006移动。如在图2的实施例中那样，磁锤1010具有两个相对的端部，其中磁锤1010的每个端部具有两个永磁体1020L和1020R中的相应一个。如上所述，两个永磁体1020L和1020R具有相反的极性。

在该实施例中，磁锤1010可由在激活线圈元件1008时发射的磁场电磁接合，以便根据线圈元件1008的激活的极性在两个相反方向中的任何一个方向上沿着锤路1006纵向滑动。当磁锤1010纵向滑向第一阻尼组件1004L和第二阻尼组件1004R中相应的一个时，第一阻尼组件1004L和第二阻尼组件1004R中的每一个适于使磁锤1010减速。

如可以看到的，第一阻尼组件1004L包括吸引磁体1031L和阻尼器磁体1032L。类似地，第二阻尼组件1004R包括吸引磁体1031R和阻尼器磁体1032R。

使用第一阻尼组件1004L和第二阻尼组件1004R允许存在两个静止位置。更具体地，磁锤1010可以静止在两个静止位置中靠近第一阻尼组件1004L的第一静止位置，或者在两个静止位置中靠近第二阻尼组件1004R的第二静止位置。

可以理解，上面描述和阐释的示例仅旨在是示例性的。范围由所附权利要求指示。

Claims (20)

1.一种触觉反馈执行器，具有止动器、阻尼器、在所述止动器和所述阻尼器之间的锤路、相对于所述锤路固定安装的线圈元件，以及引导地安装以沿着所述锤路移动的磁锤，所述磁锤具有两个相对的端部，所述磁锤的每个端部具有相应的永磁体，这两个永磁体具有相反的极性，所述磁锤能够由在所述线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据所述线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的一个方向上沿着所述锤路纵向滑动，所述止动器具有适于停止所述磁锤的承击面，并且所述阻尼器适于当所述磁锤纵向滑向所述阻尼器时，使所述磁锤减速。

2.根据权利要求1所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述阻尼器是包括铁磁元件和阻尼器磁体的磁阻尼组件，所述阻尼器磁体具有锤排斥极。

3.根据权利要求2所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述铁磁元件和所述阻尼器磁体布置的方式使得在没有激活所述线圈元件的情况下，由所述铁磁元件和所述阻尼器磁体施加在所述磁锤上的全部力：

i)当所述磁锤的一部分沿着所述锤路处于静止位置时，相互抵消，

ii)当所述磁锤的所述部分位于所述静止位置和所述止动器之间时，吸引所述磁锤，以及

iii)当所述磁锤的所述部分位于所述静止位置和所述磁阻尼组件之间时，排斥所述磁锤。

4.根据权利要求2所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述磁阻尼组件的所述铁磁元件包括具有锤吸引极的吸引磁体。

5.根据权利要求4所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述铁磁元件的所述吸引磁体和所述阻尼器磁体沿着所述锤路间隔开。

6.根据权利要求1所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述阻尼器是机械阻尼器，所述机械阻尼器包括至少一个弹簧，所述至少一个弹簧中的每个弹簧具有第一端和第二端，所述第一端相对于所述锤路的与所述止动器相对的一端固定，所述第二端与所述磁锤接合。

7.根据权利要求6所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述至少一个弹簧布置的方式使得在没有激活所述线圈元件的情况下，由所述至少一个弹簧施加在所述磁锤上的全部力：

i)当所述磁锤的一部分处于沿着所述锤路的静止位置时，相互抵消；

ii)当所述磁锤的所述部分位于所述静止位置和所述止动器之间时，吸引所述磁锤；

iii)当所述磁锤的所述部分位于所述静止位置和所述机械阻尼器之间时，排斥所述磁锤。

8.根据权利要求6所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述至少一个弹簧是弹簧支座。

9.根据权利要求6所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述至少一个弹簧是铁磁性的，所述至少一个弹簧中的每个弹簧的所述第二端与所述磁锤的所述两个永磁体中的相邻一个永磁体磁性地接合。

10.根据权利要求6所述的触觉反馈执行器，其特征在于，所述至少一个弹簧的所述第二端机械地附接到所述磁锤的所述两个永磁体中的相邻一个永磁体。

11.根据权利要求1所述的触觉反馈执行器，其特征在于，还包括相对于所述止动器固定的锤路引导件，所述锤路引导件沿着所述锤路设置在所述线圈元件内并紧密围绕所述磁锤，以沿着所述锤路在任一方向上纵向引导所述磁锤。

12.根据权利要求1所述的触觉反馈执行器，其特征在于，当所述磁锤朝向所述阻尼器移动时，所述阻尼器施加逐渐增加的反作用力。

13.一种操作触觉反馈执行器的方法，所述触觉反馈执行器具有磁锤、阻尼器以及线圈元件，所述磁锤引导地安装以沿着锤路移动，所述阻尼器靠近所述锤路的一端，所述方法包括：

a)在给定的持续时间以第一极性激活所述线圈元件，以沿着所述锤路在朝向所述阻尼器的方向上使所述磁锤加速；

b)至少部分地通过所述阻尼器，使接近的所述磁锤减速，然后沿所述锤路在远离所述阻尼器的方向上使所述磁锤加速；

c)在给定的持续时间以所述第一极性激活所述线圈元件，以沿着所述锤路在朝向所述阻尼器的方向上使所述磁锤加速；以及

d)重复步骤b)和c)以产生触觉反馈。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤b)包括：在给定的持续时间保持所述线圈元件停用。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤b)包括：在给定持续时间内以第二极性激活所述线圈元件，其中以所述第一极性的激活和以所述第二极性的激活在幅度和持续时间中的至少一个方面不同。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述触觉反馈执行器包括位于所述锤路的另一端的止动器，以所述第二极性的激活使所述磁锤撞击所述磁锤以产生触觉反馈和听觉反馈。

17.一种电子装置，包括壳体和安装在所述壳体内的触觉反馈执行器，所述触觉反馈执行器具有止动器、阻尼器、在所述止动器和所述阻尼器之间的锤路、相对于所述壳体固定安装的线圈元件，以及磁锤，所述磁锤引导地安装以沿所述锤路移动，所述磁锤具有两个相对的端部，所述磁锤的每个端部具有相应的永磁体，这两个永磁体具有相反的极性，所述磁锤能够由在所述线圈元件激活时发出的磁场电磁接合，以便根据所述线圈元件的激活的极性在两个相反方向中的其中一个方向上沿着所述锤路纵向滑动，所述止动器具有适于停止所述磁锤的承击面，并且所述阻尼器适于当所述磁锤纵向滑向所述阻尼器时，使所述磁锤减速。

18.根据权利要求17所述的电子装置，其特征在于，所述阻尼器是包括铁磁元件和具有阻尼器磁体的磁阻尼组件，所述阻尼器磁体具有锤排斥极。

19.根据权利要求18所述的电子装置，其特征在于，所述铁磁元件和所述阻尼器磁体布置的方式使得在没有激活所述线圈元件的情况下，由所述铁磁元件和所述阻尼器磁体施加在所述磁锤上的全部力：

i)当所述磁锤的一部分沿着所述锤路处于静止位置时，相互抵消，

ii)当所述磁锤的所述部分位于所述静止位置和所述止动器之间时，吸引所述磁锤，以及

iii)当所述磁锤的所述部分位于所述静止位置和所述磁阻尼组件之间时，排斥所述磁锤。

20.根据权利要求17所述的电子装置，其特征在于，所述阻尼器是机械阻尼器，所述机械阻尼器包括至少一个弹簧，所述至少一个弹簧中的每个弹簧具有第一端和第二端，所述第一端相对于所述锤路的与所述止动器相对的一端固定，所述第二端与所述磁锤接合。

Images