CN110140226A - 提供触觉反馈的装置和具有该装置的器件 - Google Patents

Abstract

该装置具有压电致动器，该压电致动器不仅可以识别出操纵力而且可以给出触觉反馈。该致动器的为此所生成的长度伸展可通过能变形的金属片朝着所希望的方向增强。

Description

提供触觉反馈的装置和具有该装置的器件

技术领域

本发明涉及一种用于产生主动触觉反馈的器件和装置。在此涉及如下装置，该装置被设计为：如果用户对该器件施加力则对该用户产生反馈。这种器件例如可以被用在按钮中、例如被用在仪器的操纵按钮中。该器件可以产生主动触觉反馈例如以便通知用户由他进行的设定成功地被该器件实现。

背景技术

相反，器件也可以给出主动触觉反馈，例如移动电话可产生振动报警。也公知的是用于移动电子设备、如笔记本电脑等等的触觉显示器。触觉反馈也可以将力的强度或者材料的表面特性或者刚度或弹性转化成可触觉感知到的感觉。

发明内容

本发明的任务是说明一种经改善的用于产生主动触觉反馈的装置。

该任务通过根据本发明的权利要求1所述的装置来解决。本发明的有利的设计方案从其它权利要求得知。

说明了一种用于产生主动触觉反馈的装置。该装置包括压电致动器，用于产生以可感知到的偏移的形式的反馈。该致动器包括扁平的压电本体，该扁平的压电本体具有近似平面平行的主表面。在本体中设置第一和第二致动电极，通过所述第一和第二致动电极可以引起压电致动器的压电偏移。

该本体还被设计为使得当识别出有力施加到该本体上时，该本体产生触觉反馈。为了产生触觉反馈，接着在第一与第二致动电极之间施加致动电压，该致动电压引起压电偏移并且导致本体的长度变化。

为了更好地感知到致动作用，尤其是实现本体的优选地平行于所施加的力、即沿着致动器的主表面的法线的长度变化。也可能的是：通过在该装置中的适当的几何措施来使长度变化朝着与之垂直的方向偏转。

因此，压电本体一方面是压电致动器的其致动作用是压电偏移的部分。此外，通过本体的压电特性也还可以识别出施加到该本体上的力并且将该力转化成电信号。

反馈被称作主动反馈，因为该反馈由该装置本身产生。该反馈被称作触觉反馈，因为用户可以通过其触觉来感知该反馈。

如果给致动电极施加电压，则该本体产生长度伸展。长度伸展可垂直于法线地进行，其中法线垂直于该本体的主表面。这种长度变化也被称作横向收缩。在此，长度伸展的方向取决于所施加的电压的极性并且取决于压电材料的极化。

因为横向收缩对于施加平行于法线的力的用户来说能差地感知到，所以该装置有利地被设计为将本体的垂直于法线的方向的长度变化转换成本体的平行于法线的长度伸展。

该转换通过如下方式来实现：按照一个实施方式，在本体的两个主表面上固定截锥形的金属片，其中钝的“锥尖”分别远离本体。该金属片被设计为将本体的垂直于法线的长度伸展转换成平行于法线的长度变化。该金属片还可以用于：增强本体平行于法线的由于该本体的横向收缩而发生的长度变化。截锥形弯曲或成型的金属片可对横向收缩做出反应并且在此朝着所希望的方向、即平行于法线地变形。在此，该变形可以比朝着同一方向的压电偏移更强。因而，利用在本体的两个主表面上的截锥形的金属片，引起整个装置的能良好感知到的长度变化。

为了金属片能在致动作用的情况下显著地弹性变形，该金属片可具有典型的厚度，该典型的厚度例如在钛的情况下在0.1至0.4mm之间的范围内。

具有两个截锥形的金属片的本体有利地通过其截锥体固定在基座与操纵装置之间。操纵装置又与基座保持连接而且借助于预应力来固定，该预应力被设定为拉应力或压应力并且例如通过弹簧来提供。

在最简单的实施方式中，操纵装置被构造为操纵板，该操纵板平行于本体的表面并且借此平行于基座地来取向。该操纵板平放在上方的截锥形的金属片的遮盖面上并且优选地相对于基座能自由移动。操纵板在本体上方在至少两个侧面上、更好地在所有侧面上伸出，而且在伸出区域通过弹簧与基座连接，其中这些弹簧在预应力下。以这种方式确保了：对作用于操纵板的压力、例如用户的手指压力可靠地做出反应，而且至少平行于法线起作用的力分量被传递到本体上。操纵板可以被设计为使得该操纵板在操纵/力作用不是垂直地起作用的情况下可以稍稍倾斜，而仍然将力传递到本体上。弹簧拉紧导致：操纵板在偏移之后重新平行于基座或平行于本体的主表面地取向。

替选地，操纵装置构造为膜片，该膜片与基座连接，使得该膜片将朝着基座方向起作用的力或预应力施加到在主表面上分别配备有两个截锥形的金属片的本体上。

如果该膜片被构造得足够有弹性，则该膜片也可突出地对由于操纵用于产生主动触觉反馈的装置而必然发生的变形做出反应。该膜片的弹性同样允许该装置重新变形回到初始位置。

在一个替选的实施方案中，本体通过其截锥形的金属片固定在基座与被构造为操纵板的操纵装置之间，其中对操纵板施加朝着基座方向起作用的弹簧压力。该弹簧压力可通过盘簧来产生，所述盘簧支撑在托架上，该托架固定在基座上并且布置为使得该托架以托架端部垂直地立在本体上方。托架也可以是例如具有双弯曲横截面轮廓的支架。下方的扁平部分可固定在基座上，而上方的扁平部分处在本体上方。替代托架，紧固元件也可以构造为具有卷边的套筒，其中该套筒接着同时是用于整个装置的长度伸展的引导。在此，在压应力下处在套筒或托架与操纵板之间的盘簧引起可靠的紧固和在操纵该装置之后或在压电致动器偏移之后朝初始位置的反向引导。

截锥形的金属片具有如下边缘区，该边缘区平地平放在本体的主表面之一上并且固定在那里。截锥体还具有如下侧面，该侧面沿着法线的方向立在相应的主表面上方。该金属片在钝的锥尖上具有遮盖面，该遮盖面近似平行于本体的表面地取向。

因而，截锥形的金属片优选地具有圆形底面，借助于该圆形底面可以与相对于本体的角度无关地对平行于主表面的长度变化最好地做出反应并且通过金属片朝着平行于法线的方向的变形来增强平行于主表面的长度变化。

当识别出有力施加到本体或按照本发明的装置上时，该装置产生触觉反馈。该识别可借助于逆压电效应来实现。被施加到具有致动电极的本体上的力产生电荷移动，该电荷移动可以在电极上作为测量电压被量取。为此，原则上可以使用致动电极。

然而也可能的是：将至少一个单独的测量电极布置在本体中，而且利用该测量电极来检测测量电压，该测量电压由于通过所施加的力引起的逆压电效应而产生。因为测量电压随着所施加的力增加而升高，所以对于所要检测的测量电压来说可以限定阈值，该阈值被分配给所希望的触发力。如果所施加的力达到触发力并且测量电压在此超过该阈值，则与测量电极连接的测量单元识别出这一点。那么，在达到触发力时，通过电压发生器来产生致动电压并且将该致动电压施加到致动电极上。同时，触发其它行动，该其它行动用于运行该装置或与该装置连接的电器件。

因此，该装置实际上是手动开关，该手动开关的触发点可通过阈值来设定。同时，该开关产生触觉反馈，例如借助于手指压力来施加力的用户在该触觉反馈方面识别出达到触发力并且借此识别出切换过程。也可能的是：限定多个阈值并且借助于控制装置来产生不同的触觉反馈，使得不同的触发力可以被识别出，被转化成不同的行动并且通过可区分的反馈被传送给用户。

如所说明的那样，致动电极可以用作测量电极。也可以使用第三电极作为测量电极，而且可以量取在测量电极与致动电极之间的测量电压。然而，也可能的是：在本体中设置两个单独的测量电极。

至少一个与致动电极不同的测量电极可在本体中间布置在第一与第二致动电极之间。然而也可能的是：将该至少一个测量电极布置在两个主表面之一附近，使得所有其它第一和第二致动电极都布置在本体中的测量电极的同侧。

有利地，在测量电极之间或在被用作测量电极的电极（这些电极中的至少一个电极可以是致动电极）之间的距离可以被选择得大于在仅仅被用作第一和第二致动电极的电极之间的距离。在测量电极（在这些测量电极之间甚至同样布置有压电材料）之间的更大的距离导致：在作用于在测量电极之间形成的压电元件的力相同的情况下，产生比在纯致动电极之间更高的电压。所产生的更高的测量电压具有如下优点：针对该测量电压可以探测更低的阈值，该更低的阈值被分配给触发力。

为了产生可感知到的偏移，按照本发明的装置需要确定数目个重叠地堆叠的压电元件或相对应的数目个交替布置的第一和第二致动电极，使得压电元件分别构造在第一与第二致动电极之间。在本体的总高度相同的情况下或在各个压电元件的总层厚度相同的情况下，通过压电元件的数目可以设定致动电压，该致动电压对于达到确定的长度伸展来说是必需的。在两个致动电极之间的大的层厚度需要高电压来进行偏移。当起压电作用的层的总高度一致时，多个小的、被堆叠的压电元件需要更小的电压并且仍然产生相同的伸展。

第一和第二致动电极优选地交替地布置并且在本体的不同的侧面上朝向外部被引向外部触点。接着，可以将致动致动电压施加到两个外部触点上。相对应地，也可以使至少一个测量电极与外部触点连接。然而，唯一一个压电元件足以识别所施加的力，在该压电元件的两个电极之间，由于逆压电效应而产生测量电压。

被用在按照本发明的装置中的本体具有朝着其法线的方向的尺寸，该尺寸相对于垂直于所述法线的尺寸小。因此，涉及扁平的本体。例如，本体朝垂直于法线的方向的最大伸展可以是本体的沿着法线的方向测量的高度的至少十倍那么大。本体的长度也可以是本体的高度的20倍以及更多。

本体由于压电效应引起的长度伸展相对小并且只是总压电有效高度的大约百分之0.1。通过截锥形的金属片，使长度伸展的沿着法线方向的程度增强。

当多个按照本发明的装置重叠地堆叠时，按照本发明的装置的总伸展可以进一步被增强。因此，将数目为两个以及更多个在主表面上分别配备有两个截锥形的金属片的本体重叠地堆叠并且优选地固定在操纵装置与基座之间。这例如可以借助于盘簧来实现，所述盘簧施加拉应力或压应力并且这样朝着基板的法向拉动或挤压操纵装置以及尤其是操纵板。

替选地，操纵装置构造为膜片，该膜片与基座连接，使得该膜片将朝着基座方向起作用的力或预应力施加到在主表面上分别配备有两个截锥形的金属片的一个或多个本体上。

在多个本体重叠地堆叠的情况下，操纵板是特别有利的，因为该操纵板同时是对本体的被改善的紧固并且这样防止了不同的本体重叠的堆的侧面倾斜。然而，还更好并且更有利的是：重叠地堆叠的本体以套筒的方式被引导，在该套筒中，操纵板可以沿法线的方向自由移动。同时，套筒的在该套筒的远离基座的侧面上的卷边可以用于：使处在压应力下的弹簧夹紧在该边缘与操纵板之间。但是，操纵板也可以在套筒中在预应力下通过处在拉伸下的盘簧来被移动。套筒的所提到的伸出的上边缘可以用作针对平行于法线的长度伸展的挡块。

按照本发明的装置可以构造为操纵按钮，利用该操纵按钮可以切换电器件的功能。那么，在达到并且识别出所限定的触发力时进行切换过程，其中该切换过程或者直接由测量单元进行或者由连接在该测量单元上的控制单元进行。控制单元也可包括电压发生器。

附图说明

在下文，本发明依据实施例和所属的附图进一步予以阐述。这些附图仅仅是示意性地来阐述并且没有按正确比例。因而，为了更好的理解，各个尺寸可以被放大或被缩小地来呈现。

图1以示意性横截面示出了充当致动器的本体。

图2示出了配备有截锥形的金属片的本体。

图3A示出了在操纵板与基座之间借助于拉弹簧来拉紧的本体。

图3B示出了在操纵板与基座之间借助于压弹簧来拉紧的本体。

图4以俯视图示出了按照本发明的装置的空间图示。

图5示出了具有测量单元和发生器的本体。

图6A和6B依据经过本体的示意性横截面示出了致动电极和测量电极的两种不同的布局。

图7示出了按照本发明的具有以通孔的形式被穿孔的本体的装置。

图8示出了按照本发明的装置，其中多个本体重叠地堆叠和固定。

图9示出了按照本发明的具有本体的装置，其中膜片系在上钹（Zymbel）上方。

具体实施方式

图1示出了简单的压电本体GK，该压电本体具有第一和第二致动电极E1、E2。本体GK例如以压电层的重叠堆叠的形式来产生，这些压电层分别印刷有电极材料或者被印刷电极材料。这些层优选地被用作陶瓷绿膜并且被印刷用于致动电极的能烤漆的电极糊。在将所希望的数量的层重叠堆叠之后，紧接着将这些层共同烧结成单体块、即本体。致动器（=具有致动电极的本体）包括压电陶瓷、例如基于PZT（锆钛酸铅）的压电陶瓷。PZT陶瓷还可以附加地包含Nd和Ni。可替换地，PZT陶瓷还可以附加地具有Nd、K以及必要时Cu。可替换地，压电层可具有包含Pb(Zr_xTi_1-x)O₃ + y Pb(Mn_1/3Nb_2/3)O₃的成分。压电层可以被极化为使得通过在第一与第二内部电极之间施加交变电压以及与此相关联的压电效应来引起本体的长度变化。

本体布置在基座B上，该基座例如形成电器件的表面。各个层的堆叠方向对应于本地的表面法线N。被施加在压电致动器上的力F以其垂直于表面或平行于法线N地作用的分量来起作用。只有该力被转化成电压，该电压能在致动电极E1、E2上量取或能在该附图中未示出的测量电极上量取。

为了产生触觉反馈，在第一致动电极E1与第二致动电极E2之间施加致动电压，该致动电压导致本体GK的长度变化。通过压电本体的相对应的极化，可以平行于法线地、即与所施加的力F反向地实现由此造成的的长度变化，使得该长度变化可以被用户最好地感知到。

图2依据示意性横截面示出了整个装置沿着法线的方向的长度伸展可以如何被增强。在本体GK的两个主表面上分别安装有截锥形的金属片KB1、KB2。为此，扁平地实施的可以扁平地平放在本体GK的主表面上的边缘区与该本体固定连接。该边缘区例如可借助于粘贴、钎焊或焊接固定在本体上。通过特殊的造型、尤其是通过截锥体的侧面和遮盖面，将本体GK的横向收缩直接转化成金属片的变形，该变形平行于法线N地延伸。

该金属片可包括材料钛或者由钛组成。尤其是对于用于产生主动触觉反馈的装置的这里在当前情况下的应用来说，钛具有重要的优点。钛还具有如下热膨胀系数，所述热膨胀系数与本体的热膨胀系数非常接近。由此，该金属片与本体的连接部在温度改变时没有显著承受机械负荷。例如，不仅该金属片而且该本体都可具有在8到9ppm/K之间的热膨胀系数。

图3A示出了按照本发明的装置的实施方式，其中具有两个截锥形的金属片KB1、KB2的压电致动器或本体GK固定在基座B与操纵板BP之间。通过盘簧F_Z来进行固定，借助于所述盘簧，操纵板BP朝着基座B的方向被拉动并且这样将本体GK固定。以这种方式，陶瓷本体可以无阻碍地移动，而且可以省去本体的陶瓷在基座上或者在所要移动的表面上的刚性固定。这允许充分利用两个截锥形的金属片的转换能力，而且在此同时降低损坏陶瓷或本体的风险。通过经由弹簧F_Z的拉紧，始终确保截锥形的金属片与操纵板或与基座的直接接触并且在使用寿命和其中该装置运行的运行条件期间保证截锥形的金属片与操纵板或与基座的直接接触。

操纵板BP例如是矩形的并且由铝来构造。该操纵板具有对于作用的力来说足够的机械稳定性或厚度。但是，该操纵板也可以由其它材料构造，例如由金属、塑料、陶瓷、玻璃或木材来构造。在此，该操纵板被构造为使得触觉反馈可以尽可能无干扰地或没有衰减地被传递。这以材料具有一定的硬度或高的弹性模量（E-Modul）为前提。

操纵板BP具有比本体GK更大的底面而且优选地在所有侧面都伸出超过该本体的边缘。利用至少两个弹簧F_Z来实现可靠的固定。然而有利的是：使用数目更多的弹簧F_Z，以便能够实现对称的拉紧。这些弹簧F_Z接着在操纵板的周向内均匀分布。

利用按照图3B的另一实施方式来实现类似于利用按照图3A的实施方式的优点。在该实施方式中，具有两个截锥形的金属片KB的本体GK同样在压力下固定在操纵板BP与基座B之间，其中借助于盘簧F_D，用于固定的压力然而从上方作用于操纵板BP。盘簧F_D在压应力下在操纵板与紧固托架HB之间夹紧。紧固托架HB伸出超过操纵板BP而且在那里形成弹簧F_D的起点。

在图3B中，以横截面示出了托架。对于每个弹簧来说都可以使用单独的紧固托架。然而有利的是：使用托架锁扣板，该托架锁扣板具有在图3B中示出的或类似的横截面，多个弹簧F_D可以作用于该托架锁扣板。

还更好的是：在横截面方面形成托架锁扣板HB的支架绕着操纵板圆形地环绕，使得操纵板在紧固托架敞开的情况下好像在套筒中那样被紧固。该实施方案具有如下优点：甚至在偏移强烈时仍始终确保可靠的紧固。按照图3A的实施方案的处在拉压力下的弹簧F_Z也许可能过度拉伸，这导致更弱的或者减弱的固定，而在按照图3B的实施方案的情况下，通过紧固托架HB来设置挡块，该挡块防止了操纵板BP向上的过于强烈的移位。

图4以斜俯视图示出了按照本发明的装置的三维图示。有利地，本体GK具有方形底面，而截锥形的金属片KB具有圆形底面，该圆形底面以其边缘区固定在本体GK的表面中央。在侧面MF的区域内，截锥形的金属片向上延伸而且径向地逐渐变细，使得遮盖面DF同样具有圆形底面。遮盖面DF可以是平的，但是可具有手指形的指向本体的方向的凹陷部，以便使用户的手指形状适配。

图5以示意性横截面示出了本体GK。示出了致动电极E1、E2，所述致动电极作为内部电极彼此平行地并且平行于本体的主表面地彼此间距离相同地来取向。未示出特殊的测量电极，该测量电极可具有与相邻的致动电极更大的距离。同样未示出致动电极与外部触点的连接，这些致动电极可通过这些外部触点并联。为此，内部电极可以接片形地延长直至本体的边缘，而且在那里可以与两个连接触点之一接触。对于第一和第二致动电极来说朝向不同的连接触点交替地实现这样将内部电极引出到本体GK的边缘，使得通过总共两个连接触点就可以接触全部第一和第二致动电极。

本体的内部电极中的至少两个内部电极与测量单元ME连接，该测量单元可以识别出如下电压，该电压通过对本体的主表面垂直地施加力来产生作用并且通过在压电陶瓷中的逆压电效应来产生。电压发生器GEN与第一和第二致动电极E1、E2的两个外部触点连接。如果测量单元ME识别出达到触发力，该触发力在超过所产生的测量电压中表现出来，则由电压发生器GEN产生致动电压并且将致动电压施加到第一和第二致动电极上。该致动电压又导致本体的偏移，该偏移被用户识别为触觉反馈。

为了增强感知，被施加到致动电极上的电压可以以不同的、连续的脉冲的形式来调制。那么，该脉冲的连续频率被选择为使得反馈能作为振动被用户感知到。也可能的是：给致动电极施加适当的频率的交变电压。还可能的是：在测量单元和与该测量单元连接的控制单元中限定多个阈值，这些阈值随后可以产生不同的反馈。不同的反馈可以在脉冲的频率方面或通常在脉冲的长度、连续频率或数目方面有区别。接着，与此并行地，该装置可以根据所达到的阈值来触发不同的行动。

图6A示出了测量电极ME在本体GK中的可能的布局，使得所有致动电极都布置在测量电极的一侧。接着，测量电极可以布置在本体的主表面附近。

图6B依据示意性横截面示出了测量电极如何在本体中间布置在致动电极E1、E2之间。在测量电极ME与致动电极E之间可以设置比在不同的极性的致动电极之间更大的距离。第一致动电极E1与第一外部触点AK1连接，第二致动电极E2与第二外部触点AK2连接。

图7示出了本发明的另一实施方式，其中陶瓷本体、即本体的压电材料在中间穿孔，优选地以圆柱形通孔L的形式来穿孔。截锥形的金属片KB的边缘区以距孔的边缘足够的距离来固定在本体的主表面上。该孔具有如下优点：压电致动器的构造在致动电极之间的电容被减小而且这样致动器的功能在高长度伸展不发生变化的情况下以更低的功率变得可能。

图8示出了另一实施方式，其中多个装置（所述装置分别包括配备有两个截锥形的金属片KB的本体GK）垂直地重叠地堆叠，使得全部本体的侧边都彼此对齐，即底面百分之百被覆盖。即使未示出，在该实施例中也特别有利的是：借助于操纵板并且利用盘簧相对基座B来固定这些重叠地堆叠的装置，该堆平放在该基座上。这里有利的是：也在侧面通过紧固托架来固定本体，或通过相对应地靠近的紧固托架或其它挡块来限制这些本体的侧面打滑。以这种方式也确保了：本体能运动得最大；长度伸展未受阻碍；而且各个装置的长度伸展相加地加到在基座B的表面上方垂直地平行于法线N的总偏移。

图9示出了按照本发明的装置的另一实施例，该装置具有本体GK。膜片MB在上钹KB上方拉紧。该膜片被实施得薄并且柔韧。通过该拉紧和弹性，该膜片施加相对基座B起作用的力，该力对应于弹簧力。膜片MB是对于用户来说可见的并且可操作的表面。这具有如下优点：操作表面无缝隙。

膜片MB和基座B彼此固定连接。这例如可以通过螺丝拧紧来实现（在该附图中未示出）。该膜片也可以通过框架RN来张紧，该框架固定在基座B上。借此，获得平坦的操作表面。同时，薄的膜片MB确保了：触觉反馈未被该膜片减弱。而该基座被构造为刚性体。

所示出的结构保证了：在操纵该装置时，使膜片MB变形并且借此使针对用户的触觉反馈的强度最大。附加地，该膜片的弹簧作用可通过厚度或在膜片MB与基座B之间的连接的变化来优化。

该膜片有利地构造为使得该膜片具有如下刚性，该刚性在致动器的刚性的1%-50%的范围内。

为了防止致动器在运行时的打滑，该致动器可以附加地被固定在后壁（和/或膜片）上。可能的固定方式是借助于粘贴层KS对致动器的固定。

除了尤其是在图4和7中示出的具有矩形或方形底面的本体的实施方式之外，也可能的是：实施具有圆形底面的本体。如果将本体从面积更大的堆切下，这利用直的截面来实现，所述直的截面导致矩形的或方形的本体，则方形或矩形的实施方案仅具有方法技术上的优点。与此相应地，本体可具有在10mm与30mm之间的侧面长度，该侧面长度也可对应于圆形地实施的本体的尺寸。该本体可沿法线的方向具有在0.5mm与2mm之间的高度。截锥形的金属片KB可以被确定参数为使得当没有对器件施加力时并且当在第一致动电极与第二致动电极之间没有电压时，在遮盖面DF的中间区域与本体的表面之间的距离约为0.5mm。

优选地，该装置的结构是对称的，使得上方的截锥形的金属片和下方的截锥形的金属片在它们的尺寸和布局方面是彼此对称的。截锥形的金属片KB具有相对于本体的底面的最大伸展，使得在平放在本体的主表面上的边缘区之内，围住最大的面积。那么，布置在两个金属片之间的致动器体积也最大。以这种方式实现了：最大地检测横向收缩或以最大的强度将横向收缩转换成所希望的偏移。

本发明可以只依据少量实施例来呈现并且因而并不限于根据这些实施例的准确实施。在本发明的范围内，致动电极的数目、连接触点的数目或重叠地堆叠的本体的数目任意地变化。底面的成型以一级近似地也对该装置的有效性不重要。触觉反馈可以以所希望的方式来实现而且偏移可以相对应地被调整。触发力还可以几乎任意地被设定，使得可能仅需要轻微的触摸直至有力的压力，从而达到所希望的触发力。

附图标记列表

AA 致动偏移

AK 外部触点

B 基座

BP 操纵板

DF 钝的锥尖=遮盖面

E1、E2 第一和第二致动电极

F 被施加到致动器上的力

F_D、F_S 具有压预应力或拉预应力的弹簧

GEN 电压发生器

GK 压电本体

HB 紧固托架

KB 截锥形的金属片

L 在本体中的孔

MB 膜片

ME 测量单元

ME1、ME2 第一和第二测量电极

MF 金属片的侧面

N 相对于主表面的法线

OF1、OF2 本体的主表面

RB 金属片的边缘区

Claims (14)

1.一种用于产生主动触觉反馈的装置，

所述装置具有压电致动器，所述压电致动器具有扁平的压电本体（GK），所述压电本体具有平面平行的主表面（DF）以及第一和第二致动电极，

其中所述本体被设计为：当识别出有力施加到所述本体上时，产生主动触觉反馈，

其中通过在第一与第二致动电极之间施加致动电压，产生触觉反馈，所述致动电压借助于压电致动作用导致所述本体沿着所述主表面之一的法线的长度变化，

其中在所述本体的两个主表面中的每个主表面上都固定截锥形的金属片（KB）——钹，使得钝的锥尖分别远离所述本体（GK），

其中所述本体以所述钝的锥尖固定在基座（B）与操纵装置（BP、MB）之间，其中所述操纵装置与所述基座保持连接而且借助于预应力来固定，所述预应力被设定为拉应力或压应力。

2.根据权利要求1所述的装置，

其中所述操纵装置构造为操纵板（BP）。

3.根据权利要求1或2所述的装置，

其中所述截锥形的金属片（KB）具有如下边缘区（RB），所述边缘区分别固定在所述本体（GK）的主表面之一上，

其中所述截锥形的金属片具有如下侧面（MF），所述侧面沿着法线的方向立在相应的主表面上方，

其中所述截锥形的金属片在所述钝的锥尖上具有遮盖面（DF），所述遮盖面平行于所述本体（GK）的表面地取向或者具有解剖学适配的手指凹槽。

4.根据上述权利要求之一所述的装置，

其中在所述本体中布置测量电极（ME1），

其中设置测量单元（ME），用于测量在所述测量电极与所述致动电极之一之间产生的测量电压，所述测量电压由于被施加到所述本体（GK）上的力而形成，而且

其中所述器件被设计为：一旦由所述测量单元（ME）检测到的测量电压超过被分配给触发力的阈值，就识别出所述被施加的力，

其中在达到所述触发力时，借助于电压发生器来产生致动电压，而且将所述致动电压施加到所述致动电极上，而且在此同时触发其它行动，所述其它行动用于运行所述装置或与所述装置连接的电器件。

5.根据上一权利要求所述的装置，

其中所述致动电极同时也是测量电极，

其中所述测量单元被构造用于确定在所述两个致动电极之间的测量电压。

6.根据上述权利要求之一所述的装置，

其中与所述致动电极不同的测量电极或者在所述本体中间布置在第一与第二致动电极之间或者布置在所述主表面之一附近，使得所有第一和第二致动电极都布置在所述测量电极的一侧。

7.根据上述权利要求之一所述的装置，

其中所述本体具有通孔，所述通孔平行于法线地在所述两个主表面之间延伸。

8.根据上述权利要求之一所述的装置，

其中所述主表面是圆形的。

9.根据上述权利要求之一所述的装置，

其中所述本体具有底面，所述底面的侧面长度在9mm与30mm之间。

10.根据上述权利要求之一所述的装置，

其中所述本体在所述两个主表面之间具有在0.5mm与2.0mm之间的高度。

11.根据权利要求2至10之一所述的装置，

其中所述操纵板具有比所述本体更大的底面。

12.一种装置，其具有多个重叠堆叠的根据上述权利要求之一所述的装置。

13.根据上述权利要求之一所述的装置，

所述装置构造为电器件的操纵按钮。

14.根据上述权利要求之一所述的装置，

其中膜片（MB）作为操纵装置在指向外部的钹上方拉紧，所述膜片利用朝着基座（BS）的方向起作用的预应力将所述钹（KB）以及借此也将所述致动器固定在所述基座上。