CN110178105B - 用于在输入设备的旋转控制组件中使用的步进电机 - Google Patents

用于在输入设备的旋转控制组件中使用的步进电机 Download PDF

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Abstract

本文描述的主题内容的实施例涉及一种用于在输入设备的旋转控制组件中使用的步进电机。步进电机包括：轴；磁体，被耦合到轴并且可操作以随着轴的旋转而旋转，磁体生成第一磁场；第一线圈，被布置在磁体的旋转路径上；以及第一电流源，被配置为向第一线圈供应第一电流以使第一线圈生成第二磁场，在磁体旋转并且通过第一线圈时，第二磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行。

Description

用于在输入设备的旋转控制组件中使用的步进电机
技术领域
本文描述的主题内容的实施例总体上涉及电气设备，并且更具体地，涉及用于在输入设备的旋转控制组件中使用的步进电机。
背景技术
在各种输入设备中，例如鼠标被广泛用于便于光标在目标位置处的定位或滚动显示在网页上的文档的内容。除了几个按钮(诸如左击按钮和右击按钮)之外，大多数鼠标还配备有轮子(也称为滚轮或指轮)。轮子可以通过用户的手指滚动，并且轮子的旋转随后被测量并且被转换为各种输入信号，以实现对显示器上的内容的滚动、缩放和其他操作。作为最常用的输入设备之一，鼠标尤其是其轮子对操作效率和用户体验有直接影响。由于类似的旋转机构，诸如音量控制和恒温器控制的其他类型的旋转控制组件可能面临类似的挑战，并且因此需要改进。
发明内容
本文描述的主题内容的实施例提供了一种用于在旋转控制组件中使用的步进电机。步进电机包括：轴；磁体，用于生成第一磁场；以及第一线圈，被布置在磁体的旋转路径上。磁体被耦合到轴，并且可操作以随着轴的旋转而旋转。步进电机还包括：第一电流源，第一电流源被配置为向第一线圈供应第一电流，以触发第一线圈生成第二磁场。在磁体旋转并且通过第一线圈时，第二磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行。
基于第一磁场和第二磁场之间的相互作用，将在磁体和制动线圈(也称为第一线圈和第二线圈)之间产生所谓的“制动”，与诸如鼠标的轮子或音量控制的旋钮的旋转部件的旋转方向相反，这将进而向滚动旋转部件的用户提供触觉反馈。此外，在这种制动线圈的灵活设计和布置的情况下，以及根据本文所描述的主题内容的实施例的由电流源提供的受控和可变制动电流，可以根据需要实现许多甚至复杂的触觉反馈或“感觉”。
应理解，本发明内容并非旨在标识本文描述的主题内容的实现的关键或必要特征，也不旨在用以限制本文描述的主题内容的范围。通过以下描述，本文描述的主题内容的其他特征将变得易于理解。
附图说明
通过本文结合附图描述的主题内容的示例实施例的更详细描述，本文描述的主题内容的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本文所描述的主题内容的示例实施例中，相同的附图标记通常表示相同的部件。
图1图示了根据本文所述主题内容的实施例的用于输入设备的轮子组件的步进电机的示意图。
图2图示了轮子组件的局部透视图。
图3图示了根据本文所述主题内容的其他实施例的用于输入设备的轮子组件的步进电机的示意图。
图4图示了根据本文描述的主题内容的实施例的来自两个相线圈的输出电信号的顺序的波形。
图5图示了根据本文描述的主题内容的实施例的用于制造步进电机的方法的流程图。
在整个附图中，相同或相似的参考符号被用来指示相同或相似的元件。
具体实施方式
现在将参考附图中所示的若干示例实施例来描述本文描述的主题内容的原理。尽管在附图中图示了本文描述的主题内容的示例实施例，但是应当理解，描述实施例仅仅是为了便于本领域技术人员更好地理解并由此实现本文描述的主题内容，而不是以任何方式限制本公开的内容。
如本文所使用的，短语“包括”及其变体应被解释为开放术语，意思是“包括但不限于”。短语“基于”应被解释为“至少部分地基于”。短语“实施例”或“一个实施例”应被解释为“至少一个实施例”。短语“另一实施例”应被解释为“至少一个其他实施例”。短语如“第一”和“第二”可以指不同或相同的对象。在以下描述中也可以显式地和隐式地包括其他定义。
以下可以描述一些值或值范围。应理解，这些值和值范围仅用于说明的目的，这对于实践本文所述主题内容的思想可能是有利的。然而，这些示例的描述并非旨在以任何方式限制本文所述主题内容的范围。根据具体的应用场景和需求，可以以其他方式设置值或值范围。
虽然将参考输入设备(例如鼠标)的轮子组件来说明本文所述主题内容的原理，但应理解，相同的原理也可以被应用于其他系统中的其他类型的旋转控制组件，诸如立体系统中的音量控制和恒温器中的恒温器控制。
诸如机械轮或红外轮的用于输入设备的一些常规轮子在轮子滚动过程中不能向用户提供触觉/触觉反馈，以指示例如轮子正在滚动或到达特定的角度位置，更不用说可以由用户编程的可调谐触觉/触觉反馈。因此，优选的是，用户可以具有代表由轮子实现的控制或操作类型的这种“感觉”。用户还希望用软件编程以实现可变或可控的触觉反馈。
图1示意性地图示了根据本申请实施例的用于输入设备的轮子组件100的步进电机10。输入设备的示例包括但不限于鼠标、跟踪球或可以在远程控制系统中使用的任何其他形式的指示设备。其轴1被联接到输入设备的轮子6的步进电机10可以被用作轮子组件100的主要部件。在这种情况下，步进电机10可以在手动模式下或作为发电机在用户的手指在轮子上滚动时操作。
如图1所示，所示的步进电机10一般包括轴1、联接到轴1的磁体2和线圈3(下文称为“第一线圈”)。如图1所示，生成第一磁场的磁体2被联接到轴1并且可操作以随轴1的旋转而旋转。如图2中更清楚地示出的轴1用作旋转轴线，其一端连接到磁体2，并且另一端连接到轮子6。以这种方式，用户的手指可以滚动轮子6，以经由通过轴1提供的扭矩沿着切线方向C旋转磁体2。
从图1中还可以看出，线圈3被布置在磁体2的旋转路径L(由虚线圆圈标记)上。另外，步进电机10被配备有电流源4，其可以被配置(例如编程)为向线圈3供应第一电流I1以触发(也称为激励)线圈3以生成第二磁场。
根据本文描述的主题内容的实施例，第一线圈3以以下方式定向：所生成的第二磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行，同时磁体2旋转并经过第一线圈3。然后，第一磁场和第二磁场在实质平行的方向上彼此相互作用，并且将产生磁体2和第一线圈3之间的吸引力或排斥力。
以这种方式，将产生与磁体的旋转方向C相反的所谓的制动力F，并且这种制动力旨在将磁体2保持或“锁定”在第一线圈3的位置处。利用这种布置，如果用户试图继续滚动轮子6，则用户将需要提供比正常扭矩更高的扭矩(至少稍高的扭矩)以克服该制动力，这将进而将诸如齿槽效应或摩擦感的触觉反馈提供回操作轮子组件100的用户。应当理解，磁体2的顺时针旋转方向以及如图1所示的制动力F的方向是仅是示例性的，并且磁体2的逆时针旋转方向以及其对应的制动力F的相反方向也是可能的。
在示例性实现中，第一线圈3可以被安装在步进电机10的定子上，例如围绕定子的相应分支/凸角缠绕，使得第一线圈3朝向定子的中心径向定向。相应地，如图1所描绘的磁体2可以是具有南极S和北极N的条形磁体。在一些其他实施例中，磁体2可以具有圆柱形状并且包括半圆柱形南极S和半圆柱形北极N。根据需要也可以考虑具有其他配置或形状的磁体2。
利用这种配置，当磁体2旋转并且通过第一线圈3时，与磁体2相关联的第一磁场将与通过第一线圈3的电流I1触发的第二磁场相互作用。这样，如果第一线圈3由适当的电流(具有选定的电流密度和电流方向)触发，该电流进而生成与和磁体2相关联的第一磁场平行的第二磁场，则至少是临时的吸引力或排斥力将在磁体2和线圈3之间产生。如上所述，所产生的吸引力或排斥力然后引起用户可以感觉到的制动。
在一些实施例中，电流源4被配置为供应具有预定义模式的第一电流I1。该模式指定第一电流I1的强度和持续时间中的至少一个。例如，第一电流的强度可以确定制动强度。在一些实施例中，该电流源4可以是计算机控制的电流源，其使得电流能够被接通或断开以启动或终止制动功能。在一些实施例中，计算机控制的电流源4可以支持宽度调制的控制机构以动态地控制制动。例如，电流源4可以与微控制的数模转换器连接，以调节制动电流。
在一些实施例中，电流源4可以是DC(直流)电流源，诸如包括一对晶体管的DC电流镜。在一些实施例中，电流源4可以是电压控制的DC电流源。例如，DC电流源4可以被配置为根据所需的制动强度或功耗在受控电压水平下供应1-10mA范围内的DC电流。
应理解，尽管参考电流源描述了以上实例，但这仅用于说明而不建议对关于本文所述主题内容的范围的任何限制。在另一实现中，制动效果同样可以由电压源产生。
在一些实施例中，第一线圈3还可以被用来生成电压或电流形式的第一电信号A1，而磁体2旋转并且通过第一线圈3。这是因为通过线圈的磁通量在磁体2相对于线圈3移动时将改变，该磁通量改变随后导致跨线圈的感应电压。当如图1所示仅使用步进电机的一个相线圈时，这样生成的电信号A1可以被读取并用于例如在轮子6的滚动操作期间记录转数或指示磁体2(或轮子6)到达线圈3所位于的特定角度位置。
仍然参考图1，在一些实施例中，步进电机10还可以包括第一放大器7，第一放大器7被耦合到第一线圈3并且被配置为放大第一电信号A1。如图1所示，在一些实施例中，这种放大器7可以是具有低输入偏移和受控增益的高增益差分放大器。这对于磁体2相对于第一线圈3的旋转速度低的情况尤其有利。这是因为，对于磁体2相对于第一线圈3的缓慢移动，通过第二线圈3的磁通量缓慢地改变，这随后导致跨线圈3的低水平感应电压。
备选地或另外地，步进电机10还可以包括第一滤波器8，诸如低通滤波器，其被耦合在第一电流源4和放大器7之间以去除DC分量。这有利于在电信号A1被引入放大器7之前减小或消除DC分量对电信号A1的影响。以这种方式，从第一线圈3生成的电信号A1(例如用于指示转数)将不会受到被引入相同线圈(即第一线圈3)的DC分量的影响。
图3示意性地图示了根据本申请的其他实施例的用于输入设备的轮子组件100中的步进电机10。与图1所示的步进电机10相比，图3所示的步进电机10还包括第二线圈5，该第二线圈5也被布置在磁体2的旋转路径L上。第二线圈5被布置为当磁体2旋转并且通过第二线圈5的同时生成第二电信号A2。
在一些实施例中，第二电信号A2和第一电信号A1之间可以具有大约90度的相位差。因此，第二电信号A2和第一电信号A1一起可以指示旋转方向、或步进电机10中的磁体2的旋转方向上的步数、或两者。
如上所述，为了识别由于磁体2的缓慢旋转引起的低水平电信号A2，在一些实施例中，第二放大器9被耦合到第二线圈5以放大第二电信号A2，类似于第一放大器7，其被耦合第一线圈3以放大第一电信号A1。
到目前为止，第二线圈5与第一线圈3一起仅被用来生成方向信号，并且第二线圈5本身不被激励作为第一线圈3。然而，应当理解也可以以与上述类似的方式激励第二线圈5。
因此，在一些实施例中，步进电机10还可以包括第二电流源12，其被配置为向第二线圈5供应第二电流I2以触发/激励第二线圈5以生成第三磁场。同样地，在磁体2旋转并且通过第二线圈5的同时，所生成的第三磁场的主方向实质与第一磁场的主方向平行。
与可能仅提供有限数目的制动或感觉的单个线圈(即，第一线圈3)相比，由附加的第二电流源12触发/激励的第二线圈5在其操作中实现增加数目的制动或感觉。结果，可以扩展制动模式和/或制动位置。换言之，可以根据需要单独控制两个线圈中的每个线圈。结果，用户可以例如在一些给定的角度位置感觉到特定的制动强度，同时在一些其他角度位置感觉到不同的制动强度。以这种方式，可以实现更灵活的制动功能的设计。
备选地或另外地，步进电机10还可以包括第二滤波器11，诸如低通滤波器，其被耦合在第二电流源12和第二放大器11之间以去除DC分量。
在一些实施例中，取决于步进电机10中的磁体2的旋转方向以产生制动，第一线圈3和第二线圈5可以分别由电流源4和电流源12依次触发。在一些实施例中，关于磁体2的方向的这种信息可以有助于确定第一线圈3和第二线圈5的触发顺序，以便在磁体2通过对应的线圈的同时生成预期的制动。
特别地，当磁体2如图3所示沿顺时针方向C旋转并且通过第一线圈3和第二线圈5时，一系列感应电压脉冲将遵循相同的顺序并出现在相应的线圈上。
图4示出了根据本文描述的主题内容的实施例的从两个线圈(或线圈3和线圈5)输出的电信号的顺序。在如图4所示的情况下，磁体2在时间t1首先通过第一线圈3，并且如上所述，与磁体2相关联的第一磁场的磁通线穿过第一线圈3，从而引起通过第一线圈3的磁通量的改变，并且这种磁通量的改变进一步导致跨第一线圈3的感应电压。随后，磁体2在时间t2移动并且通过第二线圈5，并且跨越第二线圈5的感应电压将以类似的方式生成。与其间的相位差相关联的所生成的电压脉冲可以被解释，从而提供关于步进电机10中的磁体2的旋转方向的附加信息。
在一些其他实施例中，不是使用分离的电流源来激励对应的线圈，可以使用单个/共用电流源来将制动电流施加到两个线圈。在这种情况下，可以节省电流源之一(第一电流源4或第二电流源12)，因此，可以简化步进电机10的内部设计/结构，并且同时可以相应地降低步进电机10的总成本和功耗。
图5图示了根据本文描述的主题内容的实施例的用于制造步进电机10的方法500的流程图。应当理解，方法500还可以包括未示出的附加动作和/或省略所示步骤。本文描述的主题内容的范围不限于该方面。
在502处，提供轴1。在504处，将用于生成第一磁场的磁体2以磁体2随着轴1的旋转而旋转的方式耦合到轴1。在506处，第一线圈3被布置在磁体2的旋转路径L上。在508处，被配置为供应第一电流I1的电流源4被提供给第一线圈3以触发第一线圈3生成第二磁体，使得当磁体2旋转并且通过第一线圈3时，第二磁场的主方向实质与第一磁场的主方向平行。应当理解，如上所述的特征都适用于方法500，此处不再赘述。
在下文中，将列举本文描述的主题内容的一些示例实现。
在一些实施例中，提供了一种用于在旋转控制组件中使用的步进电机。步进电机包括：轴；磁体，被耦合到轴并且可操作以随着轴的旋转而旋转，磁体生成第一磁场；第一线圈，被布置在磁体的旋转路径上；以及第一电流源，被配置为向第一线圈供应第一电流以使第一线圈生成第二磁场，在磁体旋转并且通过第一线圈时，第二磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行。
在一些实施例中，第一线圈被布置为在磁体旋转并且通过第一线圈时生成第一电信号。
在一些实施例中，第一电流源被配置为供应具有预定义的模式的第一电流，模式指定第一电流的强度和持续时间中的至少一个。
在一些实施例中，第一电流源是DC电流源，DC电流源被配置为供应DC电流。
在一些实施例中，步进电机还包括：第一放大器，被耦合到第一线圈并且被配置为放大第一电信号。
在一些实施例中，步进电机还包括：第一滤波器，被耦合在第一电流源和放大器之间，并且被配置为消除DC分量。
在一些实施例中，步进电机还包括：第二线圈，被布置在磁体的旋转路径上，第二线圈被布置为在磁体旋转并且通过第二线圈时生成第二电信号，第二电信号和第一电信号具有大约90度的相位差，第二电信号和第一电信号一起指示步进电机中的磁体的旋转方向和旋转方向上的步数中的至少一个。
在一些实施例中，步进电机还包括：第二放大器，被耦合到第二线圈并且被配置为放大第二电信号。
在一些实施例中，步进电机还包括：第二电流源，被配置为向第二线圈供应第二电流以使第二线圈生成第三磁场，当磁体旋转并且通过第二线圈时，第三磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行。
在一些实施例中，步进电机还包括：第二滤波器，被耦合在第二电流源和第二放大器之间，并且被配置为去除DC分量。
在一些实施例中，提供了一种用于在输入设备中使用的旋转控制组件。旋转控制组件包括：旋转部件；轴；磁体，经由轴被耦合到旋转部分并且可操作以随着轴的旋转而旋转，磁体生成第一磁场；第一线圈，被布置在磁体的旋转路径上；以及第一电流源，被配置为向第一线圈供应第一电流以使第一线圈生成第二磁场，在磁体旋转并且通过第一线圈时，第二磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行。
在一些实施例中，第一线圈被布置为在磁体旋转并且通过第一线圈时生成第一电信号。
在一些实施例中，旋转控制组件还包括：第一放大器，被耦合到第一线圈并且被配置为放大第一电信号。
在一些实施例中，第一电流源是DC电流源，DC电流源被配置为供应DC电流。
在一些实施例中，旋转控制组件还包括：第一滤波器，被耦合在第一电流源和放大器之间，并且被配置为消除DC分量。
在一些实施例中，旋转控制组件还包括：第二线圈，被布置在磁体的旋转路径上，第二线圈被布置为在磁体旋转并且通过第二线圈时生成第二电信号，第二电信号和第一电信号具有大约90度的相位差，第二电信号和第一电信号一起指示步进电机中的磁体的旋转方向和旋转方向上的步数中的至少一个。
在一些实施例中，旋转控制组件还包括：第二放大器，被耦合到第二线圈并且被配置为放大第二电信号。
在一些实施例中，旋转控制组件还包括：第二电流源，被配置为向第二线圈供应第二电流以使第二线圈生成第三磁场，当磁体旋转并且通过第二线圈时，第三磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行。
在一些实施例中，旋转控制组件还包括：第二滤波器，被耦合在第二电流源和第二放大器之间，并且被配置为去除DC分量。
在一些实施例中，提供了一种制造步进电机的方法。该方法包括：提供轴；将用于生成第一磁场的磁体以磁体随着轴的旋转而旋转的方式耦合到轴；将第一线圈布置在磁体的旋转路径上；以及提供第一电流源，第一电流源被配置为向第一线圈供应第一电流以使第一线圈生成第二磁场，在磁体旋转并且通过第一线圈时，第二磁场的主方向与第一磁场的主方向实质平行。
应了解，本文中所描述的主题内容的上文详述的实施例仅用以例示或解释本文所述主题内容的原理且不限制本文所述的主题内容。因此，在不脱离本文所述主题内容的精神和范围的情况下，任何修改、等同备选方案和改进等都应被包括在本文所述主题内容的保护范围内。同时，本文描述的主题内容的所附权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同物的所有变型和修改。

Claims (20)

1.一种用于在旋转控制组件中使用的步进电机，包括：
轴，其能够连接到所述旋转控制组件中的旋转部件；
磁体，被耦合到所述轴并且可操作以随着所述轴的旋转而旋转，所述磁体生成第一磁场；
第一线圈，被布置在所述磁体的旋转路径上；以及
第一电流源，被配置为向所述第一线圈供应第一电流以使所述第一线圈生成第二磁场，在所述磁体旋转并且通过所述第一线圈时，所述第二磁场的主方向与所述第一磁场的主方向实质平行。
2.根据权利要求1所述的步进电机，其中所述第一线圈被布置为在所述磁体旋转并且通过所述第一线圈时生成第一电信号。
3.根据权利要求1所述的步进电机，其中所述第一电流源被配置为供应具有预定义的模式的所述第一电流，所述模式指定所述第一电流的强度和持续时间中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的步进电机，其中所述第一电流源是DC电流源，所述DC电流源被配置为供应DC电流。
5.根据权利要求1所述的步进电机，还包括：
第一放大器，被耦合到所述第一线圈并且被配置为放大所述第一电信号。
6.根据权利要求5所述的步进电机，还包括：
第一滤波器，被耦合在所述第一电流源和所述第一放大器之间，并且被配置为消除DC分量。
7.根据权利要求2所述的步进电机，还包括：
第二线圈，被布置在所述磁体的所述旋转路径上，
所述第二线圈被布置为在所述磁体旋转并且通过所述第二线圈时生成第二电信号，
所述第二电信号和所述第一电信号具有大约90度的相位差，
所述第二电信号和所述第一电信号一起指示所述步进电机中的所述磁体的旋转方向和所述旋转方向上的步数中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的步进电机，还包括：
第二放大器，被耦合到所述第二线圈并且被配置为放大所述第二电信号。
9.根据权利要求7所述的步进电机，还包括：
第二电流源，被配置为向所述第二线圈供应第二电流以使所述第二线圈生成第三磁场，当所述磁体旋转并且通过所述第二线圈时，所述第三磁场的主方向与所述第一磁场的主方向实质平行。
10.根据权利要求8所述的步进电机，还包括：
第二滤波器，被耦合在所述第二电流源和所述第二放大器之间，并且被配置为去除DC分量。
11.一种用于在输入设备中使用的旋转控制组件，包括：
旋转部件；
轴；
磁体，经由所述轴被耦合到所述旋转部件并且可操作以随着所述轴的旋转而旋转，所述磁体生成第一磁场；
第一线圈，被布置在所述磁体的旋转路径上；以及
第一电流源，被配置为向所述第一线圈供应第一电流以使所述第一线圈生成第二磁场，在所述磁体旋转并且通过所述第一线圈时，所述第二磁场的主方向与所述第一磁场的主方向实质平行。
12.根据权利要求11所述的旋转控制组件，其中所述第一线圈布置为在所述磁体旋转并且通过所述第一线圈时生成第一电信号。
13.根据权利要求11所述的旋转控制组件，还包括：
第一放大器，被耦合到所述第一线圈并且被配置为放大所述第一电信号。
14.根据权利要求11所述的旋转控制组件，其中所述第一电流源是DC电流源，所述DC电流源被配置为供应DC电流。
15.根据权利要求13所述的旋转控制组件，还包括：
第一滤波器，被耦合在所述第一电流源和所述第一放大器之间，并且被配置为消除DC分量。
16.根据权利要求12所述的旋转控制组件，还包括：
第二线圈，被布置在所述磁体的所述旋转路径上，
所述第二线圈被布置为在所述磁体旋转并且通过所述第二线圈时生成第二电信号，
所述第二电信号和所述第一电信号具有大约90度的相位差，
所述第二电信号和所述第一电信号一起指示所述磁体的旋转方向和所述旋转方向上的步数中的至少一个。
17.根据权利要求16所述的旋转控制组件，还包括：
第二放大器，被耦合到所述第二线圈并且被配置为放大所述第二电信号。
18.根据权利要求17所述的旋转控制组件，还包括：
第二电流源，被配置为向所述第二线圈供应第二电流以使所述第二线圈生成第三磁场，当所述磁体旋转并且通过所述第二线圈时，所述第三磁场的主方向与所述第一磁场的主方向实质平行。
19.根据权利要求18所述的旋转控制组件，还包括：
第二滤波器，被耦合在所述第二电流源和所述第二放大器之间，并且被配置为去除DC分量。
20.一种制造步进电机的方法，包括：
提供能够连接到旋转控制组件中的旋转部件的轴；
将用于生成第一磁场的磁体以所述磁体随着所述轴的旋转而旋转的方式耦合到所述轴；
将第一线圈布置在所述磁体的旋转路径上；以及
提供第一电流源，所述第一电流源被配置为向所述第一线圈供应第一电流以使所述第一线圈生成第二磁场，在所述磁体旋转并且通过所述第一线圈时，所述第二磁场的主方向与所述第一磁场的主方向实质平行。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111146989B (zh) * 2019-12-26 2021-11-05 兰州空间技术物理研究所 一种主备双步进电机中的主电机转动角度采集方法
US12032760B2 (en) * 2021-12-27 2024-07-09 Logitech Europe S.A. Motorized scroll wheel for an input device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477196A (en) * 1981-05-07 1984-10-16 Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha Analog electronic timepiece
JPH01156603A (ja) * 1987-12-15 1989-06-20 Yokogawa Electric Corp 回転信号発生装置
JP2006077820A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Calsonic Kansei Corp 自動変速機のセレクトアシスト装置
CN1947088A (zh) * 2004-04-26 2007-04-11 诺基亚公司 通过使用主动摩擦制动使触觉作用减速的混合磁体
CN201611475U (zh) * 2009-08-21 2010-10-20 昆达电脑科技(昆山)有限公司 触控式鼠标的驱动装置
CN103324311A (zh) * 2013-05-09 2013-09-25 浙江理工大学 一种侧向滚筒鼠标
CN105103421A (zh) * 2013-11-05 2015-11-25 爱斯尼克电子有限公司 触觉致动器
CN204852090U (zh) * 2015-07-28 2015-12-09 安徽工程大学 一种电磁制动系统
CN106227346A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 南京航空航天大学 基于电磁场控制的力觉和触觉融合再现装置和方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA902167A (en) 1967-09-22 1972-06-06 Fairchild Camera And Instrument Corporation Stepper motor control system
EP0265738B1 (en) 1982-01-22 1991-10-09 British Aerospace Public Limited Company Control apparatus
US4652805A (en) 1985-11-04 1987-03-24 Allen-Bradley Company, Inc. Tactile feedback apparatus for rotary manual input
US4647889A (en) 1985-11-15 1987-03-03 Tektronix, Inc. Rotary control having variable detents
WO1992020080A1 (en) 1991-05-09 1992-11-12 Nu-Tech And Engineering, Inc. Electric motor, controller therefor and methods for controlling and assembling same
US5189355A (en) * 1992-04-10 1993-02-23 Ampex Corporation Interactive rotary controller system with tactile feedback
US5428192A (en) * 1993-05-10 1995-06-27 Ace Cad Enterprise Co., Ltd. Method and apparatus for finding the location of a pointing instrument on a tablet
US6179829B1 (en) 1997-08-28 2001-01-30 Bausch & Lomb Surgical, Inc. Foot controller for microsurgical system
US6586898B2 (en) 2001-05-01 2003-07-01 Magnon Engineering, Inc. Systems and methods of electric motor control
US6798197B2 (en) * 2002-10-08 2004-09-28 Zetec, Inc. Dynamic gain control in a digital eddy current signal processor
JP4476694B2 (ja) * 2003-06-25 2010-06-09 株式会社荏原製作所 磁気軸受装置および磁気軸受装置を備えた流体機械
US7522152B2 (en) 2004-05-27 2009-04-21 Immersion Corporation Products and processes for providing haptic feedback in resistive interface devices
DE102006007089A1 (de) 2005-02-16 2006-08-24 Alps Electric Co., Ltd. Kraftrückkopplungs-Eingabevorrichtung
US20070188454A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-16 Logitech Europe S.A. Magnetic ratchet for input device roller
JP2007311174A (ja) 2006-05-18 2007-11-29 Tokai Rika Co Ltd 節度装置
US20080169731A1 (en) 2007-01-11 2008-07-17 Lin Ted T Rotor for hybrid step motor with smooth motion
US8344681B2 (en) 2008-09-29 2013-01-01 Francesco Servidone Apparatus and method for minimizing undesirable stepper motor rotor motions
JP5728962B2 (ja) * 2011-01-18 2015-06-03 セイコーエプソン株式会社 容量性負荷駆動回路および流体噴射装置
US9007302B1 (en) 2011-11-11 2015-04-14 Benjamin D. Bandt-Horn Device and user interface for visualizing, navigating, and manipulating hierarchically structured information on host electronic devices
CN103378708B (zh) 2012-04-23 2017-08-08 德昌电机(深圳)有限公司 步进电机及使用该步进电机的线性驱动器
US8975854B1 (en) 2013-04-05 2015-03-10 Rawles Llc Variable torque control of a stepper motor
US9450446B2 (en) 2014-04-28 2016-09-20 Apple Inc. Connector-free magnetic charger/winder
US9921652B2 (en) 2015-06-29 2018-03-20 Apple Inc. Input with haptic feedback
US9971407B2 (en) * 2015-09-30 2018-05-15 Apple Inc. Haptic feedback for rotary inputs
DE102018002289A1 (de) * 2017-03-27 2018-09-27 Sound Solutions International Co., Ltd. Verfahren zum Vermeiden einer Abweichung einer Membran eines elektrodynamischen Akustikwandlers

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477196A (en) * 1981-05-07 1984-10-16 Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha Analog electronic timepiece
JPH01156603A (ja) * 1987-12-15 1989-06-20 Yokogawa Electric Corp 回転信号発生装置
CN1947088A (zh) * 2004-04-26 2007-04-11 诺基亚公司 通过使用主动摩擦制动使触觉作用减速的混合磁体
JP2006077820A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Calsonic Kansei Corp 自動変速機のセレクトアシスト装置
CN201611475U (zh) * 2009-08-21 2010-10-20 昆达电脑科技(昆山)有限公司 触控式鼠标的驱动装置
CN103324311A (zh) * 2013-05-09 2013-09-25 浙江理工大学 一种侧向滚筒鼠标
CN105103421A (zh) * 2013-11-05 2015-11-25 爱斯尼克电子有限公司 触觉致动器
CN204852090U (zh) * 2015-07-28 2015-12-09 安徽工程大学 一种电磁制动系统
CN106227346A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 南京航空航天大学 基于电磁场控制的力觉和触觉融合再现装置和方法

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WO2018137179A1 (en) 2018-08-02
US11347188B2 (en) 2022-05-31
US20190332064A1 (en) 2019-10-31

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