CN113054819B - 触觉致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触觉致动器，包括支架、柔性印刷电路板、线圈、轭部、支撑部、板、重量部、磁体、弹簧及箱部。本发明通过实现2个以上的共振频率，从而实现多种振动形态的触觉效果，并且通过改善电磁场力，能够提高振动特性，并且驱动噪音小，振动体通过无接触进行振动，能够长时间驱动，并且能够实现强振动力。

Description

触觉致动器

技术领域

本发明涉及一种触觉致动器(haptic actuator)，尤其涉及一种能够将多种触觉效果表现为振动的触觉致动器。

背景技术

随着最近无线通信技术的急剧发展，携带用通信仪器逐渐向小型化及轻量型化发展，随着这种小型化及轻量型化的发展趋势，包括搭载于携带用通信仪器内部的机构装置、IC芯片及电路的部件变得高度集中化和高度功能化，因而为了提高空间利用率，需要对尺寸及形态进行改进。

并且，安装于携带用通信仪器内部，通过无音振动来提示信息到达的扁平型振动电机，也顺应前述的趋势而实施了大量的研究。

搭载于携带用通信仪器内部的振动电机的初期模型的形态为以定子和转子为基本结构的旋转型振动电机形态，这种旋转型振动电机，在定子的支架上固定杆部，使得转子在杆部上支撑旋转来产生振动，为了提高振动力，将转子的体积加大，或者增加转数来改善振动力，但因为结构上的问题，在小型化方面存在局限性，而且在产生高振动方面存在很大的困难，还存在难以确保规定时间以上的寿命的问题。

为了改善如上所述的旋转型振动电机的问题，最近公开了上下振动型致动器类型振动电机。

上下振动型致动器类型振动电机包括：相互结合的上箱部及下箱部；形成于上箱部及下箱部的至少一面的磁力产生手段；受到与磁力产生手段相对的引力或斥力作用的磁体；安装有磁体而与其成为一体的、左右移动而增加振动力的重量部；位于重量部的上面和下面中的任意一面的下部而对重量部进行弹性支撑的弹性手段，以及用于将弹性手段的另一端固定于上箱部及下箱部的固定部件。

这种上下振动型致动器类型振动电机与旋转型振动电机相比，能够延长使用寿命，克服大小的限度，而且能够获得快速的响应速度，因此最近被广泛使用。

此外，上下振动型振动电机使得内部部件不会受到振动体的冲击，从而能够提升振动电机的寿命，提升振动力能够制造出更优异的振动电机，因此需要持续开发出耐久性和振动力更加提升的振动电机。

此外，最近越来越多的电子仪器使用触控方式的触控面板，而取消了物理按钮，而且触控面板的尺寸也越来越大，从而需要开发能够驱动其的振动电机。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)公开专利公报第10-2010-0073301号(2010.07.01.)

发明内容

要解决的技术问题

本发明是为了解决现有技术中存在的问题而提出的，其目的在于，提供一种通过实现2个以上的共振频率，从而能够实现多种振动形态的致动效果的触觉致动器。

此外，本发明的目的在于，通过改善电磁场力(Force)，从而能够提高振动特性的触觉致动器。

此外，本发明的目的在于，提供一种改善现有旋转型直流(DC)电机的缺点的触觉致动器，其采用线性振动方式而使得驱动噪音小，振动体通过无接触进行振动，从而能够长时间驱动。

此外，本发明的目的在于，提供一种能够实现多种振动形态的触觉效果的触觉致动器。

此外，本发明的目的在于，提供一种能够实现强振动力的触觉致动器。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种触觉致动器，其包括支架10，形成有外壳，遮蔽漏磁通量；

柔性印刷电路板20，使得外部电源通过线圈30向其供电；

线圈30，通过外部信号来产生电磁场；

支撑部50，固定于所述支架10上，校正并固定轭部40的位置；

板60，固定于重量部70上，与磁体80结合而形成磁场闭环，使得磁场集中；

磁体80，通过永久磁铁产生磁场，与所述轭部40的磁场作用，使得重量部70产生左右、上下振动；

重量部70，与弹簧90连接，利用所述重量部70的重量使振动扩增，确定共振频率，使得所述板60固定；

弹簧90，连接于箱部100和所述重量部70之间，从而使振动扩增，确定共振频率；

箱部100，形成有外壳，用于保护所述重量部70，遮蔽漏磁通量。

所述触觉致动器能够将多种触觉效果通过振动表现，并且能够实现强振动力。

发明的效果

本发明的触觉致动器具有以下效果。通过实现2个以上的共振频率，从而实现多种振动形态的触觉效果，并且通过改善电磁场力，能够提高振动特性，并且驱动噪音小，振动体通过无接触进行振动，能够长时间驱动，并且能够实现强振动力。

附图说明

图1为根据本发明的触觉致动器的分解立体图。

图2为根据本发明的触觉致动器的纵截面图。

图3为本发明的触觉致动器中，轭部通过支撑部向支架的上部结合的实施例的立体图(图a为支撑部的结构示意图；图b为支架、支撑部及轭部相互装配的结构示意图)。

图4为本发明的触觉致动器中，轭部通过支撑部向支架的上部结合的实施例的纵截面图。

图5为本发明的触觉致动器的磁体的立体图。

图6为本发明的触觉致动器中，示出磁体的倾斜角适用磁化和根据倾斜角的电磁场力的示意图。

图7中a为本发明的触觉致动器中，示出轭部和板，以及磁体的结合结构的横截面图，b为示出根据其的磁场分布图的示例图。

图8中a为本发明的触觉致动器中，弹簧的俯视图，b为弹簧的正视图，c为示意其1次共振量和2次共振量的示意图。(横坐标为频率，纵坐标为振幅)

图9中a及b分别为本发明的触觉致动器中，弹簧的另一实施例的俯视图及正视图。

附图标记说明

10:支架 20:柔性印刷电路板

30:线圈 40:轭部

50:支撑部 60:板

70:重量部 80:磁体

90:弹簧 100:箱部

101:支撑部支撑片 401:线圈支撑部

402:轭插入部 403:轭板

501:凸缘部件 502:网部

503:轭插入槽 601:前面紧贴部

602:端部包裹部 901:弹簧主体

902:弹性片

具体实施方式

下面，本发明可以进行多种变换，可以具有多种实施例，通过附图对特定实施例进行详细说明。但是，本发明不仅限定于这些特定的实施例，应当理解，本发明包括具有本发明的思想及技术范围的所有变换、等同物乃至替代物。

为了使得本领域技术人员能够更详细地理解本发明，提供本发明的实施例。在说明本发明时，认为相关的公知技术的具体说明会混淆本发明的主旨时，将省略对其进行详细说明。

第一、第二等术语可以在说明多种构成要素时使用，但这些构成要素不能限定于这些术语。术语只是用于将一个构成要素与其它构成要素进行区分。

本发明中使用的术语只是为了说明特定的实施例而使用，并不是为了限定本发明。单数的表达，在文中没有明确表明是其他的含义的情况下，包括复数的含义。

本发明中“包括”或“具有”等术语，是为了对说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在进行指明，应理解为，不是为了事先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

首先，本发明涉及触觉致动器，包括支架10、柔性印刷电路板20、线圈30、轭部40、支撑部50、板60、重量部70、磁体80、弹簧90及箱部100。

下面，结合附图对本发明的优选实施例进行更详细的说明。

参见图1及图2，图1为根据本发明的触觉致动器的分解立体图。图2为根据本发明的触觉致动器的纵截面图。

根据本发明的触觉致动器，形成有外壳，该外壳用于遮蔽漏磁通量，支架10上具有柔性印刷电路板20及线圈30，外部电源通过所述线圈30向柔性印刷电路板供电，所述线圈30根据外部信号产生电磁场。

此外，用于校正并固定轭部40的位置的支撑部50稳定地固定于所述支架10的上部，与磁体80结合形成磁场闭环，为了使得磁场集中而具备的磁体60固定于重量部70上。

此外，所述磁体80，通过永久磁铁产生磁场，与所述轭部40的磁场作用，使得所述重量部70产生左右、上下振动；所述重量部70与弹簧90连接，利用重量使振动扩增，确定共振频率，使得所述板60固定。

此外，所述弹簧90连接于箱部100和所述重量部70之间，从而使振动扩增，确定共振频率；通过箱体100形成外壳，用于保护所述重量部70。

参见图3及图4，图3为本发明的触觉致动器中，轭部通过支撑部向支架的上部结合的实施例的立体图。图4为本发明的触觉致动器中，轭部通过支撑部向支架的上部结合的实施例的纵截面图。

所述支架10，在直角四边形的上端面两侧设置有直立形态的支撑部支撑片101，两支撑部支撑片101之间形成

形态的支撑部安装空间部S，从而使得支撑部50在规定的位置稳定地结合并固定。

所述轭部40，在具有四方轴形态的线圈支撑部401的两侧分别对称设置有轭插入部，该横截面积小的四方轴形态的轭插入部402与线圈支撑部401形成为一体，在所述轭插入部402上插装有具有四角环形态的轭板403。

所述支撑部50，在非磁性体构成的凸缘部件501的两侧端部，向上凸出形成有采用了相同材质的网部502，所述网部502的上部具有入口侧呈扩张形态的沟形轭插入槽503，从而使得轭部40能够容易且稳定地结合并固定。

参见图5及图6，图5为本发明的触觉致动器的磁体的立体图。图6为本发明的触觉致动器中，示出磁体的倾斜角适用磁化和根据倾斜角的电磁场力的示意图。

所述磁体80具有多极磁化结构，具有规定的倾斜度θ，所述磁体80的倾斜度θ优选为120°～150°。

如图6所示，根据这种多极磁化结构的倾斜度θ，在X轴和Y轴的电磁场力可以变化，即，在138°时为F(x)＝-0.55563，F(y)＝-0.66904；在135°时为F(x)＝-0.6369，F(y)＝-0.63926；在132°时为F(x)＝-0.69075，F(y)＝-0.61463。

如上所述，通过调整倾斜度θ来调整欲调整的轴方向的电磁场力，从而能够实现多种触觉振动效果。

此外，通过在X轴和Y轴产生的电磁场力，在2个共振频率位置产生强振动。

参见图7，图7为本发明的触觉致动器中，示出轭部和板，以及磁体的结合结构的横截面图，以及示出根据其的磁场分布图的示例图。

所述板60，具有紧贴于磁体80的整个外侧面的前面紧贴部601，所述磁体80具有多极磁化结构，所述前面紧贴部601的两侧分别具有沟形态的端部包裹部602，从而使得磁体80的外侧端部被包裹，进而使得磁力集中。

如图7的下部所示的磁场分布图所示，这种磁力F(x)＝-0.69075，F(y)＝-0.61463，F(z)＝0.00060343，Mag(F)＝0.92461，根据板60的沟形态时的磁力集中。

参见图8，图8为本发明的触觉致动器中，弹簧的结构和根据其的1次共振量和2次共振量的示意图。

所述弹簧90，在弹簧主体901的内部，与重量部70的上端和内侧相互对接而固定，所述弹簧主体901的外部两侧端部分别具有W形态的弹性片902。

这种所述弹簧主体901和具有W形态的弹性片902具有相同的幅度时，1次共振量和2次共振量如图所示，能够使得左右1次共振和上下2次共振安全地驱动。

参见图9，图9为本发明的触觉致动器中，弹簧的另一实施例的俯视图和正视图。

本发明中，所述弹簧90中，具有弹性片902的弹簧主体901形成为一体，如图9所示，除了这种形态之外，所述弹簧主体901优选为中间被左右分离的形态。

这样的情况下，随着所述弹簧90的大小增大而难以制成一体时，能够容易地适用。

以上，基于附图对本发明进行了说明，但这仅仅是例示，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以进行多种替换、变形及变更，并不仅限于前述实施例及附图。

Claims (1)

1.一种触觉致动器，其特征在于，包括支架(10)，在其内部两侧直立设置有支撑部支撑片(101)，两支撑部支撑片(101)之间的空间形成安装空间部(S)；

柔性印刷电路板(20)，该柔性印刷电路板(20)置于安装空间部(S)内，外部的电源通过线圈(30)向柔性印刷电路板(20)供电；

线圈(30)，通过外部信号来产生电磁场；

轭部(40)，包括线圈支撑部(401)、轭插入部(402)及轭板(403)，在所述线圈支撑部(401)的两侧分别设置有具有四方轴结构的轭插入部(402)，在线圈支撑部(401)上套装有线圈，在轭插入部(402)上插入有具有四角环形态的轭板(403)；

支撑部(50)，在非磁性体构成的凸缘部件(501)的两侧端部向上凸出形成有网部(502)，所述网部(502)的上部具有入口侧呈扩张结构的轭插入槽(503)，在所述的轭插入槽上固装有支架(10)，在支架(10)上固装有轭部(40)；

板(60)，具有紧贴于磁体(80)整个外侧面的前面紧贴部(601)，以及与在所述前面紧贴部(601)两侧分别具有使得磁体(80)的外侧端部被包裹的端部包裹部(602)，端部包裹部(602)固定在重量部(70)上，与磁体(80)结合形成使磁场集中的磁场闭环；

重量部(70)，与弹簧(90)连接，利用重量部(70)的重量使振动扩增，确定共振频率，使得所述板(60)固定；

磁体(80)，使得X轴和Y轴的电磁场力能够根据倾斜度(θ)而变化，具有120°～150°的倾斜度(θ)的多极磁化结构，从而能够通过X轴和Y轴产生的电磁场力，在2个共振频率位置产生强振动，以永久磁石产生磁场，与所述轭部(40)的磁场作用，使得在所述重量部(70)的左右、上下产生振动；

弹簧(90)，中间呈左右分离形态的弹簧主体(901)，弹簧主体(901)与重量部(70)的内侧面及上端面相互对接固定，所述弹簧主体(901)的外部两侧端部分别设置有具有W形态的弹性片(902)，实现左右1次共振和上下2次共振，从而安全地驱动且具有相同的幅度，进而使得箱部(100)与所述重量部(70)连接而使得振动扩增，并确定共振频率；

箱部(100)，形成有外壳，用于保护所述重量部(70)，遮蔽漏磁通量。

Images