CN114669044A - 力反馈模组和游戏手柄设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种力反馈模组和游戏手柄设备。其中，力反馈模组包括动子组件和定子组件；动子组件包括扳机、导电组件及扁平线圈，扳机固定连接于导电组件；导电组件具有导电片，导电片与扁平线圈电连接；定子组件包括驱动磁体和电刷，驱动磁体用以提供磁场；扁平线圈靠近驱动磁体并位于磁场内；扁平线圈通电后在磁场作用下能够带动扳机一同做往复直线运动；电刷与导电片接触并滑动连接。本发明技术方案通过电刷与导电片接触并滑动连接，则导电片在运动过程中能够与电刷始终保持电连接效果，且导电片的运动并不会牵扯电刷运动，因此一方面实现了力反馈模组的小型化需求，另一方面使得电刷与导电片之间的电连接的可靠性更高。

Description

力反馈模组和游戏手柄设备

技术领域

本发明涉及游戏设备技术领域，特别涉及一种力反馈模组和应用该力反馈模组的游戏手柄设备。

背景技术

一些家用游戏设备为提升用户体验，在游戏控制手柄设备上增加了多种力反馈装置，以实现游戏内容与玩家的交互。目前，一些力反馈方案采用通电线圈为动子部分，则线圈通过导线连接至电源，从而使得导线连接的方式占用较多空间、且易发生干涉，可靠性较差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种力反馈模组，旨在改善力反馈模组占用空间较多的问题。

为实现上述目的，本发明提出的力反馈模组，包括动子组件和定子组件；动子组件包括扳机、导电组件及扁平线圈，所述扳机固定连接于所述导电组件；所述导电组件具有导电片，所述导电片与所述扁平线圈电连接；所述定子组件包括驱动磁体和电刷，所述驱动磁体用以提供磁场；所述扁平线圈靠近所述驱动磁体；所述扁平线圈通电后在所述磁场作用下能够带动所述扳机一同做往复直线运动；所述电刷与所述导电片接触并滑动连接。

可选地，所述电刷包括延伸体和固定部，所述延伸体一端与所述导电片接触，另一端朝远离所述导电片的方向延伸；所述固定部固定连接于所述延伸体远离所述导电片的一端。

可选地，所述延伸体为延伸条，所述延伸条间隔设有多根，多根所述延伸条间隔设置。

可选地，所述延伸体用以接触所述导电片的一端形成有弯钩，所述弯钩的凸起方向朝向所述导电片。

可选地，所述导电组件还包括支架，所述导电片和所述扁平线圈均安装于所述支架，所述扳机与所述支架连接。

可选地，所述导电片包括焊接部、滑动部及间隔部，所述扁平线圈的端部焊接于所述焊接部；所述电刷与所述滑动部接触；所述间隔部设于所述焊接部与所述滑动部之间，用以将所述焊接部与所述滑动部间隔开。

可选地，所述导电片上具有凹槽，所述凹槽设于所述扁平线圈的端部与所述电刷之间，所述凹槽形成所述间隔部。

可选地，所述力反馈模组还包括弹性件，所述弹性件安装于所述动子组件与所述定子组件之间。

可选地，所述弹性件设于所述导电组件背离所述电刷的一侧。

本发明还提出一种游戏手柄设备，包括上述的力反馈模组。

本发明技术方案通过将动子组件中的扁平线圈靠近定子组件中驱动磁体设置，则扁平线圈通电后能受到磁场的作用力而运动，同时由于导电组件的导电片与扁平线圈电连接，则导电片也会在随扁平线圈的运动而运动。另外，通过导电组件包括导电片，定子组件还包括电刷，电刷与导电片接触并滑动连接，则导电片在运动过程中能够与电刷始终保持电连接效果，且导电片的运动并不会牵扯电刷运动，因此本发明中的力反馈模组的设置空间不必考虑电刷被拉扯的空间，从而一方面实现了力反馈模组的小型化需求，另一方面使得电刷不被导电片拉扯，从而电刷不会对其他部件造成干涉现象，因此间接保证电刷与导电片之间的电连接的可靠性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明力反馈模组一实施例的结构示意图；

图2为本发明力反馈模组的一实施例的剖视图(箭头方向表示磁场方向)；

图3为本发明力反馈模组一实施例中的导电组件与电刷的装配结构示意图；

图4为本发明力反馈模组一实施例中的导电片与支架的装配结构示意图；

图5为本发明力反馈模组一实施例中的电刷的结构示意图；

图6为本发明力反馈模组一实施例中的扁平线圈结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	动子组件	110	扳机
120	导电组件	121	导电片
				1211	焊接部	1212	滑动部
1213	间隔部	122	支架
				123	扁平线圈	1231	线圈始端线
1232	线圈末端线	200	定子组件
				210	驱动磁体	220	电刷
221	延伸体	221a	弯钩
				222	固定部	230	固定架
300	弹性件

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种力反馈模组。

在本发明实施例中，请结合参照图1和图2，该力反馈模组包括动子组件100和定子组件200；动子组件100包括扳机110、导电组件120及扁平线圈123，扳机110固定连接于导电组件120；导电组件120具有导电片121，导电片121与扁平线圈123电连接；定子组件200包括驱动磁体210和电刷220，驱动磁体210用以提供磁场；扁平线圈123靠近驱动磁体210；扁平线圈123通电后在磁场作用下能够带动扳机110一同做往复直线运动；电刷220与导电片121接触并滑动连接。

本发明中的力反馈模组可以应用于任何需要力反馈模组的装置中，例如可以用在游戏手柄设备中，或者可以用在鼠标、玩具枪中等。动子组件100是能够活动的组件，定子组件200是不可活动的组件，其中动子组件100包括扳机110、导电组件120及扁平线圈123，扳机110与导电组件120固定连接，则扳机110可与导电组件120同步运动。本发明中的扳机110即用户的手指可以按压的部件，例如游戏手柄设备中的手柄、玩具枪中的扳手等；导电组件120至少包括导电片121，导电组件120还可具有用以安装导电片121的安装架，扳机110可与安装架连接，从而避免扳机110通过与导电片121连接后带电。定子组件200包括驱动磁体210，通过将扁平线圈123靠近驱动磁体210设置，扁平线圈123通电后至少具有与驱动磁体210的磁场方向不平行的电流，则根据电磁感应原理：通电导线在不平行于其电流方向的磁场中，受到安培力的作用。因此扁平线圈能够在驱动磁体210的作用下受到安培力的作用，进而能够运动。由于扁平线圈123与导电片121连接，扁平线圈123运动时可带动导电片121运动，继而带动导电组件120运动。由于扳机110与导电组件120固定连接，因此导电组件120运动时能够带动扳机110一起运动，或者至少能够将其受到的安培力传递至扳机110上，以增大扳机110对用户的手指的反馈力，使得用户能够具有较佳的体验感。较优地，导电组件120中的电流方向与驱动磁体210提供的磁场方向垂直，此时可以使得导电组件120受到的安培力较大。另外，本发明中通过设置扁平线圈123，则使得该力反馈模组容易实现小型化、薄型化的结构。进一步地，为了适应力反馈模组小型化的需求，本发明中的驱动磁体210也可呈扁平的块状、板状或者圈型等结构，此时驱动磁体210可平行于扁平线圈123的最大表面设置并设于扁平线圈123的一侧，或者驱动磁体210至少具有两个，两个驱动磁体210均平行于扁平线圈123的最大表面设置并分别设于扁平线圈123相对的两侧，从而实现合理布置扁平线圈123和驱动磁体210的效果，进一步那组力反馈模组小型化的需求。

进一步地，动子组件100中的导电组件120包括导电片121，则导电片121能够随导电组件120一起运动。定子组件200还包括电刷220，电刷220与导电片121滑动连接，则导电组件120在受到安培力而运动时，其导电片121也沿安培力的方向运动，导电片121运动过程中会与电刷220之间相对滑动，从而无论导电组件120在沿安培力的方向运动到何处，电刷220都能保持在同一位置，从而使得该力反馈模组的空间不必考虑电刷220运动的轨迹，因此电刷220不用占据较多空间，实现了力反馈模组的小型化需求。另外，由于电刷220是固定不动的，且与导电片121滑动连接，因此导电片121运动时不会对电刷220造成拉扯影响，因而能够避免对其他部件造成干涉现象，二者之间的电连接可靠性也提高，保证力反馈模组能够稳定地工作。

具体地，为了实现电刷220与导电片121滑动连接的效果，电刷220的一端或一侧可固定连接于定子组件200中的其他部件，另一端可与导电片121的外表面抵持；或者导电片121可开设有滑槽，电刷220的一端可伸入至滑槽内，并与滑槽的槽壁抵持，从而既能实现电刷220与导电片121滑动连接的效果，又能保证电刷220与导电片121稳定地电连接效果。另外，为了能够对扁平线圈123通电，力反馈模组还包括电源，电刷220背离导电片121的一端可连接于电源，从而通过电刷220和导电片121为扁平线圈123通电。可以理解的是，电源分为正极和负极，因此电刷220和导电片121可分别设有至少两个，其中两个电刷220分别与电源的正极和负极电连接，且两个电刷220分别与两个导电片121接触并滑动连接。其中，导电片121的材料可以为铜或者其他能够导电的材料。

本发明技术方案通过将动子组件100中的扁平线圈123靠近定子组件200中驱动磁体210设置，则扁平线圈123通电后能受到磁场的作用力而运动，通过扁平线圈123与导电片121连接，则导电组件120的导电片121也会随扁平线圈123运动。另外，通过导电组件120包括导电片121，定子组件200还包括电刷220，电刷220与导电片121接触并滑动连接，则导电片121在运动过程中能够与电刷220始终保持电连接效果，且导电片121的运动并不会牵扯电刷220运动，因此本发明中的力反馈模组的设置空间不必考虑电刷220被拉扯的空间，从而一方面实现了力反馈模组的小型化需求，另一方面使得电刷220不被导电片121拉扯，从而电刷220不会对其他部件造成干涉现象，因此间接保证电刷220与导电片121之间的电连接的可靠性更高。

进一步地，请结合参照图3和图5，电刷220包括延伸体221和固定部222，延伸体221一端与导电片121接触，另一端朝远离导电片121的方向延伸；固定部222连接于延伸体221远离导电片121的一端。

通过设置延伸体221，且延伸体221的一端与导电片121接触，则使得电刷220与导电片121的接触面积较小，从而能够避免就电刷220大面积出现磨损，且电刷220小面积与导电片121接触能够使得二者接触良好。另外，电刷220的固定部222连接于延伸体221远离导电片121的一端，则便于电刷220通过固定部222与定子组件200的其他部件进行固定，避免受到导电片121的影响。具体地，固定部222与延伸体221可通过插接、焊接、卡扣连接的方式实现二者连接的效果；或者固定部222还可与延伸体221通过一体成型的方式实现一体连接的效果，以保证导电片121对延伸体221具有摩擦力时，延伸体221与固定部222之间仍然不会松脱。另外，延伸体221可以为片状、条状或者柱状等。固定部222可以为块状、片状或者其他形状。定子组件200还可包括壳体，电刷220的固定部222可与壳体连接；或者壳体内可设有固定架230，电刷220的固定部222可连接于固定架230；和/或，固定架230连接于驱动磁体210。

在一实施例中，如图5所示，延伸体221为延伸条，延伸条间隔设有多根。

通过将延伸体221设置成条状，则延伸条容易发生弹性形变，从而当延伸条抵持导电片121时，在导电片121运动过程中能够提供弹性变形空间供延伸条发生适当的弹性形变。另外，通过将延伸条间隔设置多根，则使得延伸体221与导电片121的接触点较多，继而保证电刷220能够与导电片121实现良好的接触效果。

进一步地，请结合参照图3和图5，延伸体221接触导电片121的一端形成有弯钩221a，弯钩221a的凸起方向朝向导电片121。

通过将延伸体221接触导电片121的一端形成有弯钩221a，且弯钩221a的凸起方向朝向导电片121，则延伸体221可通过弯钩221a的凸起部与导电片121接触，从而避免延伸体221与导电片121接触的部位过于尖锐，避免在导电片121运动过程中延伸体221划伤导电片121。另外，通过将延伸体221接触导电片121的一端形成有弯钩221a，则该弯钩221a的设置使得延伸体221与导电片121接触的部位具有较少的尖角结构，从而能够避免延伸体221接触导电片121的一端容易因磕碰而导致其与导电片121之间接触不良的情况。

进一步地，请结合参照图2、图3及图6，导电组件120还包括支架122，导电片121和扁平线圈123均安装于支架122，扳机110与支架122连接。

通过设置扁平线圈123，则扁平线圈123相对的两边均能受到驱动磁体210中磁场的作用力，从而通过将驱动磁体210对应扁平线圈123相对的两侧的磁场方向设置成相反的方向，则能够保证扁平线圈123相对的两侧能够受到同一方向的安培力，从而使得整个导电组件120所受到的合力增大，继而其合力传递至扳机110后，增大了扳机110对用户手指的反馈力，使得用户具有良好的体验感受。

另外，通过将扁平线圈123和导电片121均安装于支架122，则导电片121、支架122及扁平线圈123一同运动，从而使得扁平线圈123的端部连接于导电片121后，二者之间不会发生相互拉扯的情况，进而避免力反馈模组为扁平线圈123的端部导线的拉扯运动预留出空间，并且还能提高扁平线圈123与导电片121电连接的可靠性。

具体地，扁平线圈123具有线圈始端线1231和线圈末端线1232，二者分别连接电源的正极和负极，因此在上述导电片121具有两个时，线圈始端线1231和线圈末端线1232分别连接至两个导电片121上，从而通过两个电刷220分别连接于电源的正极和负极。

进一步地，请结合参照图3和图4，导电片121包括焊接部1211、滑动部1212及间隔部1213，扁平线圈123的端部焊接于焊接部1211；电刷220与滑动部1212接触；间隔部1213设于焊接部1211与滑动部1212之间，用以将焊接部1211与滑动部1212间隔开。

通过将导电片121区分有焊接部1211、滑动部1212及设于焊接部1211与滑动部1212之间的间隔部1213，则间隔部1213能够将焊接部1211与滑动部1212间隔开来，从而避免导电片121带动扁平线圈123的端部运动过程中，电刷220与线圈的端部相互摩擦而导致线圈的端部出现磨损的情况。另外，通过将扁平线圈123的端部焊接于焊接部1211，则保证扁平线圈123与导电片121之间具有稳固的连接效果。

具体地，为了实现间隔部1213将焊接部1211与滑动部1212间隔开的效果，该间隔部1213可以为挡板结构，也可以为凹槽结构，或者其他可以阻挡的阻挡结构。

在一实施例中，如图4所示，导电片121上具有凹槽，凹槽设于扁平线圈123的端部与电刷220之间，凹槽形成间隔部1213。如此设置，则便于导电片121的加工，且避免导电片121的结构太多复杂。

进一步地，力反馈模组还包括弹性件300，弹性件300安装于动子组件100与定子组件200之间。

通过设置弹性件300，弹性件300安装于动子组件100与定子组件200之间，则当扁平线圈123不通电时，用户按压下扳机110后，扳机110运动能够使得弹性件300压缩，从而当用户松开扳机110时，弹性件300对扳机110具有一回弹力，从而使得扳机110在弹性件300的作用下也能对用户的手指具有较好的反馈效果。具体地，弹性件300可以为弹簧或者弹片。基于弹性件300设于定子组件200与动子组件100之间的方案，当定子组件200包括用以固定驱动磁体210的壳体时，具体地，弹性件300可以设于扳机110与壳体之间，或者弹性件300可以设于支架122与壳体之间；当然弹性件300还可设于扳机110与驱动磁体210之间。

进一步地，弹性件300设于导电组件120背离电刷220的一侧。

通过将弹性件300设于导电组件120背离电刷220的一侧，则保证弹性件300和电刷220互不影响，避免弹性件300与电刷220发生干涉。

进一步地，弹性件300为弹簧，扳机110连接导电组件120的一侧开设有安装槽，弹簧的一端安装于安装槽内。如此设置，则避免弹簧与扳机110轻易分离。

本发明基于设有弹性件300的方案，可以对导电组件120通电，也可以不对导电组件120通电。当手指按压扳机110时，扳机110驱动导电组件120一起运动；当导电组件120不通电时，扳机110反馈给用户手指的力为弹性件300的弹力；当导电组件120通正向电时，扳机110反馈给用户手指的力的大小为弹性件300的弹力与导电组件120受到的安培力之和；当导电组件120通负向电时，扳机110反馈给用户手指的力的大小为弹性件300的弹力与导电组件120受到的安培力之差。因此通过控制导电组件120是否通电以及导电组件120通电时的电流方向，则可实现控制扳机110反馈给用户手指的力度大小的效果。

本发明还提出一种游戏手柄设备，该游戏手柄设备包括力反馈模组，该力反馈模组的具体结构参照上述实施例，由于本游戏手柄设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种力反馈模组，其特征在于，包括：

动子组件，包括扳机、导电组件及扁平线圈，所述扳机固定连接于所述导电组件；所述导电组件包括导电片，所述导电片与所述扁平线圈电连接；和

定子组件，包括驱动磁体和电刷，所述驱动磁体用以提供磁场；所述扁平线圈靠近所述驱动磁体；所述扁平线圈通电后在所述磁场作用下能够带动所述扳机一同做往复直线运动；所述电刷与所述导电片接触并滑动连接。

2.如权利要求1所述的力反馈模组，其特征在于，所述电刷包括：

延伸体，所述延伸体一端与所述导电片接触，另一端朝远离所述导电片的方向延伸；和

固定部，所述固定部固定连接于所述延伸体远离所述导电片的一端。

3.如权利要求2所述的力反馈模组，其特征在于，所述延伸体为延伸条，所述延伸条间隔设有多根，多根所述延伸条间隔设置。

4.如权利要求2所述的力反馈模组，其特征在于，所述延伸体用以接触所述导电片的一端形成有弯钩，所述弯钩的凸起方向朝向所述导电片。

5.如权利要求1所述的力反馈模组，其特征在于，所述导电组件还包括：

支架，所述导电片和所述扁平线圈均安装于所述支架，所述扳机与所述支架连接。

6.如权利要求1所述的力反馈模组，其特征在于，所述导电片包括：

焊接部，所述扁平线圈的端部焊接于所述焊接部；

滑动部，所述电刷与所述滑动部接触；及

间隔部，所述间隔部设于所述焊接部与所述滑动部之间，用以将所述焊接部与所述滑动部间隔开。

7.如权利要求6所述的力反馈模组，其特征在于，所述导电片上具有凹槽，所述凹槽设于所述扁平线圈的端部与所述电刷之间，所述凹槽形成所述间隔部。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的力反馈模组，其特征在于，所述力反馈模组还包括弹性件，所述弹性件安装于所述动子组件与所述定子组件之间。

9.如权利要求8所述的力反馈模组，其特征在于，所述弹性件设于所述导电组件背离所述电刷的一侧。

10.一种游戏手柄设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的力反馈模组。

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