CN114768244A - 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，力反馈模组包括定子组件、动子组件及弹性件，弹性件一端连接动子组件，另一端连接定子组件；定子组件包括驱动磁体，驱动磁体用以提供磁场；动子组件包括扳机件和导电组件，导电组件连接于扳机件；导电组件包括扁平线圈，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受到朝向或远离扳机件的方向的作用力。本发明技术方案通过将扁平线圈靠近驱动磁体设置，当扁平线圈通电后受到的作用力，能够通过整个导电组件将该作用力传递至扳机件上，从而实现扳机件对用户的力反馈效果。并且本发明技术方案中通过设置驱动磁体和扁平线圈，使得该力反馈模组满足了扁平化、小型化需求。

Description

力反馈模组和游戏手柄设备

技术领域

本发明涉及游戏手柄技术领域，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

一些游戏设备为提升用户体验，在其游戏控制手柄设备上设计了力反馈装置，增加了多种力反馈模式，以实现游戏内容与玩家的交互，实现模拟真实力反馈效果。但是目前一些力反馈模组是使用传统压缩弹簧或扭簧与普通转子电机带动齿轮箱配合实现转轴带动转轴上的扭簧变形的力反馈方案，如此设置使得该力反馈模组占用空间大，模组结构复杂，难以扁平化和超薄化，无法满足整机小型化的需求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种力反馈模组，旨在实现力反馈模组小型化需求的效果。

为实现上述目的，本发明提出的力反馈模组，包括定子组件、动子组件及弹性件；所述弹性件一端连接所述动子组件，另一端连接所述定子组件；所述定子组件包括驱动磁体，所述驱动磁体用以提供磁场；所述动子组件包括扳机件和导电组件，所述导电组件连接于所述扳机件；所述导电组件包括扁平线圈，所述扁平线圈靠近所述驱动磁体并位于所述磁场内；所述扁平线圈通电后在所述磁场作用下受到朝向或远离所述扳机件的方向的作用力。

可选地，所述导电组件还包括支架，所述扁平线圈安装于所述支架，所述支架连接于所述扳机件。

可选地，所述支架包括安装部和连接杆，所述扁平线圈安装于所述安装部；所述连接杆相对的两端分别连接所述安装部和所述扳机件。

可选地，所述扁平线圈具有靠近所述扳机件的第一导电线和远离所述扳机件的第二导电线；所述驱动磁体具有对应第一导电线的第一磁体和对应第二导电线的第二磁体，所述第一磁体提供的磁场方向与所述第二磁体提供的磁场方向相反。

可选地，所述力反馈模组还包括弹性件，所述弹性件一端连接所述动子组件；所述弹性件的另一端连接所述定子组件。

可选地，所述弹性件一端连接于所述扳机件，另一端连接所述定子组件。

可选地，所述弹性件为弹簧，所述扳机件上开设有导向槽，所述弹簧的一端安装于所述导向槽内。

可选地，所述弹性件一端连接于所述支架远离所述扳机件的一侧，另一端连接所述定子组件。

可选地，所述弹性件为弹簧或弹片。

可选地，所述定子组件还包括导磁轭，所述导磁轭内形成有安装腔，所述驱动磁体安装于所述安装腔内；和/或，所述力反馈模组还包括支撑壳体，所述定子组件固定安装于所述支撑壳体内，所述扳机件设于所述支撑壳体外。

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导电组件中的扁平线圈靠近定子组件中的驱动磁体设置并位于驱动磁体的磁场中，则当扁平线圈的至少部分电流与磁场方向不平行时，使得该部分受到磁场的作用力，进而带动整个导电组件运动。本发明技术方案中的导电组件在磁场作用下受到朝向扳机件或远离扳机件的方向的作用力，则导电组件可将该作用力进一步传递至扳机件上，甚至驱动扳机件运动，从而实现了扳机件对用户的力反馈效果。并且本发明技术方案中通过设置驱动磁体和导电组件，避免力反馈模组中使用齿轮箱组件而增大占用空间的情况，使得该力反馈模组能够实现扁平化、超薄化的结构，另外，本发明中采用将扁平线圈靠近驱动磁体设置，则使得磁路系统的整体更加扁平化、小型化，进而满足了应用该力反馈模组的整机的小型化需求。本发明中在动子组件与定子组件之间还设置有弹性件，则当扁平线圈不通电时仍能通过弹性件对动子组件组件具有纯机械的弹力反馈作用，避免断电状态下用户无法体验较真实的力反馈效果。

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一实施例的爆炸结构示意图；

图3为本发明力反馈模组中驱动磁体与导电组件的剖面结构示意图(图中箭头方向为磁场方向)；

图4为本发明力反馈模组另一实施例的结构示意图；

图5为本发明力反馈模组又一实施例的结构示意图；

图6为本发明力反馈模组再一实施例的结构示意图；

图7为本发明力反馈模组还一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	定子组件	110	驱动磁体
111	第一磁体	112	第二磁体
				120	导磁轭	200	动子组件
210	扳机件	211	导向槽
				220	导电组件	221	扁平线圈
2211	第一导电线	2212	第二导电线
				222	支架	2221	安装部
2222	连接杆	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至图3，该力反馈模组包括定子组件100、动子组件200及弹性件300，弹性件300一端连接动子组件200，另一端连接定子组件100；定子组件100包括驱动磁体110，驱动磁体110用以提供磁场；动子组件200包括扳机件210和导电组件220，导电组件220连接于扳机件210；导电组件220包括扁平线圈221，扁平线圈221靠近驱动磁体110；扁平线圈221通电后在磁场作用下受到朝向或远离扳机件210的方向的作用力。

在游戏手柄或者点选设备中，通常具有供用户按压的按键或者手柄，该按键或者手柄即为本申请中的扳机件210。当用户在按压扳机件210时，为了体验更加真实的感受，通常将扳机件210连接在力反馈的驱动组件上，从而共同形成力反馈模组，从而提高扳机件210对用户的手的斥力或者减弱扳机件210对用户的手的斥力。本发明技术方案中，力反馈模组包括定子组件100和动子组件200，定子组件100即固定不动的组件，动子组件200即能够发生运动的组件。通过将扳机件210设于动子组件200内，则能实现扳机件210的运动。定子组件100包括驱动磁体110，动子组件200包括相互连接的导电组件220和扳机件210，导电组件220包括扁平线圈221，扁平线圈221靠近驱动磁体110设置，则根据电磁原理，扁平线圈221在磁场中通电时，若扁平线圈221的电流方向与磁场方向不平行，则磁场对扁平线圈221具有安培力作用，甚至扁平线圈221在其受到的安培力的作用下可进行运动并带动导电组件220整体运动，从而形成动子组件200的一部分。通过将扳机件210与导电组件220连接，则导电组件220运动时会带动扳机件210运动，从而实现提高扳机件210对用户的手的斥力的效果，或者实现减弱扳机件210对用户的手的斥力的效果。

具体地，为了形成磁场，该驱动磁体110可以为条形磁体或者U型磁体，磁体的数量可以为一个、两个或者更多个。当磁体为一个且呈条形磁体时，扁平线圈221可设于条形磁铁的一侧。当磁铁为两个且均呈条形磁体时，两个磁铁可相对设置，且在两个磁铁的相互作用下形成沿第一方向的磁场，扁平线圈221可设于两个磁铁之间；或者两个磁铁均位于扁平线圈221的同一侧等。只要驱动磁体110能够形成具有与导线组件的电流方向不平行的方向的磁场即可。在扁平线圈221通电后，其电流方向的不同或者驱动磁体110提供的磁场方向的不同会导致扁平线圈221的运动方向不同，因此通过改变电流的方形或者改变磁场方向即可改变扁平线圈221的运动方向，从而实现扁平线圈221带动导电组件220朝靠近扳机件210的方向运动或者朝远离扳机件210的方向运动。需要说明的是，由于导电组件220与扳机件210连接，因此导电组件220朝靠近扳机件210的方向运动是指：导电组件220和扳机件210共同沿导电组件220至扳机件210的方向运动。导电组件220朝远离扳机件210的方向运动是指：导电组件220和扳机件210共同沿扳机件210至导电组件220的方向运动。另外，本发明技术方案中的导电组件220中包括扁平线圈221，且扁平线圈221处于驱动磁体110的磁场中时，扁平线圈221的至少部分导线会受到磁场的作用力，从而使得扁平线圈221发生运动，进而驱动扳机件210运动或者对扳机件210具有一个反馈力。本发明中通过设置一个扁平线圈221，则使得这个力反馈模组中的磁路系统可呈扁平化设置，从而有利于整个力反馈模组呈现扁平化的结构，进而实现了力反馈模组小型化的效果。

通过设置弹性件300，且弹性件300一端连接动子组件200，另一端连接定子组件100，则使得本发明技术方案中的力反馈模组还可在对导电组件220不通电的情况下仍能通过纯机械方式实现力反馈效果。即本实施例中，当用户按压下扳机件210后，扳机件210驱动弹性件300压缩抵持定子组件100；当用户松手时，弹性件300恢复形变并给与扳机件210一个回弹力，进而使得扳机件210将该回弹力传递至用户，从而对用户施加一个反馈斥力。具体地，弹性件300可以为弹簧或者弹片。当弹性件300为弹簧时，弹簧可以为圆柱螺旋弹簧或者圆锥形螺旋弹簧等。当弹性件300为弹片时，该弹片可为为交叉型弹片、平面型弹片或者弧形弹片等。

本发明技术方案通过将导电组件220中的扁平线圈221靠近定子组件100中的驱动磁体110设置，则当扁平线圈221的至少部分电流与磁场方向不平行时，使得该部分受到磁场的作用力，进而带动整个导电组件220运动。本发明技术方案中的导电组件220在磁场作用下受到朝向扳机件210或远离扳机件210的方向的作用力，则导电组件220可将该作用力进一步传递至扳机件210上，甚至驱动扳机件210运动，从而实现了扳机件210对用户的力反馈效果。并且本发明技术方案中通过设置驱动磁体110和导电组件220，避免力反馈模组中使用齿轮箱组件而增大占用空间的情况，使得该力反馈模组能够实现扁平化、超薄化的结构，另外，本发明中采用将扁平线圈221靠近驱动磁体110设置，则使得磁路系统的整体更加扁平化、小型化，进而满足了应用该力反馈模组的整机的小型化需求。本发明中在动子组件200与定子组件100之间还设置有弹性件300，则当扁平线圈221不通电时仍能通过弹性件300对动子组件200组件具有纯机械的弹力反馈作用，避免断电状态下用户无法体验较真实的力反馈效果。

进一步地，如图2所示，导电组件220还包括支架222，扁平线圈221安装于支架222，支架222连接于扳机件210。

通过设置支架222，一方面可以对扁平线圈221具有较好的支撑效果，防止扁平线圈221发生形变或者受到其他外力的拉扯而断裂。另外，通过设置支架222，还使得扁平线圈221与其他部件相隔离，从而还实现了对其他部件的保护效果。

可以理解的是，支架222为具有一定硬度的部件，通过设置支架222，则便于将扳机件210与支架222连接，从而提高了扳机件210与导电组件220连接的稳定性。

进一步地，请结合参照图2、图4至图7，支架222包括安装部2221和连接杆2222，扁平线圈221安装于安装部2221；连接杆2222相对的两端分别连接安装部2221和扳机件210。

通过设置安装部2221，则该安装部2221可用以安装扁平线圈221。具体地，为了进一步减小安装空间，该支架222中的安装部2221上可开设有供扁平线圈221安装的安装孔，从而可以使得扁平线圈221的表面不会凸出于安装部2221的表面，进一步实现了力反馈模组扁平化、小型化的效果。通过将连接杆2222连接于安装部2221，则该连接杆2222一方面可以连接至安装部2221，以与安装部2221形成一个整体的支架222，另一方面便于将该支架222设置成能够与扳机件210连接的杆状，从而还能进一步减少安装空间，便于为其他部件的设置留有空间。其中连接杆2222与安装部2221可通过连接件连接，也可一体连接，例如通过一体成型工艺或者焊接方式呈一体连接的结构。可以理解的是，当连接杆2222与安装部2221一体连接时，可以提高该支架222的强度，并减少了装配工序。需要说明的是，连接杆2222可以不仅是圆杆状，还可以为方形杆状、扁平杆状等。

本实施例中，请结合参照图2和图3，扁平线圈221具有靠近扳机件210的第一导电线2211和远离扳机件210的第二导电线2212；驱动磁体110具有对应第一导电线2211的第一磁体111和对应第二导电线2212的第二磁体112，第一磁体111提供的磁场方向与第二磁体112提供的磁场方向相反。

通过设置扁平线圈221，则扁平线圈221相互平行的两边同时能够受到磁场的作用力。本实施例中扁平线圈221具有靠近扳机件210的第一导电线2211，驱动磁体110对应第一导电线2211具有第一磁体111，第一磁体111提供的磁场可使得第一导电线2211受到第一作用力。扁平线圈221还具有远离扳机件210的第二导电线2212，驱动磁体110对应第二导电线2212具有第二磁体112，第二磁体112提供的磁场可使得第二导电线2212受到第二作用力。可以理解的是，第二导电线2212的电流方向与第一导电线2211的电流方向相反；本实施例中通过将对应第二导电线2212的第二磁体112提供的磁场与第一磁体111提供的磁场方向相反，则使得上述的第一作用力与第二作用力同向，从而使得该扁平线圈221整体受到的力为第一作用力与第二作用力的总和，进而提高了导电组件220对扳机件210的反馈力。

具体地，第一磁体111与第二磁体112可以为同一磁体的不同磁极，或者第一磁体111与第二磁体112为不同极的两个磁体。或者第一磁体111包括两个磁极相反第一子磁体，第一导电线2211设于相对的两个第一子磁体之间；第二磁体112包括两个磁极相反第二子磁体，第二导电线2212设于相对两个第二子磁体之间；且两个相对的第一子磁体之间形成的磁场方向与两个相对的第二子磁体之间形成的磁场方向相反。当然，两个第一子磁体可设于第一导电线2211的同一侧；和/或，两个第二子磁体可设于第二导电线2212的同一侧。

在一实施例中，如图1所示，弹性件300一端连接于扳机件210，另一端连接定子组件100。

通过将弹性件300一端连接于扳机件210，另一端连接定子组件100，则弹性件300可随扳机件210的运动及时发生形变。并且，可以理解的是，扳机件210通常会在一设备的外部，通过将弹性件300一端连接扳机件210时，则可实现弹性件300至少部分裸露在外部的效果，从而便于用户及时观察到弹性件300的状态，以便及时更换弹性件300。具体地，弹性件300可以为弹簧或者弹片。具体地，弹性件300连接定子组件100时，弹性件300可以连接定子组件100的驱动磁体110，或者当定子组件100还包括驱动磁体110以外的其他部件时，弹性件300还可连接定子组件100中的其他部件。

进一步地，如图2所示，弹性件300为弹簧，扳机件210上开设有导向槽211，弹簧的一端安装于导向槽211内。

本实施例中在扳机件210上开设了导向槽211，则当弹性件300为弹簧时，弹簧的一端安装于导向槽211内时，能够使得弹簧在压缩或者拉伸时具有较好的导向效果，进而保证弹簧驱动扳机件210往复运动。

在另一实施例中，请结合参照图4至图7，弹性件300一端连接于支架222远离扳机件210的一侧，另一端连接定子组件100。

可以理解的是，通常导电组件220设置于设备的壳体内部，本实施例中通过将弹性件300的一端连接于支架222远离扳机件210的一侧，则使得弹性件300可隐藏于设备内，避免弹性件300裸露在外部意外受到其他作用力的作用而失效，且还使得整个设备外观更加整洁。

本发明技术方案中，如图2所示，定子组件100还可以包括导磁轭120，导磁轭120内形成有安装腔，驱动磁体110安装于安装腔内。

通过设置导磁轭120，驱动磁体110安装于导磁轭120的安装腔内，从而该导磁轭120可对驱动磁体110的磁场进行收容。导磁轭120作为定子组件100中的部件，可避免其运动而无法对驱动磁体110进行收容。

进一步地，力反馈模组还包括支撑壳体，定子组件100固定安装于支撑壳体内，扳机件210设于支撑壳体外。

通过将定子组件100固定安装于支撑壳体内，则该支撑壳体可对定子组件100起到较好的支撑固定效果，防止定子组件100随意运动。通过将扳机件210设于支撑壳体外，则便于用户按压扳机件210。另外，导电组件220可部分设于支撑壳体内，从而一方面使得其靠近定子组件100中的驱动磁体110，并至于驱动磁体110提供的磁场中，另一方面还能实现与扳机件210的连接效果。

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：

定子组件，所述定子组件包括驱动磁体，所述驱动磁体用以提供磁场；和

动子组件，及

弹性件，所述弹性件一端连接所述动子组件，另一端连接所述定子组件；

所述动子组件包括：

扳机件；和

导电组件，所述导电组件连接于所述扳机件；所述导电组件包括扁平线圈，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受到朝向或远离所述扳机件的方向的作用力。

2.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，所述扁平线圈安装于所述支架，所述支架连接于所述扳机件。

3.如权利要求2所述的力反馈模组，其特征在于，所述支架包括：

安装部，所述扁平线圈安装于所述安装部；和

连接杆，所述连接杆相对的两端分别连接所述安装部和所述扳机件。

4.如权利要求2所述的力反馈模组，其特征在于，所述扁平线圈具有靠近所述扳机件的第一导电线和远离所述扳机件的第二导电线；所述驱动磁体具有对应第一导电线的第一磁体和对应第二导电线的第二磁体，所述第一磁体提供的磁场方向与所述第二磁体提供的磁场方向相反。

5.如权利要求1所述的力反馈模组，其特征在于，所述弹性件一端连接于所述扳机件，另一端连接所述定子组件。

6.如权利要求5所述的力反馈模组，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述扳机件上开设有导向槽，所述弹簧的一端安装于所述导向槽内。

7.如权利要求2所述的力反馈模组，其特征在于，所述弹性件一端连接于所述支架远离所述扳机件的一侧，另一端连接所述定子组件。

8.如权利要求5至7中任意一项所述的力反馈模组，其特征在于，所述弹性件为弹簧或弹片。

9.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，所述定子组件还包括导磁轭，所述导磁轭内形成有安装腔，所述驱动磁体安装于所述安装腔内；

和/或，所述力反馈模组还包括支撑壳体，所述定子组件固定安装于所述支撑壳体内，所述扳机件设于所述支撑壳体外。

10.一种游戏手柄设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的力反馈模组。

Images