CN115793843A - 触控板模块及其电子计算机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种触控板模块及其电子计算机。触控板模块包括触压板、拖架、至少一压电震动单元以及至少一弹性元件。拖架配置于触压板的下方。拖架包括至少一第一贯穿孔,部分的触压板从第一贯穿孔露出。压电震动单元相对于拖架的第一贯穿孔配置,并包括彼此相对的一第一表面与一第二表面。弹性元件配置于拖架并抵靠于压电震动单元的第二表面。当压电震动单元产生震动时,第一表面与从第一贯穿孔露出的部分触压板之间产生第一反作用力。第二表面与弹性元件之间产生第二反作用力。
Description
技术领域
本发明涉及一种输入装置的领域,尤其涉及一种具有触控功能的输入装置。
背景技术
随着科技的日新月异,电子设备的蓬勃发展为人类的生活带来许多的便利性,因此如何让电子设备的操作更人性化是重要的课题。举例来说,日常生活常见的电子设备为笔记本电脑、手机、卫星导航装置等,由于这些电子设备的储存容量以及处理器运算效能大幅提升,使得其所具有的功能日益变得强大且复杂。为了能有效率地操作这些电子设备,电子设备的制造商使用了触控板模块作为输入装置以操控这些电子设备。
触控板模块设置于笔记本电脑的外壳中,并至少部分显露于外以供使用者接触而对笔记本电脑进行操作,例如,使用者可通过手指接触触控板模块且于触控板模块上滑动以移动屏幕上的光标,亦可通过按压触控板模块而使笔记本电脑执行特定功能,借以使触控板模块替代鼠标的功用,令使用者不需因额外携带或装设鼠标而带来不便。
触控板模块包括触压板模块的结构包括配置于笔记本电脑框架内相对两侧的铰链结构、触发部以及触压板,触压板连接于铰链结构,使得触压板能以铰链结构为支点而相对于触发部摆动,使得位于触压板下方的开关(switch)抵顶于触发部,进而使得开关被触发而输出开关信号予笔记本电脑,由此令笔记本电脑执行相对应的功能。
然而,上述触控板模块的缺点在于,铰链结构所在的区域无法下压动作,只有非铰链结构所在的区域能够下压动作。也就是说,触控板模块的触压仅有局部可下压动作,无法整面可下压动作。
有鉴于此,另外一种可进行全区触压的触觉触控板模块(haptics trackpad)被提出。触觉触控板模块具有压力感测器(force sensor),例如电容式、电阻式、或应变规式的压力感测器,通过压力感测器检测使用者的输入动作。此外,为了扩增触觉触控板与使用者之间的互动模式,更另外在触觉触控板模块内增设触觉反馈的元件,借以使触觉触控板模块的部分区域产生震动,令使用者通过感受震动以达到反馈或互动的目的。而目前具有触觉反馈功能的触觉触控板模块,主要是在触觉触控板模块内配置压电震动元件(piezo),并通过压电震动元件产生震动。
然而,目前触觉触控板模块的结构,其压电震动元件只有单面贴合在触压板上,因此当压电震动元件产生震动而同时带动触压板产生震动时,压电震动元件只会受到来自于触压板的反作用力,在这样的情况下,压电震动元件的震动加速度无法提升,进而使得使用者所能得到的震动手感较差。因此,如何针对上述的问题进行改善,实为本领域相关人员所关注的焦点。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种触控板模块,其结构设计可使压电震动单元得到较高的震动加速度,借以提升使用者的操作手感。
本发明的又一目的在于提供一种电子计算机,其触控板模块的结构设计可使压电震动单元得到较高的震动加速度,借以提升使用者的操作手感。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的,本发明提供一种触控板模块,应用于电子计算机,触控板模块配置于电子计算机的框架内。触控板模块包括触压板、拖架、至少一压电震动单元以及至少一弹性元件。拖架配置于触压板的下方,拖架包括至少一第一贯穿孔,部分的触压板从第一贯穿孔露出。压电震动单元相对于拖架的第一贯穿孔配置,压电震动单元包括彼此相对的第一表面与第二表面。弹性元件配置于拖架并抵靠于压电震动单元的第二表面。当压电震动单元产生震动时,第一表面与从第一贯穿孔露出的部分触压板之间产生第一反作用力,第二表面与弹性元件之间产生第二反作用力。
在本发明的一实施例中,上述的触压板包括电路板与上盖板,电路板位于上盖板与拖架之间,部分的电路板从拖架的第一贯穿孔露出。
在本发明的一实施例中,上述的拖架还包括第二贯穿孔。第二贯穿孔位于第一贯穿孔的一侧,触控板模块还包括软性电路板以及电连接器,软性电路板的一端配置于压电震动单元的第一表面,软性电路板的另一端连接于电连接器,电连接器穿过第二贯穿孔而连接于电路板。
在本发明的一实施例中,上述的压电震动单元还包括压电陶瓷元件以及承载片,压电陶瓷元件包括第一表面,承载片包括第二表面。
在本发明的一实施例中,上述的拖架还包括第一固定部以及第二固定部,第一固定部从第一贯穿孔内缘的一侧延伸而出,第二固定部从第一贯穿孔内缘的相对另一侧延伸而出,第一固定部与第二固定部分别连接于弹性元件。
在本发明的一实施例中,上述的弹性元件包括平板状结构、第一连接部以及第二连接部。平板状结构具有抵靠面,抵靠面抵靠于压电震动单元的第二表面。第一连接部连接于平板状结构与拖架的第一固定部之间。第二连接部连接于平板状结构与拖架的第二固定部之间。
在本发明的一实施例中,上述的平板状结构朝第一方向延伸而位压电震动单元的第二表面的下方,且平板状结构与第一连接部或第二连接部之间在第二方向上具有间距,第二方向与第一方向彼此垂直。
在本发明的一实施例中,上述的弹性元件包括第一U字型片状结构、第二U字型片状结构、第一连接部以及第二连接部。第一U字型片状结构具有二第一延伸部,这些第一延伸部抵靠于压电震动单元的第二表面的一侧。第二U字型片状结构具有二第二延伸部,这些第二延伸部抵靠于压电震动单元的第二表面的另一侧,且这些第二延伸部与这些第一延伸部朝靠近彼此的方向延伸。第一连接部连接于第一U字型片状结构与拖架的第一固定部之间。第二连接部连接于第二U字型结构与拖架的第二固定部之间。
在本发明的一实施例中,上述的第一U字型片状结构与第一连接部之间具有第一夹角,第二U字型片状结构与第二连接部之间具有第二夹角,第一夹角的角度等于第二夹角的角度。
在本发明的一实施例中,上述的拖架第一贯穿孔的数量为两个,压电震动单元的数量为两个,弹性元件的数量为两个,这些第一贯穿孔分别位于拖架的两侧,这些压电震动单元对应于这些第一贯穿孔配置,且这些弹性元件分别抵靠于对应的压电震动单元。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的,本发明亦提供一种电子计算机,包括外壳、处理器以及触控板模块。外壳具有向内凹陷的框架。处理器配置于外壳内。触控板模块配置于框架内并与处理器电性相连,触控板模块包括触压板、拖架、至少一压电震动单元以及至少一弹性元件。拖架配置于触压板的下方,拖架包括至少一第一贯穿孔,部分的触压板从第一贯穿孔露出。压电震动单元相对于拖架的第一贯穿孔配置,压电震动单元包括彼此相对的第一表面与第二表面。弹性元件配置于拖架并抵靠于压电震动单元的第二表面。当压电震动单元产生震动时,第一表面与从第一贯穿孔露出的部分触压板之间产生第一反作用力,第二表面与弹性元件之间产生第二反作用力。
本发明实施例的触控板模块,其通过弹性元件抵靠于压电震动单元的第二表面,当压电震动单元产生震动时,压电震动单元的第一表面会向上撞击到触压板,使得触压板提供第一反作用力反馈至压电震动单元,接着,压电震动单元的第二表面会向下撞击到弹性元件,使得弹性元件提供第二反作用力反馈至压电震动单元,在这样的结构设计下,可使压电震动单元得到较高的震动加速度,借以提升使用者的操作手感。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的电子计算机及其触控板模块的外观结构示意图。
图2为图1所示的触控板模块于一视角的部分结构侧视示意图。
图3为图2所示的触控板模块的元件分解示意图。
图4为图2所示的触控板模块的仰视示意图。
图5为图2所示的压电震单元的外观结构示意图。
图6为本发明另一实施例所述的触控板模块于一视角的侧视示意图。
图7为图6所示的触控板模块于另一视角的侧视示意图。
图8为图6所示的触控板模块的元件分解示意图。
图9为图6所示的触控板模块的仰视示意图。
附图标记如下:
1:电子计算机
2:触控板模块
11:外壳
12:屏幕
13:光标
14:框架
15:处理器
21:触压板
22:拖架
23:压电震动单元
24、24a:弹性元件
25:软性电路板
26:电连接器
27:锁固件
211:上盖板
212:电路板
221:第一贯穿孔
222:第二贯穿孔
223:第一固定部
224:第二固定部
231:第一表面
232:第二表面
233:压电陶瓷元件
234:承载片
240:平板状结构
241、241a:第一连接部
242、242a:第二连接部
243:第一U字型片状结构
244:第二U字型片状结构
2431:第一延伸部
2441:第二延伸部
2400:抵靠面
D1:第一方向
D2:第二方向
E1:第一电极
E2:第二电极
G:间距
θ1:第一夹角
θ2:第二夹角
具体实施方式
请参阅图1,其为本发明一实施例所述的电子计算机及其触控板模块的外观结构示意图。电子计算机1例如是笔记本电脑,但本发明并不以此为限,电子计算机包括外壳11、屏幕12、处理器15以及触控板模块2,且处理器15设置于外壳11内并用以处理电子计算机1的电子信号,而外壳11具有向内凹陷的框架14,其中,触控板模块2可被配置于框架14中而与处理器15电性相连,且至少部分的触控板模块2显露于外以供使用者接触而对电子计算机1进行操作,例如,使用者可通过将手指接触触控板模块2且于触控板模块2上滑动以移动屏幕12上的光标13,亦可通过按压触控板模块2而使电子计算机1执行特定功能。在本实施例中,触控板组件2例如是触觉触控板模块(haptics trackpad),但本发明并不以此为限。
以下再针对本发明实施例的触控板模块3的其它详细构造做更进一步的描述。
请参阅2至图4,图2为图1所示的触控板模块于一视角的部分结构侧视示意图。图3为图2所示的触控板模块的元件分解示意图。图4为图2所示的触控板模块的仰视示意图。图5为图2所示的压电震单元的外观结构示意图。
如图2至图4所示,本实施例的触控板模块2包括触压板21、拖架22、至少一个压电震动单元23以及至少一个弹性元件24。拖架22配置于触压板21的下方,且拖架22包括至少一个第一贯穿孔221。触压板21与拖架22彼此组设后,部分的触压板21会从拖架22的第一贯穿孔221露出。压电震动单元23相对于拖架22的第一贯穿孔221配置,也就是说压电震动单元23位于拖架22的第一贯穿孔221的正下方,压电震动单元23包括彼此相对的第一表面231与第二表面232,第一表面231朝向拖架22的第一贯穿孔221。弹性元件24配置于拖架22并抵靠于压电震动单元23的第二表面232。
在本实施例中,当压电震动单元23产生震动时,压电震动单元23的第一表面231会与从第一贯穿孔221露出的部分触压板21之间产生第一反作用力,也就是压电震动单元23因震动而往上翘曲而使第一表面231撞击到触压板21,使得触压板21提供对应的第一反作用力予压电震动单元23,同理,压电震动单元23的第二表面232会与弹性元件24之间产生第二反作用力,也就是压电震动单元23因震动而往下翘曲而使第二表面232撞击到弹性元件24,使得弹性元件24提供对应的第二反作用力予压电震动单元23。在这样的结构设计下,可使压电震动单元23得到较高的震动加速度,借以提升使用者的操作手感。
需特别说明的是,在本实施例中,位于拖架22上的第一贯穿孔221的数量为两个,压电震动单元23的数量为两个,弹性元件24的数量为两个。这些第一贯穿孔221分别位于拖架22的两侧,而这些压电震动单元23对应于这些第一贯穿孔221配置,且这些弹性元件24分别抵靠于对应的压电震动单元23的第二表面232。本发明并不加以限定上述各个构件的数量,上述各个构件的数量可依照实际情况的需求而有所增加或减少。
如图2至图4所示,本实施例的触压板21包括上盖板211与电路板212。上盖板211配置于电路板212的上方,且电路板212位于上盖板211与拖架22之间,部分的电路板212会从拖架22的这些第一贯穿孔221露出。在本实施例中,上盖板211的材质例如是玻璃,但本发明并不以此为限,上盖板211的材质可依照实际情况的需求而置换成所需的材质。
如图2至图4所示,本实施例的拖架22还包括第二贯穿孔222,第二贯穿孔222位于两个第一贯穿孔221之间。再者,本实施例的触控板模块2还包括软性电路板25以及电连接器26。软性电路板25的一端配置于压电震动单元23的第一表面231,软性电路板25的另一端连接于电连接器26,而电连接器26穿过拖架22的第二贯穿孔222而连接于电路板212。在本实施例中,压电震动单元23通过软性电路板25以及电连接器26来与电路板25电性连接,进而与位于电路板25上的处理单元(未示出)以及电源供应单元(未示出)电性连接,处理单元用以检测压电震动单元23因正压电效应所产生的电位能,而电源供应单元用以提供交流电至压电震动单元23,进而使压电震动单元23产生逆压电效应。
如图5所示,本实施例的压电震动单元23还包括压电陶瓷元件(PiezoelectricCeramic Element)233以及承载片234。压电陶瓷元件233贴合于承载片234,且压电陶瓷元件233包括第一表面231,承载片234包括第二表面232。在本实施例中,压电震动单元23还包括位于第一表面231的第一电极E1与第二电极E2,软性电路板25的一端接触于第一电极E1与第二电极E2。当压电震动单元23通过第一电极E1与第二电极E2接收电能时,可因逆压电效应而产生拉伸变形(往上翘曲)及压缩变形(往下翘曲)等形变,也就是说,由于交流电为正、负极性的互换,使压电震动单元23可产生拉伸变形及压缩变形,进而使压电震动单元23往不同的方向弯折。在本实例中,压电陶瓷元件233的面积例如是小于承载片234的面积,且压电陶瓷元件233与承载片234例如是通过银胶(未示出)粘合于彼此,但本发明并不以此为限。
如图2至图4所示,本实施例的拖架22还包括第一固定部223以及第二固定部224。第一固定部223从第一贯穿孔221内缘的一侧延伸而出,第二固定部224从第一贯穿孔221内缘的相对另一侧延伸而出,第一固定部223与第二固定部224分连接于弹性元件24的两侧,使得弹性元件24固定于拖架22上。
如图2至图4所示,本实施例的弹性元件24包括平板状结构240、第一连接部241以及第二连接部242。平板状结构240具有抵靠面2400,平板状结构240以抵靠面2400抵靠于压电震动单元23的第二表面232,也就是抵靠于压电震动单元23的承载片234上。第一连接部241连接于平板状结构240与拖架22的第一固定部223之间,第二连接部242连接于平板状结构240与拖架22的第二固定部224之间。此外,本实施例的触控板模块2还包括多个锁固件27,弹性元件24的第一连接部241与第二连接部242通过这些锁固件27而分别锁固于拖架22的第一固定部223与第二固定部224。
如图2所示,本实施例的弹性元件24的平板状结构240朝第一方向D1延伸而位于压电震动单元23的第二表面232的下方而抵靠于第二表面232,且平板状结构240与第一连接部241或第二连接部242之间在第二方向D2上具有间距G,上述的第一方向D1与第二方向D2彼此垂直,平板状结构240可以第一连接部241与第二连接部242为支点于此间距G类上下移动。具体而言,当压电震动单元23产生震动而往下翘曲时,压电震动单元23的第二表面232撞击到平板状结构240的抵靠面2400,使得平板状结构240以第一连接部241与第二连接部242为支点向下移动,并通过弹性回复力使得平板状结构240向上移动,在平板状结构240向上移动的过程中将第二反作用力传递至压电震动单元23。
请参阅图6至图9,图6为本发明另一实施例所述的触控板模块于一视角的侧视示意图。图7为图6所示的触控板模块于另一视角的侧视示意图。图8为图6所示的触控板模块的元件分解示意图。图9为图6所示的触控板模块的仰视示意图。
如图6至图9所示,本实施例的触控板模块2a与图2至4所示的触控板模块2类似,差异处在于,本实施例的触控板模块2a的弹性元件24a与图2至图4所示的弹性元件24的构造不同。本实施例的弹性元件24a包括第一U字型片状结构243、第二U字型片状结构244、第一连接部241a以及第二连接部242a。第一U字型片状结构243具有两个第一延伸部2431,这些第一延伸部2431抵靠于压电震动单元23的第二表面232的一侧,也就是抵靠于压电震动单元23的承载片234的一侧。第二U字型片状结构244具有两个第二延伸部2441,这些第二延伸部2441抵靠于压电震动单元23的第二表面232的另一侧,也就是抵靠于压电震动单元23的承载片234的另一侧,且这些第二延伸部2441与这些第一延伸部2431朝靠近彼此的方向延伸。第一连接部241a连接于第一U字型片状结构243与拖架22的第一固定部223之间,第二连接部242a连接于第二U字型片状结构244与拖架22的第二固定部224之间。
如图7所示,本实施例的第一U字型片状结构243与第一连接部241a之间具有第一夹角θ1,第二U字型片状结构244与第二连接部242a之间具有第二夹角θ2,在本实施例中,第一夹角θ1的角度与第二夹角θ2的角度彼此相等。具体而言,第一U字型片状结构243的这些第一延伸部2431朝远离第一连接部241a的方向延伸并朝靠近压电震动单元23的方向逐渐倾斜,第二U字型片状结构244的这些第二延伸部2441朝远离第二连接部242a的方向延伸并朝靠近压电震动单元23的方向逐渐倾斜,使得这些第一延伸部2431与这些第二延伸部2441分别以第一连接部241a与第二连接部242a为支点进行上下摆动。当压电震动单元23产生震动而往下翘曲时,压电震动单元23的第二表面232撞击到第一U字型片状结构243的这些第一延伸部2431以及第二U字型片状结构244的这些第二延伸部2441,使得这些第一延伸部2431与这些第二延伸部2441分别以第一连接部241a与第二连接部242a为支点向下摆动,并通过弹性回复力使得这些第一延伸部2431与这些第二延伸部2441向上摆动,在些第一延伸部2431与这些第二延伸部2441向上摆动的过程中将第二反作用力传递至压电震动单元23。
需特别说明的是,本实施例的触控板模块2a的其它构件以及构件的连接关系与图2至图4所示的触控板模块2相同,故不另行赘述之。
综上所述,本发明实施例的触控板模块,其通过弹性元件抵靠于压电震动单元的第二表面,当压电震动单元产生震动时,压电震动单元的第一表面会向上撞击到触压板,使得触压板提供第一反作用力反馈至压电震动单元,接着,压电震动单元的第二表面会向下撞击到弹性元件,使得弹性元件提供第二反作用力反馈至压电震动单元,在这样的结构设计下,可使压电震动单元得到较高的震动加速度,借以提升使用者的操作手感。
然而以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外,本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜索之用,并非用来限制本发明的权利范围。此外,本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围,而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
Claims (11)
1.一种触控板模块,应用于一电子计算机,该触控板模块配置于该电子计算机的一框架内,该触控板模块包括:
一触压板;
一拖架,配置于该触压板的下方,该拖架包括至少一第一贯穿孔,部分的该触压板从该至少一第一贯穿孔露出;
至少一压电震动单元,相对于该拖架的该至少一第一贯穿孔配置,该至少一压电震动单元包括彼此相对的一第一表面与一第二表面;以及
至少一弹性元件,配置于该拖架并抵靠于该至少一压电震动单元的该第二表面,其中当该至少一压电震动单元产生震动时,该第一表面与从该至少一第一贯穿孔露出的部分该触压板之间产生一第一反作用力,该第二表面与该至少一弹性元件之间产生一第二反作用力。
2.如权利要求1所述的触控板模块,其中该触压板包括一电路板与一上盖板,该电路板位于该上盖板与该拖架之间,部分的该电路板从该拖架的该至少一第一贯穿孔露出。
3.如权利要求2所述的触控板模块,其中该拖架还包括一第二贯穿孔,该第二贯穿孔位于该至少一第一贯穿孔的一侧,该触控板模块还包括一软性电路板以及一电连接器,该软性电路板的一端配置于该至少一压电震动单元的该第一表面,该软性电路板的另一端连接于该电连接器,该电连接器穿过该第二贯穿孔而连接于该电路板。
4.如权利要求1所述的触控板模块,其中该至少一压电震动单元还包括一压电陶瓷元件以及一承载片,该压电陶瓷元件包括该第一表面,该承载片包括该第二表面。
5.如权利要求1所述的触控板模块,其中该拖架还包括一第一固定部以及一第二固定部,该第一固定部从该至少一第一贯穿孔内缘的一侧延伸而出,该第二固定部从该至少一第一贯穿孔内缘的相对另一侧延伸而出,该第一固定部与该第二固定部分别连接于该至少一弹性元件。
6.如权利要求5所述的触控板模块,其中该至少一弹性元件包括:
一平板状结构,具有一抵靠面,该抵靠面抵靠于该至少一压电震动单元的该第二表面;
一第一连接部,连接于该平板状结构与该拖架的该第一固定部之间;以及
一第二连接部,连接于该平板状结构与该拖架的该第二固定部之间。
7.如权利要求6所述的触控板模块,其中该平板状结构朝一第一方向延伸而位于该至少一压电震动单元的该第二表面的下方,且该平板状结构与该第一连接部或该第二连接部之间在一第二方向上具有一间距,该第二方向与该第一方向彼此垂直。
8.如权利要求5所述的触控板模块,其中该至少一弹性元件包括:
一第一U字型片状结构,具有二第一延伸部,多个所述第一延伸部抵靠于该至少一压电震动单元的该第二表面的一侧;
一第二U字型片状结构,具有二第二延伸部,多个所述第二延伸部抵靠于该至少一压电震动单元的该第二表面的另一侧,且多个所述第二延伸部与多个所述第一延伸部朝靠近彼此的方向延伸;
一第一连接部,连接于该第一U字型片状结构与该拖架的该第一固定部之间;以及
一第二连接部,连接于该第二U字型结构与该拖架的该第二固定部之间。
9.如权利要求8所述的触控板模块,其中该第一U字型片状结构与该第一连接部之间具有一第一夹角,该第二U字型片状结构与该第二连接部之间具有一第二夹角,该第一夹角的角度等于该第二夹角的角度。
10.如权利要求1所述的触控板模块,其中该拖架的该至少一第一贯穿孔的数量为两个,该至少一压电震动单元的数量为两个,该至少一弹性元件的数量为两个,多个所述第一贯穿孔分别位于该拖架的两侧,多个所述压电震动单元对应于多个所述第一贯穿孔配置,且多个所述弹性元件分别抵靠于对应的该压电震动单元。
11.一种电子计算机,包括:
一外壳,具有向内凹陷的一框架;
一处理器,配置于该外壳内;以及
一触控板模块,配置于该框架内并与该处理器电性相连,该触控板模块包括:
一触压板;
一拖架,配置于该触压板的下方,该拖架包括至少一第一贯穿孔,部分的该触压板从该至少一第一贯穿孔露出;
至少一压电震动单元,相对于该拖架的该至少一第一贯穿孔配置,该至少一压电震动单元包括彼此相对的一第一表面与一第二表面;以及
至少一弹性元件,配置于该拖架并抵靠于该至少一压电震动单元的该第二表面,其中当该至少一压电震动单元产生震动时,该第一表面与从该至少一第一贯穿孔露出的部分该触压板之间产生一第一反作用力,该第二表面与该至少一弹性元件之间产生一第二反作用力。
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