CN117581173A - 包括用于实现相对移动的机械引导构件的控制设备 - Google Patents

Abstract

控制设备包括至少一个永磁体(5,7；7a,7b；350,351)和机械引导构件，该机械引导构件用于允许在以下两者之间进行相对移动：a.第一铁磁结构(1,100)，b.第二铁磁结构(3；200)，该第二铁磁结构包括至少一个电线圈(8,9；250)，所述电线圈(8,9；250)根据在所述线圈(8,9；250)中流动的电流的方向和振幅修改所述第二铁磁结构(3,200)的磁化状态，所述设备还包括：位置检测装置(10)，所述位置检测装置(10)用于检测所述第一铁磁结构和第二铁磁结构的相对位置；以及电路，所述电路用于驱动所述线圈(8,9；250)的供电电流，该供电电流根据由所述位置检测装置(10)传送的信号而变化。

Description

包括用于实现相对移动的机械引导构件的控制设备

技术领域

本发明涉及可配置控制设备的领域，该可配置控制设备包括可根据旋转或线性位移移动的控制按钮或附件，例如与用于提供表示控制按钮的位置和/或位移的模拟信号的电磁传感器相关联的控制按钮。控制设备是可配置的事实使得可例如利用可变分度(indexing)或可变止动件来修改按钮的状态。

本发明具体涉及构成人机接口的可配置触觉控制设备，该人机接口的触感可通过从两个或更多个可激活模式中手动选择或通过上下文自动选择来修改。感觉模式包括切口(notching)、规则或不规则分度的感觉或止动感觉。

期望的目的是，当操作该控制构件时，用户例如通过越过硬点、到达止动件、或者规则或不规则分度而感觉到触觉效果，以便具有实际执行操纵的物理感觉，或者通过触摸产生触觉反馈来以触觉方式感知由用户的操纵而导致的增量的数量。同样重要的是，能够例如根据利用相同按钮执行的控制的类型或者当系统已经执行动作时动态地修改所感觉到的感觉，从而丰富所给出的信息和用户体验。这种感觉的修改可手动控制，例如通过选择按钮，或者以上下文和自动控制的方式进行控制。

该控制设备例如在汽车行业中使用。该控制设备可用于车辆中，例如用于控制灯、镜子、挡风玻璃刮水器、空调、信息娱乐装置、收音机、变速箱控制装置等的操作和调节。

该控制设备还可应用于许多行业，特别是用于控制家用或工业装备，例如呈家用或视听装备的控制按钮的形式，该控制按钮的分度节距和刚度根据上下文而变化，以提供扫过宽调节范围，随后是被标记用于精细调节的分度的柔软感觉，或者提供通过连续跳跃扫过宽范围，然后是给出连续性感觉或行程结束止动感觉的柔软调节的相反感觉。

该设备还可与电动马达相关联，以便实现可调节的力(诸如，可控制的残差扭矩(在马达中没有电流的情况下))或用于返回到预定稳定位置、制动器或可控制止动件的力。

背景技术

专利申请WO2020109744在现有技术中是已知的，该专利描述了一种可调节阻力的设备，该设备包括用于实现沿着预定轨迹的位移的机械引导构件以及用于通过第一铁磁结构与刚性地连接到磁体的第二铁磁结构之间的磁相互作用来对所述位移进行磁性地分度的装置，其中，所述磁体至少部分地被电线圈包围，该电线圈根据在所述线圈中流动的电流的方向和振幅来修改所述永磁体的磁化。

专利申请US2020005977描述了一种鼠标，该鼠标包括具有轮和一组电永磁体(EPM)的旋转输入控制器，该EPM组件包括永磁体和磁化组件，该磁化组件被构造成控制永磁体的极化以使该组电永磁体从该EPM组件向轮施加第一阻力分布的第一状态和该EPM组件向轮施加第二阻力分布的第二状态改变。该EPM组件包括位于电永磁体的相对端处的导磁元件，每个导磁元件包括朝向轮径向突出的相应多个齿，

专利EP1999534描述了一种用于至少部分地阻挡设备的静止部件和可移动部件之间的相对移动的阻挡设备，所述设备包括至少一个永磁体、铁磁芯上的电磁体、所述可移动部件中的止动成形件(stop profile)以及能够与所述止动成形件接合的阻挡元件，所述永磁体可移动地布置在所述设备中至少两个极限位置之间，其中，所述铁磁芯基本上是U形的，并且所述永磁体在每个极限位置中位于铁磁芯的分支的端部处，并且布置在铁磁芯上的所述电磁体和所述可移动永磁体以使得所述阻挡元件跟随永磁体的位置的方式制成。

专利EP1891494描述了一种简单且可靠的设备，该设备通过电磁体将球从静止位置带到阻挡位置。在阻挡位置中，球机械地阻挡两个元件之间的相对移动。

专利EP0018292描述了一种电动液压旋转制动器，该电动液压旋转制动器包括内芯、至少一个励磁绕组、圆柱形非磁性护套、在芯和护套外部的环形部件，并且包括相对于护套的圆柱形外周表面偏心的圆柱形孔、设置有可磁化滑动叶片的凹陷部和制动液。

专利US4408859描述了一种用于照相机的速度调节器，该速度调节器具有：第一速度控制装置，该第一速度控制装置被布置成以增加的速度同步地驱动驱动元件，该驱动元件将高速致动元件驱动到预定位置；和第二速度控制装置，该第二速度控制装置被布置成制动驱动元件的驱动力。

现有技术的缺点

现有技术的解决方案不是完全令人满意的，因为改变触觉相互作用的性质，例如通过当控制按钮接近目标位置时减小刚度并且相反地当目标位置远离时增加刚度，需要具有更大跳跃的移动，被限制到两个模式，并且不使得可例如通过修改分度节距或者通过提供不同水平的刚度或者甚至阻挡来更简洁地调整感觉。

此外，尽管专利申请US20170045958确实提出了对在由磁场和磁流变液控制的匝上感受到的效果的动态调整，但是该解决方案特别地具有使用磁流变液的缺点，使用磁流变流体需要不利的设计约束，特别是在密封方面。

生成可变摩擦的大多数已知解决方案必须被连续供电以模拟切口，这导致连续的电消耗。这对节能是个敏感问题的应用(例如，电池供电的装备或电动车辆)是有害的。这些已知的解决方案还产生不寻常的感觉，没有弹簧效果(由用户提供的力总是正的)，使得触觉不是非常直观的。

最后，现有技术的解决方案使得可调整扭矩的振幅，该扭矩的振幅将在零值与对移动的阻力的最大值之间变化，但是不能使扭矩的符号变化。因此，不可能产生与传统上具有例如无源接口的交替的正和负扭矩对应的感觉。

发明内容

为了解决这些缺点，本发明在其最一般的意义上涉及展现出权利要求1所述的特征的控制设备。

根据本发明的设备包括机械引导构件，以允许在以下两者之间进行相对移动：

-第一铁磁结构

-第二铁磁结构，该第二铁磁结构包括至少一个电线圈，该至少一个电线圈根据在所述线圈中流动的电流的方向和振幅修改所述第二铁磁结构的磁化状态；

并且还包括电路，该电路用于根据表示所述铁磁结构的相对位置的输入信号来控制所述线圈的供电电流。

有利地，根据表示受控装备的总体状态而不仅仅是选择器的状态的上下文输入信号来控制所述线圈的供电电流。

这种设备的力可根据控制按钮的位置来动态地控制，这使得可在按钮的致动期间实时地调整参考位置，这与其中这些参考位置对于每个操作模式都固定的现有技术的解决方案相反。

因此，本发明使得可在控制按钮的行程上改变分度的节距，例如以在精确调节区域中获得精细切口的感觉，以及在较不感兴趣的调节区域中获得具有更大节距的更粗切口的感觉。本发明还使得可根据外部数据和按钮的位置来动态地展示或移除止动件。

对于传送切口感觉的按钮，该设备包括用于通过所述铁磁结构之间的磁相互作用来对所述移动进行磁分度的装置，用于控制所述线圈的供电电流的所述电路根据多个模式来控制所述永磁体的磁化的修改，所述模式中的一些模式清除分度位置的一部分。

有利地，所述第一铁磁结构和第二铁磁结构分别具有多个径向齿，该多个径向齿配合而制成所述磁分度装置。

根据一个替代方案，所述控制设备还包括用于从多个预定可变力模式中选择可变力模式、传送由所述控制电路用来修改所述线圈的供电模式的信号的装置。

根据其他特征，该控制设备还包括：

-与受控装备的接口，该接口传送由所述控制电路用来修改所述线圈的供电模式的信号；

-位置传感器，该位置传感器能够测量第一铁磁结构的位置，以便向所述线圈的供电电流的所述控制电路提供表示所述第一铁磁结构和第二铁磁结构的相对位置的所述输入信号；

-电子存储器，该电子存储器用于记录至少两个控制法则，该电子电路包括用于选择所述控制法则中的一个控制法则的输入；

-有源止动件，该有源止动件由相对于第二结构进行相对移动的第一结构和至少一个制动元件组成，该至少一个制动元件用于通过所述制动元件和所述第二机构之间的磁相互作用来阻止所述第一结构和第二结构之间的相对移动，该第二结构包括至少部分地被电线圈包围的铁磁体，所述线圈的电供应修改所述铁磁体的磁化，该铁磁体的磁化状态调整所述第一结构和第二结构之间的制动力；

-用于对第一铁磁结构和第二铁磁结构之间的所述移动进行磁分度的装置，所述分度装置直接集成到第一结构和第二结构中，或者使用根据权利要求所述的教导补充的两个铁磁结构来制成，所述补充铁磁结构中的一个补充铁磁结构与所述第一或第二铁磁结构成一体，另一补充铁磁结构与所述第一铁磁结构和第二铁磁结构中的另一个铁磁结构成一体。

有利地，根据本发明的设备具有以下技术特征中的一个或多个技术特征：

-控制电路根据表示所述第一铁磁结构和第二铁磁结构的相对位置的信号来控制所述线圈的供电电流，

-控制电路根据表示所述第一铁磁结构和第二铁磁结构的相对移动速度的信号来控制所述线圈的供电电流，

-第二铁磁结构的永磁体由具有小于或等于100kA/m的矫顽场的硬铁磁材料制成。

-所述第二铁磁结构与由具有大于100kA/m的矫顽场的硬铁磁材料制成的第二永磁体成一体。

根据本发明的替代方案：

-所述第二铁磁结构包括至少两个永磁体，每个永磁体至少部分地被电线圈包围，所述电线圈根据在所述线圈中流动的电流的方向和振幅修改磁化，并且所述电子控制电路根据所述铁磁结构的相对位置和用于从多个操作模式中选择操作模式的控制器的状态来确定所述线圈中的每个线圈的供电电流，

-所述第一结构和第二结构具有齿，并且所述第二铁磁结构由两个半管状带齿部件组成，这两个半管状带齿部件一方面通过第二磁体连接，并且另一方面通过第一磁体连接，

-两个磁体的磁化的方向是相同的，

-所述第二铁磁结构的磁化状态是按照所述第一结构和第二结构的相对位置来修改的，所述第一结构和第二结构位于所述分度装置的分度的周期的大约25％的间隔中，所述间隔以所述分度装置的稳定平衡位置为中心，

-所述第二铁磁结构的磁化状态是按照所述第一结构和第二结构的相对位置来修改的，所述第一结构和第二结构位于所述分度装置的分度的周期的大约10％的间隔中，所述间隔以所述分度装置的稳定平衡位置为中心，

-制动元件能够在所述相对移动的单个方向上调整所述第一结构和第二结构之间的制动力，

-第二制动元件能够在相反方向上调整所述第一结构和第二结构之间的制动力，

-制动元件能够在所述相对移动的两个方向上调整所述第一结构和第二结构之间的制动力，

-制动元件被构造成通过以下三者之间的磁相互作用来阻止所述第一结构和第二结构之间的相对移动：

o 所述制动元件，

o 所述第一结构和

o 所述第二结构，

-铁磁体由软铁磁材料组成，该软铁磁材料的磁化在没有用于向线圈供电的电流的情况下为零，所述铁磁体具有部分圆柱形形状的壳体，并且每个壳体能够接收圆柱形制动元件，

-制动元件相对于偏心轴进行关节运动，并且通过所述制动元件中的一个制动元件在一个方向上的移动，制动元件与第一结构接触，或者通过在相反方向上移动所述制动元件中的一个制动元件，制动元件缩回其壳体内。

-当制动元件与第一结构接触时，第一结构在一个方向上的移动导致其被制动元件由于该制动元件的偏心旋转而产生的邻接阻挡，

-铁磁体具有至少部分地被所述线圈包围的永磁体，该永磁体的磁化振幅由所述线圈来调整，

-所述线圈由与周期性地记录控制设备的状态以便确定最频繁的状态的存储器相关联的计算机来控制。

本发明还涉及一种包括显示屏的人机接口，其中，该人机接口还包括至少一个控制设备，该至少一个控制设备具有根据前述权利要求中的至少一项所述的特征，并且布置在所述显示屏的观看表面上。

有利地，所述控制设备具有中心凹陷部，该中心凹陷部用于在布置在所述中心凹陷部后面的屏幕区域中显示根据所述控制设备的状态确定的信息。

本发明还涉及一种包括用于驱动输出构件的模块的致动器，其中，该致动器还包括控制设备，该控制设备具有根据前述权利要求中的至少一项所述的特征，并且联接到所述输出构件。

本发明的非限制性实施方式的详细描述

通过阅读以下描述将更好地理解本发明，该描述涉及由附图所示的非限制性实施方式，其中：

[图1]：图1示出了设置有有源止动件的有源切口设备的示例的透视图和横截面视图，

[图2]：图2示出了功能图，

[图3]：图3示出了根据角位置而变化的所感受到的扭矩的调整序列的示例的示意图，

[图4a]：图4a是有源切口设备的电磁结构的第一示例的透视图，

[图4b]：图4b示出了图4a的示例的截面图，

[图4c]：图4c示出了图4a的示例的顶视图，

[图5]：图5示出了当低矫顽场磁体已经被磁化至饱和以便提供切口时所感受到的扭矩测量结果，

[图6]：图6示出了根据被致动按钮的位置而变化的、在永磁体的两种磁化状态(零磁化或给定水平)的两切口台阶的交替激活期间所感受到的扭矩测量结果，

[图7]：图7示出了根据被致动按钮的位置而变化的、在永磁体的两种磁化状态(零磁化或给定水平)的三切口台阶的交替激活期间所感受到的扭矩测量结果，

[图8]：图8是根据被激活按钮的位置而连续地减小的、在永磁体的N个磁化状态的每个台阶处的交替激活期间感受到的扭矩的示意性表示，

[图9]：图9是根据被致动按钮的位置而变化的、在根据预先记录分布的永磁体的N个磁化状态的激活期间感受到的扭矩的示意性表示，

[图10]：图10示出了有源切口设备的替代实施方式的透视图，

[图11]：图11示出了前述替代方案的力曲线，

[图12a]：图12a示出了具有旋转移动且具有旋转引导制动元件的有源止动设备的第一实施方式的透视图，

[图12b]：图12b示出了在图12a所示的止动设备的制动元件上生成的扭矩，

[图13a]：图13a示出了在无电流的情况下具有多个稳定位置的有源止动设备的替代实施方式，

[图13b]：图13b示出了在图13a所示的止动设备的制动元件上生成的扭矩，

[图14]：图14示出了具有旋转相对移动和线性引导制动元件的有源止动设备的替代实施方式，

[图15]：图15示出了具有线性相对移动和单个制动元件的有源止动设备的替代实施方式，

[图16a]

[图16b]：图16a和图16b示出了具有用于两种不同状态(自由状态和阻挡状态)的分度止动件的有源止动设备的替代实施方式。

[图17]：图17示出了前述止动设备到根据本发明的切口系统中的集成。

[图18]：图18示出了根据本发明的控制设备与显示屏的集成。

力调整设备

本发明涉及可调节力设备、有源切口装置和/或有源止动件，使得有可能通过根据控制按钮的位置而变化的计算机控制来动态地修改力。该力可类似于利用可变分度、规则或不规则和/或受控止动件进行的分度控制的力。止动件可以是非常清楚的，即，在给定方向上引起系统的完全阻挡，或者是指示性的，即，通过从给定位置开始的更大摩擦来实现。这种设备的使用对于向用户提供触觉反馈是特别有利的，但是对于在要驱动的构件上产生力的调整也是有利的。

根据应用，要调节的力可以变化，对于某些目的，仅期望切口效果，对于其他目的，仅需要止动效果，并且对于其他目的，两者都要实现但不一定联接。因此，通过示例性实施方式示出了各种解决方案。

图1示出了在具有旋转致动的触觉系统中结合了有源切口设备(80)和有源的止动设备(90)的第一实施方式。在图1的示例性实施方式中，所述设备各自具有圆柱形形状并且轴向重叠。该第一实施方式必须被解释为集成了根据最一般的权利要求所述的两个设备，一个设备专用于切口，而另一个设备专用于可调节地止动。当这两个功能(切口和止动)都期望完全去相关时，该实施方式是优选的，图17就其本身而言示出了两个功能在单个设备中的交织，但是具有相互依赖性。

切口设备(80)将通过其他示例更具体地描述，该切口设备由第一结构(1)和第二结构(3)组成，该第一结构包括软铁磁材料，该第二结构将由软铁磁材料制成的电路与永磁体(7)和至少部分地被电线圈(8)包围的半持久磁体相关联，所述结构能够相对旋转地移动。由于构成所述第一结构和第二结构(1,3)的铁磁材料部分的相对表面的齿(2,11)的配合而获得切口效果。

止动设备(90)也将通过不同示例更完整地描述，该止动设备由可相对旋转地移动的第一结构(100)和第二结构(200)以及用于阻止所述结构的相对移动的制动元件(310,320)组成。第一结构(100)包括软铁磁体(210)，该软铁磁体的磁化状态可根据线圈(250)的供电电流来修改，铁磁体(210)的磁化状态作用在制动元件(310,320)的位置上，以调整对所述第一结构(100)和第二结构(200)的相对移动的阻力。

在该示例性实施方式中，触觉系统呈按钮的形式，由用户致动的外部凸缘未被示出。该外部凸缘刚性地连接到切口设备(80)的第一结构(1)、制动设备(90)的第一结构(100)以及轴(6)，整体形成第一整体组件，所述轴(6)用于支撑结构(100)并且相对于第二整体组件以旋转方式引导第一整体组件。旨在在系统的使用期间保持静止的该第二整体组件包括：切口设备(80)的第二结构(3)；第二结构(200)；用于引导制动设备(90)的制动元件(310,320)的装置；和包括用于控制线圈(8,250)的装置的电子电路(12)。在该实施方式中，借助于磁位置传感器(10)来测量这两个整体组件的相对移动，该磁位置传感器是通过与轴(6)成一体的磁体与集成到电子电路(12)中的磁敏探针的配合而制成的。

呈触觉按钮形式的集成的该第一示例并不限制本发明，切口设备(80)和制动设备(90)能够以非常不同的方式来制成，并且联合地或独立地用于根据不同类型的自由度或者甚至几个自由度来调整力。

这种类型的有源设备，特别是仅为止动件形式的有源设备，在与马达联合使用时也是有利的，因为止动件使得有可能制动或阻挡所述马达的移动。分度形式就其本身而言可集成到马达中，以便局部地调整马达的“齿槽扭矩”，从而创建齿轮传动马达的不可逆位置。

功能架构

如图2所示，该设备与专利申请WO2020109744A2中描述的设备的区别在于以下事实：磁系统(20)包括：位置传感器(10)(例如，光学或电磁或甚至感应类型的位置传感器)，该位置传感器提供表示结构(1,3)的相对位置的电信号；控制电路(15)，例如，微控制器或FPGA电路；和用户接口(25)，该用户接口使得有可能作用于结构(1,3)的相对位置并且任选地包括选择器，该选择器使得可从多个记录的模式中选择触觉模式，从而导致扭矩分布的不同变化以及具有不同的分度节距或间隙。

控制电路一方面根据包括铁磁材料的结构(1,3)的相对位置，另一方面根据记录在存储器中的控制法则，来确定线圈(或当电磁系统(20)包括若干线圈时的线圈)的供电电流的方向和振幅；并且任选地，根据由用户控制的手动选择器的状态，或者根据由互补电子电路控制的上下文来确定，该互补电子电路的状态由设备控制。

磁化线圈所需的能量，即使由于其脉冲特性而整体上保持较低，也强制局部能量储备，因为难以通过供电网络直接获取，这也需要保持该储备在任何时刻可用于响应任何磁化事件。这种能量储备通常是电压形式的，该电压大于由系统提供给设备的电压。

根据线圈的供电方向，根据按钮的空间位置引起第二铁磁结构(3)的磁化或消磁，并且一些切口被选择性地“关闭”，从而使得有可能以非常大的可能场来塑造扭矩(振幅和频率)。

自由修改分度的可能性使得例如对于不同的交互模式可使用相同的控制按钮。

因此，信息娱乐按钮可管理其中三十个字符以及因此三十个切口将是期望的字母菜单、用于数字的数字菜单，该数字菜单则具有约十个切口、自由旋转模式或者具有连续增加的分度振幅，以便管理音频系统的声音水平，并且以基于上下文的方式修改切口的数量，例如在通过具有36个切口的字母模式选择第一功能的参数之后，通过具有10个切口的数字模式选择第二数字参数，然后通过没有切口的连续模式选择第三参数，最后位置可调节止动以在触觉上指示到达选择列表的末端。

还有可能改变按钮的行程中的两个台阶之间的距离，例如通过粗略调节，在很少使用的值范围中具有相距遥远的台阶，并且在最相关的范围中具有更接近的台阶，以允许在该区域中进行微调并且在期望的位置处止动。可通过监督学习根据先前设置来确定范围的限制，以便为将来的设置建议在过去使用期间最经常选择的值周围的窄调节范围。

图3示出了可编程的序列的示例。更具体地，在信息娱乐按钮(13)的旋转期间，有可能在自由旋转中校准第一角扇区，然后在给定位置处激活切口模式，然后获得框2中示出的力分布。然后，在降低到其初始水平之前，通过几个台阶增加分度的振幅。在几个台阶之后，在到达停止的激活位置之前停用两个模式中的一个模式或两个切口中的一个切口，如框1所示。

应当注意，图3仅为了说明的目的而呈现，绝对不将本发明限制于所描述的序列，并且不将本发明限制于所呈现的实施方式。

分度设备的机电架构

机电架构具体地是根据专利申请WO2020109744A2中描述的示例中的一个示例的，该专利申请的内容通过引用并入本专利中。

图4a是分度设备的电磁结构的第一实施方式的示意性透视图，图4b和图4c分别示出了这种设备的截面视图和顶视图。在图4b和图4c中，粗箭头示出元件的磁化方向。

分度设备的该示例由带齿圆筒所形成的第一结构(1)组成，该带齿圆筒由铁磁材料制成并且在所示的示例中具有20个径向延伸的齿(2)，齿的数量不是限制性的。该第一结构(1)围绕轴(6)旋转并且联接到手动致动的控制按钮(在此不可见)。

第二带齿铁磁结构(3)同轴地布置在该第一结构(1)内，并且相对于第一结构(1)的移动是固定的。该第二铁磁结构(3)由具有齿(11)的两个固定的半管状部件(4a,4b)组成，该齿朝向第一结构的齿(2)径向地延伸并且具有与第一结构(1)的齿(2)相同的角偏差。齿(2)和(11)的这种相同的角偏差使得有可能最大化第一结构(1)与第二结构(3)之间的力，因此最大化带给用户的触觉感觉。然而，这种触觉感觉的调节将有利地通过两个结构(1,3)上的齿的数量并且可能通过齿(2,11)之间的角偏差的差异或者甚至通过两个结构(1,3)之间的齿(2,11)的不同宽度来实现。

一方面，两个半管状部件(4a,4b)通过第一永磁体(5)连接，该第一永磁体优选地具有高能量并且具有高矫顽场，该高矫顽场通常为600kA/m并且在任何情况下都大于100kA/m。磁化方向沿着磁体的最大尺寸，在这种情况下在与旋转轴(6)正交的方向上。永磁体(5)具有生成恒定磁场的功能，并且必须在设备使用期间不被消磁。

另一方面，这两个半管状部件(4a,4b)还通过具有低矫顽场的第二磁体(7)连接，第二磁体也就是持久性通常为1.2特斯拉并且典型矫顽场为50kA/m并且在任何情况下都小于100kA/m的半持久类型或AlNiCo类型的磁体。磁化方向沿着磁体的最大尺寸，使得两个磁体(5)和(7)的磁通量是加性的或减性的，这取决于赋予第二低矫顽场磁体(7)的磁化，其中磁通量在半管状部件(4a,4b)中流动。磁体(7)的低矫顽场是必要的，以便允许通过位于磁体周围的线圈对其进行容易地磁化或消磁，并且这在有限的能量下发生，这使得在不使用强大且昂贵的电子器件的情况下在集成设备中对其的使用成为可能。

该第二磁体(7)与第一磁体(5)平行布置，并且被两个电线圈(8,9)包围。在替代实施方式中，可仅安装一个线圈，对于该示例，为了平衡和空间优化，将两个线圈(8和9)布置在引导轴(6)的两侧上。

例如，每个线圈由与0.28mm铜线串联的56匝(28匝/袋)组成，线圈具有0.264Ω的终端电阻。

为了调整低矫顽场磁体(7)的磁化的极性的方向和/或振幅，以直流电流或电流脉冲的形式将电流施加到线圈(8,9)上，例如通过使电容器放电来给出电流。例如，生成大约730At的磁动力的13安培的电流使得可修改磁化。

该第一实施方式的操作如下：当在正方向(任意参考)上的直流电流或电流脉冲流过线圈(8,9)，从而在两个线圈之间产生加性磁场时，低矫顽场磁体(7)在使得两个磁体的磁通量是加性的并且主要以环路的方式通过两个磁体(5,7)和半管状部件(4a,4b)的方向上被磁化。因此，几乎没有或没有磁通量通过第一结构(1)，并且在两个结构(1,3)之间几乎没有或没有联接，因此激活该结构的用户不会感觉到任何切口。在该特定示例中，两个磁体(5,7)的磁化平行并且垂直于两个半管状部件(3,4)之间的中间平面，但是该配置不是唯一的。

当在负方向(任意参考)上的电流脉冲流过线圈(8,9)，从而在两个线圈之间产生同样为加性的磁场时，低矫顽场磁体(7)在使得两个磁体的磁通量是减性的并且主要以环路方式流过两个磁体(5,7)和两个带齿结构(1,3)的方向上被磁化。这导致明显的联接或切口，并且设备的用户感觉到显著的分度感觉，因此用户感觉到切口。

线圈(8,9)由控制电路驱动的电流供电，该控制电路接收外部磁轭(1)相对于磁轭(4a,4b)的角位置作为输入。线圈(8,9)中的电流的强度有利地使得可通过直接影响低矫顽场磁体(7)的磁化的强度并因此影响固定结构和可移动结构之间的耦合通量来调节触觉感觉。

由切口设备生成的扭矩分布的示例

图5至图9示出了根据本发明的扭矩分布的不同示例。图5示出了根据两个带齿结构(1,3)的相对位置(52)而变化的所获得振幅(51)的变化以及何时低矫顽场磁体(7)被饱和磁化以提供最大振幅切口(55)。通常的扭矩变化分布(50)是针对这种类型的结构获得的，并且当振幅为正时具有马达扭矩交替，或者当振幅为负时具有制动。

图6和图7示出了通过用于控制线圈的供电电流的电路在不同的角位置(60)激活和停用切口以便分别相对于图5中所示的“无源”参考切口消除两个切口中的一个感觉到的切口或三个切口中的两个感觉到的切口而产生的扭矩分布。激活和停用角位置(60)在图6和图7的上部部分示出，刻度(53)表示状态改变的触发，而不表示流过线圈的电流的值。激活和停用角位置(60)在此对应于两个带齿结构的磁相互作用的稳定或不稳定的平衡位置。该位置的选择使得可局部地调整扭矩转变并且改善用户的感觉，因此在平衡点(即，力最低的点)处产生转变，使得可使得该状态改变对于用户而言是透明的。稳定的平衡位置对应于具有负导数的零扭矩位置，而不稳定的平衡位置具有其扭矩的正导数。

由传感器返回的位置与每个切口的平衡点的位置之间的关系可由控制电路在加电时确定，唯一必要的和存储的信息是设备具有的切口的数量；因此，在每次加电时，设备可从其位于稳定位置的时刻推断出所有切口的角位置。也可使用绝对传感器。

图8示出了用于控制线圈的供电电流的电路在不同的角位置(60)处对切口振幅进行的以便获得根据两个磁性结构的相对角位置(52)而变化的逐渐减小的切口振幅的修改。振幅修改的角位置(60)例如在两个带齿结构之间的磁相互作用的不稳定的平衡位置处形成。在图8的上部部分中表示的用于触发振幅改变的信号不表示流过线圈的电流。

为了获得不同的磁化振幅，在不限制本发明的情况下，优选两种方法。第一种方法为连续地施加消磁电流循环，然后施加磁化电流以达到期望的切口水平。该方法具有简化控制电子器件的优点，因为消磁周期与初始磁化水平无关，并且磁化电流与从零水平获得的磁化水平之间的关系是可易于表征的数据。

第二种方法为整体表征持久性磁化与用于期望获得的所有初始和最终磁化水平对的磁化电流之间的关系。尽管实施起来更复杂，但这种方法具有减少设备在使用中的电消耗，而且还限制用户在改变磁化水平时所感受到的力的变化的优点。

图9示出了根据本发明的设备所允许的其他切口修改。例如，对于角范围(66)，用于控制线圈的供电电流的电路可消除该对的所有负交替，以便在该范围内，用户仅获得电阻或零感觉。在该角范围(66)内的感觉对应于摩擦调整效果，因为该感觉可通过现有技术中呈现的使用磁流变液的结构来获得。另一方面，根据本发明的设备具有全新的触觉效果，如在角范围(65)内所示，其中扭矩的所有正交替都被消除。因此，用户所感受到的感觉效果是马达扭矩和零扭矩的交替，零扭矩的非常不同的感觉使得可将替代信息与其相关联。在平衡位置之外执行的磁化状态的改变(如转变(61,62)所示)导致将被用户感知到的力的大变化。因此，只要期望获得对于用户尽可能透明的状态改变，就应避免这种转变。实际上，为了修改半持久磁体的磁化状态而生成的电脉冲导致产生高振幅磁场，从而修改施加到用户移动的结构的力。当结构处于相对角平衡位置时，该力的变化为零。因此，作为标准，如果希望该修改对于用户是透明的，则优选地针对平衡位置周围的、位于分度装置的切口周期的小于25％处的角位置生成切口的修改。这对应于用户的感觉质量和位置传感器上所需的精度之间的良好折衷。对于最苛刻的规格，可通过将间隔限制为分度装置的切口周期的10％来改善感觉。

一种用两个线圈磁体替代的切口设备

图10示出了具有AlNiCo类型的两个半持久磁体(7a,7b)的第二铁磁结构(3)的替代实施方式的视图，这两个半永磁体例如从两个磁体(7a,7b)共用的铁磁轭(39)分别延伸到磁轭(40,41)，所述磁轭(40,41)由高持久性永磁体(5)连接。

在所述示例中，磁轭(39)没有齿。磁轭(40,41)具有以不同的角间隔隔开的台阶，这些台阶分别对应于每旋转一周18和36个切口的频率。

磁体(7a,7b)各自被线圈(图中未示出)包围，这使得可反转极性并修改每个所述磁体(7a,7b)的磁化强度，磁体(5)的磁化不被修改。线圈中的每个线圈由受控制电路控制的电流供电，该控制电路接收第一外部结构(1)相对于第二结构的角位置作为输入。

图11示出了图10所示的替代方案在第一结构(1)相对于第二结构(3)的相对移动期间的力曲线，其根据磁体(7a)和(7b)的不同的可能极化状态而变化。为了呈现这些曲线，我们提出描述磁体(7a和7b)中的每个磁体的两个磁化状态，即状态1和状态2，状态1对应于磁体(7a,7b)的极化，对于该极化，在该磁体的相应磁轭(40,41)中生成的磁通量与由该同一磁轭中的磁体(5)生成的磁通量相反，在状态2中，流被添加到磁轭(40,41)。因此，曲线(70)对应于当磁体(7a)处于状态1并且磁体(7b)处于状态2从而在完整旋转中生成36个切口的力时所获得的力。曲线(73)对应于当磁体(7a)处于状态1并且磁体(7b)处于状态2从而在完整旋转中生成18个切口的力时所获得的力。曲线(71)对应于当两个磁体(7a和7b)处于状态1从而在完整旋转中生成先前以36和18个切口描述的两个力的叠加时所获得的力。曲线(72)对应于当两个磁体(7a和7b)处于状态2从而不在旋转期间生成任何力时所获得的力。

当然，所获得的曲线仅是可能的力的图示，可通过相对于磁体(7b)调整磁体(7a)的磁化振幅而获得其他分布。

有源止动设备

本发明还涉及一种止动设备，该止动设备可在相对移动的任何位置被激活。

通常，该止动设备包括：

-第一结构(100)，该第一结构由铁磁材料形成，

-第二结构(200)，该第二结构相对于该第一结构(100)相对移动，所述第二结构(200)包括至少一个铁磁体(210)，具有至少一个壳体(220,221)，并且支撑能够修改所述铁磁体(210)的磁化状态的至少一个线圈(250)，和

-至少一个制动元件(310,320)，该至少一个制动元件包括永磁体(350)。

壳体(220,221)与第一结构(100)相对并且与后者形成有磁性气隙(300)，制动元件(310,320)被容纳在该磁性气隙中，制动元件(310,320)在壳体(220,221)内的位置取决于所述铁磁体(210)的磁化状态。

具体来说，制动元件(310,320)是固体材料，不包括磁流变液，具体地需要具有密封外壳的复杂构造。

在替代实施方式中，

■铁磁体(210)的第一磁化状态引起制动元件(310,320)中的一个制动元件与第一结构(100)的机械接触，所述制动元件阻止所述第一结构(100)在根据一个自由度的移动方向上的移动，

■铁磁体(210)的第二磁化状态引起与第一结构(100)互补的制动元件(320,310)的机械接触，所述制动元件阻止所述第一结构(100)在根据相同自由度的相反移动方向上的移动，并且

■铁磁体(210)的第三磁化状态引起制动元件(310,320)与第一结构(100)的机械接触不存在，所述第一结构(100)根据该相同自由度自由地移动。

在一个替代实施方式中，

■铁磁体(210)的第一磁化状态引起两个制动元件(310,320)与第一结构(100)的机械接触，所述制动元件阻止所述第一结构(100)在随自由度的两个移动方向上的移动，

■铁磁体(210)的第二磁化状态引起制动元件(310,320)与第一结构(100)的机械接触不存在，所述第一结构(100)根据该相同自由度自由地移动。

在各种替代实施方式中，制动元件(310,320)与第一磁化结构(100)的接触通过摩擦、或通过完全止动、或通过弹性止动来阻止所述第一结构(100)的移动。

制动元件(310,320)的磁体(350,351)必须具有强矫顽场，该强矫顽场通常为600kA/m并且在所有情况下都大于100kA/m。就其本身而言，持久性不是真正关心的问题。因此，从铁氧体扩展到钕铁硼磁体的整个磁体范围可以是合适的，并且将根据所述磁体所需的机械强度来进行选择。

第一结构(100)由铁磁材料制成，以便改善制动元件(310,320)处的流的循环并且改善该制动元件与第一结构(100)的接触。然而，当期望的制动性能较小时，该第一结构(100)可由非磁性材料制成，例如以减小其重量。

有源止动件的第一示例

根据第一实施方式，提出了处于自由位置的单稳态设备。

在该实施方式中，铁磁体(210)在图12a中以旋转型式示出，并且由软铁磁材料制成，在线圈(250)没有供电电流的情况下该软铁磁材料的磁化为零。壳体(220,221)具有非对称的部分圆柱形的形状并且各自能够接收圆柱形的制动元件(310,320)。

制动元件(310,320)包括圆柱形磁体(350,351)，偏心轴向枢轴(360,361)穿过该圆柱形磁体，相对于第二结构(200)固定，并且在磁体(350,351)围绕偏心轴向枢轴旋转时仅允许一个自由度。在一个方向上的偏心旋转允许制动元件(310,320)与第一结构(100)接触，或者在相反方向上的偏心旋转允许制动元件(310,320)插入其壳体(220,221)内。

当制动元件(310,320)与第一结构(100)接触时，第一结构(100)在一个方向上的移动可导致其被制动元件(310,320)由于偏心旋转而产生的邻接阻挡。如果必要的话，第一结构(100)根据相反移动方向的移动允许释放通过邻接产生的阻挡，并且移动的剩余部分仅由制动元件(310,320)制动。

制动元件(310,320)在壳体(220,221)内的位置既取决于由制动元件(310,320)的磁体(350,351)生成的磁场，又取决于铁磁体(210)的磁性状态。在图12a的示例中，铁磁体(210)具有根据流过线圈(250)的电流的三个显著的磁化状态，

-线圈没有电流流过，磁化状态为零，

-或者线圈具有大于阈值电流的正电流流过，这导致称为“正磁化”的磁化状态，

-或者线圈具有相同强度但以相反方向流动的电流流过，这导致“负磁化”状态。

铁磁体(210)的壳体(220,221)由非对称磁极尖端(260,261,262,263)限定，这些非对称磁极尖端在所描述的示例中是非对称的，并且导致根据所述铁磁体(210)的磁化状态而变化的制动元件的特定位置。

当铁磁体(210)处于零磁化状态时，力被施加在制动元件(310,320)上，从而将该制动元件吸引到壳体中，并且该力通过由制动元件(310,320)的磁体(350,351)生成的磁场穿过磁极尖端(260,261,262,263)而在铁磁体(210)中形成环路来生成。当铁磁体(210)处于正磁化状态或负磁化状态时，其所生成的磁场从一个壳体(220,221)以环路方式返回到另一个壳体，然后其在制动元件(310,320)上施加力以使制动元件的磁场与铁磁体(210)的磁场对准。

沿着磁体(350,351)的磁化方向或偏心轴向枢轴(360,361)的位置，对于铁磁体(210)的正磁化状态，制动元件将与第一结构(100)接触，并且在负磁化的情况下，制动元件将被吸引到其壳体(220,221)内，或反之亦然。

因此，如果两个磁体(350和351)在铁磁体(210)的磁化状态不为零时具有相反行为，如图12a所示，则在正磁化的情况下，获得制动元件(310,320)中的一个制动元件对在第一方向上的移动的阻挡和在相反方向上的自由移动，并且在负磁化的情况下，获得第一方向之外的自由移动和第二制动元件(320,310)在相反方向上的阻挡。

图12b示出了当制动元件(310,320)各自允许在相反方向上的阻挡时，在两个制动元件(310,320)上围绕其枢转点获得的根据到线圈(250)的供电电流而变化的扭矩，如在先前段落中所描述的。可以注意到，在供电电流为零的情况下，两个摩擦件(310,320)具有相反的扭矩，这允许它们中的每一者都被插入到其壳体(220,221)中并且获得第一结构(100)相对于第二结构(200)的自由旋转。

然而，这不是对本发明的限制，并且如果两个磁体(350和351)具有根据铁磁体(210)的磁化状态而变化的相同行为，则对于给定的磁化获得在两个方向上的阻挡，并且对于相反的磁化获得自由移动。

在优选实施方式中，第一结构(100)具有由软铁磁材料制成的部分，以促进由铁磁体(210)生成的通量形成环路，因此使施加在制动元件(310,320)上的力最大化，但这并不限制本发明。

最后，该实施方式具有制动元件(310)，该制动元件集成有集成到套圈(351)中的磁体(350)；该套圈(351)是任选的，并且可具有若干功能，诸如改善摩擦系数或改善机械强度。同样地，在此处由磁体(350)直接支撑的摩擦件(310)的旋转引导可通过摩擦件(310)的具有其他机械性质的另一个整体部分来实现。

铁磁体(210)的变型

铁磁体的替代实施方式在图13a中示出。该替代实施方式与前述实施方式的不同之处在于，铁磁体(230)不是一个整体，而是若干铁磁元件的组件，以及止动设备具有稳定的止动状态，即，线圈(250)没有供电电流。在该实施方式中，铁磁体(210)具有被线圈(250)包围且嵌入在软铁磁材料的两个通量导体(211,212)之间的永磁体(215)，每个通量导体具有壳体(220,221)。

铁磁体任选地集成有直接连接两个通量导体(211,212)的磁饱和峡部(213)。

永磁体(215)具有低矫顽场，即，持久性通常为1.2特斯拉并且典型矫顽场为50kA/m并且在任何情况下都小于100kA/m的半持久类型或AlNiCo类型的磁体的材料。磁化方向沿着永磁体(215)的最大尺寸。永磁体(215)的低矫顽场是必要的，以便通过位于其周围的线圈容易地调整其磁化的振幅和方向，并且这在有限的能量下发生，这使得在不使用强大且昂贵的电子器件的情况下在集成设备中对其的使用成为可能。为了调整低矫顽场磁体的磁化的极性的方向和/或振幅，以直流电流或电流脉冲的形式将电流施加到线圈(250)上，例如通过使电容器放电来给出电流。

根据永磁体(250)的磁化的振幅和方向，可以稳定的方式，即，在线圈(250)中没有电流的情况下，获得针对前述实施方式描述的铁磁体(210)的正磁化状态和负磁化状态。

峡部(213)具有小的横截面，以便允许永磁体(215)的通量的一部分直接形成环路。直接形成环路被理解为是指在磁体的两个磁极之间在软铁磁部分内一体地形成的环路，即磁通量通道。由于该峡部(213)的横截面被有意地限制以允许永磁体(250)的磁通量仅以环路方式返回至给定的磁化水平，该水平低于永磁体(215)的饱和水平，例如低10倍。只要峡部没有磁饱和，铁磁体(210)就具有零磁化状态，这使得可扩展铁磁体(210)将处于该状态的永磁体(250)的磁化范围，以便有利地克服获得永磁体(250)的完美消磁的困难。

图13b示出了当制动元件(310,320)各自允许在一个方向上阻挡时，在两个制动元件(310,320)上获得的根据永磁体(215)的磁化水平而变化的扭矩，如在先前段落中所描述的。磁性峡部的效果通过存在高达永磁体(215)的某个磁化振幅的扭矩平稳段来示出。可以注意到，在低磁化水平下，两个摩擦件(310,320)具有相反的扭矩，这允许它们中的每一者都被插入到其壳体(220,221)中并且获得第一结构(100)相对于第二结构(200)的自由旋转。

制动元件(310,320)的替代方案

制动元件的替代实施方式在图14中示出。在该实施方式中，铁磁体(210)的壳体(220,221)具有切口形状，并且磁极尖端(260,261,262,263)是对称的。制动元件(310,320)则在其近侧部分中具有与壳体(220,221)互补的形状，以便与间隙大约深度地接合，从而一起产生滑动连接。在制动元件的近侧部分中，制动元件(310,320)具有非对称的弯曲形状，以便使得在所述制动元件(310,320)与第一结构(100)接触时制动元件(310,320)中的每一者仅在一个方向上邻接。

制动元件(310)的替代止动设备

止动件的替代实施方式在图15中示出。该实施方式与前述实施方式的不同之处在于，该实施方式在第一结构(100)与第二结构(200)之间具有线性相对位移，以及该实施方式仅包括一个制动元件(310)，该制动元件位于由使铁磁体(210)在线圈(250)的两侧上延伸的两个磁极尖端(260,261)限定的壳体(220)内。根据铁磁体(210)的磁化状态，制动元件(310)：

·在正磁化的情况下，被磁极尖端(260,261)吸引并被第二磁极尖端(261,260)推动，这引起摩擦件(310)在第一结构(100)与邻接的第二结构(200)之间的相对移动方向上的止动并且引起在相反方向上具有摩擦的旋转，

·或者在负磁化的情况下，被第一磁极尖端(260,261)吸引并被第二磁极尖端推回，这引起在所述第一结构和第二结构的相反相对移动方向上的止动，

·或者在零磁化的情况下，被两个磁极尖端(260,261)吸引，这引起所述第一结构和第二结构之间在两个方向上的相对位移。

当然，该止动件变型不限于线性移动，并且可由本领域技术人员修改以用于旋转设备中。

分度止动件的替代实施方式

止动件的替代实施方式在图16a、图16b和图17中示出。该实施方式与图13a所示的实施方式的不同之处在于，第一结构(100)位于第二结构内部并且具有周期性间隔开的切口(110)，这些切口能够容纳制动元件(310)。

这些实施方式具有中心贯穿凹陷部(305)的特性，使得可制成包围圆柱形外壳的按钮或具有圆柱形主体的装备(其具有旋转环)，例如钟表。

它们还使得可在中心凹陷部(305)中或在中心凹陷部(305)后面布置用于显示表示按钮的状态或由按钮控制的功能的指示的显示屏幕。

止动不再通过邻接来产生，而是通过将制动元件(310)装配到切口(110)中的一个切口中来产生。该实施方式与前述实施方式的不同之处还在于，该实施方式不能在第一结构(100)相对于第二结构(200)的任何相对位置中获得止动，而是在与切口(110)的周期性对应的分度位置中获得止动。该实施方式的不同之处还在于，制动元件(310)在所述第一结构和第二结构的两个相对移动方向上系统地执行止动。最后，该实施方式与前述实施方式的不同之处在于，通过两个磁体(215,216)与至少部分地包围磁体(215)的线圈(250)的配合来获得铁磁体(210)的不同磁性状态。磁体(215)具有小于100kA/m的低矫顽场，以便能够通过向线圈(250)供电来容易地调整其振幅和其磁化方向。第二磁体(216)具有大于100kA/m的强矫顽场，因此当线圈(250)被供电时其磁化不被修改。

图16a示出了在铁磁体(201)的磁性状态下允许两个结构(100,200)的自由相对旋转的该止动设备，并且图16b具有在铁磁体(201)的磁性状态下使得可将制动元件(310)接合在第一结构的切口(110)中的所述止动设备。

最后，即使该设备具有止动位置的分度，铁磁体(210)的磁性状态也可在第一结构和第二结构(100,200)的任何相对位置中被修改，从而导致制动元件(310)在第一结构(100)的外周上的摩擦，直到其接合在切口(110)中。

图17示出了该止动件替代方案到根据本发明的分度设备中的集成。第一结构(100)则具有与限定第二结构(200)的周期性切口(110)的齿(11)配合的齿(2)。该第二结构则具有低矫顽场的第三磁体(7)，该第三磁体由第二线圈(8)部分地包围，该第二结构的磁化状态能够通过线圈(8,250)中的一个或另一个线圈的供电来修改，以便生成：

-在两个结构(100,200)的相对移动期间周期性可变的力模式，

-在两个结构的相对移动期间的自由旋转模式，

-其中两个结构不再能够相对于彼此移动的止动模式。

示例性应用

根据本发明的触觉控制设备具体地旨在补充显示屏幕(304)，其示例在图18中示出。带齿结构(11)与屏幕(304)相关联，并且结构(100)由外周环(308)驱动。控制设备(307)的中心凹陷部(305)允许屏幕(306)容纳在其中，以便在设备的中心显示信息，例如声音的音量水平。在替代变型中，带齿结构直接结合到屏幕(304)的表面，并且屏幕(306)是屏幕(304)的通过控制设备的中心凹陷部(305)可见的一部分。

该应用使得可产生动态人机接口(MMI)，该MMI将显示屏幕(特别是触摸屏)的灵活性与机械按钮的精度、显示器与各种控制模式之间的永久功能交互、经由屏幕获得的触知或经由控制设备获得的触觉相关联。

该解决方案特别适用于机动车辆(例如电动车辆)的中心MMI，该中央MMI控制涉及车辆操作、舒适度和信息娱乐功能的大量功能。某些功能(特别是技术)是极其重要的，例如驾驶模式(运动、经济等)，并且在触摸屏上简单地滑动手指并不能给出令人满意的感觉。根据本发明的设备的触觉反馈则更适当。

对于其他功能，诸如温度调节，希望能够快速地到达精细调节区域，并且在这种情况下，本发明所允许的分度的灵活性动态地使得可调节旋转节距。

类似的应用涉及家用电器，例如玻璃陶瓷或感应烹饪板，其中控制布置在该板上的控制按钮的分度，有利地通过中心凹陷部可见文本或图形信息，使得可扩展对板的控制。

另一个应用涉及对视听装备的控制，使得可使用具有受控分度的相同按钮来控制声音水平、对频道或电台的选择。

另一特征涉及针对使用模式中的每个使用模式记录最频繁的位置，以便控制与用户的个性化习惯对应的操作模式。为此，计算机周期性地记录控制设备的状态，特别是线圈(250)的供电状态和控制按钮的位置，以确定频繁的组合。

替代实施方式

根据一个替代实施方式，由位置传感器(10)传送的电信号被导出以提供表示控制构件的移动速度的信号。这样处理的信号使得可根据构件的操作动力学来动态地调整力，例如在低速移动期间减小切口的节距并且增加它们的效果，以便改善移动的准确性，并且相反地，在更高速移动期间增加切口的节距并且减小它们的振幅。

Claims (25)

1.一种控制设备，所述控制设备包括至少一个永磁体(5,7；7a,7b；350,351)和机械引导构件，所述机械引导构件用于允许在以下部件之间进行相对移动：

a.第一铁磁结构(1,100)，

b.第二铁磁结构(3；200)，所述第二铁磁结构包括至少一个电线圈(8,9；250)，所述电线圈(8,9；250)根据在所述线圈(8,9；250)中流动的电流的方向和振幅修改所述第二铁磁结构(3,200)的磁化状态，

其特征在于，所述设备还包括：装置(10)，所述装置用于检测所述第一铁磁结构和第二铁磁结构的相对位置；以及电路，所述电路用于控制到所述线圈(8,9；250)的供电电流，所述供电电流根据由所述位置检测装置(10)传送的信号而变化。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制电路根据表示所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(1,3；100,200)的所述相对位置的信号来控制所述线圈(8,9；250)的所述供电电流。

3.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制电路根据表示所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(1,3；100,200)的相对移动速度的信号来控制所述线圈(8,9；250)的所述供电电流。

4.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括用于通过所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(1,3)之间的磁相互作用对所述移动进行磁分度的装置，所述至少一个永磁体(5)与所述第二铁磁结构(3)成一体，并且所述永磁体(5)至少部分地被至少一个线圈(8,9)包围，所述至少一个线圈通过按照在所述线圈(8,9)中流动的所述电流的所述方向和振幅修改所述永磁体(5)的磁化来控制所述第二铁磁结构(3)的所述磁化状态，所述磁分度装置是通过所述第二铁磁结构(3)的所述磁化状态来调整的。

5.根据权利要求2所述的控制设备，其特征在于，所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(1,3)分别具有多个径向齿(2,11)，所述多个径向齿配合而制成所述磁分度装置。

6.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括用于从多个预定可变力模式中选择可变力模式并传送信号的装置，所述信号被所述控制电路使用以修改所述线圈(250)的供电模式。

7.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括与受控装备的接口，所述接口传送由所述控制电路使用以修改所述线圈(250)的所述供电模式的信号。

8.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括位置传感器(12)，所述位置传感器能够测量所述第一铁磁结构(1)的位置，以便向针对所述线圈(250)的所述供电电流的所述控制电路提供所述输入信号，所述输入信号表示所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(1,3)的所述相对位置。

9.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述第一结构(1)和所述第二结构(3)具有齿(2)，并且所述第二铁磁结构(3)由两个带齿的半管状部件(4a,4b)组成，所述两个带齿的半管状部件一方面通过所述第二磁体(5)连接，并且另一方面通过所述第一磁体(7)连接。

10.根据权利要求9所述的控制设备，其特征在于，所述两个磁体(5,7)的所述磁化的方向是相同的。

11.根据权利要求4所述的控制设备，其特征在于，所述第二铁磁结构(3,200)的所述磁化状态是按照所述第一结构和所述第二结构的相对位置来修改的，所述第一结构和所述第二结构位于所述分度装置的分度的周期的大约25％的间隔中，所述间隔以所述分度装置的稳定平衡位置为中心。

12.根据权利要求4所述的控制设备，其特征在于，所述第二铁磁结构(3,200)的所述磁化状态是按照所述第一结构和所述第二结构的相对位置来修改的，所述第一结构和所述第二结构位于所述分度装置的所述分度的周期的正负10％的间隔中，所述间隔以所述分度装置的稳定平衡位置为中心。

13.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括有源止动件，所述有源止动件由相对于所述第二结构(200)进行相对移动的所述第一结构(100)和至少一个制动元件(310)组成，所述制动元件通过以下部件之间的磁相互作用来阻止所述第一结构和第二结构(100,200)之间的所述相对移动：

a.所述制动元件(310)，

b.所述第二结构(200)，所述第二结构包括至少部分地被电线圈(250)包围的铁磁体(210)，所述线圈(250)的电供应修改所述铁磁体(210)的磁化，

并且其中，所述铁磁体(210)的磁化状态调整所述第一结构和第二结构(100,200)之间的制动力。

14.根据权利要求13所述的控制设备，其特征在于，所述制动元件(310)能够在所述相对移动的单个方向上调整所述第一结构和第二结构(100,200)之间的所述制动力。

15.根据权利要求13所述的控制设备，其特征在于，所述制动元件(310)能够在所述移动的两个方向上调整所述第一结构和第二结构(100,200)之间的所述制动力。

16.根据权利要求13至15中一项所述的控制设备，其特征在于，所述铁磁体(210)由软铁磁材料制成，在所述线圈(250)没有供电电流的情况下所述软铁磁材料的磁化为零，并且所述铁磁体(210)具有部分圆柱形形状的壳体(220,221)，并且每个壳体能够接收圆柱形制动元件(310,320)。

17.根据权利要求16所述的控制设备，其特征在于，所述制动元件(310,320)相对于偏心轴进行关节运动，并且通过在一个方向上移动所述制动元件(310,320)中的一个制动元件，所述制动元件(310,320)与所述第一结构(100)接触，或者通过在相反方向上移动所述制动元件中的一个制动元件，所述制动元件(310,320)缩回到所述制动元件(310,320)的壳体(220,221)内。

18.根据权利要求17所述的控制设备，其特征在于，当所述制动元件(310,320)与所述第一结构(100)接触时，所述第一结构(100)在一个方向上的所述移动导致所述第一结构(100)被所述制动元件(310,320)借助于所述制动元件的偏心旋转产生的邻接而阻挡。

19.根据权利要求13所述的控制设备，其特征在于，所述制动元件(310)被构造成通过以下部件之间的磁相互作用来阻止所述第一结构和第二结构(100,200)之间的所述相对移动：

a.所述制动元件(310)，

b.所述第一结构(100)，以及

c.所述第二结构(200)。

20.根据权利要求13所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括用于对所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(100,200)之间的所述移动进行磁分度的装置，所述分度装置被直接集成到所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(100,200)中，或者根据权利要求2所述的教导使用两个附加铁磁结构(1,3)而制成，所述附加铁磁结构(1,3)中的一个附加铁磁结构与所述第一铁磁结构或所述第二铁磁结构(100,200)成一体，另一个附加铁磁结构(1,3)与所述第一铁磁结构和第二铁磁结构(100,200)中的另一个铁磁结构成一体。

21.根据权利要求13至21中一项所述的控制设备，其特征在于，所述铁磁体(210)具有至少部分地被所述线圈(250)包围的永磁体(215)，所述永磁体(215)的磁化的振幅是通过所述线圈(250)来调整的。

22.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其特征在于，对所述线圈(250)的控制是由与周期性地记录所述控制设备的状态以便确定最频繁状态的存储器相关联的计算机来控制的。

23.一种人机接口，所述人机接口包括显示屏，其特征在于，所述人机接口还包括至少一个控制设备，所述至少一个控制设备具有根据前述权利要求中的至少一项所述的特征，并且布置在所述显示屏的观看表面上。

24.根据权利要求23所述的人机接口，其特征在于，所述控制设备具有中心凹陷部(305)，用于在布置在所述中心凹陷部(305)后面的屏幕区域中显示根据所述控制设备的状态所确定的信息。

25.一种致动器，所述致动器包括用于驱动输出构件的模块，其特征在于，所述致动器还包括控制设备，所述控制设备具有根据前述权利要求中的至少一项所述的特征，并且联接到所述输出构件。