CN208092660U - 一种触觉反馈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及触觉反馈技术领域，公开了一种触觉反馈装置，包括基座、固定件、支撑件和振动组件；振动组件包括导杆、振子、第一弹性件、第二弹性件和第一记忆合金线，通过将导杆连接在基座上，振子可滑动地连接在所述导杆上，固定件和支撑件连接在基座上，并且在振子和固定件之间设置第一弹性件，在振子和支撑件之间设置第二弹性件，在第一记忆合金线收缩时，第一记忆合金线能够带动振子沿支撑件方向移动至预设位置，同时压缩第二弹性件，从而实现蓄能，进而实现振子的快速起振，通过第一弹性件和第二弹性件使振子能够在导杆上往复运动，以提高所述触觉反馈装置的振动响应速率，实现同步产生振动反馈。

Description

一种触觉反馈装置

技术领域

本实用新型涉及触觉反馈技术领域，特别是涉及一种触觉反馈装置。

背景技术

触觉反馈是通过作用力或振动等一系列动作为用户再现触感的技术，即对电子设备上相应的手势或触觉予以反馈。借助触觉反馈技术，电子设备制造商能够在其设备上为特定的互动体验创造与众不同的个性化触觉反馈，从而为用户提供更具价值且更为逼真的独特体验。

现阶段的触觉反馈装置中实现执行器振动的成熟技术主要是偏心转子马达(ERM)，偏心转子马达以偏心锤转动的离心力来实现执行器的振动，然而，其利用电磁感应原理，通过线圈通电产生电磁力作为主要驱动力，由于基于电磁感应原理制成的触觉反馈装置中存在磁滞现象，使得触觉反馈装置在触觉反馈振动产生过程中有明显的延迟感，并且由于此类触觉反馈装置中的线圈与被驱动元件之间的气隙大，造成能量转化效率低，从而导致触觉反馈装置的振动反馈性能不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种触觉反馈装置，以实现同步产生振动反馈，从而提高振动响应速率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种触觉反馈装置，包括基座、固定件、支撑件和振动组件；所述振动组件包括导杆、振子、第一弹性件、第二弹性件和第一记忆合金线；

所述导杆连接在所述基座上，所述振子可滑动地连接在所述导杆上，所述固定件和所述支撑件连接在所述基座上；所述振子的一端上设有第一凸起部，所述振子的另一端上设有第二凸起部，所述第一弹性件套设在所述第一凸起部上，且所述第一弹性件的一端抵靠在所述振子的一端上，所述第一弹性件的另一端抵靠在所述固定件上；所述第二弹性件套设在所述第二凸起部上，且所述第二弹性件的一端抵靠在所述振子的另一端上，所述第二弹性件的另一端抵靠在所述支撑件上；所述第一记忆合金线绕设在所述支撑件上，且所述第一记忆合金线的第一端连接在所述固定件上，所述第一记忆合金线的第二端连接在所述振子上。

作为优选方案，所述第一记忆合金线为2条，且一条所述第一记忆合金线平行设置于另一条所述第一记忆合金线的正上方；一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的一侧上，一条所述第一记忆合金线的第二端连接在所述固定件的一侧上；另一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的另一侧上，另一条所述第一记忆合金线的第二端连接在所述固定件的另一侧上。

作为优选方案，一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的一侧靠近所述固定件的一端上，另一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的另一侧靠近所述固定件的一端上。

作为优选方案，所述第一记忆合金线为U型结构。

作为优选方案，述触觉反馈装置还包括卡扣组件，所述卡扣组件包括弹性卡扣和第二记忆合金线；所述弹性卡扣连接在所述支撑件上，所述第二记忆合金线绕过所述弹性卡扣，且所述第二记忆合金线的第一端与所述弹性卡扣的一侧连接，所述第二记忆合金线的第二端与所述弹性卡扣的另一侧连接；

在所述振子沿靠近所述支撑件的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线舒张，以使所述弹性卡扣锁紧所述振子。

作为优选方案，所述弹性卡扣包括本体、第一弹性臂和第二弹性臂，所述第一弹性臂的一端连接在所述本体的一端上，所述第二弹性臂的另一端连接在所述本体的另一端上，所述振子上设有第三凸起部；

在所述振子沿靠近所述支撑件的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线舒张，以使所述第一弹性臂和所述第二弹性臂夹紧所述第三凸起部。

作为优选方案，所述支撑件上设有第四凸起部，所述第一弹性臂和所述第二弹性臂夹紧在所述第四凸起部上。

作为优选方案，所述第二记忆合金线为U型结构，所述弹性卡扣为U型结构。

作为优选方案，所述导杆的一端上设有第一阻挡部，当所述振子移动至右极限位置时，所述振子的一端抵靠在第一阻挡部上；所述导杆的另一端上设有第二阻挡部，当所述振子移动至左极限位置时，所述振子的另一端抵靠在第二阻挡部上。

作为优选方案，所述振子上设有限位结构，所述限位结构包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块和第二限位块之间形成限位空间，所述第一记忆合金线穿过所述限位空间。

本实用新型提供一种触觉反馈装置，通过将导杆连接在基座上，振子可滑动地连接在所述导杆上，固定件和支撑件连接在基座上，并且在振子和固定件之间设置第一弹性件，在振子和支撑件之间设置第二弹性件，以使得振子能够在导杆上往复运动，从而实现振动；此外，通过将第一记忆合金线绕设在支撑件上，且第一记忆合金线的第一端连接在固定件上，第一记忆合金线的第二端连接在振子上，以使得在第一记忆合金线收缩时，第一记忆合金线能够带动振子沿支撑件方向移动至预设位置，同时压缩第二弹性件，从而实现蓄能，进而实现振子的快速起振；在振子到达预设位置时，并且在使第一记忆合金线舒张时，第二弹性件立刻恢复原有状态，以使振子沿固定件方向移动并压缩第一弹性件，从而使得第一弹性件在恢复原有状态时，振子沿支撑件方向运动并压缩第二弹性件，最终使得振子在第一弹性件和第二弹性件的作用下往复运动，以提高所述触觉反馈装置的振动响应速率，从而实现同步产生振动反馈。

此外，现有的触觉反馈装置采用磁铁或电磁线圈造成起振慢、电磁波信号干扰以及不便于元器件校准的问题，而本实用新型的触觉反馈装置通过反馈迅速的第一记忆合金线进行驱动，无需起振即可直接达到响应的最大振幅，因此大大缩短了触觉反馈装置的反馈时间；由于本实用新型无需磁铁或电磁线圈，因此消除了电磁干扰，从而确保了信号传输的稳定性以及便于元器件校准；此外，由于第一记忆合金线的体积较小，因此有利于减小所述触觉反馈装置的体积。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的触觉反馈装置的结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图1的爆炸图；

图5是本实用新型实施例中的卡扣组件的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中的振动组件和第一阻挡部的装配示意图；

图7是本实用新型实施例中的振动组件和第二阻挡部的装配示意图；

其中，1、基座；2、固定件；3、支撑件；31、第四凸起部；4、振动组件；41、导杆；411、第一阻挡部；412、第二阻挡部；42、振子；421、第一凸起部；422、第二凸起部；423、限位结构；4231、第一限位块；4232、第二限位块；424、第三凸起部；43、第一弹性件；44、第二弹性件；45、第一记忆合金线；5、卡扣组件；51、弹性卡扣；511、本体；512、第一弹性臂；513、第二弹性臂；52、第二记忆合金线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的说明中，上、下、左、右、前和后等方位以及顶部和底部的描述都是针对图2进行限定的，当触觉反馈装置的放置方式发生改变时，其相应的方位以及顶部和底部的描述也将根据放置方式的改变而改变，本实用新型在此不做赘述。

结合图1至图4所示，本实用新型优选实施例的一种触觉反馈装置，包括基座1、固定件2、支撑件3和振动组件4；所述振动组件4包括导杆41、振子42、第一弹性件43、第二弹性件44和第一记忆合金线45；

所述导杆41连接在所述基座1上，所述振子42可滑动地连接在所述导杆41上，所述固定件2和所述支撑件3连接在所述基座1上；所述振子42的一端上设有第一凸起部421，所述振子42的另一端上设有第二凸起部422，所述第一弹性件43套设在所述第一凸起部421上，且所述第一弹性件43的一端抵靠在所述振子42的一端上，所述第一弹性件43的另一端抵靠在所述固定件2上；所述第二弹性件44套设在所述第二凸起部422上，且所述第二弹性件44的一端抵靠在所述振子42的另一端上，所述第二弹性件44的另一端抵靠在所述支撑件3上；所述第一记忆合金线45绕设在所述支撑件3上，且所述第一记忆合金线45的第一端连接在所述固定件2上，所述第一记忆合金线45的第二端连接在所述振子42上。

本实用新型提供一种触觉反馈装置，通过将导杆41连接在基座1上，振子42可滑动地连接在所述导杆41上，固定件2和支撑件3连接在基座1上，并且在振子42和固定件2之间设置第一弹性件43，在振子42和支撑件3之间设置第二弹性件44，以使得振子42能够在导杆41上往复运动，从而实现振动；此外，通过将第一记忆合金线45绕设在支撑件3上，且第一记忆合金线45的第一端连接在固定件2上，第一记忆合金线45的第二端连接在振子42上，以使得在第一记忆合金线45收缩时，第一记忆合金线45能够带动振子42沿支撑件3方向移动至预设位置，同时压缩第二弹性件44，从而实现蓄能，进而实现振子42的快速起振；在振子42到达预设位置时，并且在使第一记忆合金线45舒张时，第二弹性件44立刻恢复原有状态，以使振子42沿固定件2方向移动并压缩第一弹性件43，从而使得第一弹性件43在恢复原有状态时，振子42沿支撑件3方向运动并压缩第二弹性件44，最终使得振子42在第一弹性件43和第二弹性件44的作用下往复运动，以提高所述触觉反馈装置的振动响应速率，从而实现同步产生振动反馈。

结合图1至图4以及图6和图7所示，为了所述振子42能够快速平稳地在所述导杆41上滑动，本实施例中的所述第一记忆合金线45为2条，且一条所述第一记忆合金线45平行设置于另一条所述第一记忆合金线45的正上方；一条所述第一记忆合金线45的第一端连接在所述振子42的一侧上，一条所述第一记忆合金线45的第二端连接在所述固定件2的一侧上；另一条所述第一记忆合金线45的第一端连接在所述振子42的另一侧上，另一条所述第一记忆合金线45的第二端连接在所述固定件2的另一侧上。通过设置2条所述第一记忆合金线45，以使得2条所述第一记忆合金线45能够同时牵引所述振子42，从而使得所述振子42能够快速平稳地在所述导杆41上滑动。

结合图1至图4以及图6和图7所示，为了确保2条所述第一记忆合金的变形长度足够长，本实施例中的一条所述第一记忆合金线45的第一端连接在所述振子42的一侧靠近所述固定件2的一端上，另一条所述第一记忆合金线45的第一端连接在所述振子42的另一侧靠近所述固定件2的一端上。通过将2条所述第一记忆合金线45的第一端设置在所述振子42靠近所述固定件2的一端上，以使得2条所述第一记忆合金线45达到最长线长，从而确保了2条所述第一记忆合金的变形长度足够长，同时最大限度地利用了空间。

结合图1至图4所示，为了简化结构，以降低成本，本实施例中的所述第一记忆合金线45优选为U型结构。

结合图1至图5所示，所述触觉反馈装置还包括卡扣组件5，所述卡扣组件5包括弹性卡扣51和第二记忆合金线52；所述弹性卡扣51连接在所述支撑件3上，所述第二记忆合金线52绕过所述弹性卡扣51，且所述第二记忆合金线52的第一端与所述弹性卡扣51的一侧连接，所述第二记忆合金线52的第二端与所述弹性卡扣51的另一侧连接；

在所述振子42沿靠近所述支撑件3的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线52舒张，以使所述弹性卡扣51锁紧所述振子42。

在本实用新型实施例中，通过在所述振子42沿靠近所述支撑件3的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线52舒张，以使所述弹性卡扣51锁紧所述振子42，从而实现为所述振子42下一次起振提前蓄能的过程，极大缩短了所述触觉反馈装置的能量消耗，同时提高所述触觉反馈装置的振动响应速率，同步产生振动反馈。

结合图3和图5所示，为了实现在所述振子42沿靠近所述支撑件3的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线52舒张，以使所述弹性卡扣51锁紧所述振子42，本实施例中的所述弹性卡扣51包括本体511、第一弹性臂512和第二弹性臂513，所述第一弹性臂512的一端连接在所述本体511的一端上，所述第二弹性臂513的另一端连接在所述本体511的另一端上，所述振子42上设有第三凸起部424；

在所述振子42沿靠近所述支撑件3的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线52舒张，以使所述第一弹性臂512和所述第二弹性臂513夹紧所述第三凸起部424。

在本实用新型实施例中，通过在所述振子42沿靠近所述支撑件3的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线52舒张，以使所述第一弹性臂512和所述第二弹性臂513夹紧所述第三凸起部424，从而实现为所述振子42下一次起振提前蓄能的过程，极大缩短了所述触觉反馈装置的能量消耗，同时提高所述触觉反馈装置的振动响应速率，同步产生振动反馈。

结合图3和图5所示，为了所述弹性卡扣51能够牢靠地安装在所述支撑件3上，本实施例中的所述支撑件3上设有第四凸起部31，所述第一弹性臂512和所述第二弹性臂513夹紧在所述第四凸起部31上。通过将所述第一弹性臂512和所述第二弹性臂513夹紧在所述支撑件3上的第四凸起部31上，以固定所述弹性卡扣51，从而使得所述弹性卡扣51能够牢靠地安装在所述支撑件3上，进而确保了所述触觉反馈装置正常工作。

结合图3至图5所示，为了简化结构，以降低成本，本实施例中的所述第二记忆合金线52优选为U型结构，所述弹性卡扣51优选为U型结构。

结合图1至图3以及图6和图7所示，为了便于设置所述触觉反馈装置的振动幅度和振动频率等参数，本实施例中的所述导杆41的一端上设有第一阻挡部411，当所述振子42移动至右极限位置时，所述振子42的一端抵靠在第一阻挡部411上；所述导杆41的另一端上设有第二阻挡部412，当所述振子42移动至左极限位置时，所述振子42的另一端抵靠在第二阻挡部412上。通过设置所述第一阻挡部411和所述第二阻挡部412，以限制所述振子42的振动范围，从而便于设置所述触觉反馈装置的振动幅度和振动频率等；此外，同设置所述第一阻挡部411，以避免当所述振子42移动至右极限位置时所述第二弹性件44脱出，同时避免当所述振子42移动至左极限位置时所述第一弹性件43脱出，从而确保了所述触觉反馈装置能够正常工作。

结合图1至图4以及图6和图7所示，为了确保所述第一记忆合金线45能够顺利收缩和舒张，本实施例中的所述振子42上设有限位结构423，所述限位结构423包括第一限位块4231和第二限位块4232，所述第一限位块4231和第二限位块4232之间形成限位空间，所述第一记忆合金线45穿过所述限位空间。通过在所述第一限位块4231和第二限位块4232之间形成限位空间，并且使所述第一记忆合金线45穿过所述限位空间，以便于设置所述第一记忆合金线45的收缩和舒张的范围，从而确保了所述第一记忆合金线45能够顺利收缩和舒张，进而确保了所述触觉反馈装置能够正常工作。

在本实用新型实施例中，所述基座1的材料优选为不锈钢(304)，所述第一弹性件43和第二弹性件44的材料优选为弹簧钢；所述振子42的材料优选为由钨铜合金(WCu)；所述第一记忆合金线45和所述第二记忆合金线52的材料优选为记忆合金，比如镍-钛合金、钛镍铜、钛镍铬、铜系合金、铜铝系合金、铜锌系合金或铁系合金等；所述导杆41的材料优选为不锈钢(304)；所述固定件2的材料优选为不锈钢(304)；所述支撑件3的材料优选为特氟龙(C₂F₄)。

下面结合图1至图5对本实用新型提供的触觉反馈装置的工作过程进行详细描述：

本实用新型实施例中的所述触觉反馈装置可以应用到手机、智能手表和平板等电子设备中，当该电子设备接收到呼叫或闹钟等需要振动提醒的指令时，所述触觉反馈装置进行振动提醒，当需要停止振动时，所述触觉反馈装置处于待机状态；

在所述触觉反馈装置处于待机状态时，此时，由于所述弹性卡扣51锁紧所述振子42，所述第二弹性件44被压缩，因此所述触觉反馈装置已经提前完成储能工作；当接收到需要振动提醒的指令时，通过对所述第二记忆合金线52供电以使其收缩，从而拉开所述弹性卡扣51的开口，以释放在待机状态下被锁紧的所述振子42；在所述振子42被释放后，通过控制所述第一记忆合金线45通断电，为所述振子42进行往复振动提供能量，以使得所述振子42能够在第一弹性件43和第二弹性件44的作用下持续往复运动，以实现所述触觉反馈装置的振动反馈；

当所述触觉反馈装置完成振动反馈时，停止对所述第二记忆合金线52的供电以使其舒张，从而使得所述弹性卡扣51的开口恢复原来的状态，当所述振子42再次移动至所述预设位置时，所述弹性卡扣51再次锁紧所述振子42，同时压缩所述第二弹性件44，从而为所述振子42下一次起振提前蓄能。

本实用新型提供一种触觉反馈装置，通过将导杆41连接在基座1上，振子42可滑动地连接在所述导杆41上，固定件2和支撑件3连接在基座1上，并且在振子42和固定件2之间设置第一弹性件43，在振子42和支撑件3之间设置第二弹性件44，以使得振子42能够在导杆41上往复运动，从而实现振动；此外，通过将第一记忆合金线45绕设在支撑件3上，且第一记忆合金线45的第一端连接在固定件2上，第一记忆合金线45的第二端连接在振子42上，以使得在第一记忆合金线45收缩时，第一记忆合金线45能够带动振子42沿支撑件3方向移动至预设位置，同时压缩第二弹性件44，从而实现蓄能，进而实现振子42的快速起振；在振子42到达预设位置时，并且在使第一记忆合金线45舒张时，第二弹性件44立刻恢复原有状态，以使振子42沿固定件2方向移动并压缩第一弹性件43，从而使得第一弹性件43在恢复原有状态时，振子42沿支撑件3方向运动并压缩第二弹性件44，最终使得振子42在第一弹性件43和第二弹性件44的作用下往复运动，以提高所述触觉反馈装置的振动响应速率，从而实现同步产生振动反馈。

此外，现有的触觉反馈装置采用磁铁或电磁线圈造成起振慢、电磁波信号干扰以及不便于元器件校准的问题，而本实用新型的触觉反馈装置通过反馈迅速的第一记忆合金线45进行驱动，无需起振即可直接达到响应的最大振幅，因此大大缩短了触觉反馈装置的反馈时间；由于本实用新型无需磁铁或电磁线圈，因此消除了电磁干扰，从而确保了信号传输的稳定性以及便于元器件校准；此外，由于第一记忆合金线45的体积较小，因此有利于减小所述触觉反馈装置的体积。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种触觉反馈装置，其特征在于，包括基座、固定件、支撑件和振动组件；所述振动组件包括导杆、振子、第一弹性件、第二弹性件和第一记忆合金线；

所述导杆连接在所述基座上，所述振子可滑动地连接在所述导杆上，所述固定件和所述支撑件连接在所述基座上；所述振子的一端上设有第一凸起部，所述振子的另一端上设有第二凸起部，所述第一弹性件套设在所述第一凸起部上，且所述第一弹性件的一端抵靠在所述振子的一端上，所述第一弹性件的另一端抵靠在所述固定件上；所述第二弹性件套设在所述第二凸起部上，且所述第二弹性件的一端抵靠在所述振子的另一端上，所述第二弹性件的另一端抵靠在所述支撑件上；所述第一记忆合金线绕设在所述支撑件上，且所述第一记忆合金线的第一端连接在所述固定件上，所述第一记忆合金线的第二端连接在所述振子上。

2.如权利要求1所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述第一记忆合金线为2条，且一条所述第一记忆合金线平行设置于另一条所述第一记忆合金线的正上方；一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的一侧上，一条所述第一记忆合金线的第二端连接在所述固定件的一侧上；另一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的另一侧上，另一条所述第一记忆合金线的第二端连接在所述固定件的另一侧上。

3.如权利要求2所述的触觉反馈装置，其特征在于，一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的一侧靠近所述固定件的一端上，另一条所述第一记忆合金线的第一端连接在所述振子的另一侧靠近所述固定件的一端上。

4.如权利要求1所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述第一记忆合金线为U型结构。

5.如权利要求1-4任一项所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述触觉反馈装置还包括卡扣组件，所述卡扣组件包括弹性卡扣和第二记忆合金线；所述弹性卡扣连接在所述支撑件上，所述第二记忆合金线绕过所述弹性卡扣，且所述第二记忆合金线的第一端与所述弹性卡扣的一侧连接，所述第二记忆合金线的第二端与所述弹性卡扣的另一侧连接；

在所述振子沿靠近所述支撑件的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线舒张，以使所述弹性卡扣锁紧所述振子。

6.如权利要求5所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述弹性卡扣包括本体、第一弹性臂和第二弹性臂，所述第一弹性臂的一端连接在所述本体的一端上，所述第二弹性臂的另一端连接在所述本体的另一端上，所述振子上设有第三凸起部；

在所述振子沿靠近所述支撑件的方向移动至预设位置时，所述第二记忆合金线舒张，以使所述第一弹性臂和所述第二弹性臂夹紧所述第三凸起部。

7.如权利要求6所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述支撑件上设有第四凸起部，所述第一弹性臂和所述第二弹性臂夹紧在所述第四凸起部上。

8.如权利要求5所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述第二记忆合金线为U型结构，所述弹性卡扣为U型结构。

9.如权利要求1-4任一项所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述导杆的一端上设有第一阻挡部，当所述振子移动至右极限位置时，所述振子的一端抵靠在第一阻挡部上；所述导杆的另一端上设有第二阻挡部，当所述振子移动至左极限位置时，所述振子的另一端抵靠在第二阻挡部上。

10.如权利要求1-4任一项所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述振子上设有限位结构，所述限位结构包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块和第二限位块之间形成限位空间，所述第一记忆合金线穿过所述限位空间。