CN216429851U

CN216429851U - 形状记忆合金致动器、触觉组件和闩锁

Info

Publication number: CN216429851U
Application number: CN202090000334.8U
Authority: CN
Inventors: 安德鲁·本杰明·辛普森·布朗; 约书亚·卡尔; 马克-赛巴斯蒂安·肖尔茨
Original assignee: Cambridge Mechatronics Ltd
Current assignee: Cambridge Mechatronics Ltd
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2030-01-23
Also published as: WO2020152473A1; GB201900950D0; GB2594663A; GB202110817D0; GB2594663B

Abstract

本申请涉及形状记忆合金致动器、触觉组件和闩锁。我们描述了一种形状记忆合金(SMA)致动器，其包括：静态元件(104a、104b)；可相对于静态元件移动的可移动元件(106)；和多个SMA线部分(108a、108b)。多个SMA线部分(108a、108b)中的每一个都联接到静态元件(104a、104b)和可移动元件(106)，并且在收缩时导致可移动元件在移动方向上移动。多个SMA线部分中的每一个的轴线与可移动元件的移动方向大致成锐角，该多个SMA线部分中的每一个连接到静态元件和可移动元件两者，并且在收缩时引起可移动元件的移动。

Description

形状记忆合金致动器、触觉组件和闩锁

本技术通常涉及形状记忆合金致动器。

消费电子设备，如笔记本电脑和智能手机，可能会使用不同类型的控件向设备用户提供一些反馈，表明他们已成功按压设备上的按钮。这通常被称为触觉反馈，并且设备上的触觉按钮或控件可以向用户提供触感，以确认他们已经成功地按压按钮/控件/开关。为了产生良好的触觉，期望致动器以足够高的力移动以提供足够的位移。应当理解，还有其他应用，例如闩锁或医疗设备，其中也期望高的力来实现相对大的位移。

本申请人已经确定了对改进的形状记忆合金致动器的需求。

根据本技术的第一种方案，提供了一种形状记忆合金(SMA)致动器，其包括：静态元件；可相对于静态元件移动的可移动元件；多个SMA线部分(wire section)，每个SMA线部分联接到静态元件和可移动元件，并且在收缩时导致可移动元件在移动方向上移动；并且其中，多个SMA线部分中的每一个的轴线与可移动元件的移动方向大致成锐角。

在一些实施例中，所述多个SMA线部分被电连接以形成至少一个电路径，其中每个电路径包括串联电连接的至少两个SMA线部分。

在一些实施例中，所述多个SMA线部分被连接以形成至少两个单独的电路径，所述至少两个单独的电路径并联地电连接。

在一些实施例中，每个电路径包括形成连续SMA线的SMA线部分。

在一些实施例中，选择串联电连接的SMA线部分的数量和并联电连接的SMA线部分的数量以产生预定电阻。

在一些实施例中，选择所述多个SMA线部分的至少一个参数，使得当所述多个SMA线部分收缩时，在所述可移动元件的所述移动方向上产生最小力，并且所述可移动元件移动最小距离。

在一些实施例中，所述至少一个参数选自包括所述多个SMA线部分中的每一个的所述轴线与所述可移动元件的所述移动方向之间的锐角、所述多个SMA线部分中的每一个的直径、所述多个SMA线部分中的每一个的长度和SMA线部分的数量的组。

在一些实施例中，所述多个SMA线部分中的每一个的长度小于3mm，优选长度在1mm和2.5mm之间。

在一些实施例中，所述锐角小于70度。

在一些实施例中，所述多个SMA线部分中的每一个都处于相同的锐角。

在一些实施例中，有12个和30个之间的SMA线部分。

在一些实施例中，所述多个SMA线部分中的每一个的一端联接到所述可移动元件的一个边缘，并且所述多个SMA线部分中的每一个的相对端联接到所述静态元件的相邻边缘。

在一些实施例中，所述静态元件的所述相邻边缘包括具有成角度的斜面的凹部，并且所述多个SMA线部分中的每一个沿着所述成角度的斜面延伸。

在一些实施例中，所述可移动元件位于所述静态元件的第一部分和第二部分之间，并且所述多个SMA线部分包括多对SMA线，每对中的第一 SMA线的一端联接到所述静态元件的所述第一部分且相对端联接到所述可移动元件的相邻边缘，且每对中的第二SMA线的一端联接到所述静态元件的所述第二部分且相对端联接到所述可移动元件的相邻边缘。

在一些实施例中，所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括具有成角度的斜面的凹部，并且所述多个SMA线部分中的每一个沿着相应凹部的所述成角度的斜面延伸。

在一些实施例中，所述可移动元件包括成角度的凸缘，每个SMA线部分的端部附接到所述凸缘。

在一些实施例中，所述多个SMA线部分中的至少一个使用压接连接器联接到所述静态元件和所述可移动元件中的至少一个。

在一些实施例中，所述压接连接器保持多个SMA线部分。

在一些实施例中，所述多个SMA线部分中的至少一个使用突出元件联接到所述静态元件和所述可移动元件中的至少一个，所述SMA线部分环绕在所述突出元件上。

根据本技术的第二种方案，提供了一种触觉组件，其包括可触摸部件 (例如按钮)和上述SMA致动器，其中当用户按压可触摸部件时，SMA 致动器被激活，以通过使用可移动元件移动可触摸部件来向用户提供触觉反馈。

根据本技术的另一种方案，提供了一种包括本文所述的任何SMA致动器的装置。该装置可以是：智能手机、智能手机的保护盖或外罩、照相机、可折叠智能手机、可折叠图像捕捉设备、可折叠智能手机照相机、可折叠消费电子设备、具有折叠光学器件的照相机、图像捕捉设备、阵列照相机、3D感测设备或系统、伺服电机、消费电子设备(包括家用电器，例如真空吸尘器、洗衣机和割草机)、移动或便携式计算设备、移动或便携式电子设备，膝上型电脑、平板计算设备、电子阅读器(也称为电子书阅读器或电子书设备)、计算附件或计算外围设备(例如鼠标、键盘、双耳式耳机、耳机、耳塞等)、音频设备(例如头戴式耳机、双耳式耳机、耳机等)、安全系统、游戏系统、游戏附件(例如控制器、头戴式耳机、可佩戴控制器，操纵杆等)、机器人或机器人设备、医疗设备(例如内窥镜)、增强现实系统、增强现实设备、虚拟现实系统、虚拟现实设备、可佩戴设备(例如手表、智能手表、健身跟踪器等)、自动交通工具(例如无人驾驶汽车)、交通工具、工具、手术工具、遥控器(例如用于无人机或消费电子设备)、服饰(例如衣服、鞋子等)、开关、刻度盘或按钮(例如灯开关、恒温器刻度盘等)、显示屏、触摸屏和无线通信设备(例如近场通信 (NFC)设备)。应当理解，这是可能的装置的非穷尽列举。

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本技术的实施方式，在附图中：

图1是第一触觉组件的示意性横截面图；

图2A是图1的触觉组件的示意框图；

图2B是实现目标力和目标行程的最小线电阻(欧姆)与线角度(度) 的关系的图表；

图2C绘制了线角度(度)与线长度(mm)的关系，并示出了实现目标力和目标行程的合适解决方案的边界；

图2D绘制了线数量与线长度(mm)的关系，并示出了实现目标力和目标行程的合适解决方案的边界；

图3A是示出可用于图1的触觉组件中的SMA线部分的附接的变型的示意性透视图；

图3B是图3A的组件中SMA线部分的电连接部的示意框图；

图4是示出可用于图1的触觉组件中的SMA线部分的附接的变型的示意性透视图；

图5A和图5B是第一触觉组件的变型的示意性横截面图；

图6是另一触觉组件的示意性横截面图；

图7是另一触觉组件的示意性俯视图，为了清楚起见移除了按钮；

图8是另一触觉组件的示意性横截面图；

图9A和图9B是示意性透视图，示出了可用于图1的触觉组件的SMA 线部分的附接的另外的变型；和

图10是另一触觉组件的示意性横截面图。

以下描述的实施例示出了形状记忆合金(SMA)致动器。这种SMA 致动器可以是包括静态部分(或元件——这些词可以互换使用)和相对于静态部分可移动的可移动部分的任何类型的设备。可移动部分由多个SMA 线部分移动，这些SMA线部分在静态部分和可移动部分之间联接(或连接——这些词可以互换使用)。本技术的实施例描述了触觉组件，该触觉组件可以被布置成相对于设备的边缘垂直地(即，竖直地)移动按钮。在本申请人的GB1803084.1和GB 1813008.8中描述了产生竖直移动的致动器的其它例子。本技术的实施例描述了触觉组件，该触觉组件可以被布置成使按钮沿着设备的边缘横向移动、螺旋地围绕垂直于设备边缘的轴线或在任何其他合适的方向上移动按钮，例如在平行于设备边缘或垂直于设备的平面内旋转。例如在WO2018/046937和GB2551657中描述了相对于用户的接触在横向方向上移动按钮的致动器的例子。

如下文更详细所示，多个SMA线部分可以电连接以形成至少一个电路径，其中每个路径包括至少两个串联电连接的SMA线部分。所有多个 SMA线部分可以串联连接。多个SMA线部分可以电连接以形成至少两个电路径，每个电路径包括至少一个SMA线部分，每个路径与至少一个其他路径并联连接。所有的多个SMA线部分可以位于仅一个SMA线部分的单个电路径中，使得存在与所有并联连接的SMA线部分相同数量的路径。在所有并联连接和所有串联连接的两个极端之间，可能存在并联和串联电连接的混合，范围在所有SMA线部分串联连接的一条路径和所有SMA线部分并联连接之间。应当理解，改变并联或串联连接的SMA线部分的数量会改变系统的电阻，因此可以选择串联电连接的SMA线部分的数量和并联电连接的SMA线部分的数量来产生预定(即目标)电阻。目标电阻可以由驱动电路的可用功率和电压来确定。串联连接可以通过由相同的线形成SMA线部分或者通过用适当的电连接部来连接各个SMA线部分来实现。

可以选择系统的其他参数来实现期望的结果。例如，可以选择多个 SMA线部分的至少一个参数，使得当多个SMA线部分收缩时，在可移动元件的移动方向上产生最小的力，并且可移动元件移动最小的距离。该至少一个参数可以从包括多个SMA线部分中的每一个的轴线之间的锐角、多个SMA线部分中的每一个的直径、多个SMA线部分中的每一个的长度和SMA线部分的数量的组中选择。仅作为示例，多个SMA线部分中的每一个可以在长度上小于3mm，例如长度在1mm和2.5mm之间，锐角可以小于70度，可以有12个和30个之间的SMA线部分，并且线直径可以小于40μm，其中25μm和36μm是常用的线规格。应当理解，改变一个参数可能会影响其他参数的合适范围。每个SMA线部分可以是一致的，即相同的长度、相同的直径，并设定成相同的锐角。

多个SMA线部分中的每一个的一端可以联接到可移动元件的一个边缘，并且多个SMA线部分中的每一个的相对端可以联接到静态元件的相邻边缘。在这样的布置中，所有的SMA线部分因此可以位于一侧，并且 SMA致动器可以被认为是单侧驱动。静态元件的相邻边缘可以包括具有成角度的斜面的凹部，并且多个SMA线部分中的每一个可以沿着成角度的斜面延伸。成角度的斜面因此可以限定每个SMA线部分的角度。在成角度的凹部内，还可以有连接在可移动元件和静止元件之间的恢复元件(例如压缩弹簧、挠曲件或类似的合适机构)，以在SMA线部分收缩后将可移动元件恢复到其原始位置。

可移动元件可以位于静态元件的第一部分和第二部分之间，例如在空腔或间隙内。多个SMA线部分可以包括多对SMA线部分，每对中的第一 SMA线部分的一端联接到静态元件的第一部分，相对端联接到可移动元件的相邻边缘，且每对中的第二SMA线部分的一端联接到静态元件的第二部分，相对端联接到可移动元件的相邻边缘。通过将SMA线部分配对，可移动元件的每一侧上都有偶数个，以提供对称和平衡的力和行程。如下文更详细解释的，来自SMA线部分的力在移动方向上加在一起，但在正交方向上被抵消。

如在单侧驱动装置中，第一部分和第二部分中的每一个可以包括具有成角度的斜面的凹部，并且多个SMA线部分中的每一个沿着相应凹部的成角度的斜面延伸。在两种布置中，可移动元件可以包括成角度的凸缘，每个SMA线部分的一端附接到该凸缘。凸缘的角度可以与凹部的成角度的斜面的角度相匹配。可选择地，在可移动元件中可以有成角度的凹部。

联接元件可用于将多个SMA线部分中的每一个联接到静态部分和可移动部分中的至少一个。多个SMA线部分中的至少一个可以使用联接元件联接到静态元件和可移动元件中的至少一个，该联接元件是在SMA线部分和静态元件或可移动元件之间提供永久(即固定)连接的固定连接器。这种固定连接器可以是压接连接器、焊接部件或其他类似连接器的形式，焊接部件焊接到该线部分或每个线部分以形成焊缝。压接连接器可以保持多个线部分或者可以保持单个线部分。应当理解，当在单个压接件中有多个线部分时，将形成多个并联路径。

联接元件可替代地包括在SMA部分和静态元件或可移动元件之间提供非固定连接的连接器。这种非固定连接器可以是突出元件(protruding element)的形式，例如钩、定位销或类似元件，SMA线环绕在该突出元件上以形成一对SMA线部分，每个SMA线部分在非固定连接器的任一侧以相对的角度延伸。因此，有效地，SMA线部分的端部可以被认为连接到非固定连接部。

每个联接元件可以在SMA线部分和静态元件或可移动元件之间仅提供机械连接或提供机械连接和电连接两者。例如，非固定连接器可以仅提供机械连接，而通过使用连续的SMA线形成SMA线部分来提供电连接。

本技术描述了SMA致动器，该致动器被设计成在可移动元件的移动方向上传递高的力，例如在1.2N至3N之间，优选在1N至5N之间，更优选在1.0N至10N之间，同时将线中的应变保持在安全限度内(例如长度比原始长度减少2％-5％)。该力可以取决于应用，例如该力可以取决于引起触觉被触发的接触力。

由SMA线在沿着SMA线长度的方向上产生的力可以与线的横截面积成比例。SMA线行程可能取决于平衡状态下(即，当SMA线未被驱动时) SMA线中的应力以及由于所供应的驱动信号导致的线温度的变化。在本技术中，SMA线部分与按钮的移动方向成一定角度(即，变速(gear))，因此，按钮表面处的力和位移不同于SMA线部分产生的力和位移。因此，在按钮表面处产生的力可以通过偏置元件的存在来控制。可选择地，如果没有偏置元件，接触力可用于确定SMA线部分中的平衡应力——在这种情况下，在按钮表面处产生的力可能取决于接触力。多个相对较细、较短的线部分(例如直径约为25μm或36μm)结合使用以提供期望的力。

SMA致动器可以结合在触觉组件中，以相对于外壳或壳体(静态元件) 移动用户接触的按钮或其他可触摸元件(可移动元件)，从而向按压按钮 (或其他可触摸元件)的用户传递触觉。

本技术可以提供由直接冲量引起而不是通过惯性效应引起的局部触觉。例如，带有偏心质量马达或线性共振致动器的智能手机包括惯性触觉致动器——当需要触觉效果时，相当大的质量块被移动。质量块的移动导致整个智能手机抖动或振动。因此，触觉效果是普遍的，而不是局部的。本技术提供了局部触觉反馈。此外，由本技术提供的触觉反馈可以由用户通过修改软件参数来定制。这允许提供不同类型的触觉反馈以用于不同的目的或适合不同的用户。

这里描述的每个组件可以结合到任何设备中，在该设备中向设备的用户提供触觉反馈可能是有用的。例如，触觉组件可以结合到前面列出的任何电子设备或消费电子设备中，包括但不限于计算机、膝上型电脑、便携式计算设备、智能手机、计算机键盘、游戏系统、便携式游戏设备、游戏设备/附件(例如控制器、可佩戴控制器等)、医疗设备、用户输入设备等。应当理解，这是可能的设备的非限制性的、非穷尽的列举，其可以结合这里描述的任何触觉组件。这里描述的触觉组件可以例如结合到智能手机的边缘中或者以其他方式沿着智能手机的边缘或者在智能手机的表面上提供。

现在参照附图描述各种SMA致动器。应当理解，关于一个特定附图描述的元件或特征可以同样适用于这里描述的任何附图，例如，保持多个线部分的压接件、柔性元件、恢复元件和密封件可以结合在任何实施例中。此外，尽管许多附图示出了将SMA致动器结合在触觉组件中，但是应当理解，SMA致动器可以结合在需要高的力的其他设备中，例如闩锁或医疗设备。

图1示出了SMA致动器在触觉组件100内的第一布置的横截面图。触觉组件100包括按钮102，但是应当理解，其他可触摸部件、表面或元件可以互换使用。例如，在实施例中，触觉组件100可以不包括可由用户直接触摸的按钮。触觉组件可以替代地包括以类似于这里描述的按钮的方式移动的元件，但是该元件设置在可触摸表面或工作表面(例如触摸屏)的下方。该元件使可触摸表面挠曲，从而赋予触觉，但是用户不直接触摸该元件。在这个意义上，触觉组件中可能没有按钮)。用户可以按压按钮 102来执行特定操作，例如进行选择、打开/关闭设备、输入数据(例如在键盘上打字)、滚动、打开/关闭组件100所在的设备的功能或调整所述功能(例如调整设备的音频输出音量)等。按压或释放按钮102可以导致触觉反馈或触觉被传递给用户，从而向用户提供一些感官反馈(特别是基于触摸的反馈)来指示操作已经被执行。

在这里描述的许多布置中，按钮102可以是结合了触觉组件的设备/ 装置上的表面特征。在这种情况下，用户可以不按压触觉按钮102，但是仍然能够提供触觉反馈。代替触发触觉反馈的按钮按压，触觉反馈可以由软件响应于另一事件来触发。例如，如果用户在他们的智能手机的屏幕上做出选择，则该选择可以导致触觉反馈被触发，其中反馈由按钮或表面特征提供。(软件触发的触觉反馈可出现在特定的应用中，例如在游戏设备和/或虚拟现实/增强现实设备中)。因此，在这里描述的许多布置和实施例中，可能不需要直接按压触觉按钮102以便传递触觉反馈。然而，在每种情况下，不管按钮本身是否被按压，传递触觉反馈的机制大致是相同的。

在图1所示的布置中，触觉组件100可以包括外壳(这里也称为“支撑件”、“底盘”、“外框(casework)”和“壳体”)。外壳可以包括位于外壳的第一部分104a和外壳的第二部分104b之间的空腔或凹部。按钮102可以设置在空腔内。如图所示，按钮可以布置在空腔内，使得按钮的接触表面(也可以称为外部表面、外表面或上表面)大体上与外壳的外表面对齐 /齐平。可选择地，按钮可以从外壳突出。应当理解，外壳可以包围和包住按钮102，使得只有按钮102的接触表面是用户可见/可接触的。

SMA致动器可以包括在按钮102下方设置在空腔内的可移动元件106。可移动元件106可相对于静态部分(即外壳)在垂直于外壳的外表面的第一方向(即竖直)上移动。用户的手指在按钮的接触表面上的接触可以导致按钮移动到外壳中，例如在箭头116的方向上，或者移出外壳,视情况而定。传感器(未示出)可以安装在外壳中，在按钮102和可移动元件106 下方。传感器是用于确定用户是否已经与设备交互以及是否要提供触觉反馈的任何合适的传感器。例如，传感器可以是适于检测用户对按钮的按下的传感器，使得触觉反馈随后被产生。在另一个例子中，传感器可以是电容传感器或光学传感器(例如，能够指纹识别的超声波传感器)。例如，在光学传感器的情况下，用户与传感器的交互可以用于提供触觉反馈，以指示过程(例如，指纹的读取)是否成功。应当理解，这些仅仅是可以使用的传感器类型的一些非限制性例子。传感器可以联接到控制电路(未示出)，并且传感器可以被配置为当传感器上的力改变时，或者当传感器上的力已经被施加了最小持续时间时，与控制电路通信。在实施例中，可以有多个传感器(例如，多个力传感器)，这些传感器被布置成能够确定用户手指相对于传感器的位置。在这种情况下，传感器可以被配置成当传感器之间的接触/力平衡改变(指示用户手指在表面上的运动)时与控制电路通信。英国专利申请GB813135.9中描述了这种传感器布置的一个例子。传感器对用户按压按钮的检测导致触觉组件产生并施加触觉反馈。

在这种布置中，按钮102和可移动元件106通过附接元件110附接，由此按钮102的移动导致可移动元件106在相同方向上移动，并且类似地，可移动元件106的移动导致按钮在相同方向上移动。可移动元件106、按钮102和附接元件110可以整体形成或者可以单独形成。以这种方式的连接意味着可移动元件106和按钮102都被配置成在大致竖直的方向上一起移动，即在垂直于静态元件的外表面/外部表面的方向上移动。

SMA致动器包括多个(例如n个)形状记忆合金(SMA)致动器线部分108a、108b。在这种布置中，每个线部分可以是如下所述的电连接和机械连接的单独的离散的一段线。如图1所示，至少有一对线部分：第一线部分108a连接在可移动元件106的一个边缘和静态元件的第一部分 104a的相邻边缘之间，第二线部分108b连接在可移动元件106的相对边缘和静态元件的第二部分104b的相邻边缘之间。附加的成对的线部分可以以类似的方式连接，如下面更详细描述的。第一SMA致动器线部分108a 使用静态压接件112a形式的联接元件连接到静态元件的第一部分104a，并且通过可移动压接件114a连接到可移动元件106。类似地，第二SMA 致动器线部分108b使用静态压接件112b的形式的联接元件连接到静态元件的第二部分104b，并且通过可移动压接件114b连接到可移动元件106。每个联接元件可以既是电连接器也是机械连接器，以将SMA致动器线部分连接到电源并且物理连接到相关元件。术语可移动压接件用于表示将 SMA线部分连接到可移动元件的压接件；因此，可移动压接件将与可移动元件一起移动，但是不可以在可移动元件上单独移动。

当需要触觉时，这个要求被传送到控制电路(未示出)。然后向每个 SMA致动器线部分108a、108b供电。当每个SMA致动器线部分108a、 108b通电时，每个线部分的温度升高，因此线部分收缩。与以相同角度联接到可移动元件的一侧的单个线部分相比，由一对线部分产生的在可移动元件的移动方向上的力结合起来提供两倍的力。换句话说，每个线部分的收缩结合在一起，使得线部分并联地机械作用。每个SMA致动器线部分 108a、108b的收缩导致可移动元件106在空腔内竖直移动，并因此迫使按钮102向上移动。可移动元件可以导致按钮移动例如20μm到0.5mm之间。 40μm到80μm之间的移动可足以产生强烈的触觉。在一些实施例中，按钮可以移动多达1mm。可移动元件可以被认为是中间可移动元件，因为它充当中间体，该中间体响应于SMA线部分的收缩而移动，然后导致按钮移动。

在许多应用中，希望致动器组件的高度最小化，例如小于2mm，因此如图1所示，每个线108a、108b设定成相对于可移动元件106和按钮102 的移动方向成一个角度。如图所示，可移动元件106和静态元件可以成形为容纳成角度的线。例如，成角度的突起118沿着可移动元件106的每个边缘延伸，并且每个可移动压接件114a、114b连接到对应的成角度的突起 118。类似地，静态元件104a、104b的每个部分包括成角度的凹部120a、 120b，并且每个静态压接件112a、112b连接到成角度的凹部120a、120b 的对应的成角度的斜面。每个SMA线部分108a、108b沿着对应的成角度的斜面延伸到相应的成角度的凹部120a、120b中。

在实施例中，成角度的斜面可以充当散热器。这可以有利地增加线的冷却速率，从而实现更快的致动速率。

图8是触觉组件150内的SMA致动器的示意性横截面图。SMA致动器类似于图1所示的致动器，因此，相同的附图标记用于表示相同的特征。在图8的布置中，SMA致动器包括在按钮102下方设置在空腔内的可移动元件106。可移动元件106可相对于静态部分(即外壳)在垂直于外壳外表面的第一方向(即竖直)上移动。如上文所提到的，在图1中，当每个 SMA线部分108a、108b收缩时，导致按钮102向上移动。然而，在图8 中，每个SMA致动器线部分108a、108b的收缩导致可移动元件106在空腔中竖直向下移动，从而迫使按钮102向下移动。这是通过改变静态压接件112a、112b的位置来实现的。在图1中，静态压接件112a、112b位于可移动压接件114a、114b的上方，使得当SMA致动器线部分108a、108b 的温度升高并且线部分收缩时，导致按钮102向上移动。相反，在图8中，静态压接件112a、112b位于可移动压接件114a、114b的下方，使得当SMA 致动器线部分108a、108b的温度升高并且线部分收缩时，导致按钮102 向下移动。

因此，从图1和图8可以看出，多个SMA线部分中的每一个的轴线通常与可移动元件的移动方向成锐角。

图10示出了另一触觉组件1000的示意性横截面图。在触觉组件1000 中，可移动元件和按钮被提供为单个元件1002。可移动元件/按钮1002在外壳/静态元件的第一部分1004a和外壳/静态元件的第二部分1004b之间设置在空腔或凹部中。这里，至少一个线部分1008仅设置在可移动元件 1002的一侧。应当理解，可以以这种方式在可移动元件的一侧提供多个线部分1008。该线部分1008或每个线部分1008在一端处通过可移动压接件 1014联接到可移动元件1002，在另一端处联接到静态元件的一部分(例如静态元件的第二部分1004b)。这将导致按钮不仅垂直于静态元件的外表面移动，而且横向移动一定的量。一个或更多个轴承1010(例如滚珠轴承或滚动轴承)可以设置在按钮1002和静态元件之间，以帮助按钮的移动。实验测试已经确定，人脑将“水平”运动解释为“竖直”移动。因此，在包含水平和竖直分量的方向上移动的按钮可以用于向用户提供触觉反馈。

图2A示意性地示出了图1的SMA线部分的功能布置。每个线部分 208a、208b的一端连接到静态元件的对应部分204a、204b，并且每个线部分208a、208b的相对端连接到可移动元件206。在这种布置中，每个线部分208a、208b具有相同的长度L，并且空腔的总宽度，即静态元件的两个部分204a、204b之间的距离由x表示。每个线部分208a、208b设定成与平行于静态元件的表面的平面成锐角θ，即每个线部分的轴线与移动方向之间的角度α为90°-θ。每个线部分208a、208b对称地布置在可移动元件 206的相对的侧上。因此，当每个线部分208a、208b收缩时，由收缩导致的可移动元件206上的横向力被抵消，因为每个线在相反的横向方向上拉动可移动元件206。相比之下，每个线的收缩使可移动元件206在相同的竖直方向上移动，因此由收缩导致的可移动元件206的竖直移动有效地加倍。

每个线部分的长度和每个线部分设定的角度限定了线部分的最小高度t，即连接到静态元件的端部和连接到可移动元件的端部之间的竖直距离。最小高度t也示出在图2A中。

通常需要例如40μm到80μm之间的位移来给出期望的触觉。此外，期望强的力，例如为了给出期望的触觉，力通常需要足够大以克服接触力 (例如，2N以上)。SMA线部分产生的力与线部分中所有机械并联线的总横截面积有关。对于成特定角度的线部分的选定的最小目标力(例如，2N 以上)，每个线部分必须具有最小横截面，以在移动方向上实现该目标力。类似地，SMA线部分产生的位移与线部分的长度有关。对于成特定角度的线部分的最小目标位移，每个线部分因而必须具有最小长度。当设定了对目标力和位移的约束时，每个线部分的横截面和长度限定了电阻，因此每个线角度具有相关的最小电阻。

图2B绘制了所有线部分并联(或使用单个粗线部分，即具有相等横截面积的单个线部分)，并且产生至少50μm的按钮行程(或按钮的竖直移动)和至少2N的目标力的情况下，最小可能电阻(欧姆)与角度θ的关系。如上文所限定的，角度θ在线部分的轴线和平行于静态元件表面的平面之间。例如，对于20度的角度，最小电阻为0.05欧姆。假设线直径的灵活性以及串联和并联连接部的数量的灵活性，可以改变电阻以满足任何高于最小值的目标电阻。

例如，对于5V的驱动电压，目标电阻可以被选择为5欧姆，因为在一些情况下，典型驱动电路的最大电流消耗可以是大约1-2A，并且选择5 欧姆的电阻使功率最大化。5V是USB电源电压，因此是许多消费电子设备中的通用标准。其他通常可用的电压，例如在移动电话中，是2.8V和 3.3V。因此，更一般地，目标电阻R可以被设定为使用以下方式来传递期望的功率：

对于选定的目标力(例如，2N以上)和位移(例如，50μm以上)，线长度和线角度之间也存在关系。图2C示出了可能的解决方案。500μm 的最小位移是图左侧的约束250，例如，对于1mm的线部分，该约束250 设定了大约25度的最大角度，并且示出长度超过2.2mm时，对角度实际上没有约束。最小目标力控制整个线体积，其也示出为右侧的约束260。该约束260表明，对于大约5mm的线部分，小于20度的角度不是合适的解决方案。在给定系统的功率极限的情况下，根据在目标时间范围内实现目标行程的线加热要求，在给定线体积极限的情况下。

在图1、图2A和图8中，只有一对并联作用的线部分是可见的，但是如下所述，沿着可移动元件的边缘可以有另外的成对的线部分。可能有许多并联地机械作用的线部分，例如在12个至30个线部分之间可能是典型的，以实现期望的解决方案。对于选定的目标力(例如2N以上)和位移 (如50μm以上)，线长度和线角度之间也有关系，图2D示出了考虑25μm 和36μm的线直径时的可能解决方案。如图2D所示，一个约束270(在这种情况下是上约束)是线体积极限。下约束280是组合力/位移极限。组合极限是由于需要较浅的角度来实现较短的线部分的期望行程。这意味着需要更大的线横截面来获得期望的力。仅作为适合于两个约束之间的解决方案的示例，如果线部分长度仅为1mm，则需要大约18个直径为36μm的线部分。

下表给出了使用上述约束设计的不同解决方案的示例。应当理解，这些仅仅是说明性的：

如上文所解释的，虽然图1和图2A示出了单一的一对线部分，但是可以有沿着可移动元件的边缘布置的附加线部分。图3A示出了具有多个线部分的一种可能的布置。在这种布置中，有十二个线部分，可以认为它们形成六对线部分，每对线部分包括连接到静态元件的一部分304a的第一线部分和连接到静态元件的另一部分304b的第二线部分。每个线部分也连接到可移动元件306。在这种布置中，联接元件是压接件，但是也可以使用其他联接元件。为便于参考，图中省略了按钮，以示出多个线部分及其机械和电气连接部。

第一对线部分包括第一SMA线部分308a以及第二SMA线部分308b，第一SMA线部分308a通过静态压接件312a连接到静态元件的第一部分 304a，并通过可移动压接件314a连接到可移动元件306的相邻边缘，第二 SMA线部分308b通过静态压接件312b连接到静态元件的第二部分304b，并通过可移动压接件314b连接到可移动元件306的相邻边缘。类似地，第二对线部分包括第一SMA线部分318a和第二SMA线部分318b，它们使用可移动压接件和静态压接件连接到可移动元件306和静态元件的相应部分304a、304b。还有四对线部分：328a、328b；338a、338b；348a、348b 和358a、358b，它们类似地连接。

在这种布置中，每个线部分可以是1.75mm长，具有25μm的直径和 60度的角度θ。因此，这些特定参数对应于上表中的一条线，并产生2.04N 的力和50μm的位移。电阻为4.75欧姆。如表中所示，这种布置有三条并联路径，这是指线部分之间的电连接部。每个并联路径具有串联电连接的四个线部分。

如图3A所示，第一对线部分308a、308b通过可移动电连接部322电连接，可移动电连接部322示意性地示出在可移动元件306的上表面上。类似地，第二对线部分318a、318b也通过可移动电连接部322电连接。每个可移动电连接部322连接在相应的各对线部分的相应可移动压接件314a、 314b之间。第一对线部分和第二对线部分也通过静态电连接部320电连接，静态电连接部320连接在两个静态压接件312b之间，静态压接件312b将第二线部分308b、318b中的每个连接到静态元件的第二部分304b。术语静态电连接部和可移动电连接部用于表示电连接部的位置，并不描述电连接部的任何运动。

第一对线部分和第二对线部分形成第一路径，如示意性示出的，第一路径经由连接到第一对线部分中的第一线部分308a的静态压接件312a连接到正电压，并且第一路径经由连接到第二对线部分中的第一线部分318a 的静态压接件312a接地。因此，该路径包括四个线部分308a、308b、318a、 318b。这四个线部分中的每一个都可以是单独的单个的一段SMA线(或并联的线组)。可移动压接件和静态压接件可以包括悬空引线或其他类似元件，以形成静态电连接部和可移动的电连接部。可选择地，静态和可移动的压接件和电连接部可以在同一蚀刻部分上。这可以降低电连接部的电阻，并且可以增加制造的容易性。

在图3A中，还有两条包括四个SMA线部分的路径。第二路径包括第三对线部分328a、328b和第四对线部分338a、338b。第三路径包括第五对线部分348a、348b和第六对线部分358a、358b。在这种布置中，三个路径彼此等距分开，第一路径中的第一对线部分在可移动元件的一端，第三路径中的第二对线部分在可移动元件的相对端。然而，路径之间的间距和/或路径内的成对线部分之间的间距可以根据需要进行调整。

每对线部分中的线部分通过可移动电连接部322电连接在一起。类似地，每对线部分通过静态元件的第二部分304b上的静态电连接部320连接在一起。正电压通过连接到每个路径中的第一线部分308a、328a、348a 之一的静态压接件312a施加，并且该路径通过连接到同一路径中的其他第一线部分318a、338a、358a之一的静态压接312a接地。

图3B示意性地示出了电连接部。第一路径340包括串联连接的四个线部分308a、308b、318a、318b。类似地，第二路径342包括串联连接的四个线部分328a、328b、338a、338b，第三路径346包括串联连接的四个线部分348a、348b、358a、358b。每条路径的一端连接到电压(例如+V)，每条路径的相对端接地。应当理解，该图仅表示可以电连接的路径的数量和线部分的数量。因此，每个路径与其他路径并联电连接。因此，线部分以串联和并联的混合连接方式连接，可以选择这种连接方式来产生期望的总电阻。在另一种可能的布置中，路径的数量加倍，而线部分的数量保持相同。在这种情况下，端子/电连接部的数量是两倍。

线部分机械地一起作用。应当理解，SMA力将随着施加到线部分的载荷而变化，但是提供一些值仅仅是为了说明由该布置产生的增加的力。例如，横截面为25μm的线部分通常产生大约200mN的最大力，因此12个线部分提供大约2.4N的最大力因此，如上表所示，在这种布置中，十二个线部分的收缩加在一起产生大于50μm的总行程且力大于2N。

图9A和图9B是示意性透视图，示出了可用于图1的触觉组件中的 SMA线部分的附接的另外的变型。这些布置类似于图3A所示的布置，因此，相同的附图标记用于表示相同的特征。

图9A示出了具有多个线部分的一种可能的布置。在这种布置中，有十二个线部分可以被认为形成六对线部分，每对线部分包括连接到静态元件的一部分304a或304b的第一线部分和连接到静态元件的相同部分304a 或304b的第二线部分。每个线部分也连接到可移动元件306。在这种布置中，联接元件是压接件，但是也可以使用其他联接元件。为便于参考，图中省略了按钮，以示出多个线部分及其机械连接部和电连接部。

在图9A中，第一对线部分包括第一SMA线部分308a，其通过静态压接件连接到静态元件的第一部分304a，并通过可移动压接件连接到可移动元件306的相邻边缘，以及第一对线部分包括第二SMA线部分318a，其通过静态压接件连接到静态元件的第一部分304a，并通过可移动压接件连接到可移动元件306的相邻边缘。类似地，第二对线部分包括第一SMA 线部分308b和第二SMA线部分318b，它们使用可移动压接件和静态压接件连接到可移动元件306和静态元件的第二部分304b。还有另外四对类似连接的线部分。在这种布置中，每对线部分仅连接到静态元件的一个部分。这与图3A形成对比，在图3A中，每对线部分都连接到静态元件的第一部分和第二部分。

如图9A所示，每对线部分中的线部分通过可移动的电连接部322a或 322b电连接在一起。在每对线部分中，通过连接到第一线部分(例如线部分308a)的静态压接件施加正电压，并且该路径通过连接到同一路径中的第二线部分(例如线部分318a)的静态压接件接地。

图9B示出了具有多个线部分的另一种可能的布置。该布置类似于图 9A的布置，除了每对线部分中的线部分通过静态电连接部320a或320b 电连接在一起。在每对线部分中，正电压通过连接到第一线部分(例如线部分308a)的可移动压接件施加，并且该路径通过连接到同一路径中的第二线部分(例如线部分318a)的可移动压接件接地。

图4示出了用于将多个线部分附接到可移动元件的可选择的布置，使得多个线部分并联作用以产生相对较大的力以及显著的位移。如同在其他布置中一样，图4示出了包括静态元件的SMA致动器，该静态元件具有第一部分404a和第二部分404b，在这两个部分404a、404b之间具有空腔或间隙。可移动元件406位于两个部分404a和404b之间。SMA致动器可以结合在触觉组件中，例如具有布置在可移动元件406上方的按钮，但是为了清楚地观察SMA线部分，省略了该按钮。应当理解，按钮可能不是必需的。在一些实施例中，触觉可以通过可移动元件直接传递给用户，或者通过用户不能直接接触/触摸的按钮传递给用户(见上文)。

在这种布置中，存在将静态元件的第一部分404a和第二部分404b中的每一个联接到可移动元件406的多个SMA线部分。相等数量的线部分 (如图所示八个)连接到第一部分404a和第二部分404b中的每一个。多个线部分包括由四个线部分组成的第一组408a，其通过静态压接件412a 连接到静态元件的第一部分404a，并通过可移动压接件414a连接到可移动元件406的一端。还有由四个线部分组成的第二组408b，其通过静态压接件412b连接到静态元件的第二部分404b，并通过可移动压接件414b连接到可移动元件406的同一端。类似地，由四个线部分组成的第四组418a 经由静态压接件422a连接到静态元件的第一部分404a，并且经由可移动压接件424a连接到可移动元件406。还有由四个线部分组成的第三组418b，其通过静态压接件422b连接到静态元件的第二部分404b，并通过可移动压接件424b连接到可移动元件406。第三组线部分和第四组线部分被联接到可移动元件的与第一组线部分和第二组线部分相对的一端。

第一可移动电连接部430连接在两个可移动压接件414a、414b之间，以将第一组中的线部分电连接到第二组中的线部分。类似地，第二可移动电连接部432连接在两个可移动压接件424a、424b之间，以将第三组中的线部分电连接到第四组中的线部分。静态电连接部420连接在静态元件的第二部分404b上的两个静态压接件412b、422b之间，以将第二组中的线部分电连接到第三组中的线部分。通过连接到第一组线部分的静态压接件 412a施加电压，并且多个线部分通过连接到第四组线部分的静态压接件 422a接地。以这种方式，每组中的四个线部分中的每一个形成并联路径(即并联电路径)，使得存在四个并联路径，每个路径具有四个线部分。

在每组中，四个线部分中的每一个在每个单独的联接构件(例如，压接件)中保持在一起，而不是如图3A所示对于每个压接件有单个线部分。应当理解，四个线部分是说明性的，在每个联接构件中可以有任意数量的线部分，例如在2个至6个之间。压接件中的每个线部分之间可以有间距，并且这种间距可以是均匀的。然而，线部分之间也可以没有或只有很小的间距。

每个压接件的宽度可以足以保持并连接到四个线部分中的每一个。压接件的宽度是平行于压接件内的SMA线部分的压接件尺寸。因此，宽度定义了每个SMA线部分有多少保持在压接件中。宽度可以在400μm到 750μm之间，标准压接件通常具有500μm的宽度。更大的压接件可以在压接件和线部分之间形成更好的机械连接，因为有更多的压接材料。长度是压接件的垂直于宽度的尺寸，并且是在压接件折叠在线部分上之后限定的。长度通常为450μm，即展开的压接件通常为900μm。压接件的厚度取决于材料。形成机械和电气连接的任何合适的材料都可以用于压接件，例如磷青铜、镀金不锈钢或不锈钢。很厚或很薄的一段材料可能更难折叠，或者可能无法与线形成良好的机械连接。例如，展开的压接件可以具有100μm 的总厚度。可以选择压接件的尺寸，以平衡与线部分之间的间距以及提供可接受的机械和电气连接相关的要求。

在这种布置中，每个线部分可以是2.25mm，角度为43度。每个线部分的直径可为25μm。同样，这些数字仅代表一种可行的解决方案。如上文所解释的，可以调节各种参数，包括线部分的数量、长度和直径，以获得期望的力、位移和/或电阻。

图5A和图5B是图1所示布置的变型，因此相同的元件用相同的附图标记来标记。在两个图中，示出了触觉组件，该触觉组件包括静态元件，该静态元件具有第一部分104a和第二部分104b，在这两个部分104a、104b 之间具有空腔或间隙。可移动元件106位于两个部分104a和104b之间，并附接到按钮102，用户可以在按钮102上沿箭头方向施加力。使用可移动压接件114a、114b将多个SMA线部分108a、108b附接到可移动元件 106，并且使用静态压接件112a、112b将多个SMA线部分108a、108b附接到静态元件。每个线部分108a、108b设定成相对于可移动元件的运动方向成锐角，并且线部分的角度与静态元件的第一和第二部分104a、104b 中的凹部120a、120b的成角度的表面对齐。每个线部分至少部分地接纳在对应的凹部中，并且至少部分地沿着成角度的表面延伸。

在每种布置中，在第一部分104a和第二部分104b的上表面处，在按钮102和外壳之间存在小间隙。灰尘、水或其他污染物有可能通过该间隙进入设备。因此，图5A中的布置包括密封件130，其附接到按钮的下表面和每个凹部120a、120b的上表面。密封件130通常是环形形状的，并且是柔性的，使得按钮和/或可移动元件的竖直移动不受阻碍。密封件130可至少部分用于控制按钮和/或可移动元件在除主要移动方向(即竖直移动)之外的方向上的移动。换句话说，密封件130可有助于防止或至少减少按钮和/或可移动元件的横向移动或旋转移动。

密封件130可以由橡胶、弹性材料、弹性体、聚合物、腈材料和硅树脂材料中的任何一种形成。密封件120可以是密封膜的形式，其可以由以下任何一种形成：柔性材料、弹性材料、弹性体、聚合物、硅树脂材料、薄金属材料、复合材料、薄铝膜、薄钛膜、合金和薄不锈钢膜。密封件130 也可以是不透液体的材料和/或可压缩的材料。应当理解，这些是可以形成或提供密封件130的材料的非限制性例子。

在图5B的布置中，没有密封件130(尽管可以结合一个密封件来解决污染物问题)，但是结合了柔性元件(例如偏置元件)132来控制按钮102 和/或可移动元件106的移动，例如来防止或至少减少按钮和/或可移动元件的横向移动或其他非竖直移动。柔性元件132可以由钢制成，并且可以包括一个或更多个连接到可移动元件106和静态元件104a、104b两者的下表面的杆或支柱。柔性元件132可以是挠曲件，即在可移动元件的移动方向上是柔性的，但在其他方向上不是柔性的。因此，可移动元件106可以包含围绕可移动元件106的基部延伸的环形凸缘140，以便于柔性元件132 的附接。可以使用任何其他合适的偏置元件，例如位于可移动元件下方的弹簧，或者使用例如弹簧或挠曲件将可移动部分从静态部分悬挂下来的悬挂系统。

除了柔性元件/偏置元件之外，或者作为柔性元件/偏置元件的替代，触觉组件可以包括一个或更多个端部止挡件，以限制按钮和/或可移动元件的运动。端部止挡件可以防止SMA致动器线部分变得过度拉伸，例如当用户以过大的力压下按钮时，或者当触觉组件(或包含触觉组件的设备) 掉落时。

在上述每个布置中，多个SMA线部分对称地布置在可移动元件的两侧。图6示出了一种替代布置，其中多个线部分仅沿着可移动元件606的一侧连接。如在先前的布置中，静态元件包括由空腔或间隙分开的第一部分604a和第二部分604b，可移动元件606位于该空腔或间隙内。可移动元件106与按钮602一体形成，用户可以在按钮602上沿箭头方向施加力。

多个SMA线部分608使用可移动压接件614附接到可移动元件606，并且使用静态压接件612附接到静态元件的第一部分604a。在这种布置中，只有静态元件的第一部分具有接纳SMA线的至少一部分的凹部620。如前所述，每个线部分608设定成相对于可移动元件的运动方向成锐角，并且该角度与凹部620的成角度的表面对齐。在可移动元件606中还形成有相对较小的凹部622，该凹部622具有与静态元件中的凹部620的成角度的表面对齐的成角度的表面，以接纳可移动压接件614。

该组件还包括抵抗SMA致动器线部分608的力的恢复元件630。恢复元件630也设置在凹部620中，如图所示，其在一端处附接到凹部的上表面，且在另一端处附接到可移动元件的相邻表面。恢复元件630(例如，复位弹簧或任何合适的偏置弹性元件)可以被布置成抵抗SMA线部分608 的收缩，从而当SMA线部分608未通电时在相反方向上移动可移动元件。还应当理解，恢复元件630可以包括一个或更多个附加的SMA线部分，其在收缩时以与多个SMA线部分608相反的方向拉动可移动元件606。

可移动元件606在轴承表面624上在两个成角度的凹部620、622下方邻接静态元件的第一部分604a。轴承有助于可移动元件606抵靠轴承表面624的移动。应当理解，轴承可以结合到其它布置中，其中存在相对于彼此移动的相邻表面。

术语“轴承”在本文中可与术语“滑动轴承”、“滑体轴承”、“滚动轴承”、“滚珠轴承”、“挠曲件”和“滚柱轴承”互换使用。本文使用的术语“轴承”通常是指作用是将运动仅约束为期望的运动并减少移动部分之间的摩擦的任何元件或元件的组合。术语“滑动轴承”用于表示轴承元件在轴承表面上滑动的轴承，并且包括“滑体轴承”。术语“滚动轴承”用于表示滚动轴承元件(例如滚珠或滚柱)在轴承表面上滚动的轴承。在实施例中，轴承可以设置在非线性轴承表面上，或者可以包括非线性轴承表面。在本技术的一些实施例中，可以组合使用一种类型以上的轴承元件来提供轴承功能。因此，本文使用的术语“轴承”包括例如滑体轴承、滚珠轴承、滚柱轴承和挠曲件的任意组合。在实施例中，悬挂系统可用于将中间可移动元件和/或按钮悬挂在触觉组件内，并将运动约束为仅期望的运动。例如，可以使用WO2011/104518中描述的类型的悬挂系统。因此，应当理解，这里使用的术语“轴承”也意味着“悬挂系统”。在实施例中，轴承可以设置在非线性轴承表面上，或者可以包括非线性轴承表面。轴承可由任何合适的材料制成，例如陶瓷、钢、不锈钢、低碳钢、塑料和聚四氟乙烯(PTFE)。

诸如图6所示的恢复元件可以结合到上述其他布置中。可选择地，恢复力可以由用户激活来提供，例如通过按下按钮，SMA线部分的收缩有效地将按钮恢复到其原始位置。如上文所提到的，可以提供一个或更多个端部止挡件来限制SMA线部分能够拉伸的量。

图7示出了一种替代布置，其中可移动元件被配置为沿箭头A的方向横向移动。图7示出了包括静态元件904的SMA致动器，静态元件904 是包围空腔或间隙的外壳。SMA致动器可以结合在触觉组件中，例如具有布置在间隙上方的按钮(间隙因此可以称为按钮孔)，但是为了清楚地观察SMA线，省略了按钮。可移动元件906位于间隙内，从而被静态元件包围。

在这种布置中，有由单个的一段线形成的多个单独的SMA线部分908，并且每个SMA线部分都联接到静态元件904和可移动元件906。示出了五个线部分908，但是应当理解，这个数字仅仅是说明性的。每个SMA线部分908的一端通过可移动压接连接器912附接到可移动元件906，每个SMA 线部分908的相对端通过静态压接连接器914附接到静态元件904。

每个SMA线部分设定成与移动方向成角度α。因此，每个角度被设定为与平行于可移动元件906的一个边缘的线成角度θ(90-α)。可移动元件 906也成形有多个成角度的凹部920。每个成角度的凹部920包括成角度的表面，其角度与每个SMA线部分的角度相匹配。每个SMA线部分沿着成角度的表面延伸，并附接在对应凹部920的最内点。静态元件可以形成有凸缘或突起，静态压接连接器914可以附接到该凸缘或突起。

可移动元件906在类似于图6中使用的轴承表面924上邻接静态元件。在这种布置中，示出了四个轴承表面，但是应当理解，这是说明性的。轴承表面924约束可动元件向单一方向移动，即沿箭头A方向的横向移动。当每个SMA线部分908收缩时，线部分908的角度意味着可移动元件在成角度的方向上被拉向静态元件。然而，轴承表面施加的约束意味着只有横向方向的移动是有效的。此外，由每个SMA线部分产生的横向移动相加在一起，以提供可移动元件906的总位移(或行程)。

该装置还包括一对压缩弹簧形式的恢复元件930。一旦线不再收缩，恢复元件930将可移动元件返回到其静止位置。如上文所提到的，可以提供一个或更多个端部止挡件来限制SMA线部分能够拉伸的量。

在上述每种布置中，SMA线部分可以由任何合适的形状记忆合金制成，并且可以被涂覆(例如，用聚酰亚胺或类似材料)，以减少如果线部分与 SMA致动器中的其他部件接触时与它们短路的风险。

作为压接的替代方案，可以使用焊接(例如电弧焊、使用焊棒的焊接、基于激光/热的焊接)将线部分的端部连接到位。通过将线部分焊接到位，可以更精确地控制线部分之间的任何间距。在焊接过程期间，需要小心控制焊接，以便将对线部分的损坏(例如材料的熔化或损失)降至最低。

上述每一种布置可以可选地包含端部止挡件，该端部止挡件可以形成为空腔内的外壳的一部分，或者可以是空腔内的单独的元件。端部止挡件可以设置在空腔中的一个位置处，以限制可移动元件的移动。一般来说，如果SMA致动器线部分拉伸得太远(即超过一定的张力)，SMA致动器线部分可能会变弱或损坏，甚至断裂。在有恢复元件的情况下，它施加在可移动元件上的力可能导致SMA致动器线部分变得过度拉伸。因此，端部止挡件可以限制可移动元件的移动，使得SMA致动器线部分不会过度拉伸。同样，如果没有端部止挡件，用户手指施加到按钮表面的力可能会导致线过度拉伸。

上述布置通常使用具有小直径(例如25μm或36μm)的线部分。直径较大的线冷却更慢，因此不可以连续快速激活。在触觉组件中，这可能导致“软”的触觉反馈感觉，因为线冷却时间相对于按压按钮的时间是显著的。上述每个布置可以可选地包括与多个SMA线相邻的至少一个散热器。例如，如图7所示，可移动元件和静态部分都非常靠近线部分908，并且可以充当散热器。线部分通常以高功率驱动，从而在附近散热器的影响最小的情况下实现接近瞬时的加热。散热器可有助于冷却上述小直径线部分，因为冷却通常在较长的时间范围内发生和/或可允许使用较大直径的线部分。至少一个散热器可以靠近线部分或者可以接触线。至少一个散热器和 /或多个线部分可以在散热器邻近或接触多个线部分的第一位置和散热器远离多个线部分的第二位置之间相对于彼此移动。

本领域技术人员应理解，尽管前面的内容已描述了被认为是执行本技术的最佳模式和在适当的情况下执行本技术的其它模式，但是本技术不应限于本说明书中公开的优选实施例的具体构造和方法。本领域技术人员应认识到，本技术具有广泛的应用范围，并且在不脱离所附权利要求所限定的任何发明构思的情况下，实施例可以进行宽范围的修改。

Claims

1.一种形状记忆合金(SMA)致动器，包括：

静态元件；

可移动元件，其能够相对于所述静态元件移动；

多个SMA线部分，所述多个SMA线部分中的每一个联接到所述静态元件和所述可移动元件，并且所述多个SMA线部分中的每一个在收缩时导致所述可移动元件在移动方向上移动；并且

其中所述多个SMA线部分中的每一个的轴线与所述可移动元件的所述移动方向大致成锐角。

2.根据权利要求1所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分被电连接以形成至少一个电路径，其中每个电路径包括串联电连接的至少两个SMA线部分。

3.根据权利要求2所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分被连接以形成至少两个单独的电路径，所述至少两个单独的电路径并联地电连接。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的SMA致动器，其中，每个电路径包括形成连续SMA线的SMA线部分。

5.根据权利要求3所述的SMA致动器，其中，选择串联电连接的SMA线部分的数量和并联电连接的SMA线部分的数量以产生预定电阻。

6.根据权利要求1-3和5中任一项所述的SMA致动器，其中，选择所述多个SMA线部分的至少一个参数，使得当所述多个SMA线部分收缩时，在所述可移动元件的所述移动方向上产生最小力，并且所述可移动元件移动最小距离。

7.根据权利要求6所述的SMA致动器，其中，所述至少一个参数选自包括所述多个SMA线部分中的每一个的所述轴线与所述可移动元件的所述移动方向之间的锐角、所述多个SMA线部分中的每一个的直径、所述多个SMA线部分中的每一个的长度和SMA线部分的数量的组。

8.根据权利要求1-3、5和7中任一项所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分中的每一个的长度小于3mm。

9.根据权利要求8所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分中的每一个的长度在1mm和2.5mm之间。

10.根据权利要求1-3、5、7和9中任一项所述的SMA致动器，其中，所述锐角小于70度。

11.根据权利要求1-3、5、7和9中任一项所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分中的每一个都处于相同的锐角。

12.根据权利要求1-3、5、7和9中任一项所述的SMA致动器，其中，有12个和30个之间的SMA线部分。

13.根据权利要求1-3、5、7和9中任一项所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分中的每一个的一端联接到所述可移动元件的一个边缘，并且所述多个SMA线部分中的每一个的相对端联接到所述静态元件的相邻边缘。

14.根据权利要求13所述的SMA致动器，其中，所述静态元件的所述相邻边缘包括具有成角度的斜面的凹部，并且所述多个SMA线部分中的每一个沿着所述成角度的斜面延伸。

15.根据权利要求1-3、5、7和9中任一项所述的SMA致动器，其中，所述可移动元件位于所述静态元件的第一部分和第二部分之间，并且所述多个SMA线部分包括多对SMA线，每对中的第一SMA线的一端联接到所述静态元件的所述第一部分且相对端联接到所述可移动元件的相邻边缘，且每对中的第二SMA线的一端联接到所述静态元件的所述第二部分且相对端联接到所述可移动元件的相邻边缘。

16.根据权利要求15所述的SMA致动器，其中，所述第一部分和所述第二部分中的每一个包括具有成角度的斜面的凹部，并且所述多个SMA线部分中的每一个沿着相应凹部的所述成角度的斜面延伸。

17.根据权利要求14和16中任一项所述的SMA致动器，其中，所述可移动元件包括成角度的凸缘，每个SMA线部分的端部附接到所述凸缘。

18.根据权利要求1-3、5、7、9、14和16中任一项所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分中的至少一个使用压接连接器联接到所述静态元件和所述可移动元件中的至少一个。

19.根据权利要求18所述的SMA致动器，其中，所述压接连接器保持多个SMA线部分。

20.根据权利要求1-3、5、7、9、14、16和19中任一项所述的SMA致动器，其中，所述多个SMA线部分中的至少一个使用突出元件联接到所述静态元件和所述可移动元件中的至少一个，所述SMA线部分环绕在所述突出元件上。

21.一种触觉组件，包括：

可触摸部件；以及

根据权利要求1至20中任一项所述的SMA致动器，其中，当用户按压所述可触摸部件时，所述SMA致动器被激活，以通过使用所述可移动元件移动所述可触摸部件来向用户提供触觉反馈。

22.一种闩锁，包括根据权利要求1至20中任一项所述的SMA致动器。