ES2884265T3 - Unidad de mando para un aparato, en particular para un componente de vehículo - Google Patents
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Abstract
Unidad de mando para un aparato, por ejemplo, para un componente de vehículo, en particular interfaz hombre- máquina (IHM o HMI), con - una carcasa (10), que presenta un cuadro de mando (12), así como para la fijación en un dispositivo, en particular un panel de instrumentos de vehículo o consola central de vehículo, - en donde el cuadro de mando (12) está alojado elásticamente en y/o dentro de la carcasa (10), - al menos un actuador (16) para la excitación mecánica del cuadro de mando (12) que se realiza durante la detección de un manejo del cuadro de mando (12), - una unidad de visualización (32) con una superficie de visualización (33), - en donde el cuadro de mando (12) está configurado como lado frontal de un panel táctil (13) sensible al tacto para la detección con resolución espacial de un contacto del cuadro de mando (12) y - en donde el al menos un actuador (16) excita mecánicamente el panel táctil (13) cuando se detecta un contacto del cuadro de mando (12), y - un contrapeso (20), que está alojado elásticamente dentro y/o en la carcasa (10) y/o elásticamente en el panel táctil (13), en donde el contrapeso (20) puede excitarse mediante el o mediante un actuador (16) para compensar las fuerzas que actúan sobre la carcasa (10) cuando el panel táctil (13) está excitado mecánicamente, caracterizada por que, - el panel táctil (13) está dispuesto separado de la unidad de visualización (32) y - por que - la unidad de visualización (32) forma el contrapeso (20) y/o - la unidad de visualización (32) presenta una unidad de retroiluminación (34) para la retroiluminación de la unidad de visualización (32), en donde la unidad de retroiluminación (34) está dispuesta separada de la unidad de visualización (32) y forma el contrapeso (20).
Description
DESCRIPCIÓN
Unidad de mando para un aparato, en particular para un componente de vehículo
La invención se refiere a una unidad de mando para un aparato, que es, en particular, un componente de vehículo. En particular la invención se refiere a unidades de mando con realimentación háptica activa con compensación de fuerzas, de modo que las oscilaciones de la unidad de mando que aparecen a consecuencia de la realimentación háptica activa se compensan o al menos se amortiguan.
Los grupos constructivos de pantalla de visualización en vehículos de motor se equipan a menudo con una realimentación háptica activa (force feeback). A este respecto el desencadenamiento de la realimentación en un cuadro de mando con masa nada desdeñable no debe generar ninguna transmisión de fuerza dinámica inadmisible al vehículo, dado que esta, en función de la situación de montaje puede producir ruidos parásitos o vibraciones en el vehículo.
Por lo demás, la realimentación háptica debe ser en gran medida independiente de la elasticidad de la fijación en el vehículo.
Un aparato equipado con una realimentación háptica activa se compone esencialmente de un cuadro de mando (por ejemplo, pantalla de visualización), que está fijado elásticamente a través de un sistema de resorte en la carcasa de aparato, y un actuador para la desviación del cuadro de mando. En la figura 2 están representadas las fuerzas activas en una estructura de aparato de este tipo.
Para generar la realimentación háptica la pantalla de visualización se desvía de su posición de reposo con un determinado recorrido x-i(t). La velocidad de visualización a-i(t) puede adquirir en este sentido valores de más de 30 m/s2, lo que en el caso de una masa de visualización móvil m1 por encima de 0,5 kg y una masa de carcasa m2 , por regla general pequeña, produce una fuerza dinámica F2(t) nada desdeñable en la fijación de carcasa en el vehículo.
En el caso de un soporte o fijación de aparato rígido (sistema de resorte rígido c2 , d2) esta fuerza variable rápidamente en el tiempo puede provocar ruidos o vibraciones inadmisibles en el vehículo.
En cambio, en una fijación flexible (sistema de resorte flexible c2, d2) el mantenimiento de tolerancias de montaje del aparato en el vehículo resulta complicado. Por lo demás, la adaptación del curso de fuerza de actuador Fact(t) necesario mediante la presencia de un grado de libertad adicional, concretamente del movimiento de carcasa x2(t) y, por consiguiente, también de frecuencias propias adicionales en el sistema, tal vez no sea posible.
Por el documento US-B-6822635 se conoce un ordenador portátil, en particular un portátil, cuyo panel de control de membrana está provisto de realimentación háptica. Un ejemplo para el diseño de un panel táctil se describe en el documento DE-U-202014 105258.
Para minimizar las fuerzas que actúan en la realimentación háptica sobre la unidad de mando y a través de esta en el entorno, es conocida la excitación mecánica no de toda la pantalla de visualización sensible al tacto, sino solo una parte de esta, que debería presentar en particular un peso reducido. En el documento DE-A-102005038 161 se describe en este sentido la excitación mecánica de únicamente el panel táctil de un dispositivo de entrada, que se encuentra por encima de la pantalla de visualización propiamente dicha. El panel táctil y la pantalla de visualización están realizados a este respecto como unidades independientes. En realidad, también las fuerzas resultantes en la excitación mecánica del panel táctil provocan también interferencias o pueden llevar a generaciones de ruido y excitan mecánicamente el entorno de la unidad de mando, lo que no es deseable.
Una unidad de mando en forma de un portátil o agenda electrónica con las características del preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento US-A-2011/0276878.
El objetivo de la invención es crear un concepto mejorado para una unidad de mando en cuanto a la formación de ruidos parásitos o vibraciones para una unidad de mando con realimentación háptica activa.
Para resolver este objetivo con la invención se propone una unidad de mando para un aparato, por ejemplo, para un componente de vehículo, en particular interfaz hombre-máquina (IHM o HMI), en donde la unidad de mando está provista con
- una carcasa, que presenta un cuadro de mando, así como para la fijación en un dispositivo, en particular un panel de instrumentos de vehículo o consola central de vehículo,
- en donde el cuadro de mando está alojado elásticamente en y/o dentro de la carcasa,
- al menos un actuador para la excitación mecánica del cuadro de mando que se realiza al detectar una manipulación del cuadro de mando y
- una unidad de visualización con una superficie de visualización,
- en donde el cuadro de mando está configurado como lado frontal de un panel táctil sensible al tacto para la detección con resolución espacial de un contacto del cuadro de mando,
- en donde el panel táctil está dispuesto separado de la unidad de visualización y
- en donde el al menos un actuador excita mecánicamente el panel táctil cuando detecta un contacto del cuadro de mando,
- un contrapeso, que está alojado elásticamente en y/o sobre la carcasa y/o elásticamente sobre el panel táctil, en donde el contrapeso del o de un actuador puede excitarse para compensar las fuerzas que actúan sobre la carcasa cuando el panel táctil está excitado mecánicamente (es decir, para atenuar esencialmente un movimiento de la carcasa a consecuencia de la activación del actuador que excita mecánicamente el panel táctil),
- en donde
- la unidad de visualización forma el contrapeso
y/o
- la unidad de visualización presenta una unidad de retroiluminación para la retroiluminación de la unidad de visualización, en donde la unidad de retroiluminación está dispuesta separada de la unidad de visualización y forma el contrapeso.
De acuerdo con la invención la realimentación de fuerza se realiza mediante excitación mecánica del panel táctil. El panel táctil forma el cuadro de mando de la unidad de visualización sensible al tacto y con resolución espacial, que está dispuesta delante de la superficie de visualización. De acuerdo con la invención, por consiguiente, el panel táctil está dispuesto separado de la unidad de visualización y de manera que puede moverse relativamente hacia esta. El panel táctil incluso en pantallas de visualización de mayor superficie sigue siendo relativamente ligero, de modo que las vibraciones que actúan sobre la carcasa, tal como se forman inevitablemente en la excitación mecánica del panel táctil, son comparativamente reducidas.
Para la reducción de los efectos de la excitación mecánica del panel táctil sobre la carcasa y sobre el dispositivo, en o sobre el que está dispuesta la carcasa, de acuerdo con la invención se propone excitar un contrapeso durante la excitación del panel táctil, y concretamente con desplazamiento de fase, de modo que se atenúen esencialmente movimientos de la carcasa a consecuencia de la activación del actuador que excita mecánicamente el panel táctil. La invención prevé a este respecto que como contrapeso se emplee un componente de la unidad de mando, que independientemente de la función de contrapeso sea necesario como componente de la unidad de mando. En este caso, cabe pensar por ejemplo en la unidad de visualización misma o también en una unidad de retroiluminación para la unidad de visualización o en ambas.
La unidad de visualización se ocupa esencialmente del paso o bloqueo selectivo de la luz incidente y/o luz de retroiluminación. Normalmente la unidad de visualización está realizada como pantalla de visualización LCD. La unidad de retroiluminación presenta las fuentes de luz y, en el caso normal, pero no obligatoriamente, también un difusor para la dispersión uniforme de la luz de retroiluminación. Si se emplean ambas unidades, concretamente unidad de visualización y unidad de retroiluminación como contrapeso, así, su movimiento con desplazamiento de fase hacia el panel táctil excitado mecánicamente es posible debido al hecho de que el panel táctil y la combinación de unidad de visualización y unidad de retroiluminación son piezas constructivas independientes, que están separadas unas de otras, por ejemplo, mediante un intersticio de luz (distancia en forma de intersticio). Si solo uno de los componentes unidad de visualización y unidad de retroiluminación debe servir como contrapeso, entonces unidad de retroiluminación y unidad de visualización deben estar realizadas separadas la una de la otra y una de estas dos unidades debe poder excitarse mecánicamente con desplazamiento de fase con respecto al panel táctil. Mientras la unidad de retroiluminación no presente propiedades de difusor, el difusor se encuentra de convenientemente en particular fijo entre la unidad de retroiluminación y la unidad de visualización, por ejemplo, en el reverso de la unidad de visualización.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invención y típicamente está previsto que el panel táctil presente una capa de protección de vidrio templado en particular y una capa de sensor, de funcionamiento por ejemplo resistivo, capacitivo u óptico, así como entre estas una capa antirreflejante transparente, que están unidas metálicamente. La capa antirreflejante puede estar configurada, por ejemplo, como filtro de polarización, y en particular, como filtro de polarización lineal o circular.
en particular es ventajoso cuando el contrapeso puede moverse esencialmente 180° con desplazamiento de fase para el movimiento de excitación del panel táctil, en donde el recorrido del contrapeso se selecciona teniendo en cuenta al menos la relación de la masa del panel táctil con respecto a la masa del contrapeso.
En diseño ventajoso de la invención puede estar previsto que el contrapeso pueda excitarse de manera vectorialmente opuesta a la unidad de visualización. Además puede ser ventajoso, cuando los recorridos de panel táctil y contrapeso durante la excitación están diseñados mediante el o los actuadores dependiendo de la relación de las masas respectivas de unidad de visualización y unidad de retroiluminación y/o de la relación de la posición de los centros de gravedad de masa de panel táctil y contrapeso y/o de los elementos de amortiguación por resorte de los alojamientos elásticos respectivos de panel táctil y contrapeso en la carcasa y/o del tamaño de los
componentes de recorrido o recorridos de panel táctil y contrapeso orientados de manera vectorialmente opuesta entre sí.
En un diseño ventajoso adicional de la invención puede estar previsto que un actuador común esté previsto para el movimiento tanto del panel táctil como del contrapeso, cuando el actuador presenta un accionador de longitud variable con dos extremos apartados el uno del otro, cuya distancia puede modificarse mediante movimiento en sentido contrario, y de los cuales, uno de los extremos está conectado activamente con el panel táctil y el otro extremo está conectado activamente con el contrapeso para la excitación mecánica de estos dos componentes. De acuerdo con la invención puede estar previsto que el o los actuadores funciona o funcionan de manera electromecánica o piezoeléctrica.
La invención se explica con más detalle a continuación mediante varios ejemplos de realización, así como con referencia al dibujo. En detalle muestran a este respecto:
figura 1 un primer ejemplo de realización de la invención, en el que el panel táctil de una pantalla táctil está realizado separado de la pantalla de visualización y de manera que puede moverse relativamente hacia esta,
figura 2 esquemáticamente las fuerzas que aparecen en una unidad de mando con realimentación háptica activa,
figura 3 una representación esquemática de las fuerzas que aparecen en el uso de acuerdo con la invención de un contrapeso como masa equilibrada,
figura 4 esquemáticamente una construcción de una realimentación háptica exenta de fuerza antagonista en una unidad de mando,
figura 5 una representación esquemática de una estructura mecánica para la transmisión de un impulso a una superficie de usuario sin fuerzas globales o impulsos globales al soporte mecánico de acuerdo con un ejemplo de realización adicional de la invención,
figura 6 una representación esquemática de un tercer ejemplo de realización aunque con actuador de funcionamiento piezoeléctrico,
figura 7 una ampliación del concepto de la estructura según la figura 5 en un dispositivo para la detección de fuerza de mando (force sense),
figura 8 un cuarto ejemplo de realización de la invención y
figura 9 esquemáticamente un quinto ejemplo de realización de la invención.
En la figura 1 se muestra un primer ejemplo de realización de una unidad de mando de acuerdo con la invención. La unidad de mando presenta una carcasa 10, en la que está dispuesta una pantalla táctil 11 con un cuadro de mando 12. La pantalla táctil 11 presenta un panel táctil 13 sensible al tacto, que está dispuesto separado mediante un entrehierro 15 de la pantalla de visualización 17. El panel táctil 13 está unido en 14 elásticamente a la carcasa 10, de modo que puede moverse lateralmente o de tal modo que presenta un componente de movimiento lateral. Mediante un actuador 16, que funciona por ejemplo de manera piezoeléctrica o electromecánica, el panel táctil 13 puede excitarse mecánicamente, para generar en un accionamiento eficaz (contacto del panel táctil y ligera presión hacia abajo) la realimentación de fuerza háptica. Uno o varios sensores de desplazamiento 19 detectan una presión hacia abajo del panel táctil 13 y, por consiguiente un accionamiento activo de la unidad de mando (force sense). El alojamiento elástico dado en este sentido del panel táctil 13 en dirección vertical no se muestra ni en la figura 1 ni en las otras figuras.
Debido al entrehierro 15 inicialmente el panel táctil 13 puede presionarse hacia abajo independientemente de la pantalla de visualización 17 dispuesta de manera estacionaria. El actuador 16 "acusa el recibo" de manera táctil del accionamiento del panel táctil 13 para el usuario.
Como se indica en la figura 1, el panel táctil 13 presenta, por ejemplo, una estructura de tres capas, que presenta un cristal de cobertura templado o una capa de cobertura 13a, un capa antirreflejante 13b y la capa sensible al tacto 13c propiamente dicha, de funcionamiento, por ejemplo, capacitivo, resistivo y óptico.
La ventaja de la estructura de acuerdo con la figura 1 consiste en que la masa que va a excitarse mecánicamente para la realimentación de energía es relativamente reducida, de manera que las reacciones mecánicas sobre la carcasa y de esta sobre su entorno de montaje (por ejemplo, panel de instrumentos, consola central) son relativamente reducidas.
Para reducir adicionalmente estas reacciones, es adecuado, excitar un componente de la unidad de mando con desplazamiento de fase con respecto al panel táctil 13 excitado mecánicamente.
A continuación mediante las figuras 2 a 4 va a tratarse con más profundidad este concepto del equilibrio estático en una unidad de mando con realimentación de fuerza.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invención se propone el uso de una contramasa 20 entre el actuador 16 y la carcasa 10 alojada elásticamente (véase sistema masa-resorte 22) para compensar las fuerzas que actúan sobre la carcasa 10 (figuras 2 y 3).
En un diseño correspondiente del sistema de masa-resorte 22 o c3, d3, m3 adicional puede eliminarse la fuerza resultante F2(t) que actúa en el vehículo (las fuerzas estáticas que se forman mediante la gravitación no tienen ninguna importancia en la formación de ruidos o vibraciones).
Para una desviación de pantalla de visualización x 1(t), la desviación x2(t)/movimiento de la carcasa de aparato y por consiguiente también la fuerza F2(t) sobre la fijación del aparato puede eliminarse bajo las siguientes condiciones:
m3
3
c3 = c1 — ,d 3 = d1 m
m1 m 1
De esto resulta la desviación de la contramasa 20:
Bajo estas condiciones, la elasticidad de la fijación del aparato 18 tampoco tiene ninguna influencia sobre la realimentación háptica. La contramasa 20 o m3 por regla general está limitada por las especificaciones de espacio constructivo y es menor que la masa de pantalla de visualización m1. Lo ideal es que esté realizada como una parte del actuador 16.
La presente invención permite
- generar una realimentación háptica sobre las superficies con masa sin acción de fuerza dinámica sobre el entorno.
- generar una realimentación háptica en un aparato de mando, que sea independiente de la elasticidad de la fijación de aparatos.
En la figura 4 está esbozado un dispositivo con una realimentación háptica exenta de fuerza antagonista.
En el ejemplo representado, el actuador 20 está configurado como electroimán y presenta un paquete de chapas de estátor alojado elásticamente en la carcasa 10 con la bobina de actuador (estátor 26) y un paquete de chapas de inducido (inducido 28) conectado fijamente a la pantalla de visualización con cuadro de mando 12. El estátor 26 forma la contramasa móvil 20. En el ajuste del entrehierro en el electroimán debe considerarse la desviación máxima de la pantalla de visualización y del contrapeso 20 entre sí. El estátor 26 está alojado elásticamente (sistema masa-resorte 22) en la carcasa 10, pero puede estar conectado elásticamente en su lugar en el cuadro de mando 12.
Mediante las figuras 5 a 7 se explican con más detalle a continuación posibles superestructuras mecánicas de una unidad de mando con un elemento de visualización y de mando, que está iluminado desde el fondo y en el que puede moverse el panel táctil 13. Como en estas figuras se emplean las mismas referencias que en las figuras 1 a 4, estas designan a componentes con la misma estructura o con la misma función.
De acuerdo con la figura 5 el actuador 16 genera fuerzas después de su activación, que llevan a la aceleración y movimiento de dos piezas constructivas fijadas a él, separadas la una de la otra, concretamente el panel táctil 13 y la pantalla de visualización 17, que consta de una unidad de visualización 32 (por ejemplo, LCD) con superficie de visualización 33 y una unidad de retroiluminación 34 para la unidad de visualización 32. Los movimientos de panel táctil 13 y pantalla de visualización 17 están señalados mediante x1 y x3. El actuador 16 está caracterizado esencialmente por que desvía el panel táctil 13 y la pantalla de visualización 17 entre sí 180° con desplazamiento de fase. Para ello el actuador 16 puede estar diseñado por ejemplo, como electroimán, elemento piezoeléctrico, etc. La disposición mostrada en la figura 5 del actuador 16 es un posible tipo de realización. En general, la integración del actuador 16 únicamente está determinada por el desencadenamiento resultante de los movimientos x 1 y x3 de panel táctil 13 y pantalla de visualización 17, lo que puede realizarse, por ejemplo, mediante la disposición del actuador 16 por debajo de la pantalla de visualización 17.
En la figura 6 está representado un ejemplo de realización con actuador piezoeléctrico 16. El actuador 16 presenta un material piezoeléctrico 35, que se deforma mecánicamente al aplicar una tensión. El panel táctil 13 y la pantalla de visualización 17 están unidos mecánicamente a diferentes lados del material piezoeléctrico 35 del actuador 16.
El panel táctil 13 presenta una superficie que el usuario puede tocar, concretamente el cuadro de mando 12 en la pantalla de visualización 17 no puede tocarse por el usuario y además está desacoplada de la superficie tocable del panel táctil 13 así como del propio del panel táctil 13 mediante el entrehierro 15. El usuario percibe el movimiento de realimentación del panel táctil 13 después de la excitación mediante el actuador 16 mediante transmisión de fuerza, por ejemplo impulso, en el medio de entrada respectivo, es decir, por ejemplo, el dedo, de modo que se realiza una realimentación háptica después de la interacción válida con la unidad de mando, lo que se alcanza mediante el /los sensores de desplazamiento 19.
Se consigue un soporte mecánico en la carcasa 10 exento de impulso total o de fuerza total, cuando
- el panel táctil 13 se mueve de manera vectorialmente contraria a la pantalla de visualización 17, por ejemplo, cuando el panel táctil 13 se mueve en la dirección X positiva y al mismo tiempo la pantalla de visualización 17 se mueve en la dirección X negativa, y
- los elementos de amortiguación por resorte 36 y 38, con los cuales el panel táctil 13 así como la pantalla de visualización 17, están conectados elásticamente en cada caso a la carcasa 10, están diseñados de modo que los impulsos locales de panel táctil 13 y pantalla de visualización 17 captados se compensan en total.
Este enfoque no supone en general lo siguiente, pero tampoco descarta:
- igualdad de masa de panel táctil 13 y pantalla de visualización 17,
- igualdad de trayecto (x1,x3, según el valor) de panel táctil 13 y pantalla de visualización 17 e
- igualdad de los elementos de amortiguación por resorte 36,38.
Especialmente el elemento de mando tiene la siguiente estructura:
- panel táctil 13 móvil con superficie de usuario, por ejemplo, Coverglas con capa de sensor táctil unida metálicamente y filtro antirreflejos dispuesto entre medias (filtro de polarización lineal o circular)
- celdas LC de una pantalla de visualización LC de una pantalla de visualización LCD 17, que presenta dos polarizadores lineales, TFT & cristal de filtro de color, LC y todos los componentes relevantes para su funcionamiento de la unidad de visualización 32 y unidad de retroiluminación 34 (backlight) de la pantalla de visualización LC con capas de difusor ópticas, ledes y todos los componentes relevantes.
En comparación con el estado de la técnica de pantallas táctiles, en las que el panel táctil 13 y la pantalla de visualización 17 no pueden realizar ningún movimiento relativo el uno hacia la otra, de acuerdo con la invención está previsto un movimiento libre entre ambos componentes. Ambos componentes desempeñan su funcionalidad plena, tal como se conoce por las pantallas táctiles. Por lo demás, los movimientos relativos de panel táctil 13 y pantalla de visualización 17 deberían ser tan reducidos de modo que no deben observarse efectos ópticos negativos, por ejemplo mediante salida de luz o aislamiento de luz, (movimientos en cada caso inferiores a 1 mm). La entrada de polvo y/o agua en la pantalla de visualización se impide mediante un borde elástico (por ejemplo, engomado elástico). El borde elástico impide además la salida de luz de la pantalla de visualización 17.
En comparación con el estado de la técnica para realimentaciones hápticas de un aparato con elemento de visualización (pantalla de visualización), en las que toda la pantalla táctil se mueve, con la invención se reduce la masa que va a moverse con la invención con conexión para la superficie de usuario sobre el peso del panel táctil 13 y, dado el caso, de las piezas constructivas conectadas a este mecánicamente. Además, la pantalla de visualización 17, y concretamente su unidad de visualización 32 y/o su unidad de retroiluminación 34, sirve como contrapeso 20 para el panel táctil 13, y por consiguiente, como pieza constructiva decisiva para el diseño en conjunto libre de impulsos del aparato en conjunto. Especialmente no se necesitan contrapesos adicionales para compensar el pulso total y por consiguiente se reduce en total el peso del sistema.
Mediante la masa más reducida de los componentes conectados con la superficie de usuario se hace posible o una realimentación háptica más intensa para el usuario con el mismo actuador 16, o el diseño de un actuador más pequeño 16, con la misma realimentación perceptible.
En resumen, mediante la variante de la invención descrita en este caso se alcanza una realimentación háptica en la superficie de usuario, y en concreto sin transmisión de impulsos y de fuerza al entorno del aparato.
La figura 7 muestra una ampliación del concepto según la figura. 5 y 6 para la detección de la fuerza de mando en la interacción del usuario con el panel táctil 13 (force sense).
Para detectar la fuerza de mando se prevé un sistema de sensores de distancia 40 de por ejemplo, varios pares
de emisores 42 y receptores 44 ópticos de funcionamiento, por ejemplo, capacitivo, resistivo, inductivo u óptico. Bajo la acción del usuario, en el accionamiento manual del panel táctil 13 de la pantalla táctil 11 tiene lugar una modificación de la distancia relativa z entre el panel táctil 13 y la pantalla de visualización 17, de modo que pueden emplearse uno o varios sistemas observables de los emisores 42 y receptores 44 para la detección de la modificación.
La integración del sistema de sensores de distancia 40 para la pantalla táctil 11 especial mencionada se realiza, por ejemplo, en los bordes respectivos (marco) de la pantalla táctil 11.
En las figuras 8 y 9 se muestran esquemáticamente dos ejemplos de realización de la invención adicionales. Mientras que en los ejemplos de realización según las figuras 5 a 7 la pantalla de visualización 17 en su conjunto, es decir el grupo constructivo que se compone de unidad de visualización 32 y unidad de retroiluminación 34 se utiliza como contrapeso 20, de acuerdo con la figura 8 se utiliza como contrapeso 20 únicamente la unidad de retroiluminación 34 de la pantalla de visualización 17, y de acuerdo con la figura 9 únicamente la unidad de visualización 32 de la pantalla de visualización 17. En ambos casos esto significa que la unidad de visualización 32 y la unidad de retroiluminación 34 están realizadas separadas la una de la otra, es decir, no están unidas entre sí. En cada caso una de estas dos unidades está dispuesta de manera fija en la carcasa 10, mientras que la otra unidad está dispuesta de manera móvil.
Lista de referencias
10 Carcasa
11 Pantalla táctil
12 Campo de mando
13 Panel táctil
13a Capa de cobertura del panel táctil
13b Capa antirreflejante del panel táctil
13c Capa sensible al tacto del panel táctil
14 Conexión elástica del cuadro de mando en la carcasa
15 Entrehierro
16 Actuador
17 Pantalla de visualización
18 Conexión de la carcasa al vehículo
19 Sensor de desplazamiento
20 Peso equilibrado
22 Conexión elástica del contrapeso en la carcasa y/o en el cuadro de mando
24 Vehículo o panel de instrumentos del vehículo
26 Estátor del electroimán realizado como actuador
28 Inducido del electroimán
30 Guía de cuadro de mando para el movimiento en una realimentación háptica
32 Unidad de visualización
33 Superficie de visualización
34 Unidad de retroiluminación
35 Material piezoeléctrico
36 Elemento de amortiguación por resorte
38 Elemento de amortiguación por resorte
40 Sistema de sensores de distancia
42 Emisor del sistema de sensores de distancia
44 Receptor del sistema de sensores de distancia
m1 masa del cuadro de mando
x1(t) desviación del cuadro de mando
Fact(t) curso de fuerza de actuador
F1(t) fuerza del cuadro de mando que actúa sobre la carcasa en la excitación de la misma (F1 (t) = Fact - mnxa1) c1 constante de elasticidad de la conexión elástica del cuadro de mando en la carcasa
d1 amortiguación de la conexión elástica del cuadro de mando en la carcasa
m2 masa de la carcasa
x2(t) desviación de la carcasa a consecuencia de la fuerza ejercida por el cuadro de mando excitado mecánicamente
F2(t) fuerza que actúa sobre la fijación de carcasa
m3 masa del contrapeso
x3(t) desviación del contrapeso
F3 fuerza que actúa mediante el contrapeso sobre la carcasa
c3 constante de elasticidad de la conexión elástica del contrapeso en la carcasa
d3 amortiguación de la conexión elástica del contrapeso en la carcasa
z distancia entre unidad de visualización y unidad de retroiluminación
Claims (6)
1. Unidad de mando para un aparato, por ejemplo, para un componente de vehículo, en particular interfaz hombremáquina (IHM o HMI), con
- una carcasa (10), que presenta un cuadro de mando (12), así como para la fijación en un dispositivo, en particular un panel de instrumentos de vehículo o consola central de vehículo,
- en donde el cuadro de mando (12) está alojado elásticamente en y/o dentro de la carcasa (10),
- al menos un actuador (16) para la excitación mecánica del cuadro de mando (12) que se realiza durante la detección de un manejo del cuadro de mando (12),
- una unidad de visualización (32) con una superficie de visualización (33),
- en donde el cuadro de mando (12) está configurado como lado frontal de un panel táctil (13) sensible al tacto para la detección con resolución espacial de un contacto del cuadro de mando (12) y
- en donde el al menos un actuador (16) excita mecánicamente el panel táctil (13) cuando se detecta un contacto del cuadro de mando (12), y
- un contrapeso (20), que está alojado elásticamente dentro y/o en la carcasa (10) y/o elásticamente en el panel táctil (13), en donde el contrapeso (20) puede excitarse mediante el o mediante un actuador (16) para compensar las fuerzas que actúan sobre la carcasa (10) cuando el panel táctil (13) está excitado mecánicamente,
caracterizada por que,
- el panel táctil (13) está dispuesto separado de la unidad de visualización (32) y
- por que
- la unidad de visualización (32) forma el contrapeso (20) y/o
- la unidad de visualización (32) presenta una unidad de retroiluminación (34) para la retroiluminación de la unidad de visualización (32), en donde la unidad de retroiluminación (34) está dispuesta separada de la unidad de visualización (32) y forma el contrapeso (20).
2. Unidad de mando según la reivindicación 1, caracterizada por que el contrapeso (20) puede excitarse de manera vectorialmente opuesta al panel táctil (13).
3. Unidad de mando según la reivindicación 1, caracterizada por que los recorridos del panel táctil (13) y del contrapeso (20) durante la excitación están diseñados/determinados por el o los actuadores (16) dependiendo de la relación de las masas respectivas de panel táctil (13) y contrapeso (20) y/o de la relación de la posición de los centros de gravedad de panel táctil (13) y contrapeso (20) y/o los elementos de amortiguación por resorte (36,38) de los alojamientos elásticos respectivos de panel táctil (13) y contrapeso (20) en la carcasa (10) y/o del tamaño de los componentes de recorrido o recorridos de panel táctil (13) y contrapeso (20) orientados de manera vectorialmente opuesta entre sí.
4. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que está previsto un actuador común (16) para la excitación mecánica tanto del panel táctil (13) como del contrapeso (20), en donde el actuador (16) presenta un accionador de longitud variable con dos extremos apartados el uno del otro, cuya distancia puede modificarse mediante movimiento en sentido opuesto y de los cuales uno de los extremos está conectado activamente con el panel táctil (13) y el otro extremo está conectado activamente con el contrapeso (20) para la excitación mecánica del panel táctil (13) y contrapeso (20), o en donde el actuador (16) presenta un elemento piezocerámico.
5. Unidad de mando según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por un sensor de desplazamiento (19) para detectar un movimiento de accionamiento del cuadro de mando (12) cuando se ejerce una fuerza de presión manual sobre el panel táctil (13).
6. Unidad de mando según la reivindicación 1, caracterizada por que el panel táctil (13) presenta una capa de protección (13a) y una capa de sensor (13c) así como entre estas una capa antirreflejante (13b) permeable a la luz, que están unidas metálicamente, y/o por que el panel táctil (13) presenta un sistema de sensores de proximidad o de contacto de funcionamiento resistivo, capacitivo u óptico, en particular en forma de un filtro de polarización, como por ejemplo, un filtro de polarización lineal o circular.
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