用于实现重的浮动式触摸屏触觉组件的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于实现重的浮动式触摸屏触觉组件的方法和装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年7月28日递交的序号为62/029，939的美国临时专利申请的权益，该申请全文因所有目的合并于此。本申请还要求于2015年1月26日递交的序号为62/107，765的美国临时专利申请的权益，该申请全文因所有目的合并于此。
技术领域
[0003]本发明的实施例一般地涉及用于浮动式触摸屏触觉组件的致动器，更特别地涉及用于在重的浮动式触摸屏组件上使能触觉学的用于致动器放大的方法和装置。
【背景技术】
[0004]触觉学是一种通过对用户施加诸如力、振动和运动的触觉反馈效应(即，“触觉效果”)来利用用户的触感的触和力反馈技术。诸如移动设备、触摸屏设备、触摸板设备和个人计算机的设备能够配置为产生触觉效果。通常，对能够产生触觉效果的嵌入式硬件(诸如致动器)的调用能够在设备的操作系统(“0S”)内编程。这些调用规定哪个触觉效果起作用。例如，当用户利用例如按钮、触摸屏、触摸板、杆、操纵轮或某种其他控件来与设备交互时，设备的0S能够通过控制电路将运行命令发送给嵌入式硬件。嵌入式硬件随后产生适合的触觉效果。
[0005]在汽车环境下，触觉能够提供触反馈以帮助在汽车环境中产生更有信心的且更安全的用户体验。触觉学的汽车应用已经包含了旋钮、操纵杆、触摸板和触摸屏。触摸屏在汽车环境中的使用渐增。触摸屏是用于导航系统的自然接口，触反馈是一种触摸屏整体可用性的优良的补充改善以及是导航系统人机接口的具体特征的的优良的补充改善。用户体验更直观的交互、减少扫视时间以提高安全性以及空间节约设计。触摸屏按钮传送用户能够通过屏幕实际感觉到的触脉冲，因为屏幕安装到使屏幕能移动的悬挂装置上，允许用户通过快速扫视和触摸屏幕来选择图标。此外，通过使用接近传感技术，在手靠近触摸屏时手能够被检测到。当图标被压下时，屏幕发脉冲以确认命令，允许人安全地保持注意力在道路上。因此，触觉触摸屏或触摸板的物理反馈允许驾驶员操作系统，而无需观看屏幕或板。Cadillac CUR和Acura RLX On-Demand Mult1-Use Display?是两种汽车触觉触摸屏应用。Lexus NX利用了触觉触摸板应用。
[0006]在汽车环境中使用的触摸屏是大型显示器且比其他触觉触摸屏更沉。例如，10英寸显示器是可取的且能够重达约500g(重)，因为系统可以包括通过光结合固定到触摸面板上的LCD以获得更加好的可视性。触摸屏或面板可称为浮动屏，因为其安装到悬挂系统上而允许屏幕随着触觉效果产生而移动。为向浮动系统设备提供触觉，要求低的行程(运动)和高的力(用于加速)。随着移动质量体诸如屏幕及其组件变得更大和/或更重(100克至2千克)，所需的力升至成本经济的推拉式螺线管所能提供的程度之上。
[0007]当前，尚没有当触摸屏或面板的移动质量体大于300克时提供触觉的成本效益好的解决方案。可接受的方法是使用多个螺线管或压电致动器。具有移动质量体的触摸屏面板也是一种复杂设计，因其取决于一起工作的多个部件的操作来产生触觉效果。
[0008]本发明的实施例涉及用于单个致动器的放大机构，从而使能在较大或较重形状因数上实现触觉且移动质量体大小范围可从200克至2K克，单个致动器诸如为廉价推拉式螺线管致动器。使用具有放大机构的单个致动器，而不是使用多个致动器，获得了成本效益好且复杂度低的设计。
[0009]发明概述
[0010]本发明的实施例涉及一种系统，该系统包括致动器放大装置以及布置在致动器放大装置上或致动器放大装置内的推拉式致动器。致动器放大装置被构造为接收推拉式致动器。致动器放大装置包括:主体固定件，其构造为将致动器放大装置附接到固定质量体上；输出接口，其将致动器放大装置附接到移动质量体上；以及一体式放大机构。致动器放大装置的一体式放大机构放大由推拉式致动器输出到移动质量体的力。
[0011]本发明的实施例涉及一种系统，该系统为放大框架。该放大框架包括:主体固定件，其被构造为将放大框架连接到固定质量体；输出接口，其将放大框架连接到移动质量体；致动器接收套筒，其被构造为接收推拉式致动器；以及多个连杆。多个连杆包括在致动器安装件与主体固定件之间延伸的第一对相对的连杆以及在致动器安装件与输出接口之间延伸的第二对相对的连杆。第一对相对的连杆中的每个连杆通过一对柔性接头附接到致动器安装件和主体固定件上，第二对相对的连杆中的每个连杆通过一对柔性接头附接到致动器安装件和输出接口上。推拉式致动器布置在致动器接收套筒内且构造为输出力。放大框架的每个柔性接头被构造为通过放大框架来传递由推拉式致动器输出的力矩。放大框架的多个连杆放大由推拉式致动器输出到移动质量体的力。
[0012]本发明的实施例涉及一种系统，包括致动器放大装置。该致动器放大装置包括致动器安装件，该致动器安装件被构造为接收推拉式致动器且构造为将致动器放大装置附接到固定质量体上。致动器放大装置还包括输出接口和杆臂系统，该输出接口将致动器放大装置附接到移动质量体上，杆臂系统在致动器安装件与输出接口之间延伸。杆臂系统通过多个柔性接头附接到致动器安装件和输出接口上。推拉式致动器布置在致动器安装件内且构造为输出力。致动器放大装置的每个柔性接头被构造为通过杆臂系统来传递由推拉式致动器输出的力矩。杆臂系统放大由推拉式致动器输出到移动质量体的力。
【附图说明】
[0013]根据下面给出的如附图中所示的本发明实施例的说明，本发明的前述特性和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。并入本文中且构成说明书一部分的附图进一步起到解释本发明原理以及使相关领域技术人员能够实现和使用本发明的作用。附图不是按具体尺度绘制的。
[0014]图1是根据其实施例的致动器放大装置的立体图，其中推拉式致动器布置在致动器放大装置内，致动器放大装置包括放大由推拉式致动器输出的力的一体式放大机构，所述一体式放大机构包括多个连杆。
[0015]图2是根据其另一实施例的致动器放大装置的立体图，其中推拉式致动器布置在致动器放大装置上，致动器放大装置包括一体式放大机构，一体式放大机构放大由推拉式致动器输出的力，该一体式放大机构包括杆臂。
[0016]图3是根据其实施例的致动器放大装置的立体图，其中推拉式致动器布置在致动器放大装置内，致动器放大装置包括被构造为限制推拉式致动器的移动的稳定件。
[0017]图4是根据其实施例的致动器放大装置和浮动式或移动质量体的立体图，其中推拉式致动器布置在致动器放大装置内并且致动器放大装置被构造为附接到移动质量体上。
[0018]发明详述
[0019]现在参考附图描述本发明的具体实施例，其中相似的附图标记指代相同或功能上相似的元件。下面的详细说明本质上仅为示例性的，而不意在限制本发明或者本发明的应用和使用。此外，无意受在前面的技术领域、【背景技术】、简要概述或下面的详述中剔除的任何显式或隐式理论所约束。此外，虽然下面的说明主要涉及用于与重的浮动式触摸屏组件一起使用的致动器放大装置，本领域技术人员将认识到说明书同样适用于其他移动质量体。
[0020]本发明的实施例涉及一种系统，该系统包括致动器放大装置和布置在致动器放大装置上或致动器放大装置内的推拉式致动器。致动器放大装置被构造为接收推拉式致动器。致动器放大装置被构造为附接到固定质量体和移动质量体上，致动器放大装置包括一体式放大机构。致动器放大装置的该一体式放大机构放大由推拉式致动器输出到移动质量体的力。致动器放大装置以2:1与5:1之间的比率来放大力。因此，本发明需要单个致动器，诸如廉价的推拉式螺线管致动器，一体式放大机构使能在较大或较重的形状因数上实现触觉，移动质量体的尺寸范围从200克至2000克。然而，虽然描述为与单个推拉式致动器使用，本领域普通技术人员将理解的是