一种结合电路板的触碰震动反馈微型电磁铁装置的制作方法

1.本实用新型涉及触觉回馈技术领域，特别是涉及一种结合电路板的触碰震动反馈微型电磁铁装置。


背景技术：

2.车载设备智能化与数字化是近几年来逐渐受到重视的产业，尤其在新能源车的发展下，共识蓬勃发展，其中，车用人机接口(human-machine interface；hmi)系统，是新能源车中重要的智能数字化装置，是机器与人之间的沟通接口，基本以视觉和听觉作为沟通媒介，因安全与方便性质，后续导入触觉沟通的技术，而触觉沟通需要机器给予回馈讯号，用户在使用过程中，能够及时感应与反应，涵盖了车用娱乐与安全的功能，最常见的装备是显示触碰屏，可直接与使用者互相接触与沟通，而其为任意形状、轻薄、微型化的设计，将使触觉回馈设备成为未来车用人机接口的重要装置之一。
3.使用触碰屏幕过程中，因为使用者需要使用手指触碰屏幕做确认按下的动作，而在驾驶过程中，使用者无法同时兼顾驾驶与使用触碰屏幕，在使用过程中容易造成安全性的问题，因此发展出了触觉回馈(haptic)的功能，当手指碰触到屏幕时，可感受到屏幕给予的回馈力量，以确认使用者有按下的动作，且不需要将专注力放在触碰屏幕的动作上，可专心驾驶，在技术原理分类上，分为电场、电容、超声波与驱动装置四种大类，以驱动装置而言，可使用线圈马达或致动器，压电装置、mems微结构驱动等方式产生振动，马达可使用偏心马达、线性马达与陶瓷马达等装置，而马达因为振动强度、柔顺度、响应时间、驱动电压等要求，其功能较致动器差，因此使用致动器做为触觉回馈核心对象是较佳的选择。致动器方面，可使用电磁铁作为触觉回馈主要的振动组件，达到驱动电压低、响应速度快、振动强度与高柔顺度等目标，电磁铁主要结构包含轴芯、绕线、衔铁、壳体等材料，其组装方便，设计容易，与触碰显示屏幕结合弹性大。
4.随着功能性与应用情境的增加，触碰震动回馈的核心部件也需要朝向微型化、整合化的设计目标努力，以新能源车、汽车使用情境为例，娱乐用面板、座椅、方向盘、车窗开关等设备皆能使用触碰震动回馈装置，也就是多元化的触碰震动回馈概念，而在多种设备与产品都需要使用触碰震动回馈的情况下，会遭遇到产品空间设计问题，如何将多种硬件结合、整合至单一微型化的震动装置上，将会是一大挑战。
5.专利cn212267386u及cn206294144u是靠震动马达实现震动反馈的功能，震动马达有以下明显的缺点：1、噪音过大，2、震动力不能满足要求，3、相对于微型电磁铁成本高，4、寿命短。专利cn109976529a为一款汽车装饰面板的触摸震动装置，使用电磁铁作为震动的驱动装置，经由力感应弹片触发电磁铁，吸附与释放装饰面板，使其产生快速形变，而有震动效果；然而，将震动装置、控制电路板与其他线路，全部整合、设计于面板内将会使功能受限，比如电磁铁震动的行程距离太小、震动能量不足等问题。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结合电路板的触碰震动反馈微型电磁铁装置，有效减少噪音且震感强度优于震动马达，其外型体积更小，成本更为低廉。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种结合电路板的触碰震动反馈微型电磁铁装置，包括震动源、电路板主体和接触媒介，所述的电路板主体包括电路板基板、导电线路、连接媒介和震动源触点，所述的震动源包括骨架、铜线、可动芯件和震动源电路板，所述的震动源电路板通过震动源触点和连接媒介固定在电路板基板上，该震动源电路板与电路板基板上设置的导电线路导通，所述的震动源电路板上设置有骨架，该骨架呈圆筒状，所述的骨架上缠绕有与震动源电路板连接的铜线，该骨架内部安装有可上下升降的可动芯件，所述的可动芯件上设有接触媒介，震动源通过接触媒介将震动能传递出去。
8.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的骨架的上下两侧分别安装有上盖和下盖，所述的上盖上开设有与可动芯件配合的装配孔。
9.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的上盖和下盖均采用激磁材料。
10.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的可动芯件的震动摆荡范围为h，所述的可动芯件与上盖的组装间隙为d，所述的骨架内壁与可动芯件侧壁之间的距离大于h/2与d的总合。
11.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的骨架下端的两侧各安装有一与震动源电路板相连的铜片。
12.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的震动源电路板两侧各有一勺型焊接点，该勺型焊接点与对应的铜片焊接。
13.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的骨架下部开设有供铜线走线的走线槽，该走线槽两端的开口处均设有一骨架固定点，所述的骨架固定点呈圆柱状，所述的铜线端部缠绕在骨架固定点上。
14.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的震动源电路板的四周边缘设置有多个导通定位点，每个导通定位点均具有一半圆槽。
15.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的震动源触点可与电路板基板单面或双面通过连接媒介固定住，同时与导电线路连通。
16.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的可动芯件的材料为铁氧体磁铁或永磁铁。
17.有益效果：本实用新型涉及一种结合电路板的触碰震动反馈微型电磁铁装置，有效减少噪音且震感强度优于震动马达，其外型体积更小，成本更为低廉。本实用新型直接将电磁铁焊在震动源电路板上，震动源电路板可充当电磁铁底座以及定位功能，同时减少连接件以及线路的设计，可应用于新能源车、汽车、虚拟实境设备等产品上。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图2是本实用新型所述的震动源的结构示意图；
20.图3是本实用新型所述的震动源的剖开图；
21.图4是本实用新型所述的震动源的内部示意图；
22.图5是本实用新型所述的骨架的左视图；
23.图6是本实用新型所述的骨架的局部示意图；
24.图7是本实用新型所述的震动源电路板的结构示意图。
25.图示：101、电路板基板，102、导电线路，103、连接媒介，104、震动源，105、接触媒介，106、震动源触点，201、骨架，202、铜片，203、铜线，204、上盖，205、下盖，206、可动芯件，207、震动源电路板，301、骨架固定点，302、走线槽，401、勺型焊接点，402、导通定位点。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
27.本实用新型的实施方式涉及一种结合电路板的触碰震动反馈微型电磁铁装置，如图1-7所示，包括震动源104、电路板主体和接触媒介105三大部分所组成，所述的电路板主体包括电路板基板101、导电线路102、连接媒介103和震动源触点106，所述的震动源104为电磁铁结构，该震动源104包括骨架201、铜线203、可动芯件206和震动源电路板207，所述的震动源电路板207通过震动源触点106和连接媒介103固定在电路板基板101上，该震动源电路板207与电路板基板101上设置的导电线路102导通，所述的震动源电路板207上设置有骨架201，该骨架201呈圆筒状，所述的骨架201上缠绕有与震动源电路板207连接的铜线203，该骨架201内部安装有可上下升降的可动芯件206，所述的可动芯件206上设有接触媒介105，震动源104通过接触媒介105将震动能传递出去。
28.所述的骨架201的上下两侧分别安装有上盖204和下盖205，所述的上盖204上开设有与可动芯件206配合的装配孔；所述的上盖204和下盖205均采用激磁材料。
29.所述的震动源触点106可与电路板基板101单面或双面通过连接媒介103固定住，同时与导电线路102连通。
30.所述的骨架201下端的两侧各安装有一与震动源电路板207相连的铜片202，骨架201与铜片202采用一体包塑方式成型，也可以采用铰合方式组装铜片202。如图2、图3、图5和图6所示，作为一种优先方案，骨架201缠绕有铜线203，铜线203从骨架201上开设的走线槽302中走线，铜线203端部缠绕在骨架固定点301上，以防止铜线203散落。
31.铜线203从走线槽302走线有利于铜线203整齐扁平，更有利控制阻抗值变化，铜线203走线至骨架固定点301并缠绕上，设置走线槽302有利于作为绕线前后的固定点，起点用于防止走线铜线203偏移晃动影像整齐绕线，终点用于整齐缠绕铜线203散圈。
32.铜线203与铜片202之间采用焊接固定并导通连接，铜线203与铜片202焊接完成后固定缠绕点裁断，避免铜片202与震动源电路板207焊接时产生干涉。如图7所示，震动源电路板207左右两侧各有一勺型焊接点401，勺型焊接点401与对应的铜片202焊接，减少使用电线而缩小体积，勺型焊接点401的勺型设计可搭配导通柱或任意导线进行焊接，达到通电激磁效果；震动源电路板207的四周边缘还有三个导通定位点402，导通定位点402具有半圆
槽，半圆槽可用于定位并导通相关感应组件。
33.所述的可动芯件206的材料为铁氧体磁铁(软磁材料)或永磁铁(硬磁材料)。可动芯件206优选采用永磁铁可增强电磁力产生，永磁铁牌号、材质、尺寸及骨架201与可动芯件206间隙影响激磁前后电磁力强弱，上盖204与下盖205采用激磁材料可有效增强电磁力。采用额定电流供电方式可达到线性稳定的出力，出力计算：激磁力扣除保磁力。
34.可动芯件206拉开与骨架201等零件间隙，有效避免震动下侧撞击造成噪音、异音，同时也消弥接触摩擦力影响整体出力表现。
35.搭配线圈203与铜片202导通正负极相互切换，产生电磁力吸斥造成可动芯件206上下移动，利用高频率快速切换正负极可产生连续性震感，实现震动反馈之力。
36.为了避免产生碰撞与损毁，所述的可动芯件206的震动摆荡范围为h，所述的可动芯件206与上盖204的组装间隙为d，所述的骨架201内壁与可动芯件206侧壁之间的距离大于h/2与d的总合。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
38.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
39.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
40.以上对本技术所提供的一种结合电路板的触碰震动反馈微型电磁铁装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。