用于實現(xiàn)重的浮動式觸摸屏觸覺組件的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于實現(xiàn)重的浮動式觸摸屏觸覺組件的方法和裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年7月28日遞交的序號為62/029，939的美國臨時專利申請的權(quán)益，該申請全文因所有目的合并于此。本申請還要求于2015年1月26日遞交的序號為62/107，765的美國臨時專利申請的權(quán)益，該申請全文因所有目的合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實施例一般地涉及用于浮動式觸摸屏觸覺組件的致動器，更特別地涉及用于在重的浮動式觸摸屏組件上使能觸覺學(xué)的用于致動器放大的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]觸覺學(xué)是一種通過對用戶施加諸如力、振動和運動的觸覺反饋效應(yīng)(即，“觸覺效果”)來利用用戶的觸感的觸和力反饋技術(shù)。諸如移動設(shè)備、觸摸屏設(shè)備、觸摸板設(shè)備和個人計算機(jī)的設(shè)備能夠配置為產(chǎn)生觸覺效果。通常，對能夠產(chǎn)生觸覺效果的嵌入式硬件(諸如致動器)的調(diào)用能夠在設(shè)備的操作系統(tǒng)(“0S”)內(nèi)編程。這些調(diào)用規(guī)定哪個觸覺效果起作用。例如，當(dāng)用戶利用例如按鈕、觸摸屏、觸摸板、桿、操縱輪或某種其他控件來與設(shè)備交互時，設(shè)備的0S能夠通過控制電路將運行命令發(fā)送給嵌入式硬件。嵌入式硬件隨后產(chǎn)生適合的觸覺效果。
[0005]在汽車環(huán)境下，觸覺能夠提供觸反饋以幫助在汽車環(huán)境中產(chǎn)生更有信心的且更安全的用戶體驗。觸覺學(xué)的汽車應(yīng)用已經(jīng)包含了旋鈕、操縱桿、觸摸板和觸摸屏。觸摸屏在汽車環(huán)境中的使用漸增。觸摸屏是用于導(dǎo)航系統(tǒng)的自然接口，觸反饋是一種觸摸屏整體可用性的優(yōu)良的補(bǔ)充改善以及是導(dǎo)航系統(tǒng)人機(jī)接口的具體特征的的優(yōu)良的補(bǔ)充改善。用戶體驗更直觀的交互、減少掃視時間以提高安全性以及空間節(jié)約設(shè)計。觸摸屏按鈕傳送用戶能夠通過屏幕實際感覺到的觸脈沖，因為屏幕安裝到使屏幕能移動的懸掛裝置上，允許用戶通過快速掃視和觸摸屏幕來選擇圖標(biāo)。此外，通過使用接近傳感技術(shù)，在手靠近觸摸屏?xí)r手能夠被檢測到。當(dāng)圖標(biāo)被壓下時，屏幕發(fā)脈沖以確認(rèn)命令，允許人安全地保持注意力在道路上。因此，觸覺觸摸屏或觸摸板的物理反饋允許駕駛員操作系統(tǒng)，而無需觀看屏幕或板。Cadillac CUR和Acura RLX On-Demand Mult1-Use Display?是兩種汽車觸覺觸摸屏應(yīng)用。Lexus NX利用了觸覺觸摸板應(yīng)用。
[0006]在汽車環(huán)境中使用的觸摸屏是大型顯示器且比其他觸覺觸摸屏更沉。例如，10英寸顯示器是可取的且能夠重達(dá)約500g(重)，因為系統(tǒng)可以包括通過光結(jié)合固定到觸摸面板上的LCD以獲得更加好的可視性。觸摸屏或面板可稱為浮動屏，因為其安裝到懸掛系統(tǒng)上而允許屏幕隨著觸覺效果產(chǎn)生而移動。為向浮動系統(tǒng)設(shè)備提供觸覺，要求低的行程(運動)和高的力(用于加速)。隨著移動質(zhì)量體諸如屏幕及其組件變得更大和/或更重(100克至2千克)，所需的力升至成本經(jīng)濟(jì)的推拉式螺線管所能提供的程度之上。
[0007]當(dāng)前，尚沒有當(dāng)觸摸屏或面板的移動質(zhì)量體大于300克時提供觸覺的成本效益好的解決方案?？山邮艿姆椒ㄊ鞘褂枚鄠€螺線管或壓電致動器。具有移動質(zhì)量體的觸摸屏面板也是一種復(fù)雜設(shè)計，因其取決于一起工作的多個部件的操作來產(chǎn)生觸覺效果。
[0008]本發(fā)明的實施例涉及用于單個致動器的放大機(jī)構(gòu)，從而使能在較大或較重形狀因數(shù)上實現(xiàn)觸覺且移動質(zhì)量體大小范圍可從200克至2K克，單個致動器諸如為廉價推拉式螺線管致動器。使用具有放大機(jī)構(gòu)的單個致動器，而不是使用多個致動器，獲得了成本效益好且復(fù)雜度低的設(shè)計。
[0009]發(fā)明概述
[0010]本發(fā)明的實施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括致動器放大裝置以及布置在致動器放大裝置上或致動器放大裝置內(nèi)的推拉式致動器。致動器放大裝置被構(gòu)造為接收推拉式致動器。致動器放大裝置包括:主體固定件，其構(gòu)造為將致動器放大裝置附接到固定質(zhì)量體上；輸出接口，其將致動器放大裝置附接到移動質(zhì)量體上；以及一體式放大機(jī)構(gòu)。致動器放大裝置的一體式放大機(jī)構(gòu)放大由推拉式致動器輸出到移動質(zhì)量體的力。
[0011]本發(fā)明的實施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)為放大框架。該放大框架包括:主體固定件，其被構(gòu)造為將放大框架連接到固定質(zhì)量體；輸出接口，其將放大框架連接到移動質(zhì)量體；致動器接收套筒，其被構(gòu)造為接收推拉式致動器；以及多個連桿。多個連桿包括在致動器安裝件與主體固定件之間延伸的第一對相對的連桿以及在致動器安裝件與輸出接口之間延伸的第二對相對的連桿。第一對相對的連桿中的每個連桿通過一對柔性接頭附接到致動器安裝件和主體固定件上，第二對相對的連桿中的每個連桿通過一對柔性接頭附接到致動器安裝件和輸出接口上。推拉式致動器布置在致動器接收套筒內(nèi)且構(gòu)造為輸出力。放大框架的每個柔性接頭被構(gòu)造為通過放大框架來傳遞由推拉式致動器輸出的力矩。放大框架的多個連桿放大由推拉式致動器輸出到移動質(zhì)量體的力。
[0012]本發(fā)明的實施例涉及一種系統(tǒng)，包括致動器放大裝置。該致動器放大裝置包括致動器安裝件，該致動器安裝件被構(gòu)造為接收推拉式致動器且構(gòu)造為將致動器放大裝置附接到固定質(zhì)量體上。致動器放大裝置還包括輸出接口和桿臂系統(tǒng)，該輸出接口將致動器放大裝置附接到移動質(zhì)量體上，桿臂系統(tǒng)在致動器安裝件與輸出接口之間延伸。桿臂系統(tǒng)通過多個柔性接頭附接到致動器安裝件和輸出接口上。推拉式致動器布置在致動器安裝件內(nèi)且構(gòu)造為輸出力。致動器放大裝置的每個柔性接頭被構(gòu)造為通過桿臂系統(tǒng)來傳遞由推拉式致動器輸出的力矩。桿臂系統(tǒng)放大由推拉式致動器輸出到移動質(zhì)量體的力。
【附圖說明】
[0013]根據(jù)下面給出的如附圖中所示的本發(fā)明實施例的說明，本發(fā)明的前述特性和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點將是顯而易見的。并入本文中且構(gòu)成說明書一部分的附圖進(jìn)一步起到解釋本發(fā)明原理以及使相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本發(fā)明的作用。附圖不是按具體尺度繪制的。
[0014]圖1是根據(jù)其實施例的致動器放大裝置的立體圖，其中推拉式致動器布置在致動器放大裝置內(nèi)，致動器放大裝置包括放大由推拉式致動器輸出的力的一體式放大機(jī)構(gòu)，所述一體式放大機(jī)構(gòu)包括多個連桿。
[0015]圖2是根據(jù)其另一實施例的致動器放大裝置的立體圖，其中推拉式致動器布置在致動器放大裝置上，致動器放大裝置包括一體式放大機(jī)構(gòu)，一體式放大機(jī)構(gòu)放大由推拉式致動器輸出的力，該一體式放大機(jī)構(gòu)包括桿臂。
[0016]圖3是根據(jù)其實施例的致動器放大裝置的立體圖，其中推拉式致動器布置在致動器放大裝置內(nèi)，致動器放大裝置包括被構(gòu)造為限制推拉式致動器的移動的穩(wěn)定件。
[0017]圖4是根據(jù)其實施例的致動器放大裝置和浮動式或移動質(zhì)量體的立體圖，其中推拉式致動器布置在致動器放大裝置內(nèi)并且致動器放大裝置被構(gòu)造為附接到移動質(zhì)量體上。
[0018]發(fā)明詳述
[0019]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的具體實施例，其中相似的附圖標(biāo)記指代相同或功能上相似的元件。下面的詳細(xì)說明本質(zhì)上僅為示例性的，而不意在限制本發(fā)明或者本發(fā)明的應(yīng)用和使用。此外，無意受在前面的技術(shù)領(lǐng)域、【背景技術(shù)】、簡要概述或下面的詳述中剔除的任何顯式或隱式理論所約束。此外，雖然下面的說明主要涉及用于與重的浮動式觸摸屏組件一起使用的致動器放大裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到說明書同樣適用于其他移動質(zhì)量體。
[0020]本發(fā)明的實施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括致動器放大裝置和布置在致動器放大裝置上或致動器放大裝置內(nèi)的推拉式致動器。致動器放大裝置被構(gòu)造為接收推拉式致動器。致動器放大裝置被構(gòu)造為附接到固定質(zhì)量體和移動質(zhì)量體上，致動器放大裝置包括一體式放大機(jī)構(gòu)。致動器放大裝置的該一體式放大機(jī)構(gòu)放大由推拉式致動器輸出到移動質(zhì)量體的力。致動器放大裝置以2:1與5:1之間的比率來放大力。因此，本發(fā)明需要單個致動器，諸如廉價的推拉式螺線管致動器，一體式放大機(jī)構(gòu)使能在較大或較重的形狀因數(shù)上實現(xiàn)觸覺，移動質(zhì)量體的尺寸范圍從200克至2000克。然而，雖然描述為與單個推拉式致動器使用，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是