力检测传感器制造技术

一种用于检测输入力的传感器(102)，包括具有腔(201)的壳体(103)和被腔环绕的接触元件(105)。接触元件和腔具有沿着它们各自的表面(104、106)基本齐平的轮廓。腔包括壁(301、302、303)，该壁具有附接到其上的感测装置(304)，并且在对接触元件的表面施加机械相互作用时接触元件和感测装置之间形成物理接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】力检测传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年8月16日提交的英国专利申请号GB1713123.6的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及一种用于检测输入力的传感器和该传感器的制造方法，以及检测输入力的方法。
技术介绍
众所周知，传感器可用于多种应用和工业中。可提供响应于诸如压力之类的机械相互作用的触摸性能的传感器通常作为电子设备的触摸屏、按钮或类似的部分使用，或者应用于诸如游戏中使用的操纵杆之类的输入装置中。当在商业应用中使用传感器时，传感器具有吸引用户的触觉界面通常是很重要的。但在不影响功能的情况下实现人体工程学设计可能很困难。因此，为了满足商业用户的人体工程学要求，具有更多功能的传感器，特别是那些可提供三维测量的传感器，变得越来越复杂。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种根据权利要求1的用于检测输入力的传感器。根据本专利技术的另一方面，提供了一种根据权利要求13的检测输入力的方法。根据本专利技术的又一方面，提供了一种根据权利要求18的用于检测输入力的传感器的制造方法。附图说明现在将参考附图，仅以举例的方式描述本专利技术，其中：图1示出了可检测输入力的传感器；图2示出了图1中的传感器的示意图；图3示出了图1和2中的传感器的剖面示意图；图4示出了用于前述传感器的感测装置的示例；图5示出了图1中的传感器的剖面侧视图；图6示出了组成感测装置的多个层的剖面示意图；图7示出了图6中响应于机械相互作用的多个层；图8示出了用于检测输入力的传感器的另一实施例；图9示出了图8中的传感器在电子设备中使用；以及图10示出了在车辆保险杠中装有传感器的车辆。具体实施方式图1图1中示出了可检测输入力的传感器。图1示出了操纵杆101形式的装置，该装置包括用于检测输入力的传感器。传感器102包括具有顶面104的壳体103和被壳体103的腔环绕的接触元件105。接触元件105包括被配置为接收机械相互作用的外表面106，以操作传感器102。如图所示，外表面106和顶面104具有从外表面延伸到顶面的基本齐平的轮廓，并且将在图5的描述中进一步说明。在该实施例中，外表面106包括模制部分，该模制部分包括与使用者107的手指相吻合的指形轮廓。在该实施例中，接触元件105包括弹性体材料。如图所示，使用时，当用户107通过将力从用户107的手指施加到外表面106上以实施机械相互作用时，传感器102可检测输入力。在该实施例中，传感器102被配置为检测响应于用户107的手指按压而产生的机械相互作用的特性，该特性例如为力的大小或力的位置。这样，传感器102作为操纵杆使用，从而提供了一种用户可通过少量的手指动作来控制的轻巧的操纵杆。图2图2示出了传感器102的示意图。壳体103包括设置在其中的腔201和如前所述的顶面104。接触元件105以分解图示出，以露出腔201。然而，应当理解的是，如在图5的描述中进一步说明，使用时，接触元件105被腔201环绕。在该实施例中，腔201包括例如为侧壁202的四个侧壁和底壁203。接触元件105包括相互配合的轮廓，该轮廓包括相应的侧壁，因此允许接触元件105在使用时被腔201环绕。图3图3示出了传感器102的剖面侧视图。图中再次示出了与壳体103和腔201分开的接触元件105。如图所示，壳体103限定了腔201，并且感测装置设置在腔201中，以使得施加例如为力的机械相互作用时，感测装置可与接触元件105物理接触。在该实施例中，侧壁301和302以及底壁303限定了V形或U形的剖面轮廓。壁301、302和303中的每一个均具有附接到其上的感测装置304。在该实施例中，感测装置304与每个壁的内表面对准，并且附接到各内表面。在该实施例中，感测装置304为单个的感测装置，但是应当理解，在另一实施例中，每个壁上均可独立地附接感测装置。因此，当将接触元件105设置在腔201内时，可以在接触元件105与一个或多个感测装置304之间形成接触。图4下面将根据图4描述感测装置304的一个实施例。图4示出了感测装置应用于前述腔201中之前的平面图。感测装置304包括中央部分401和四个延伸部分402、403、404和405。在该实施例中，中央部分401被配置为与底壁303相同，延伸部分402、403、404和405被配置为附接到例如为侧壁301和302的侧壁上。每个延伸部分自中央部分401延伸，并包括可折叠的界面，该界面允许感测装置304在制造时折叠和弯曲，以适应腔201。例如，可折叠的界面406在延伸部分402和中央部分之间形成了一条可折叠的线，以使得延伸部分402可以图3所示的方式与侧壁301对准。应当理解的是，图4中的虚线示出了在感测装置304中的可折叠界面的位置。图5制造传感器102时，接触元件105定位在壳体103的腔201中，以使得接触元件105被腔201环绕。外表面106和壳体103的顶面104具有从外表面106延伸到顶面104的基本齐平的轮廓。在使用中，接触元件105被配置为沿着箭头501的方向将机械相互作用施加到外表面106上时，在接触元件105和感测装置304之间形成物理接触。可以理解的是，在箭头501示出了沿着垂直于外表面106的方向上施加力的同时，在非垂直方向施加到外表面106的力仍能够在接触元件105和感测装置304之间形成物理接触。因此，当没有动作时，感测装置304和接触元件105处于静止位置，由此感测装置未激活(即，没有提供可读取的力)，并且当形成物理接触时，感测装置304通过施加的机械相互作用而被激活。这将在图6和图7中进一步更详细地描述感测装置304。图6图6示出了一个实施例中组成感测装置304的多个层的剖面分解示意图。在该实施例中，感测装置304包括多个层，当通过接触元件105向感测装置304施加机械相互作用时，这些层组合在一起以检测机械相互作用的大小和位置。在图6中，多个层以分解图稍微分开地示出，但是，应当理解的是，这些层可在静止位置相互接触但保持未激活状态，直至施加诸如压力的机械相互作用时才激活。在该实施例中，感测装置304包括基层601和602。基层601和602可包括PET(聚对苯二甲酸乙二酯)基层，但应当理解的是，其他基层也同样适用。感测装置304还包括导电层603，该导电层包括银，以及两个另外的导电层604和605，该另外的导电层包括碳印刷材料。包括压敏可变电阻材料的中心层606夹在两个碳层604和605之间。在该实施例中，压敏可变电阻材料包括量子隧道复合材料。这种特殊的布置提供了一种单点压力传感器，该压力传感器在向外部基层之一施加力时，通过压敏可变电阻材料来减小电阻，从而提供了一种用于检测施加的机械相互作用的位置和大小的装置。这种类型的单点压力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测输入力的传感器，包括：/n壳体，具有腔和顶面；和/n接触元件，被所述腔环绕，所述接触元件包括外表面；/n所述腔包括具有内表面的至少一个壁，所述至少一个壁具有附接到其上并与所述至少一个壁的所述内表面对准的感测装置；/n所述接触元件被配置为对所述外表面施加机械相互作用时，在所述接触元件和所述感测装置之间形成物理接触；其中/n所述外表面和所述顶面具有从所述外表面延伸到所述顶面的基本齐平的轮廓。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170816 GB 1713123.61.一种用于检测输入力的传感器，包括：
壳体，具有腔和顶面；和
接触元件，被所述腔环绕，所述接触元件包括外表面；
所述腔包括具有内表面的至少一个壁，所述至少一个壁具有附接到其上并与所述至少一个壁的所述内表面对准的感测装置；
所述接触元件被配置为对所述外表面施加机械相互作用时，在所述接触元件和所述感测装置之间形成物理接触；其中
所述外表面和所述顶面具有从所述外表面延伸到所述顶面的基本齐平的轮廓。


2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述感测装置被配置为用于检测机械相互作用的大小和位置。


3.根据权利要求2所述的传感器，其中，所述感测装置被配置为检测三维笛卡尔轴上机械相互作用的大小和位置。


4.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中，所述感测装置为单点压力传感器。


5.根据权利要求4所述的传感器，其中，所述单点压力传感器包括量子隧道复合材料。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器，其中，所述腔包括四个侧壁和一个底壁，每个所述壁均具有一个附接到其上的所述感测装置。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器，其中，所述腔包括具有两个纵向侧壁和一个底壁的长通道，每个所述纵向侧壁和所述底壁均包括一个所述感测装置。


8.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中，所述接触元件和所述腔各自包括相互配合的轮廓。


9.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中，所述接触元件包括V形的剖面轮廓。


10.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中，所述接触元件包括弹性体材料。


11.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中，所述外表面包括模制部分，所述模制部分包括指形轮廓。


12.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中，所述传感器被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·马克斯·贝肯博，理查德·麦康奈尔，
申请(专利权)人：佩拉泰克控股有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB