【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于生成触觉信号的触觉装置。这样的装置具有致动器，其生成可动元件的移动。可动元件例如构造为销式装置的触敏表面或尖端。致动器例如是压电致动器或电磁致动器。
技术介绍
1、触觉装置可以被构造为例如在触碰时生成触觉信号。触觉装置可以例如被构造为触摸屏、触控板、按钮或笔(销式装置)。尤其，触觉装置可以用在汽车或计算机中。
2、从de 10 2015 117 262 a1已知一种具有压电致动器的触觉装置。us 8,416,066b2和wo 2020/011526 a1分别示出了笔。
3、在这样的装置的情形中，一方面，需要将可动表面设计为柔性的，以便能够通过致动器进行有效移动。另一方面，致动器可能会由于由外部到可动表面上的过度的力作用、例如在发生碰撞或掉落时、而损坏。
4、为了保护以防过度的力作用，已知设置机械止挡元件来用于触觉装置的情形中的行程限制。例如，us 9,379,305 b2公开了壳体板处的止挡元件，us2012/0248935 a1公开了基板处的止挡元件，且us 2021/0280768a1公开了具有行程限制的推板。
技术实现思路
1、本专利技术的任务是，说明一种带有改善的特性的触觉装置。尤其，应实现在获得触觉功能时保护以防过载。
2、根据本公开的第一方面，触觉装置具有可动表面和用于移动可动表面的致动器。触觉装置例如构造为触敏显示屏或销状装置(笔)。触觉装置可构造用于由用户保持，例如笔。在这样的装置的情形中，通过装
3、可动表面尤其是外表面，其可构造用于输出触觉信号。表面例如是可动元件的外表面、如触摸屏的表面或笔的尖端。表面也可直接为致动器的表面。致动器例如具有压电或电磁转换器元件，其将电信号转换成转换器元件的移动或变形。
4、致动器可备选地或附加地构造为传感器，其构造用于检测由外部施加到可动表面上的力。尤其，致动器可同时构造为致动器和传感器。触觉装置和致动器的元件可在传感器功能的情形中不改变地存在。
5、致动器布置在可动表面和弹性支座之间。支座尤其构造用于承载致动器且在致动器膨胀的情形中生成反力。通过合适设定致动器的刚度特性和支座的弹簧常数可实现，致动器更好地保护免于过载。对此，致动器如此构造，使得致动器的刚度取决于由外部作用到可动表面上的力的值而采纳不同的值。在其值处于第一力值之下的力的情形中，致动器的刚度具有第一值。在其值处于力之上的力的情形中，致动器的刚度具有第二值，第二值大于第一值。支座的弹簧常数处于第一刚度值和第二刚度值之间。
6、例如，弹簧常数d为第一刚度的至少1.5倍。例如，弹簧常数至少比致动器的第一刚度大100n/mm。例如，弹簧常数为第二刚度的最高0.75倍。例如，弹簧常数至少比致动器的第二刚度小100n/mm。
7、以该方式可以实现，致动器在第一力值之下可足够压缩，以便确保触觉功能性。尤其，触觉装置的运行范围可在第一力值之下。弹性支座由于更大的弹簧常数不或仅稍微损害在运行范围中的功能性。在第一力值之上，那么支座的功能性可发挥作用，因为在那里弹簧常数小于致动器的刚度。由此，支座更强地变形且致动器的压缩减少。
8、例如，第二刚度值为第一刚度值的至少两倍。第二刚度值也可为第一刚度值的至少四倍。
9、支座例如在边缘侧与触觉装置的壳体连接。支座也可构造为壳体的集成组成部分。支座可仅在一侧保持，例如在一侧与壳体连接。例如，支座以梁的形式构造。支座也可环绕地或在两个相对而置的侧面处保持。支座也可以另外的方式构造，例如具有板，该板通过弹性元件弹性支承。
10、触觉装置可具有可动表面沿致动器的方向的行程限制，该行程限制通过机械止挡件限定。例如，止挡件通过壳体或固定在壳体处的部件构造。行程限制，即表面由静止位置沿致动器的方向的最大行程，可大于在到达止挡件的情形中的致动器的压缩。致动器的压缩在此是致动器相关于在没有由外部的力的作用的情况下的致动器的厚度的厚度变化。
11、例如，致动器在到达止挡件的情形中的压缩小于或等于行程限制的一半。例如，行程限制处于0.2至0.5mm的值且致动器的在此存在的压缩为小于0.15mm。
12、致动器的刚度的变化可例如通过至少一个支撑元件实现，即，在达到第一力值的情形中支撑在致动器的转换器元件处。例如，支撑元件是增强元件的部件，该增强元件增强致动器的移动。增强元件例如以弓形架(bügel)的形式构造。支撑元件可构造为增强元件沿致动器的方向的突出部。支撑元件可在达到第一力值的情形中机械地止挡在转换器处。支撑元件可例如为增强元件的集成组成部分或固定在增强元件处。同样可能的是，支撑元件构造在转换器元件处。
13、根据本公开的另一方面，说明了一种用于制造之前描述的触觉装置的方法。在方法中，提供具有两个预先设定的刚度值的致动器。选择带有弹簧常数的弹性支座，该弹簧常数处于致动器的刚度值之间。
14、此外，可确定致动器的最大压缩，即，刚好还允许的压缩，从而致动器不被损坏。可动表面的行程限制可通过机械止挡件确定。弹簧常数那么如此选择，使得在达到行程限制的情形中的致动器的压缩小于致动器的最大压缩。
15、本专利技术包括多个方面，尤其装置和方法。针对所述方面中的一个描述的特征、特性和实施形式应相应地同样适用于其他方面。
16、此外，在此说明的对象的描述不限制于特别的实施形式。相反，各个实施形式的特征只要技术上有意义可彼此组合。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种触觉装置，其具有可动表面(15)、用于移动所述可动表面(15)的致动器(2)和弹性支座(7)，其中所述致动器(2)布置在所述可动表面(15)和所述弹性支座(7)之间，且所述致动器(2)如此构造，使得在一力(F)作用于所述可动表面(15)上时所述致动器(2)的刚度(S)在第一力值(F1)之下具有第一刚度值(S1)且在所述第一力值(F1)之上具有更大的刚度值(S2)，
2.根据权利要求1所述的触觉装置，其具有所述可动表面(15)沿所述致动器(2)的方向的行程限制(xmax)，其中所述行程限制(xmax)通过机械止挡件(14)限定，其中在到达所述止挡件(14)时所述致动器(2)的压缩(Δd)小于所述行程限制(xmax)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述第二刚度值(S2)为所述第一刚度值(S1)的至少两倍。
4.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述弹簧常数(D)为所述第一刚度值(S1)的至少1.5倍且为所述第二刚度值(S2)的最高0.75倍。
5.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所
6.根据权利要求5所述的触觉装置，在其中所述致动器(2)具有至少一个增强元件(9,10)，其增强所述致动器(2)的移动，其中所述增强元件(9,10)具有所述支撑元件(12,13)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述弹性支座(7)与所述触觉装置的壳体(11)连接或为所述壳体(11)的集成组成部分。
8.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述弹性支座(7)构造为梁且在一侧支承。
9.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，其销状构造。
10.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述致动器(2)构造用于作用于可动元件(3)上，其中所述可动元件(3)至少局部棒状构造。
11.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，其构造用于由用户保持。
12.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述致动器(2)也构造为传感器。
13.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述可动表面(15)构造用于通过用户触碰。
14.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置的方法，在其中提供带有两个预先设定的刚度值(S1,S2)的致动器(2)且如此选择带有弹簧常数(D)的弹性支座(7)，使得所述弹簧常数(D)处于所述致动器(2)的刚度值(S1,S2)之间。
15.根据权利要求14所述的方法，在其中确定所述致动器(2)的最大压缩且所述可动表面(15)的行程限制(xmax)通过机械止挡件(14)确定，其中所述弹簧常数(D)如此选择，使得所述致动器(2)在到达所述止挡件(14)时的压缩小于所述致动器的最大压缩。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种触觉装置，其具有可动表面(15)、用于移动所述可动表面(15)的致动器(2)和弹性支座(7)，其中所述致动器(2)布置在所述可动表面(15)和所述弹性支座(7)之间，且所述致动器(2)如此构造，使得在一力(f)作用于所述可动表面(15)上时所述致动器(2)的刚度(s)在第一力值(f1)之下具有第一刚度值(s1)且在所述第一力值(f1)之上具有更大的刚度值(s2)，
2.根据权利要求1所述的触觉装置，其具有所述可动表面(15)沿所述致动器(2)的方向的行程限制(xmax)，其中所述行程限制(xmax)通过机械止挡件(14)限定，其中在到达所述止挡件(14)时所述致动器(2)的压缩(δd)小于所述行程限制(xmax)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述第二刚度值(s2)为所述第一刚度值(s1)的至少两倍。
4.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述弹簧常数(d)为所述第一刚度值(s1)的至少1.5倍且为所述第二刚度值(s2)的最高0.75倍。
5.根据前述权利要求中任一项所述的触觉装置，在其中所述致动器(2)具有转换器元件(8)和至少一个支撑元件(12,13)，所述至少一个支撑元件在达到所述第一力值(f1)时支撑在所述转换器元件(8)处。
6.根据权利要求5所述的触觉装置，在其中所述致动器(2)具有至少一个增强元件(9,10)，其增强所述致动器(2)的移动，其中所述增强元件(9,10)具有所述支...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·伦伯格，J·伯格，W·沃尔诺弗，
申请(专利权)人：TDK电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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