用于觸覺響應的磁性致動器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本公開整體涉及觸覺設備，并且更具體地涉及提供觸覺響應的磁性致動器。
【背景技術】
[0002]磁性致動器諸如在觸覺設備中利用的那些磁性致動器通常包括相對于第二主體元件可移動的第一主體元件。此類移動可利用一個或多個電線圈、軟磁體(不是永久磁性的但是響應于磁力的接近性而可變為磁性的材料)線圈、和/或一個或多個硬磁體(永久磁性的材料諸如稀土磁體)通過磁通的方向來實現。該移動可導致可作為觸覺輸出或反饋提供給用戶的振動。
【發明內容】
[0003]本公開公開了一種磁性致動器和磁路。在各種實施例中，磁性致動器或磁路可包括可移動主體元件或條元件，該可移動主體元件或條元件經由被定位在一個或多個溝槽之間的一個或多個軸承可移動地耦接至固定主體元件或條元件。在一些情形下，溝槽可為彎曲的，使得導致可移動主體元件或條元件橫向移動而施加的力使得軸承在溝槽的彎曲部上向上移動，使得軸承沿彎曲部向后移動并且在力不再施加之后使得可移動主體元件或條元件恢復到初始位置。在各種情形下，軸承可為球形的、立方形的、圓柱形的，和/或包括與溝槽的一個或多個齒輪元件相互作用的齒輪元件。在一些情形下，軸承導致可移動主體元件或條元件垂直平移并且橫向移動，而在其他情形下，軸承僅導致可移動主體元件或條元件橫向移動。
[0004]在一些實施例中，主體元件可包括與該主體元件共面的一個或多個電線圈。在各種情形下，主體元件還可包括被定位在電線圈的中心中的一個或多個硬磁體，該一個或多個硬磁體被極化成使該主體元件相對于另一個主體元件居中穩定或不穩定。
[0005]在各種實施例中，磁路可包括具有多個硬磁體和/或軟磁體的第一條元件以及具有圍繞第二條元件卷繞的一個或多個電線圈的第二條元件。在一些情形下，電線圈可包括在第一方向上卷繞的第一部分、在相反方向上卷繞的第二部分和在第一方向和第二方向之間轉換的中間部分。
[0006]在一個或多個實施例中，致動器可包括具有第一側軟磁體和第二側軟磁體的固定主體元件，該第一側軟磁體和第二側軟磁體可移動地耦接至可移動主體元件。施加力可導致可移動主體元件移動，使得可移動主體元件接近和/或接觸第一軟側磁體或第二軟側磁體。此類接觸可導致可作為觸覺輸出提供給用戶的“輕擊”。在接觸時，可移動主體元件可磁性附接至相應軟側磁體并且在力不再施加之后可保持這樣，直到施加使可移動主體元分離件并導致其移動以接近另一軟側磁體的另一個力。
[0007]在一些實施例中，致動器可包括第一磁性吸引元件、第二磁性吸引元件和包括第一硬磁體、第二硬磁體以及電線圈的可移動構件。施加力可導致可移動構件移動，使得第一硬磁體接近和/或接觸第一磁性吸引元件或第二硬磁體接近和/或接觸第二磁性吸引元件。此類接觸可導致可作為觸覺輸出提供給用戶的“輕擊”。在接觸時，相應硬磁體可磁性附接至相應磁性吸引元件，并在力不再施加之后保持這樣，直到施加使相應硬磁體分離并導致可移動構件移動使得另一個硬磁體接近另一個磁性吸引力構件的另一個力。在一些情形下，盡管在其他具體實施中磁性吸引元件可為軟磁體，但是磁性吸引元件可為硬磁體。
[0008]應當理解，前述一般描述和接下來的【具體實施方式】兩者均是用于舉例和說明的目的并且未必限制本公開。并入并構成說明書的一部分的附圖示出了本公開的主題。同時，說明書和附圖用于解釋本公開的原理。
【附圖說明】
[0009]圖1A是示出了結合到電子設備中的跟蹤墊的頂視圖。
[0010]圖1B是沿圖1A中的線IB獲取的包括磁性致動器的第一實施例的電子設備的橫截面側視圖。
[0011]圖1C是圖1B中的第一可移動主體元件的底視圖。
[0012]圖1D是圖1B中的第二可移動主體元件的頂視圖。
[0013]圖1E是圖1C中的第一可移動主體元件的第一可移動主體元件溝槽的閉合側視圖。
[0014]圖1F是沿圖1A中的線IF獲取的示出了磁通的示例性流的電子設備的橫截面側視圖。
[0015]圖1G示出了沿圖1D中的線IG獲取的圖1B中的第二可移動主體元件的另選實施例的橫截面側視圖。
[0016]圖1H是圖1E中的第一可移動主體元件的第一可移動主體元件溝槽的另選實施例的閉合側視圖。
[0017]圖1I是沿圖1A中的線IB獲取的包括磁性致動器的第二實施例的電子設備的橫截面側視圖。
[0018]圖1J是圖1I中的軸承和第二可移動主體元件溝槽的閉合視圖。
[0019]圖2A是磁性致動器的第三實施例的第一具體實施的橫截面側視圖。
[0020]圖2B是圖2A中的磁性致動器的第二具體實施的橫截面側視圖。
[0021 ]圖3A是磁性致動器的第四實施例的橫截面側視圖。
[0022]圖3B示出了在第一電流被施加到磁性致動器的電線圈之后的圖3A中的磁性致動器。
[0023 ]圖3C示出了在第二電流被施加到磁性致動器的電線圈之后的圖3B中的磁性致動器。
[0024]圖3D是磁性致動器的第四實施例的第二具體實施的前平面圖。
[0025]圖3E是沿圖3D中的線3E獲取的圖3D中的磁性致動器的橫截面視圖。
[0026]圖3F示出了在第一電流被施加到磁性致動器的電線圈之后的圖3E中的磁性致動器。
[0027 ]圖3G示出了在第二電流被施加到磁性致動器的電線圈之后的圖3F中的磁性致動器。
[0028]圖3H示出了具有圍繞磁性致動器的部件的外殼的圖3D的磁性致動器。
[0029]圖4A是磁路的第一實施例的前視圖。
[0030]圖4B是圖4A中的磁路的側視圖。
[0031]圖4C是磁路的第二實施例的前視圖。
[0032]圖4D是磁路的第三實施例的前視圖。
[0033]圖4E是磁路的第四實施例的前視圖。
【具體實施方式】
[0034]以下描述包括體現本公開的各種元素的樣本系統、方法和計算機程序產品。然而，應當理解，所描述的公開可以除本文所述的那些形式之外的多種形式實施。
[0035]在許多磁性致動器中，第一主體元件和第二主體元件可經由一個或多個定心彈簧進行連接。當第一主體元件和第二主體元件從初始位置相對于彼此移動時，定心彈簧可將恢復力施加到第一主體元件和第二主體元件上。此恢復力可用于使第一主體元件和第二主體元件回到初始位置，使得第一主體元件和第二主體元件被定位用于隨后的移動。
[0036]本公開公開了磁性致動器和磁路。在各種實施例中，磁性致動器或磁路可包括經由被定位在一個或多個溝槽之間的一個或多個軸承可移動地耦接至第二元件的第一元件。在一些情況下，溝槽可為彎曲的。軸承和彎曲部可施加恢復力以使第一主體元件和第二主體元件在移動之后返回到初始位置。在各種情形下，軸承可為球形的、立方形的、圓柱形的，和/或包括與溝槽的一個或多個齒輪元件相互作用的齒輪元件。
[0037]在一些實施例中，第二元件可包括與第二元件的表面共面的一個或多個電線圈。在各種情形中，第二元件還可包括被定位在電線圈的中心中的硬磁體，該硬磁體被極化成使第二元件相對于第一元件居中穩定或不穩定。
[0038]在各種實施例中，磁路可包括具有圍繞第二元件卷繞的一個或多個電線圈的第二元件。在一些情形中，電線圈可包括在第一方向上卷繞的第一部分、在相反方向上卷繞的第二部分和在第一部分與第二部分之間轉變的中間部分。
[0039]在一個或多個實施例中，致動器可包括具有第一側軟磁體和第二側軟磁體的第一元件，該第一側軟磁體和第二側軟磁體可移動地耦接至第二元件。施加力可導致第二元件移動，使得第二主體元件接近和/或接近第一側軟磁體或第二側軟磁體。此類接觸可導致可作為觸覺輸出提供給用戶的“輕擊”。在接觸時，第二元件可磁性附接至相應軟側磁體并在力不再施加之后保持這樣，直到施加使第二元件分離并且導致其移動以接近另一軟側磁體的另一個力。
[0040]在其他實施例中，致動器可包括第一磁性吸引元件、第二磁性吸引元件和可移動構件，該可移動構件包括第一硬磁體、第二硬磁體和電線圈。施加力可導致可移動構件移動，使得第一硬磁體接近和/或接觸第一磁性吸引元件或第二硬磁體接近和/或接觸第二磁性吸引元件。在接觸時，相應硬磁體可磁性附接至相應磁性吸引元件，并在力不再施加之后保持這樣，直到施加使相應硬磁體分離并導致可移動構件移動使得另一個硬磁體接近另一個磁性吸引力構件的另一個力。
[0041]圖1A是示出了結合到電子設備101中的觸控板102的頂視圖。電子設備可為包括觸控板的任何電子設備，諸如臺式計算機、膝上型計算機、可穿戴設備、智能電話、數字媒體播放器、移動計算設備、平板計算設備等。
[0042]圖1B是沿圖1A中的線IB獲取的電子設備101的橫截面側視圖。如所示出的，磁性致動器10A的第一實施例耦接至觸控板102。
[0043]盡管當耦接至電子設備的觸控板時使磁性致動器在本文中被示出和描述，但可以理解的是，這是一個實例。在各種具體實施中，磁性致動器可以各種不同的方式在各種不同的電子設備中利用。例如，此類磁性致動器可耦接至外殼(諸如平板電腦、鼠標等的外殼)、一個或多個選擇元件(諸如鍵盤的一個或多個按鍵、鼠標的按鈕、平板計算設備的觸摸板等)、可穿戴設備諸