用于触觉响应的磁性致动器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本公开整体涉及触觉设备，并且更具体地涉及提供触觉响应的磁性致动器。
【背景技术】
[0002]磁性致动器诸如在触觉设备中利用的那些磁性致动器通常包括相对于第二主体元件可移动的第一主体元件。此类移动可利用一个或多个电线圈、软磁体(不是永久磁性的但是响应于磁力的接近性而可变为磁性的材料)线圈、和/或一个或多个硬磁体(永久磁性的材料诸如稀土磁体)通过磁通的方向来实现。该移动可导致可作为触觉输出或反馈提供给用户的振动。
【发明内容】
[0003]本公开公开了一种磁性致动器和磁路。在各种实施例中，磁性致动器或磁路可包括可移动主体元件或条元件，该可移动主体元件或条元件经由被定位在一个或多个沟槽之间的一个或多个轴承可移动地耦接至固定主体元件或条元件。在一些情形下，沟槽可为弯曲的，使得导致可移动主体元件或条元件横向移动而施加的力使得轴承在沟槽的弯曲部上向上移动，使得轴承沿弯曲部向后移动并且在力不再施加之后使得可移动主体元件或条元件恢复到初始位置。在各种情形下，轴承可为球形的、立方形的、圆柱形的，和/或包括与沟槽的一个或多个齿轮元件相互作用的齿轮元件。在一些情形下，轴承导致可移动主体元件或条元件垂直平移并且横向移动，而在其他情形下，轴承仅导致可移动主体元件或条元件横向移动。
[0004]在一些实施例中，主体元件可包括与该主体元件共面的一个或多个电线圈。在各种情形下，主体元件还可包括被定位在电线圈的中心中的一个或多个硬磁体，该一个或多个硬磁体被极化成使该主体元件相对于另一个主体元件居中稳定或不稳定。
[0005]在各种实施例中，磁路可包括具有多个硬磁体和/或软磁体的第一条元件以及具有围绕第二条元件卷绕的一个或多个电线圈的第二条元件。在一些情形下，电线圈可包括在第一方向上卷绕的第一部分、在相反方向上卷绕的第二部分和在第一方向和第二方向之间转换的中间部分。
[0006]在一个或多个实施例中，致动器可包括具有第一侧软磁体和第二侧软磁体的固定主体元件，该第一侧软磁体和第二侧软磁体可移动地耦接至可移动主体元件。施加力可导致可移动主体元件移动，使得可移动主体元件接近和/或接触第一软侧磁体或第二软侧磁体。此类接触可导致可作为触觉输出提供给用户的“轻击”。在接触时，可移动主体元件可磁性附接至相应软侧磁体并且在力不再施加之后可保持这样，直到施加使可移动主体元分离件并导致其移动以接近另一软侧磁体的另一个力。
[0007]在一些实施例中，致动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体、第二硬磁体以及电线圈的可移动构件。施加力可导致可移动构件移动，使得第一硬磁体接近和/或接触第一磁性吸引元件或第二硬磁体接近和/或接触第二磁性吸引元件。此类接触可导致可作为触觉输出提供给用户的“轻击”。在接触时，相应硬磁体可磁性附接至相应磁性吸引元件，并在力不再施加之后保持这样，直到施加使相应硬磁体分离并导致可移动构件移动使得另一个硬磁体接近另一个磁性吸引力构件的另一个力。在一些情形下，尽管在其他具体实施中磁性吸引元件可为软磁体，但是磁性吸引元件可为硬磁体。
[0008]应当理解，前述一般描述和接下来的【具体实施方式】两者均是用于举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的主题。同时，说明书和附图用于解释本公开的原理。
【附图说明】
[0009]图1A是示出了结合到电子设备中的跟踪垫的顶视图。
[0010]图1B是沿图1A中的线IB获取的包括磁性致动器的第一实施例的电子设备的横截面侧视图。
[0011]图1C是图1B中的第一可移动主体元件的底视图。
[0012]图1D是图1B中的第二可移动主体元件的顶视图。
[0013]图1E是图1C中的第一可移动主体元件的第一可移动主体元件沟槽的闭合侧视图。
[0014]图1F是沿图1A中的线IF获取的示出了磁通的示例性流的电子设备的横截面侧视图。
[0015]图1G示出了沿图1D中的线IG获取的图1B中的第二可移动主体元件的另选实施例的横截面侧视图。
[0016]图1H是图1E中的第一可移动主体元件的第一可移动主体元件沟槽的另选实施例的闭合侧视图。
[0017]图1I是沿图1A中的线IB获取的包括磁性致动器的第二实施例的电子设备的横截面侧视图。
[0018]图1J是图1I中的轴承和第二可移动主体元件沟槽的闭合视图。
[0019]图2A是磁性致动器的第三实施例的第一具体实施的横截面侧视图。
[0020]图2B是图2A中的磁性致动器的第二具体实施的横截面侧视图。
[0021 ]图3A是磁性致动器的第四实施例的横截面侧视图。
[0022]图3B示出了在第一电流被施加到磁性致动器的电线圈之后的图3A中的磁性致动器。
[0023 ]图3C示出了在第二电流被施加到磁性致动器的电线圈之后的图3B中的磁性致动器。
[0024]图3D是磁性致动器的第四实施例的第二具体实施的前平面图。
[0025]图3E是沿图3D中的线3E获取的图3D中的磁性致动器的横截面视图。
[0026]图3F示出了在第一电流被施加到磁性致动器的电线圈之后的图3E中的磁性致动器。
[0027 ]图3G示出了在第二电流被施加到磁性致动器的电线圈之后的图3F中的磁性致动器。
[0028]图3H示出了具有围绕磁性致动器的部件的外壳的图3D的磁性致动器。
[0029]图4A是磁路的第一实施例的前视图。
[0030]图4B是图4A中的磁路的侧视图。
[0031]图4C是磁路的第二实施例的前视图。
[0032]图4D是磁路的第三实施例的前视图。
[0033]图4E是磁路的第四实施例的前视图。
【具体实施方式】
[0034]以下描述包括体现本公开的各种元素的样本系统、方法和计算机程序产品。然而，应当理解，所描述的公开可以除本文所述的那些形式之外的多种形式实施。
[0035]在许多磁性致动器中，第一主体元件和第二主体元件可经由一个或多个定心弹簧进行连接。当第一主体元件和第二主体元件从初始位置相对于彼此移动时，定心弹簧可将恢复力施加到第一主体元件和第二主体元件上。此恢复力可用于使第一主体元件和第二主体元件回到初始位置，使得第一主体元件和第二主体元件被定位用于随后的移动。
[0036]本公开公开了磁性致动器和磁路。在各种实施例中，磁性致动器或磁路可包括经由被定位在一个或多个沟槽之间的一个或多个轴承可移动地耦接至第二元件的第一元件。在一些情况下，沟槽可为弯曲的。轴承和弯曲部可施加恢复力以使第一主体元件和第二主体元件在移动之后返回到初始位置。在各种情形下，轴承可为球形的、立方形的、圆柱形的，和/或包括与沟槽的一个或多个齿轮元件相互作用的齿轮元件。
[0037]在一些实施例中，第二元件可包括与第二元件的表面共面的一个或多个电线圈。在各种情形中，第二元件还可包括被定位在电线圈的中心中的硬磁体，该硬磁体被极化成使第二元件相对于第一元件居中稳定或不稳定。
[0038]在各种实施例中，磁路可包括具有围绕第二元件卷绕的一个或多个电线圈的第二元件。在一些情形中，电线圈可包括在第一方向上卷绕的第一部分、在相反方向上卷绕的第二部分和在第一部分与第二部分之间转变的中间部分。
[0039]在一个或多个实施例中，致动器可包括具有第一侧软磁体和第二侧软磁体的第一元件，该第一侧软磁体和第二侧软磁体可移动地耦接至第二元件。施加力可导致第二元件移动，使得第二主体元件接近和/或接近第一侧软磁体或第二侧软磁体。此类接触可导致可作为触觉输出提供给用户的“轻击”。在接触时，第二元件可磁性附接至相应软侧磁体并在力不再施加之后保持这样，直到施加使第二元件分离并且导致其移动以接近另一软侧磁体的另一个力。
[0040]在其他实施例中，致动器可包括第一磁性吸引元件、第二磁性吸引元件和可移动构件，该可移动构件包括第一硬磁体、第二硬磁体和电线圈。施加力可导致可移动构件移动，使得第一硬磁体接近和/或接触第一磁性吸引元件或第二硬磁体接近和/或接触第二磁性吸引元件。在接触时，相应硬磁体可磁性附接至相应磁性吸引元件，并在力不再施加之后保持这样，直到施加使相应硬磁体分离并导致可移动构件移动使得另一个硬磁体接近另一个磁性吸引力构件的另一个力。
[0041]图1A是示出了结合到电子设备101中的触控板102的顶视图。电子设备可为包括触控板的任何电子设备，诸如台式计算机、膝上型计算机、可穿戴设备、智能电话、数字媒体播放器、移动计算设备、平板计算设备等。
[0042]图1B是沿图1A中的线IB获取的电子设备101的横截面侧视图。如所示出的，磁性致动器10A的第一实施例耦接至触控板102。
[0043]尽管当耦接至电子设备的触控板时使磁性致动器在本文中被示出和描述，但可以理解的是，这是一个实例。在各种具体实施中，磁性致动器可以各种不同的方式在各种不同的电子设备中利用。例如，此类磁性致动器可耦接至外壳(诸如平板电脑、鼠标等的外壳)、一个或多个选择元件(诸如键盘的一个或多个按键、鼠标的按钮、平板计算设备的触摸板等)、可穿戴设备诸