[发明专利]力反馈装置和力反馈方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种力反馈装置和用于该力反馈装置的力反馈方法。

背景技术

随着电子技术的发展，社会进入了计算机（PC）时代并发展为PC+时代。此时，有形交互成为人机交互的主要模式之一。例如，在玩冰球、开飞机等游戏时，用户通过物理对象与各种不同的数字系统进行有形交互。

在有形交互中，触觉反馈是增强用户体验的重要手段，其将用户体验由虚转实。因此，为了增强用户体验，通常将触觉反馈作为重要元素添加到现有的有形交互方案中，即在有形对象中再附加一个能产生较为逼真的可控触觉反馈的装置，从而在有形交互中为用户提供逼真的用户反馈。力反馈是所述触觉反馈的重要元素之一。在有形交互中，可以通过控制力反馈来有效地提高用户体验效果。

现有的有形交互中，通过用电机带动一个物体产生震动而产生力反馈，该力反馈的粒度大不够精细、而且不能表示力的方向。

因此，期望提供一种力反馈技术来产生特定方向的反馈力，从而提升用户的使用体验。

发明内容

本发明实施例提供了一种力反馈装置和用于该力反馈装置的力反馈方法，其能够产生不同方向的反馈力以提升用户的使用体验。

一方面，提供了一种力反馈装置，应用于电子设备，所述力反馈装置包括：直线电机，包括定子和动子；轴承，用于固定所述直线电机的定子，并使所述直线电机能够以所述定子为中心旋转；多个电磁铁，分别被围绕所述直线电机布置在不同的位置，该多个电磁铁的任一个能够产生吸引力以使所述直线电机围绕所述轴承转动，并且在被碰撞时产生反馈力；控制单元，用于在需要产生反馈力时，基于该反馈力控制向多个电磁铁中的特定电磁铁和所述定子施加的电流，从而使得所述动子朝向电磁铁运动并发生碰撞，以产生所述反馈力。

在所述力反馈装置中，在需要产生反馈力时，所述控制单元可以基于所述反馈力向所述多个电磁铁中的至少一个特定电磁铁施加电流以使所述直线电机围绕所述轴承转动到与所述反馈力的方向对应的径向方向，然后向所述定子施加电流以使得所述动子在所述径向方向上远离所述定子运动，并发生碰撞以产生所述反馈力。

在所述力反馈装置中，所述控制单元可通过控制被施加到所述定子的电流的大小来控制所述反馈力的大小。

在所述力反馈装置中，在需要产生反馈力时，所述控制单元可基于所述反馈力的方向确定所述多个电磁铁中的要被施加电流的至少一个特定电磁铁；同时地向所述至少一个特定电磁铁和所述定子施加电流，从而所述动子在所述至少一个特定电磁铁和所述定子二者的作用力下发生碰撞以产生所述反馈力。

在所述力反馈装置中，所述控制单元可以基于所述反馈力的大小确定向所述至少一个特定电磁铁和所述定子施加的电流的大小，基于所确定的电流的大小来分别向所述至少一个特定电磁铁和所述定子施加电流，以产生所述反馈力。

在所述力反馈装置中，所述多个电磁铁可通过开关连接电源，所述控制单元可通过控制所述开关来使所述多个电磁铁中的至少一个特定电磁铁通电。

在所述力反馈装置中，所述多个电磁铁中的任一个的面向直线电机或背向直线电机的一侧可被布置有传动手柄，所述传送手柄可以在电磁铁被碰撞时将所产生的反馈力传送给用户。

在所述力反馈装置中，所述控制单元在碰撞发生之后，使所述特定电磁铁处于通电状态，以保证直线电机中的动子在所述力反馈装置移动的过程中不发生运动。

所述力反馈装置还可以包括：锤头，与所述动子刚性连接，用于代替动子与所述电磁铁碰撞以产生所述反馈力。

另一方面，提供了一种用于力反馈装置的力反馈方法，所述力反馈装置包括：直线电机，包括定子和动子；轴承，用于固定所述直线电机的定子，并使所述直线电机能够以所述定子为中心旋转；多个电磁铁，分别被围绕所述直线电机布置在不同的位置，该多个电磁铁的任一个能够产生吸引力以使所述直线电机围绕所述轴承转动，并且在被碰撞时产生反馈力，所述力反馈方法包括：确定是否需要产生反馈力；在需要产生反馈力时确定所述反馈力；基于所述反馈力向所述多个电磁铁中的特定电磁铁和所述定子施加电流，从而使得所述动子向电磁铁运动并与发生碰撞，以产生所述反馈力。