[发明专利]具有改进的力觉再现的力觉接口

权利要求书

1.一种力觉接口，包括：

-用于与用户交互的交互元件(1)，适于沿第一方向和第二方向运动，

-用于与流体交互的交互元件(12)，所述流体的黏度根据外部刺激而改变，所述用于与流体交互的交互元件(12)至少以平移方式或至少以旋转方式与所述用于与用户交互的交互元件(1)固定在一起，

-测量装置，用于测量所述用于与用户交互的交互元件(1)的当前位置(14)，

-制动器，包括流体，所述流体的黏度根据外部刺激而改变，以及生成系统(6)，用于在所述流体中按指令生成所述刺激，所述用于与流体交互的交互元件(12)设置在所述流体中，

-控制单元，适于给用于生成刺激的所述生成系统生成命令以修改刺激值，以及

-用于检测由用户施加在所述用于与用户交互的交互元件(1)上的扭矩的装置，在所述用于与用户交互的元件可旋转的情况下，为了确定所述扭矩的方向以及所述扭矩是否大于给定方向上的给定值，至少在检测到所述用于与用户交互的交互元件(1)的速度为零或较低时，所述控制单元基于所获得的有关所述扭矩的信息来控制用于生成所述刺激的所述生成系统(6)，或者

-用于检测由用户施加在所述与用户交互的交互元件(1)上的荷载的装置，在所述用于与用户交互的交互元件(1)可平移的情况下，为了确定力的方向以及所述力是否大于给定方向上的给定值，至少在检测到所述用于与用户交互的交互元件(1)的速度为零或较低时，所述控制单元基于所获得的有关所述力的信息来控制用于生成所述刺激的所述生成系统(6)。

2.根据权利要求1所述的力觉接口，其中，用于检测由用户施加到所述用于与用户交互的元件上的扭矩或力的装置包括至少一个荷载传感器(40.1，40.2，240.1，240.2)，所述荷载传感器优选地以预应力方式安装。

3.根据权利要求2所述的力觉接口，其中，用于检测由用户施加到所述用于与用户交互的元件上的扭矩或力的装置包括两个荷载传感器(40.1，40.2，240.1，240.2)，所述两个荷载传感器被设置成使得当所述扭矩或力沿第一方向被施加时，一个荷载传感器检测荷载，并且当所述扭矩或力沿第二方向被施加时，另一荷载传感器检测荷载。

4.根据权利要求1所述的力觉接口，其中，用于检测由所述用户施加到所述用于与用户交互的元件上的扭矩或力的装置包括用于由施加到所述力觉接口的前述元件之一上的所述扭矩或力引起的应变的至少一个传感器。

5.根据权利要求4所述的力觉接口，其中，用于检测由所述用户施加到所述用于与用户交互的元件上的扭矩或力的装置包括用于由施加到所述力觉接口的前述元件之一上的所述扭矩或力引起的应变的两个传感器，所述应变传感器被设置成使得当所述扭矩或力沿第一方向被施加时，一个应变传感器检测应变，并且当所述扭矩或力沿第二方向被施加时，另一应变传感器检测应变。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的力觉接口，包括：防护体(26，126，226)，所述防护体被设置成在由所述用户施加到所述用于与用户交互的交互元件(1)上的所述扭矩或力的作用下应变，用于检测扭矩或力的装置与所述防护体(26，126，226)相接触。

7.根据权利要求6所述的力觉接口，其中，所述防护体(26，126，226)由使所述防护体的应变不被用户感知的材料制成。

8.根据权利要求6或7与权利要求2或3相结合所述的力觉接口，其中，所述荷载传感器(40.1，40.2，240.1，240.2)与所述防护体点接触。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的力觉接口，包括框架(16，216)，所述框架(16，216)上安装用于检测扭矩或力的装置，所述防护体(26，126，226)一方面固定到所述制动器上，且另一方面固定到所述框架(16，26)上，以使当所述扭矩或力被施加到所述用于与用户交互的交互元件(1)上时所述防护体受到应变。

10.根据权利要求6至9中任一项与权利要求2至5中任一项相结合所述的力觉接口，其中，所述荷载传感器或所述应变传感器相对于所述防护体(26，126，226)进行设置，以使所述荷载传感器对于所述扭矩或力的测量灵敏度最大化。