[发明专利]用于提供抵抗反馈的方法和装置

说明书

本申请涉及用于提供抵抗反馈的方法和装置。给出了包括柔性主体、挠曲传感器和控制单元的柔性用户接口设备。挠曲传感器被配置为感测柔性主体接收外部挠曲力。控制单元被配置为检测柔性主体接收外部挠曲力，以确定是否产生抵抗外部挠曲力的抵抗反馈，并且被配置为使得柔性主体刚度增加以抵抗外部挠曲力。刚度经由空气囊体、诸如宏纤维复合材料之类的可致动材料层、静电吸附、电磁吸引、微楔或以某些其他方式增加。

技术领域

本发明涉及用于提供抵抗反馈的方法和装置，并且在游戏、消费电子产品、娱乐和其他情境中有应用。

背景技术

随着诸如用于显示或控制虚拟环境的电子设备之类的用户接口设备变得更加普遍，人类与这些环境交互的接口的质量变得越来越重要。触觉反馈——或者更一般地而言触觉效果——可以通过向用户提供提示、提供特定事件的警报或提供真实反馈以创建虚拟环境内的更强的感官沉浸来改善接口的质量。触觉效果的示例包括对于游戏控制器的动觉(kinesthetic)触觉效果或者对于移动电话的振动触觉效果。

发明内容

以下的详细描述在本质上仅是示例性的，并不意图限制本发明或本发明的应用和用途。此外，并不旨在受在前述的技术领域、背景技术、发明内容或以下的具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。

这里的实施例的一个方面涉及包括柔性主体、挠曲传感器、囊体、空气泵和控制单元的柔性用户接口设备。挠曲传感器被设置在柔性主体内或者附接到柔性主体并且被配置为感测柔性主体接收外部挠曲力。囊体具有柔性膜，其中囊体被设置在柔性主体内或附接到柔性主体的表面，其中囊体被配置为保持一定体积的空气并且包括设置在囊体内的至少两层材料的堆叠，其中当空气被泵出囊体时，囊体的柔性降低，而当空气恢复到囊体中时，囊体的柔性增加。空气泵附接到囊体并且被配置为当被激活时将空气泵入或泵出囊体。控制单元与挠曲传感器和空气泵通信并且被配置为：基于来自挠曲传感器的测量信号检测柔性主体接收外部挠曲力；响应于检测到柔性主体接收外部挠曲力，确定是否产生抵抗外部挠曲力的抵抗反馈；以及响应于产生抵抗反馈的确定，通过激活空气泵以将空气泵出囊体而使得囊体内的材料层的刚度增加。

这里的实施例的一个方面涉及包括柔性主体、致动器和控制单元的柔性用户接口设备。致动器具有可致动材料层和设置在可致动材料层的相对端上的两个电极，其中可致动材料被配置为当经由两个电极在可致动材料的相对端之间产生电压差时沿可致动材料层产生伸展力或收缩力，其中可致动材料层的第一表面与柔性主体结合。控制单元被配置为：检测柔性主体接收作为外部挠曲力的第一挠曲力；响应于检测柔性主体接收外部挠曲力，确定是否产生抵抗外部挠曲力的抵抗反馈；响应于确定产生抵抗反馈，通过经由两个电极在可致动材料的相对端之间产生电压差来激活致动器，其中电压差导致可致动材料层施加抵抗第一挠曲力的第二挠曲力。

这里的实施例的一个方面涉及包括柔性主体、设置在柔性主体内的至少第一层和第二层的堆叠、挠曲传感器和控制单元的柔性用户接口设备。堆叠包括设置在第一层内或结合到第一层的至少一个电极，其中该至少一个电极被配置为在第一层与第二层之间产生静电吸附以防止第一层相对于第二层滑动，反之亦然。挠曲传感器被设置在柔性主体内或附接到柔性主体并且被配置为感测柔性主体接收外部挠曲力。控制单元与挠曲传感器通信并且被配置为：基于来自挠曲传感器的测量信号，检测柔性主体接收外部挠曲力；响应于检测到柔性主体接收外部挠曲力，确定是否产生抵抗外部挠曲力的抵抗反馈；响应于产生抵抗反馈的确定，将电信号施加到至少一个电极以在第一层和第二层之间产生静电吸附，并由此防止第一层相对于第二层滑动，反之亦然。第一层和第二层被配置为在没有电信号被提供给至少一个电极并且柔性主体被挠曲时能够相对于彼此滑动。