[发明专利]3D触觉反馈控制装置

说明书

本发明涉及触觉反馈控制装置（1），其包括具有触摸表面（5）的振动板（4），所述触摸表面（5）设有触摸传感器，能够通过由驱动电子装置控制的机电致动器（3）而使所述振动板（4）以超声频率振动，以使得在所述触摸表面（5）上产生超声润滑效应，其特征在于，其包括与所述触摸表面（5）成一体的固定的三维触摸界面（2），三维触摸界面（2）被配置成经由所述三维触摸界面（2）将所述触摸表面（5）的超声润滑效应振动传送到用户的手指。

技术领域

本发明涉及触觉反馈控制接口，其尤其（但非排他性地）应用于工业设备领域或汽车领域。

背景技术

手动控制目前主要在于各种类型的机械按钮或与机械致动器相关联的2D触摸屏。

诸如控制旋钮、按钮、滑杆（curseur）之类的工业领域中的大多数手动控制机构都需要集成到要控制的对象或机器中的可动机械元件，以便使得控制机构能够旋转或沿轴线纵向移位。诸如旋钮、滑杆之类的这些手动控制机构通常包括可通过滚珠轴承系统、可动导轨或磁流变流体（其刚度取决于所施加的磁场的材料）而移动的部件。

因此，这些已知装置实施机械可动元件，其制造成本高，并且由于使用的磨损限制了使用寿命，于是需要成本较高的更换或维护操作。

在文献US 2019/0278386 A1中在汽车仪表板的框架下描述了这样的已知控制机构的一个示例。它包括与仪表板成一体的固定支架或固定在仪表板上的框架、安置在支架上的旋转元件、以及感应式馈电显示器。该组件很复杂并且包括大量零件，其中包括显示器在内的几个零件可相对于仪表板移动。接收旋转元件的支架不是触觉反馈表面并且不具有超声润滑效应。

发明内容

发明目标

本发明的总体目标尤其是提出一种不具有已知控制装置所呈现的缺点的控制机构。

本发明的另一特定目标是提出一种控制装置，其最终能够消除大多数包括可动机械部件（如滚珠轴承等）的旋钮和滑杆。

本发明的另一目标是提出一种触觉反馈触摸控制界面，该界面是有形的，即具有易于由用户的手指来操纵的三维结构。

目标控制界面还必须是交互式的，即能够以触觉反馈的形式将信息传递给用户，并捕捉来自用户的控制信息以传递给要控制的装置。

本发明的另一目标是提出一种模块化控制机构，其可以通过简单的编程而容易地适配至多种类型的要控制的装置。

发明概述

根据其原理，本发明在于提出一种与触觉反馈表面相关联的三维（写为3D）控制机构，触觉反馈表面设有机电致动器和传感器。

三维控制机构借助于双面胶或例如环氧树脂型聚合物粘合剂而固定到触觉反馈表面并与之成一体。粘合剂被选择成将超声振动传递到3D控制机构，从而使得能够在触觉反馈表面与3D控制机构之间调节超声润滑效应（所谓的“挤压膜”效应）。

因此，本发明的主题是触觉反馈控制装置，其包括具有触摸表面的振动板，所述触摸表面设有触摸传感器，能够通过由驱动电子装置控制的机电致动器而使所述振动板以超声频率振动，以使得在所述触摸表面上产生超声润滑效应，其特征在于，其包括与所述触摸表面成一体的固定的三维触摸界面，三维触摸界面被配置成经由所述三维触摸界面将所述触摸表面的超声润滑效应振动传送到用户的手指。

这样，用户可以直接在立体且有形的触摸界面上感受到超声润滑效应的调节变化。

根据本发明，令人惊讶的是，所述三维触摸界面是纯粹的无源元件，没有任何电子部件和任何可动元件。

根据一个实施例，三维触摸界面由木材、硬塑性材料或金属制成。

根据一个实施例，3D触摸界面借助于刚性或柔性粘合剂（尤其是双面粘弹性粘合剂或粘性树脂）而固定到表面。