[发明专利]力反馈装置和通过力反馈装置生成反馈力的方法

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通过该力反馈装置生成反馈力的方法。

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各个方向的反馈力，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通过该力反馈装置生成反馈力的方法，其能够产生各个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，包括：反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点；轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，以使得所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞。

在所述力反馈装置中，所述驱动单元可包括：第一直线电机，包括第一定子和第一动子，该第一动子能够在与所述第一定子形成的直线上朝向或远离所述第一定子移动；第二直线电机，包括第二定子和第二动子，该第二动子能够在与所述第二定子形成的直线上朝向或远离所述第二定子移动；连接部件，用于连接所述第一直线电机、第二直线电机和所述反馈杠杆的第二端，从而在所述第一动子和第二动子中的至少一个移动时带动所述反馈杠杆的第二端。

在所述力反馈装置中，所述第一动子的移动方向可以与所述第二动子的移动方向垂直，从而所述反馈杠杆的第二端能够在第一动子和第二动子的移动方向所形成的平面内的任意方向移动。

在所述力反馈装置中，所述反馈力的方向可取决于第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离，所述反馈力的大小可取决于第一动子和第二动子中的至少一个的移动速度。

在所述力反馈装置中，所述反馈杠杆的第二端可以为导体，所述驱动单元可包括：第一电磁铁，位于所述反馈杠杆的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆的第二端在第一方向和与该第一方向相背的第二方向上移动；第二电磁铁，位于所述反馈杠杆的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆的第二端在第三方向和与该第三方向相背的第四方向上移动，所述第三方向与所述第一方向垂直。

在所述力反馈装置中，所述反馈杠杆还可包括：第一球体，附接在所述反馈杠杆的第一端上；第二球体，附接在所述反馈杠杆的第二端上。

在所述力反馈装置中，在所述碰撞发生之后，所述驱动单元还可驱动所述反馈杠杆的第二端恢复到一预定位置。

另一方面，提供了一种用于通过力反馈装置生成反馈力的方法，所述力反馈装置可包括：反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点；轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动。所述通过力反馈装置生成反馈力的方法可包括：在需要产生反馈力时确定所述反馈力；基于所述反馈力确定要向所述驱动单元施加的控制信号；将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动，从而所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞而产生反馈力。