一种触碰振动反馈的电磁铁装置的制作方法

1.本实用新型涉及触觉回馈技术领域，特别是涉及一种触碰振动反馈的电磁铁装置。


背景技术：

2.车载设备智能化与数字化是近几年来逐渐受到重视的产业，尤其在新能源车的发展下，共识蓬勃发展，其中，车用人机接口(human-machine interface；hmi)系统，是新能源车中重要的智能数字化装置，是机器与人之间的沟通接口，基本以视觉和听觉作为沟通媒介，因安全与方便性质，后续导入触觉沟通的技术，而触觉沟通需要机器给予回馈讯号，用户在使用过程中，能够及时感应与反应，涵盖了车用娱乐与安全的功能，最常见的装备是显示触碰屏，可直接与使用者互相接触与沟通，而其为任意形状、轻薄、微型化的设计，将使触觉回馈设备成为未来车用人机接口的重要装置之一。
3.使用触碰屏幕过程中，因为使用者需要使用手指触碰屏幕做确认按下的动作，而在驾驶过程中，使用者无法同时兼顾驾驶与使用触碰屏幕，在使用过程中容易造成安全性的问题，因此发展出了触觉回馈(haptic)的功能，当手指碰触到屏幕时，可感受到屏幕给予的回馈力量，以确认使用者有按下的动作，且不需要将专注力放在触碰屏幕的动作上，可专心驾驶，在技术原理分类上，分为电场、电容、超声波与驱动装置四种大类，以驱动装置而言，可使用线圈马达或致动器，压电装置、mems微结构驱动等方式产生振动，马达可使用偏心马达、线性马达与陶瓷马达等装置，而马达因为振动强度、柔顺度、响应时间、驱动电压等要求，其功能较致动器差，因此使用致动器做为触觉回馈核心对象是较佳的选择。致动器方面，可使用电磁铁作为触觉回馈主要的振动组件，达到驱动电压低、响应速度快、振动强度与高柔顺度等目标，电磁铁主要结构包含轴芯、绕线、衔铁、壳体等材料，其组装方便，设计容易，与触碰显示屏幕结合弹性大。
4.专利cn109976529a为一款汽车装饰面板的触摸震动装置，使用电磁铁作为震动的驱动装置，经由力感应弹片触发电磁铁，吸附与释放装饰面板，使其产生快速形变，而有震动效果；另外，专利cn113808819a与专利cn216389005u中提及触摸震动装置可使用电磁铁驱动方式，内文提到使用传统电磁铁的结构设计，作为震动装置核心驱动件，主体包括定铁芯、动铁芯与外壳等组件，但其设计未考虑电磁铁震动能量传递至面板后，震动能量快速衰减与震动强度不足的问题，无法达到产品所需要的震动强度，如何增加电磁铁震动能量，则需要经由结构优化设计后，增加电磁铁磁力线密度，才能达到产品需要的震动能量。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种触碰振动反馈的电磁铁装置，基于电磁铁结构，经由理论仿真优化与设计，可应用于车用装饰面板内，达到产品所需的振动强度与可靠度。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种触碰振动反馈的电磁
铁装置，包括震动簧片、装置底座和电磁铁，所述的震动簧片与震动物件连接，所述的装置底座上安装有与震动簧片相触碰的电磁铁，所述的电磁铁包括电磁铁底座、动铁芯、固定铁芯和线圈，所述的电磁铁底座内部安装有线圈，该线圈内由上往下依次安装有动铁芯和固定铁芯，所述的动铁芯端部设有贯穿固定铁芯的导杆，该导杆的自由端安装有缓冲装置，所述的导杆上套有弹簧，该弹簧位于固定铁芯与缓冲装置之间。
7.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的固定铁芯靠近动铁芯的一端其端面中部开设有对接孔，所述的动铁芯上设置有与对接孔配合的对接部。
8.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的对接孔由两个不同锥度的圆台孔组成，所述的对接孔的孔径从动铁芯往缓冲装置逐渐变小。
9.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的震动簧片呈u字型结构。
10.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的震动簧片上设有与缓冲装置端部配合的接触点，该接触点为凹状结构或是凸状结构。
11.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的电磁铁底座外侧安装有与线圈相连的引线组。
12.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的线圈与动铁芯之间安装有导磁轴承。
13.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的固定铁芯内部安装有与导杆配合的导向轴承。
14.作为对本实用新型所述的技术方案的一种补充，所述的电磁铁底座内部具有一容纳线圈的内腔，该内腔的上下两端分别通过上盖和下盖封住。
15.有益效果：本实用新型涉及一种触碰振动反馈的电磁铁装置，震动簧片与震动物件连接，当电磁铁内的导杆推动缓冲装置上下运动时，缓冲装置触碰、震动到震动簧片，经由缓冲装置将震动能量传递至震动簧片，而震动簧片将震动能传递至震动物件外；对接孔和对接部的结构设计有利于磁力线集中，并增加磁场强度；对接孔采用双角度设计可调整电磁力曲线并延长其工作区间，例如缩短死区与延长距离。本实用提出一款具有新颖性与进步性的新式触碰震动反馈装置，其基于电磁铁结构，经由理论仿真优化与设计，可应用于车用装饰面板内，达到产品所需的振动强度与可靠度。
附图说明
16.图1是本实用新型的剖视图；
17.图2是本实用新型的结构示意图；
18.图3是本实用新型所述的动铁芯、固定铁芯和缓冲装置的结构示意图；
19.图4是本实用新型所述的震动簧片的结构示意图；
20.图5是本实用新型所述的震动簧片的剖开图；
21.图6是本实用新型震动反馈系统的示意图。
22.图示：101、震动簧片，102、装置底座，103、电磁铁底座，200、电磁铁，201、动铁芯，202、固定铁芯，203、导杆，204、导磁轴承，205、导向轴承，206、弹簧，207、缓冲装置，208、线圈，209、上盖，210、下盖，211、螺钉，212、引线组，301、对接部，302、对接孔，401、接触点，501、触碰物件，502、计算处理单元，503、控制单元，504、震动单元，505、电源单元。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
24.本实用新型的实施方式涉及一种触碰振动反馈的电磁铁装置，如图1-5所示，包括震动簧片101、装置底座102和电磁铁200，所述的震动簧片101与震动物件连接，所述的装置底座102上安装有与震动簧片101相触碰的电磁铁200，所述的电磁铁200包括电磁铁底座103、动铁芯201、固定铁芯202和线圈208，所述的电磁铁底座103内部安装有线圈208，该线圈208内由上往下依次安装有动铁芯201和固定铁芯202，所述的动铁芯201端部设有贯穿固定铁芯202的导杆203，该导杆203的自由端安装有缓冲装置207，所述的导杆203上套有弹簧206，该弹簧206位于固定铁芯202与缓冲装置207之间，弹簧206可抑制震动所产生的撞击噪音，也可对电磁力曲线做力量线性上的补偿。
25.所述的固定铁芯202靠近动铁芯201的一端其端面中部开设有对接孔302，所述的动铁芯201上设置有与对接孔302配合的对接部301；所述的对接孔302由两个不同锥度的圆台孔组成，所述的对接孔302的孔径从动铁芯201往缓冲装置207逐渐变小。对接孔302与对接部301相互密接，对接孔302和对接部301的结构设计有利于磁力线集中，并增加磁场强度。对接孔302采用双角度设计可调整电磁力曲线并延长其工作区间，例如缩短死区与延长距离。
26.所述的震动簧片101呈u字型结构，u字型结构上有与缓冲装置207端部配合的接触点401，该接触点401为凹状结构或是凸状结构；当接触点401为凹状结构时，缓冲装置207为凸状结构，当接触点401为凸状结构时，缓冲装置207为凹状结构。
27.所述的电磁铁底座103外侧安装有与线圈208相连的引线组212。
28.所述的线圈208与动铁芯201之间安装有导磁轴承204，导磁轴承204具有增加电磁力作用；所述的固定铁芯202内部安装有与导杆203配合的导向轴承205。
29.所述的电磁铁底座103内部具有一容纳线圈208的内腔，该内腔的上下两端分别通过上盖209和下盖210封住，所述的上盖209与内腔之间以及下盖210与内腔之间均采用螺钉211固定，下盖210为铁框。
30.本实用新型包括电磁铁200、震动簧片101、装置底座102三大部件，震动簧片101与震动物件连接，当电磁铁200内的导杆203推动缓冲装置207上下运动时，缓冲装置207触碰、震动到震动簧片101，经由缓冲装置207将震动能量传递至震动簧片101，而震动簧片101将震动能传递至震动物件外。
31.如图6所示，当使用者触碰到触碰物件501后，触碰物件501将讯号传递至计算处理单元502，经由计算处理后，通过控制单元503将讯号传递给震动单元504，震动单元504可为单个电磁铁装置或是多个电磁铁装置(电磁铁数组)，电源单元505提供电源给触碰物件501、计算处理单元502、控制单元503与震动单元504。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词
并不指示和暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
33.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
34.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
35.以上对本技术所提供的一种触碰振动反馈的电磁铁装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。