CN109195718A - 振动致动器 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种振动致动器，其包括：磁体装置，包括至少一个磁体(1)；中空构件(4)，包括至少一个线圈构件(2)，所述线圈构件(2)具有横向围绕形成纵向通道的空腔(5)的线圈，所述空腔(5)用于接收所述磁体装置并允许所述中空构件(4)和磁体装置之间的纵向相对运动；弹性装置(6)，使所述磁体装置和中空构件(4)互连。一方面，所述弹性装置(6)为具有长条形状的薄膜片，在其相对的长边上设有横向缺口(10)。另一方面，至少两个磁体(1)以同极相对的方式在磁体框架(8)内设置，所述磁体框架(8)至少部分地围绕所述磁体(1)。此外，本文还公开了用于组装振动致动器的磁体装置、振动致动器的中空构件以及整个振动致动器的方法。

Description

振动致动器
技术领域
本发明涉及一种用于多种应用的振动致动器，例如，微型振动触觉致动器，以产生用于视频、游戏和音乐等的沉浸式体验以及其他沉浸式体验。
背景技术
人们传统上听的大多数音乐可以被视为由于添加若干信号而产生的复杂信号，例如多个乐器或声音的混合音乐信号。特别地，复杂音乐信号可以电子记录和声音再现，另一方面，即，当声音再现时，电信号转换为听者所能感知到的声波便显得重要。为了减少再现期间的失真问题，美国专利US 3,118,022公开了一种电声换能器，其包括两个导电构件、支撑在两个导电构件之间的包括驻极体和导电材料的隔膜片、以及用于电连接到所述隔膜片和两个导电构件的机构。
另一方面，声音和振动的耦合感知是众所周知的现象。声音是通过可压缩介质，例如气体(空气声)或固体(结构声)进行传播的机械波，其中声能通过振动分子传输并由收听者耳蜗中的振动毛细胞接收。另一方面，振动是机械刺激，其通过接触表面而激发感知者身体的小部分或大部分。所谓的声音和振动的耦合感知是基于这样一个事实：人类的大脑不仅通过耳朵接收声音，还通过骨骼接收声音-在音乐厅或教堂中的测量结果证实了全身振动的存在。低频的身体感知，对于实况音乐的沉浸式体验或任何令人期待获得愉悦的音乐感觉而言尤其重要。
因此，高清触觉反馈可以为视频、游戏和音乐以及可以振动耦合到连续可听(或视觉)信号的其他沉浸式体验创建沉浸式体验。设备实现持续高清触觉反馈的主要要求是：
1.频率范围大，理想情况下从20到1000Hz，在此范围内能够产生高质量的振动，特别是对于音乐而言；
2.移动质量重，支持有效加速；
3.尺寸小巧，特别是扁平的，允许设备方便携待或可穿戴；
4.功率效率高，可实现不间断地使用；
5.无声振动，避免声音体验的干扰；
6.性能稳定，可连续使用；
7.制造过程经济高效，以提供价格合理的设备。
已知不同的能够给予人一般触觉体验的振动设备有，例如偏心电动机，其利用附接到电动机的旋转杆的偏心质量；电活性聚合物，其与压电电动机非常相似但具有较高相对质量位移；以及振动触觉音圈或移动磁体型致动器，其通常用于工业应用，并且所使用的音圈或移动磁体型致动器由两部分组成，其中一部分是移动的，而另一部分是静止的。申请人德国专利DE 102015111527.1公开了一种振动致动器，包括磁体部件，该磁体部件具有彼此相对布置的相同极性的磁体；中空构件，其具有用于接收磁性部件的空腔；围绕中空构件缠绕并固定到其上的至少一个线圈；弹性装置，用于将磁性部件和中空构件互连；以及底架，其中磁性部件通过附接装置固定到底架，使得磁性部件、附接装置和底架是静止不动的，而其中接收部件执行线性振动动作。互相连接着磁性部件和中空构件的弹性装置可以是由例如铍铜制成的扁平弹性膜片。此外，部分围绕中空构件和线圈的由铁磁材料制成的磁引导装置可以安装到磁性部件的纵向外端，用于将浪费的磁场引导回磁体。该振动致动器整体的制造过程是，在专用组装夹具中使用杆件组装磁性部件的磁体，在中空构件的纵向中心部分中围绕中空构件缠绕自粘铜线圈以组装移动部件，以及对线圈和中空构件进行加热使得线圈变成实心并与中空构件结合，将磁性部件***移动部件，将弹性互连装置分别连接到磁性部件和中空构件的纵向外端，并将磁性部件连接到底架。
鉴于上述的现有技术，仍然需要一种改进的振动致动器，其允许增强的对移动部件的引导、更好的沿着膜片的应力分布以及改进的(即更简单和更便宜的)组装，最终得到一种在暴露于撞击力时不易破损的装置。此外，修正的振动致动器应该以申请人德国专利DE102015111527.1所公开的“倒置”布置以及标准布置工作，其中接收部件是静止的而磁性部件是移动的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种扁平的振动致动器，它允许增强的对移动部件的引导、更好的沿着膜片的应力分布以及改进的(即更简单和更便宜的)组装，最终得到一种在保持加速度和共振频率的同时即使暴露于撞击力也不易破损的装置。
本发明提供一种振动致动器，包括：磁体装置，包括至少一个磁体；中空构件，包括至少一个线圈构件，该线圈构件具有横向围绕一空腔的线圈，该空腔形成用于接收磁体装置并允许中空构件和磁体装置之间的纵向相对运动的纵向通道；以及弹性装置，该弹性装置使磁体装置和中空构件互连；其中，该弹性装置为具有长方形形状的薄膜片，在其相对的长边上具有横向缺口。
另一方面，本发明提供一种振动致动器，包括：磁体装置，包括至少两个磁体；中空构件，包括至少一个线圈构件，该线圈构件具有横向围绕一空腔的线圈，该空腔形成用于接收磁体装置并允许中空构件和磁体装置之间的纵向相对运动的纵向通道；以及，弹性装置，该弹性装置使磁体装置和中空构件互连；其中，所述至少两个磁体通过同极相对的方式布置在磁体框架内，该磁体框架至少部分地包围该磁体。
本发明还提供了一种组装振动致动器的磁体装置的方法，包括以下步骤：
-将磁体框架定位在支撑表面上；
-在磁体框架中置入至少两个磁体，并将所述磁体粘合到磁体框架上且使所述磁体彼此粘合。
本发明还提供一种组装振动致动器的中空构件的方法，包括以下步骤：
-设置至少两个线圈构件，每个线圈构件具有横向围绕一空腔的线圈，该空腔形成纵向通道，以及设置至少一个具有空腔的间隔件，该空腔的形状与该至少两个线圈构件的空腔相同；
-设置中空构件组装杆，其尺寸被设计成在若干区域中接合所述至少两个线圈构件和至少一个间隔件的空腔，使得所述至少两个线圈构件和至少一个间隔件相对该杆不能横向地移动；
-设置两个中空构件组装端部件，其具有用于接收中空构件组装杆的空腔，使得中空构件组装端部件相对于该杆不能横向地移动；
-按顺序将
-第一中空构件组装端部件，
-至少两个线圈构件中的第一线圈构件，
-至少一个间隔件，
-至少两个线圈构件中的第二线圈构件，和
-第二中空构件组装端部件
放置在中空构件组装杆上，在被两个中空构件组装端部件包围的构件之间胶合；
-压缩第一和第二中空构件组装端部件；
-从中空构件组装杆上移除第二中空构件组装端部件，以及
-从中空构件组装杆上移除包括有至少一个间隔件和第一和第二线圈构件的中空构件。
本发明还提供一种组装振动致动器的方法，包括以下步骤：
-将以上所述组装的磁体装置***根据以上所述组装的中空构件中；
-连接弹性装置，在两个纵向外端上通过附接装置使磁体装置和中空构件互连。
从说明书和权利要求中可以获得其他有利特征。
本申请中，术语“纵向”表示致动器的移动部件的线性运动方向；相应地，术语“横向”表示在垂直于纵向方向的平面中的方向。另一方面，与长方形膜片相关的术语“长”，表示膜片的较长侧相比其较短侧长。
附图说明
图1示出了振动致动器的剖面视图；
图2示出了膜片的俯视图；
图3示出了安装有膜片的振动致动器的侧面视图；
图4示出了磁体框架的立体图；
图5A示出了组装前的磁体框架和三个磁体的立体图；
图5B示出了在图5A所示的磁体框架中插有两个外磁体的布置图；
图5C示出了在图5B所示的磁体框架中插有中间磁体的布置图，其中，中间磁体在两个外磁体之间；
图5D示出了图5C所示布置的俯视图；
图6示出了中空构件组装杆的俯视图；
图7A示出了中空构件组装杆、两个中空构件组装端部件、两个线圈膜片接口、两个线圈构件以及间隔件在组装之前的立体图；
图7B示出了图7A的布置，其中，第一中空构件组装端部件已插在中空构件组装杆上；
图7C示出了图7B的布置，其中，第一线圈膜片接口已插在第一中空构件组装端部件顶部的中空构件组装杆上；
图7D示出了图7C的布置，其中，第一线圈构件已插在第一线圈膜片接口顶部的中空构件组装杆上；
图7E示出了图7D的布置，其中，间隔件已插在第一线圈构件顶部的中空构件组装杆上；
图7F示出了图7E的布置，其中，第二线圈构件已插在间隔件顶部的中空构件组装杆上；
图7G示出了图7F的布置，其中，第二线圈膜片接口已插在第二线圈构件顶部的中空构件组装杆上；
图7H示出了图7G的布置，其中，第二中空构件组装端部件已插在第二线圈膜片接口顶部的中空构件组装杆上；
图8A示出了组装完成的中空构件，组装完成的磁体装置，两个膜片以及用于组装前将膜片固定到磁体装置和中空构件的外侧的装置；
图8B示出了图8A的布置，其中，磁体装置已被***中空构件中；以及
图8C示出了图8B的布置，其中，通过固定装置，所述膜片已被安装到磁体装置和中空构件的外侧。
具体实施方式
本发明涉及一种适用于多种应用的振动致动器。在一示例性应用中，高清触觉反馈可以为视频、游戏和音乐以及其他沉浸式体验创建沉浸式体验，包括振动触觉音圈或移动磁体型致动器，经由诸如扬声器的放大器和通过附加的低通滤波器将其连接到音频设备，以便将音频范围限制在皮肤的触觉可感知的范围内。例如，致动器可以像手镯一样佩戴在使用者的手腕或其他身体部位上。
图1示出了所述致动器的一个优选实施例的总体布置。根据本发明，所述致动器包括磁体装置，该磁体装置包括三个磁体1和至少部分地围绕磁体1的框架8，其中，所述磁体装置***中空构件4中，所述中空构件4包括两个线圈构件2、间隔件3和两个线圈膜片接口7，其中间隔件3位于线圈构件2之间，两个线圈膜片接口7则位于中空构件4的纵向外端处，从而自中空构件4的纵向外端处起将线圈构件2包围。中空构件4的元件2、3和7中的每个均具有内腔5，该内腔5的横向形状对于所有元件而言是相同的。在每个线圈构件2中，设有一线圈横向地包围线圈构件2的空腔5。在一优选实施例中，执行线性振动运动的移动部件包括磁体装置，该磁体装置包括磁体1和框架8，而含有线圈构件2、间隔件3和两个线圈膜片接口7的中空构件4则固定到底架(未示出)并静止。当交流电流通过线圈时，它与磁体1的磁场相互作用，并通过改变包括有磁体装置的移动部件的方向产生机械力-这会导致移动部件随着方向的改变而做直线运动，从而引起振动。
磁体装置的三个磁体1位于磁体框架8的内部，其中每个磁体1布置成同极性彼此面对，即北极朝向北极或南极朝向南极，从而在它们之间的平面中产生高度集中的磁场。下面将更详细地描述磁体框架8。
中空构件4根据磁体装置的形状成形，使得线圈和磁体1之间的间隙相对较小，减少磁力的损失。例如，如果包括磁体1和框架8的磁体装置是扁平的，则中空构件4的元件2、3和7的每个内腔5以及中空构件4的外轮廓也应该是扁平的和长方形的，或者如果磁体装置是圆柱形和长方形的，则内腔5和中空构件的外轮廓也应该是圆柱形和长方形的-当然，磁体装置和限定了中空构件4的元件2、3和7的内腔5的内表面之间必须有一定的间距，使得磁体装置能够在空腔5内移动。中空构件4附接到底架，该底架可以是由使用者佩戴的手镯或是至少包括有致动器和其他电子器件的外壳。连接方式可以是例如“卡入式”的连接，并确保中空构件4(附接至底架)保持静止且固定线圈的位置。因此，静止部件包括线圈构件2、间隔件3和线圈膜片接口7。在致动器的静止位置，两个线圈构件2横向地围绕至少两个区域，该区域为磁体1的相同极性所彼此面对的区域(见上文)，而不是磁体1布置的整个长度，其中该磁体1布置通过线圈构件2之间的间隔件3实现。优选的是，每个区域设置一个线圈构件2，其中两个磁体1以相同的极性彼此面对，即，在图1的实施例中，有三个磁体1和两个线圈构件2。
移动部件的直线运动沿致动器的纵向轴线进行(即，磁体装置的纵向轴线包括插有磁体1的磁体框架8和含有线圈构件2的中空构件4)。长方形中空构件4的每个端部均是敞开的(使得形成中空构件4的元件2、3和7形成管状物)，以允许两个弹性元件6在致动器的两个纵向外端上附接到线圈膜片接口7和磁体框架8的纵向外端。弹性元件6的连接可以使用胶水、铆钉或螺钉9，并且如果省略线圈膜片接口7，则弹性元件6可以直接附接到线圈构件2上。弹性元件6允许移动磁体部件进行前后的纵向移动而不会撞击静止部件(即中空构件4和底架)。
然而，应该注意的是，致动器也可以具有如申请人的德国专利DE 102015111527.1所公开的“倒转”结构，其中包括线圈的中空构件4是移动部件，并且磁体装置是固定到底架的静止部件，例如，延伸穿过中空构件4中的狭槽的连接构件。本发明的创新膜片6、包括有磁体框架8的磁体装置、致动器的制造过程(部分)以及由致动器产生的有利效果-所有的这些将在下面更详细地讨论-不受移动部件和静止部件的选择所影响，即无论磁体装置是否移动以及包括线圈的中空构件是否静止，反之亦然。对于本发明的创新膜片6及其有益效果而言，磁体1的数量、或磁体1的极性的顺序、或间隔件3和/或线圈膜片接口7是否存在，均不是必要考虑的-即使具有使仅一个磁体1和一个线圈构件2互连的膜片6的最小结构也是可行的，其中线圈构件2具有至少部分围绕磁体1的线圈。考虑到本发明的磁体框架8、致动器的制造过程(部分)以及由此产生的有利效果，所述磁体装置应包括至少两个同极性彼此面对的磁体1，并且所述中空构件应包括至少两个线圈构件2和间隔件3。在下文中，具有三个以相同极性彼此面对的磁体1，并且所述磁体装置为移动部件，如图1所示的致动器的优选实施例，将用于说明本发明的新型膜片6、磁体框架8以及制造过程。然而，该特定实施例不应解释为限制本发明的膜片6、包括磁体框架8的磁体装置及用于致动器的制造过程(部分)的范围。
膜片
为了允许移动部件(即，图1所示的实施例中的磁体装置)充分移动以获得强烈的振动，弹性元件6必须是高度柔性的。同时，如果致动器是便携式或可穿戴的，则弹性元件6也应只占据相对小的空间。如申请人的德国专利DE 102015111527.1所公开的，由铍铜制成的足够薄的弹性膜片6是用于这些目的的理想选择，因为对于致动器的移动部件和静止部件之间的对准而言，使用金属膜片比使用压缩弹簧或非金属膜片更精确，并且在其振动时能够通过其轨迹更精确地引导移动部件-当使用诸如橡胶之类的材料时，移动部件将摆动并在其轨迹中移动，结果是当移动部件移动通过其轨迹时，移动部件和静止部件会发生碰撞而产生振动，进而产生噪音和摩擦，降低致动器效率。
长期性能测试表明，作为膜片材料的铍铜具有进一步的优点，即高屈服强度和高动态抗疲劳性能。然而，性能测试还表明，即使是这些膜片，也会由于因移动部件的强烈振动运动引起的施加在它们上的应力而趋于劣质化甚至破裂。因此，本发明进一步采用的膜片设计为新颖的特殊形状的膜片6，该膜片6互连着致动器的移动部件及静止部件。图2和图3中更详细地示出了根据本发明的膜片6。它们在一端附接到中空构件的线圈膜片接口7上，并在另一端利用铆钉、螺钉9或类似物附接到磁体装置，如磁体框架8上，从而使得这两个致动器零件弹性地互连，实现各部件之间的相互移动。如上所述，如果没有设置线圈膜片接口7，则膜片6可以直接附接到线圈构件2上。本发明的膜片6具有大致长方形的形状，其中相对的长边设有凹槽或缺口10，膜片6因此形成骨头状。在图2和3中，这些缺口具有凹形形状，但是诸如多边形(包括三角形、矩形和高阶多边形)的其他形状也是可行的。在其相对的长边上设置这些缺口10，使得膜片6具有比现有技术膜片更好的应力分布。(原则上，使用具有厚度梯度的膜片也可以获得更好的应力分布，然而，其准确的制造却非常困难。)例如，当在其厚度方向上施加力时，或多或少没有缺口的矩形膜片在其外端处会显示出靠近附接点的高应力集中-这是致动器振动时的情况，即，当移动部件相对于静止部件纵向移动时，沿着它们的厚度方向将膜片弯曲(与梁弯曲相当)。在连续操作的情况下，靠近磁体装置和中空构件的连接区域中的膜片上的这种高应力集中，会容易导致膜片破裂。与此相反，当弯曲时，由于本发明的膜片6在相对的长边上设有缺口，所以沿着整个膜片6会显示出相对均匀的应力分布，避免了特定区域的高应力集中，使得本发明的膜片6具有相当高的抗疲劳性并具有更长的工作寿命。弯曲的缺口会导致膜片6的每个部分的横向宽度与施加的应力成比例：暴露于高应力下的部分较宽(即，具有较大的横向宽度)，而暴露于低应力下的部分较窄(即，具有较小的横向宽度)。
本发明的膜片对于尤其在小尺寸能够发挥作用的扁平矩形致动器应用而言是特别适用的，例如当致动器像手镯搬围绕使用者的手腕或其他身体部位使用时。在矩形磁体布置的情况下，将包括磁体1的移动磁体装置引导到包括线圈的中空构件4内而没有摩擦是具有挑战性的。摩擦会产生噪音，因此这对于旨在增强音乐体验等的装置而言是尤其不合需要的。磁体装置围绕其纵向轴线的微小旋转将会导致移动磁体装置和中空构件4之间的摩擦。由于其均匀的应力分布，本发明的膜片允许高位移并且同时精确地纵向引导移动部件。
磁体框架
另一方面，本发明提供了一种至少部分地围绕磁体1的磁体框架8。如上所述，在振动磁体型致动器中，多个磁体1可以相同的极性彼此面对地布置，以允许在至少一个线圈和线圈构件2的内部分别产生高集中的磁场。然而，由于磁极产生的高排斥力，组装相同极性的强磁体是非常困难的。在图4所示的实施例中，磁体框架8具有不规则四边形的形状(但是例如，基本上为矩形的其它形状，也是可行的)并且像框架一样地包围磁体1，即，使得磁体装置的两个相对侧面是开放的。结果是，在磁体1的这些开口侧上可以更靠近线圈地定位，并且可以实现扁平的致动器设计。框架可以由适于承受磁体1的强排斥力的任何刚性材料制成。通过对材料的选择，可以调节致动器的频率响应。但是，材料不应是具有磁性的，以避免将磁场的一部分引离。
磁体装置的组装，即是将磁体1相继地***框架8中，将会在下面进一步详细地描述。本发明的框架8允许使用普通的粘合剂和标准磁体，即容易获得(标准形状)的磁体，正因为不需要使用昂贵的粘合剂和定制形状的磁体，所以磁体框架8降低了材料/备件成本，并使得组装更容易和更便宜。如以上结合膜片6所描述的，在胶合之后，金属框架将磁体保持在一起并且还充当磁体1和膜片6之间的接合面。在没有框架8的情况下将磁体1粘合在一起将使得磁体1之间的连接部处于张力下-因为粘合剂在拉伸载荷下通常较弱，所以在冲击或碰撞之后存在连接部破裂的高风险。因此，当总成暴露于撞击力下时，设有磁体框架8能够显著地降低破裂的风险。而在包括磁体1和框架8的磁体装置是移动部件的情况下，框架8增加了其自身质量，因此可用于调节致动器的共振频率。
制造过程
本发明的致动器的制造可分为三个独立的部分，即组装(i)包括磁体1的磁体装置，(ii)包括线圈的中空构件4以及(iii)致动器整体。
(i)组装磁体装置
图5A-图5D示出了磁体装置的组装，其根据图1的优选实施例具有三个磁体1，将它们相继地***磁体框架中。本发明大体上的组装包括以下步骤：
-将磁体框架8定位在支撑表面上；
-将至少两个磁体1***磁体框架8中，并将磁体1粘合到磁体框架8上并使磁体1彼此粘合。
根据图1和图5A-图5D的优选实施例包括三个磁体，将磁体1***磁体框架8中并将磁体1粘合到磁体框架8上并使磁体1彼此粘合的步骤包括：
-将两个纵向的外磁体1***磁体框架8中并将它们的纵向外端粘合到磁体框架上；以及
-将中心磁体1***磁体框架中的两个纵向的外磁体1之间，并将中心磁体1粘合到纵向的外磁体1上。
(ii)组装中空构件
图6示出了中空构件组装杆11的俯视图，图7A示出了具有中空构件4的杆11的***视图，其根据图1的优选实施例，即具有两个线圈构件2、间隔件3和两个线圈膜片接口7。可以看出，杆11在六个区域中接合包围着中空构件4的元件2、3和7的空腔5的壁，这六个区域即是每个短内壁的中心处以及每个长内壁的两个位置处。以这种方式，中空构件4的元件2、3和7中的任何一个均不能相对于杆11横向移动，而是仅能够沿其纵向方向移动。其它形状的杆11也是可行的，例如，与中空构件4的元件2、3和7的空腔5相同的形状。图7B-图7H示出了该中空构件的组装。本发明大体上的组装包括以下步骤：
-设置至少两个线圈构件2，每个线圈构件2具有横向围绕着形成纵向通道的空腔5的线圈，以及设置至少一个具有空腔5的间隔件3，间隔件3的空腔5与至少两个线圈构件2的空腔5形状相同；
-设置中空构件组装杆11，其尺寸被设计成在若干区域中接合至少两个线圈构件2和至少一个间隔件3的空腔5，使得至少两个线圈构件2和至少一个间隔件3不能相对于杆11横向移动；
-设置两个中空构件组装端部件12，其具有用于接收中空构件组装杆的空腔，使得中空构件组装端部件不能相对于杆横向移动；
-按顺序将
-第一中空构件组装端部件12，
-至少两个线圈构件2中的第一线圈构件，
-至少一个间隔件3，
-至少两个线圈构件2中的第二线圈构件，和
-第二中空构件组装端部件12
放置在中空构件组装杆11上，在被两个中空构件组装端部件包围的构件之间胶合；
-压缩第一和第二中空构件组装端部件12；
-从中空构件组装杆11上移除第二中空构件组装端部件12；以及
-从中空构件组装杆11上移除包括有至少一个间隔件3和第一和第二线圈构件2的中空构件4。
根据图1、图6和图7A-图7H的优选实施例还包括有两个线圈膜片接口7，对于设置至少两个线圈构件2和至少一个间隔件3的步骤，即其中每个线圈构件2具有横向围绕着形成纵向通道的空腔5的线圈，以及所述至少一个间隔件3具有与至少两个线圈构件2的空腔5相同的形状的空腔5，所述步骤之后的步骤如下：
-设置两个线圈膜片接口7，其具有空腔5，所述空腔5具有与至少两个线圈构件2和至少一个间隔件3的空腔5相同的形状；
将中空构件组装端部件12放置在中空构件组装杆11上的步骤之后的步骤如下：
-将第一线圈膜片接口7放置在中空构件组装杆11上；以及
将至少两个线圈构件2中的第二线圈构件放置在中空构件组装杆11上的步骤之后的步骤如下：
-将第二线圈膜片接口7放置在中空构件组装杆11上。
(iii)组装执行器整体
图8A-图8C示出了整个根据图1的优选实施例的致动器的组装，所述致动器具有三个磁体1，两个线圈元件2和一个间隔件3。本发明大体上的组装包括以下步骤：
-将根据以上所述组装的磁体装置***根据以上所述组装的中空构件4中；
-连接弹性装置6，所述弹性装置6在两个纵向外端上通过附接装置9使磁体装置和中空构件4互连。
如上所述，本发明的振动致动器适用于各种应用，包括但不限于高清触觉反馈，以创建视频、游戏和音乐的沉浸式体验以及其他沉浸式体验。通常，振动器可以用于需要振动反馈的所有应用，其中该反馈不限于对人类用户的输入，而且也可以寻址到设备。

Claims (25)

1.一种振动致动器，包括：
磁体装置，包括至少一个磁体(1)；
中空构件(4)，包括至少一个线圈构件(2)，所述线圈构件(2)具有横向围绕一空腔(5)的线圈，所述空腔(5)形成了用于接收磁体装置并允许所述中空构件(4)和磁体装置之间的纵向相对运动的纵向通道；以及
弹性装置(6)，使所述磁体装置和中空构件(4)互连；
其中所述弹性装置(6)为具有长条形状的薄膜片，所述薄膜片在其相对的长边上具有横向缺口(10)。
2.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述缺口(10)的形状为凹形或多边形。
3.如权利要求1或2所述的致动器，其中，所述弹性装置(6)由铍铜制成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中，所述磁体装置包括两个以相同极性彼此面对的磁体(1)，并且其中，所述中空构件(4)包括一个线圈构件(2)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的致动器，其中，磁体装置包括三个以相同极性彼此面对的方式进行布置的磁体(1)，并且其中，所述中空构件(4)包括两个线圈构件(2)和一间隔件(3)。
6.如权利要求5所述的致动器，其中，所述线圈构件(2)的纵向外端处设有线圈膜片接口(7)。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的致动器，其中，所磁体装置还包括至少部分地包围磁体(1)的磁体框架(8)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中，所述中空构件(4)固定到底架且静止，而所述磁体装置执行直线纵向振动运动。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的致动器，其中，所述磁体装置固定到底架且静止，而所述中空构件(4)执行直线纵向振动运动。
10.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中，所述磁体装置和中空构件(4)是扁平且呈矩形的。
11.一种振动致动器，包括：
磁体装置，包括至少两个磁体(1)；
中空构件(4)，包括至少一个线圈构件(2)，所述线圈构件(2)具有横向围绕一空腔(5)的线圈，所述空腔(5)形成了用于接收所述磁体装置并允许所述中空构件(4)和磁体装置之间的纵向相对运动的纵向通道；以及
弹性装置(6)，使所述磁体装置和中空构件(4)互连；
其中，所述至少两个磁体(1)以相同极性彼此面对的方式布置在磁体框架(8)内，所述磁体框架(8)至少部分地围绕所述磁体(1)。
12.根据权利要求11所述的致动器，其中所述磁体装置包括三个以相同极性彼此面对的方式布置的磁体(1)，并且其中，所述中空构件(4)包括两个线圈构件(2)和一间隔件(3)。
13.根据权利要求12所述的致动器，其中，所述线圈构件(2)的纵向外端处设有线圈膜片接口(7)。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的致动器，其中，所述弹性装置(6)为具有长条形状的薄膜片，所述薄膜片在其相对的长边上具有横向缺口(10)。
15.根据权利要求14所述的致动器，其中，所述薄膜片(6)由铍铜制成。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的致动器，其中，所述中空构件(4)固定到底架并静止，而所述磁体装置执行直线纵向振动运动。
17.根据权利要求11-15中任一项所述的致动器，其中，所述磁体装置固定到底架并静止，而所述中空构件(4)执行直线纵向振动运动。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的致动器，其中，所述磁体装置和中空构件(4)是扁平且呈矩形的。
19.一种组装振动致动器的磁体装置的方法，包括以下步骤：
-将磁体框架(8)定位在支撑表面上；
将至少两个磁体(1)***磁体框架(8)中，并将所述磁体(1)粘合到磁体框架(8)上且使磁体(1)彼此粘合。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，将至少两个磁体(1)***磁体框架(8)中并将所述磁体(1)粘合到磁体框架(8)上且使其彼此粘合的步骤还包括：
-将两个纵向的外磁体(1)***磁体框架(8)中并在它们的纵向外端处将它们粘合到磁体框架(8)；以及
-将第三中心磁体(1)***磁体框架(8)中的两个纵向的外磁体(1)之间，并将所述中心磁体(1)粘合到纵向的外磁体(1)上。
21.一种组装振动致动器的中空构件的方法，包括以下步骤：
-设置至少两个线圈构件(2)，每个线圈构件(2)均具有横向围绕一形成纵向通道的空腔(5)的线圈，以及设置至少一个具有一空腔(5)的间隔件(3)，所述间隔件(3)的空腔(5)与所述至少两个线圈构件(2)的空腔(5)形状相同；
-设置中空构件组装杆(11)，其尺寸被设计成在若干区域中接合所述至少两个线圈构件(2)和至少一个间隔件(3)的空腔(5)，使得所述至少两个线圈构件(2)和至少一个间隔件(3)不能相对于杆(11)横向移动；
-设置两个中空构件组装端部件(12)，其具有用于接收所述中空构件组装杆的空腔，使得所述中空构件组装端部件相对于该杆不能横向地移动；
-按顺序将
-第一中空构件组装端部件(12)，
-所述至少两个线圈构件(2)中的第一线圈构件，
-至少一个间隔件(3)，
-所述至少两个线圈构件(2)中的第二线圈构件，和
-第二中空构件组装端部件(12)
放置在中空构件组装杆(11)上，在被两个中空构件组装端部件(12)包围的构件之间胶合；
-压缩第一和第二中空构件组装端部件(12)；
-从中空构件组装杆(11)上移除第二中空构件组装端部件(12)；以及
-从中空构件组装杆(11)上移除包括有所述至少一个间隔件(3)和第一和第二线圈构件(2)的中空构件(4)。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，设置至少两个线圈构件(2)且其中每个线圈构件(2)均具有横向围绕形成纵向通道的空腔(5)的线圈和至少一个具有形状与至少两个线圈构件(2)的空腔(5)相同的空腔(5)的间隔件(3)的步骤如下：
-设置两个线圈膜片接口(7)，其具有空腔(5)，所述空腔(5)具有与至少两个线圈构件(2)和至少一个间隔件(3)的空腔(5)相同的形状；
将中空构件组装端部件(12)放置在中空构件组装杆(11)上的步骤之后的步骤如下：
-将第一线圈膜片接口(7)放置在中空构件组装杆(11)上；以及
将至少两个线圈构件(2)中的第二线圈构件放置在中空构件组装杆(11)上的步骤之后的步骤如下：
将第二线圈膜片接口(7)放置在中空构件组装杆(11)上。
23.一种组装振动致动器的方法，包括以下步骤：
-将根据权利要求19组装的磁体装置***根据权利要求21组装的中空构件(4)中或者将根据权利要求20组装的磁体装置***根据权利要求22组装的中空构件(4)中；
-连接弹性装置(6)，该弹性装置(6)在两个纵向外端上通过附接装置(9)使磁体装置和中空构件(4)互连。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述弹性装置(6)是具有长条形状的薄膜片，在其相对的长边上设有横向缺口(10)。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述膜片(6)由铍铜制成。
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