CN110875419A - 可逆致动器、用于制造该可逆致动器的方法和包括该可逆致动器的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可逆致动器，其包括致动器基板，所述致动器基板包括与第一和第二电极接触的电活性层，所述电活性层被构造成响应于施加到所述电极的电信号而改变形状，其中所述致动器基板包括中心和多个径向槽，多个径向槽从中心径向延伸并且设有扩大孔和突出部分，多个径向槽的相邻槽之间的部分限定多个区段。本发明还涉及一种用于制造可逆致动器的方法，其包括提供包括电活性层的致动器基板；从致动器基板中激光切割出多个径向槽；将致动器基板的一部分热压成突出部分。本发明还涉及一种交互装置，其包括设置在共同致动器基板上的可逆致动器，并且可逆致动器可电联接到控制电路，从而使得电信号可以独立地施加到多个可逆致动器件中的每一个。
Description
技术领域
本发明涉及一种可逆致动器、一种用于制造该可逆致动器的方法，并且还涉及一种使用该可逆致动器的装置，该装置例如为一种包括多个可逆致动器的交互装置，该交互装置例如为一种包括多个可逆致动器的触摸交互界面。
背景技术
用于诸如消费类电子产品(CE)和汽车仪表板的触摸显示交互装置的触觉应用越来越多。触觉反馈通过提供机械力、压力或振动来向用户传递信息，从而在用户交互装置中重现触觉。特别地，触觉致动器是触觉***的主要部件，其提供机械致动以传递触觉感知来增强用户体验。
当今的智能手机、触摸平板和触摸屏显示器主要具有由诸如惯性旋转质量(ERM)和线性谐振执行器(LRA)等惯性类型执行器驱动的振动触觉反馈。这些执行器仅提供整个装置的振动，并且特别是具有体积大、缺乏真实的反馈和复杂的机械设计等诸多限制。
因此，需要提供改进的触觉致动器。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种改进的可逆致动器、一种用于制造该可逆致动器的改进的方法和一种包括该可逆致动器的改进的触摸交互界面。
根据各种实施例公开了一种可逆致动器。该可逆致动器也可以被称为触觉可逆致动器或表面覆盖触觉可逆致动器。可逆致动器可包括致动器基板。致动器基板可包括电活性层，电活性层可与第一电极和第二电极接触。电活性层可以被构造成响应于施加到第一电极和第二电极的电信号而改变形状。致动器基板可包括中心和从中心径向延伸的多个径向槽，并且还可包括多个区段。在多个径向槽中的两个相邻槽之间的致动器基板部分可以限定多个区段。例如，多个区段中的每个区段可以由多个径向槽中的两个相邻槽之间的致动器基板部分形成。
根据各种实施例的用于制造该可逆致动器的方法可包括提供致动器基板，其中致动器基板可包括电活性层。该方法可以包括从致动器基板中激光切割出多个径向槽。该方法可以包括将致动器基板的一部分成形为突出部分，例如将致动器基板的一部分热压成突出部分。
根据各种实施例的交互装置可包括多个可逆致动器。多个可逆致动器可以设置在共同的致动器基板上。多个可逆致动器可以电联接到控制电路，使得电信号可以由控制电路独立地施加到多个可逆致动器中的每一个，或者整个地施加到多个可逆致动器。多个可逆致动器可以电联接到控制电路。
附图说明
在接下来的描述中，参考以下附图描述本发明的各种实施例，其中：
图1示出了根据各种实施例的示例性的可逆致动器100的示意图。
图2示出了根据各种实施例的致动器基板102的示例性的分层结构的示意图。
图3以透视图示出了根据各种实施例的示例性的可逆致动器300的示意图；
图4A在上方示图中示出了根据各种实施例的示例性的可逆致动器400的示意图，其中多个区段450中的区段在靠近中心430的部分处彼此不连接；在中间示图中示出了可逆致动器400的横截面，并且在下部视图中示出了致动器的示例性的实施方式的俯视图和透视图的线条图；
图4B在上方示图中示出了根据各种实施例的示例性的可逆致动器400的示意图，所述可逆致动器还包括中心件470；在中间示图中示出了可逆致动器400的横截面，并且在下部视图中示出了致动器的示例性的实施方式的透视图的线条图；
图5A示出了根据各种实施例的示例性的可逆致动器500.1的示意图，其中多个径向槽540.1中的至少一些槽终止于扩大孔中，例如终止于方形的扩大孔560.1；
图5B示出了根据各种实施例的示例性的可逆致动器500.2的示意图，其中多个径向槽540.2中的至少一些槽终止于扩大孔中，例如终止于梯形的扩大孔560.2；
图6A示出了根据各种实施例的如图4B所示的示例性的可逆致动器400的横截面的示意图，其中可逆致动器还包括弹性膜490；
图6B示出了图6A所示的可逆致动器400的横截面，其中可逆致动器处于抬升位置；
图7A示出了用于可逆致动器的三种不同的结构，并且示出了相应的载荷-变形曲线的曲线图700；
图7B示出了用于具有不同高度/厚度比的可逆致动器的负载-变形曲线的曲线图710；
图8A示出了花瓣形状的可逆致动器800；
图8B示出了曲线图801，其具有施加到可逆致动器800的电压-时间信号810的曲线和对应的力-时间响应820的曲线；
图9A示出了可逆致动器901，其中多个区段被布置成形成突出部分，并且其中根据各种实施例，多个径向槽中的至少一些槽终止于扩大孔中；
图9B示出了曲线图900，其具有施加到可逆致动器901的电压-时间信号910的曲线和对应的力-时间响应920的曲线。
图10示出了包括活性支点环1051的可逆致动器1000。
图11示出了可逆致动器1100，其还包括用于减小每个区段的有效长度的狭缝1120和/或间隔件1130，从而产生更大的致动力。
具体实施方式
以下详细描述描述了可以实践本发明的具体细节和实施例。这里足够详细地描述了这些实施例，以使本领域技术人员能够实施本发明。可以利用其他实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行改变。各种实施例不一定是相互排斥的，因为一些实施例可以与一个或多个其他实施例组合以形成新的实施例。
在实施例的上下文中描述的特征可以相应地适用于其他实施例中的相同或相似的特征，即使未在这些其他实施例中明确描述，在实施例的上下文中描述的特征也可以相应地适用于其他实施例。此外，如针对实施例的上下文中的特征所描述的附加内容和/或组合和/或替代方案可以相应地适用于其他实施例中的相同或相似的特征。
本文说明性描述的发明可适当地在缺少本文未具体公开的任何要素、限定的情况下实施。因此，例如，术语“具有(comprising)”、“包括(including)”、“包含(containing)”等应当被广义地理解而不受限制。因此，词语“具有(comprising)”或诸如“包括(including)”或“包含(containing)”等变形将被理解为暗示包括所述个体或所述个体的组合但不排除任何其他个体或个体的组合。另外，这里使用的术语和表述已被用作描述的术语而非限制，并且无意使用这些术语和表达来排除所示和所描述的特征的任何等同物或其部分，应认识到在所要求保护的本发明的范围内可以进行各种修改。因此，应该理解，尽管已经通过示例性实施例和可选特征具体地公开了本发明，但是本领域技术人员可以采用本文公开的本发明的修改和变化，并且这些修改和变化应被考虑在本发明的范围内。
如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
包括在权利要求中的括号中的附图标记是为了便于理解本发明，并且对权利要求的范围没有限制作用。
根据各种实施例，术语“电活性层”可以表示响应于施加的电场而进行形状变化的层。电活性层可包括电活性材料，例如电活性聚合物。在本公开的上下文中并且根据各种实施方案，电活性材料(例如电活性聚合物EAP)是响应于施加的电场而经历形状变化的材料(在电活性材料是EAP的情况下该材料是聚合物)。
根据各种实施例，当描述包括诸如区段的电活性层的元件时，术语“成形”可以表示例如弯曲、至少一个维度(诸如长度)的变化、体积的变化、构象的变化，或其组合。例如，多个区段中的区段的形状的变化可以意味着该区段(作为示例)弯曲到一边。
图1示出了根据各种实施例的示例性可逆致动器100的示意图。上部视图是可逆致动器100的俯视图。下视图是横截面视图101。可逆致动器100可包括致动器基板102。致动器基板可包括中心130，多个径向槽140可以从中心130径向延伸。多个径向槽中的两个相邻槽之间的致动器基板部分可以限定多个区段150。在图1中，仅在多个槽中和多个区段中的一些上标有附图标记，但是应当理解，在各种实施例的含义内的术语“多个”可以表示两个或更多个，例如所有槽和/或所有区段。多个区段中的区段可包括部分134，例如靠近中心130的端部和远离中心130的部分132。致动器基板可包括例如突出部分110，例如以横截面部段101形式被示出的部分。为了说明的目的，示出了突出部分110从致动器基板的平面突出，例如突出到致动器基板102的表面。突出部分可以包括轴136，并且还可以包括相对于轴线136的旋转对称性。中心部分抬升起高度112，该抬升高度沿径向方向114减小到基本为零。
在各种实施例的含义内，术语“突出部分”也称为“突起”，可以表示致动器基板的中心部分与周围的致动器基板平面相距一高度处，例如多个区段的靠近中心的区段部分位于距致动器基板平面一高度处。致动器基板平面可以被定义为与致动器基板的不包括突出部分的部分相交的平面。例如，致动器基板的平面可以是与多个区段中的区段部分的、远离中心的远端部相交的平面。突出部分可以是例如具有圆形基部的圆顶、具有规则凸多边形基部的圆顶、圆锥或前述结构的平截头体。突出部分可以包括轴，并且还可以包括相对于轴的旋转对称性。
根据各种实施例，突出部分可以是第一结构，例如可逆致动器在突出部分中处于静止位置。可以通过将多个区段中的区段设置成符合所需形状来产生突出部分，例如通过将致动器基板冲压、压制或热压成所需形状。
根据各种实施例，多个区段中的区段可以在远离中心130的部分处彼此连接。如图1所示，区段、也可以被称为致动指状物可朝向中心130延伸。根据各种实施例，区段可以是径向开槽的区段，其也被称为径向开槽的致动指状物。例如，多个区段中的区段可以仅在远离中心130的部分处彼此连接。多个区段150的每个区段，例如所有多个区段150中的每个区段，可以不与相邻区段相连，例如，在靠近中心130的部分134处不与多个区段150的所有其他区段相连。可以在中心130处形成中心开孔。
根据各种实施例，并且如图1的横截面视图所示为了说明目的，突出部分110还可以具有一高度112，并且还可以包括第一结构和第二结构，其中第一结构的高度112与第二结构的高度不同。例如，第一结构可以是停歇结构，针对该结构不施加负载，第二结构可以是被施加负载的结构。可以响应于施加到至少一个区段的电信号、例如响应于施加到多个区段中的所有区段的电信号来调整高度。电信号可以在多个区段上引起电刺激，例如在电活性层上引气电刺激，并因此引起相应区段的形状的变化，例如引起多个区段中的所有区段的形状变化。
在各种实施方案的含义内，术语“负载”、例如在“外部负载”或“施加负载”中，可以表示由电活性聚合物施加到多个区段的力或可以表示施加到多个区段的外力(该外力例如可以由用户施加)，或者可以表示上述两者。当它仅被称为施加到多个区段的外力时(例如由用户施加)，可以使用“外部负载”的表述。外部负载可以间接地施加到多个区段，例如经由中心件和/或经由弹性膜施加。
根据各种实施例，致动器可包括叠置在可逆致动器的致动器基板上的弹性膜。替代地或另外地，致动器基板可包括弹性覆盖层。
图2示出了致动器基板102的示意图。致动器基板102可包括支撑层103。致动器基板102还可包括在第一电极106和第二电极108之间的电活性层104，电活性层和第一电极、第二电极可以被包括在整个致动器基板上或仅被包括在致动器基板的部分上，例如仅被包括在突出部分上。第一电极106可以设置在支撑层103上。致动器基板还可以包括弹性覆盖层109。弹性覆盖层109可以设置在第二电极层108上。电活性层可以包括电活性聚合物(EAP)。电活性聚合物的示例可包括：电介质EAP(dEAP)、铁电聚合物(FerroEAP)、离子EAP(iEAP)。
离子EAP(iEAP)可用于在低驱动电压(<5V)下产生大的弯曲变形，因此是特别用于表面覆盖触觉致动器应用的良好软致动器技术。iEAP的一些优点是低电压驱动机制、快速响应、可靠性、大致动力和平面外的(突出型)变形。此外，可以将可穿透和双稳态机构应用于可逆致动器的设计，例如，根据各种实施例的基于扣合iEAP的悬臂致动器。
图3示出了根据各种实施例的示例性可逆致动器300的透视图。致动器基板可以包括在轴336上的中心330，多个径向槽340可以从该中心330径向延伸。多个径向槽340的两个相邻槽之间的致动器基板部分可以限定多个区段350。在槽340的远离中心330的端部，可以在致动器基板上设置扩大孔。
根据各种实施例，多个径向槽中的至少一些槽可以终止于扩大孔中。例如，可以在每个槽的末端设置扩大孔。扩大孔可以与多个径向槽连续地连接，例如每个扩大孔可以形成连续的槽开口，该连续的槽开口具有多个径向槽中的相应槽。扩大孔，例如所有扩大孔，可以是例如方形、矩形、圆形、梯形、D形。如这里所使用的，扩大孔也可以称为槽端孔。
根据各种实施例，突出部分包括高度，并且还包括第一结构和第二结构，其中第一结构高度与第二结构不同。例如，第二结构中的高度可以小于第一结构中的高度。在另一个示例中，第二结构中的高度可以大于第一结构中的高度。
根据各种实施例，可以通过热压和激光切割工艺制造可逆致动器，以实现特定的设计参数，特定参数例如为致动器基板厚度、多个区段中区段的长度、扩大孔的形状、在停歇结构中的突起的高度中的至少一个。例如，离子电活性聚合物可以用热压和/或激光切割工艺加工。
图4A的上方示图示出了根据各种实施例的示例性可逆致动器400的示意图，其中多个区段450中的区段在靠近中心430的部分处彼此不连接。换句话说，区段是径向开槽的致动指状物，其可包括突出部分，并且其中每个槽可包括槽端孔(扩大孔)。中部示图可逆致动器400的横截面，并且在下部视图中示出了致动器的示例性的实施方式的透视图的线条图。关键设计参数可以包括以下参数中的至少一个：致动器基板厚度(t)、突出高度(h)、开放区域(A)、角度(θ)和区段长度(l)。可逆致动器的以下特性可通过配置设计参数来调整：前伸运动、电激励下的力、释放机构、弹性恢复力。基于具有径向开槽致动指状物的膜片弹簧设计，可以产生在1.5<h/t(高度厚度比)的范围内的快速、大且可逆的突出变形运动。因此，可以利用适当的h/t范围在减小的外部负载(小的电激励)下产生大的可逆变形。例如，在隔膜层厚度范围为0.7-1.0mm时，隔膜高度的范围可以是1.2-1.4mm。
图4B的上方示图示出了根据各种实施例的示例性可逆致动器400的示意图，其还包括中心件470。中间示图示出了可逆致动器400的横截面，并且下方示图示出了致动器的示例性实施例的透视图的线条图。图4B中的可逆致动器包括位于中心430处的中心件470，例如中心板或中心垫。
根据各种实施例，中心件可以定位在可逆致动器的中心开孔上和/或在可逆致动器的中心开孔处互连。中心件可以被构造成与多个区段中的一些或全部相互作用，例如由于电活性层的形状变化来约束多个区段的形状变化。中心件可以具有旋转对称性。中心件可以是例如旋转体。中心件可包括一个或两个端板，端板例如成约束轴向方向上的移动。中心件能够将多个区段的致动力和平衡运动结合，例如将多个区段的所有区段的致动力和平衡运动结合，从而产生更大的突出和变形运动。
图5A示出了根据各种实施例的示例性可逆致动器500.1的示意图，其中多个径向槽540.1中的至少一些槽终止于扩大孔中，例如终止于方形的扩大孔560.1。为了说明的目的，可逆致动器500.1具有12个槽540.1和12个区段510.1。可以设置更多的槽和更多的区段，或更少的槽和更少的区段。
根据各种实施例，多个区段可包括至少2个、至少3个、至少4个、至少5个或至少6个区段。根据各种实施例，“多个区段”的表述可以表示根据本发明的起作用的多个区段，具有本文未描述的其他功能的其他区段可以不必包括在“多个区段”中。而且，根据各种实施例，“多个区段”的一个或一些区段，例如电活性的区段，可以指多个区段中的一些区段、多个区段中的每个区段或区段、或多个区段的所有区段。
图5B示出了根据各种实施例的示例性可逆致动器500.2的示意图，其中多个径向槽540.2中的至少一些槽终止于扩大孔中，例如终止于梯形的扩大孔560.2。为了说明的目的，可逆致动器500.2具有12个槽540.2和12个区段510.2。可以设置更多的槽和更多的区段，或更少的槽和更少的区段。
图6A和图6B示出了示例性可逆致动器的两种结构的横截面的示意图，为了说明目的，它是图4B所示的可逆致动器的横截面。根据各种实施例，可逆致动器还可包括叠置在可逆致动器的致动器基板上的弹性膜490。弹性膜490可以构造成在中心件470上施加力时可弹性变形，例如，力可以通过突出部分410的多个区段中的区段施加到弹性膜490上。
可逆致动器可以包括第一结构和第二结构，并且可选地还包括其他结构。例如，在第一结构中，如图6A所示，突出部分410具有第一高度，使得中心件470相对于弹性膜490处于第一位置。例如，在第二结构中，如图6B所示，突出部分410具有小于第一高度的第二高度，并且中心件470在弹性膜490上施加力。这导致弹性膜490的变形。在这种情况下，中心件470在允许的变形运动产生尖锐边缘变形(如图6A和6B所示)中起到相关作用。
根据各种实施例，弹性膜可以是例如具有弹性特性的集成保护外涂层，其集成在iEAP隔膜按钮的顶部。弹性膜能够产生具有锋利边缘的机械形变变形。通过中心件的垂直运动可以在概念上实现锋利的边缘，该中心件的垂直运动是由致动区段下方的变形运动引起的。这种尖锐的边缘变形是有益的，因为它进一步增强了用户操作可逆致动器、例如操作触觉交互装置中的可逆致动器的触觉感知。
根据各种实施例，可逆致动器可以被构造成以各种模式工作，各种模式例如为前述中的至少一个或其组合：
a)触摸传感器模式：在施加外部负载时，可以测量相应的电信号。特别地，在由于施加的外部负载的变化而改变结构时，可以将电信号作为对结构变化的指示来测量。外部负载施加在多个区段中的区段上并因此施加到电活性层，由于该外部负载的变化，电活性层可以提供相应的电信号。可以设置相应的电路用于感测电信号。在一个示例中，触摸传感器模式可以是按钮模式；
b)触觉反馈模式1：在向电活性层施加电信号时，所产生的负载可能是足够的，例如，足以将可逆致动器从第一结构改变为第二结构，其中第一结构中的高度(h1)小于第二结构中的高度(h2)，并且可足以将可逆致动器从第二结构变为另一结构。因此，例如，如果用户例如用手指触摸可逆致动器，则他可以感觉到可逆致动器扣远离手指。在另一示例中，用户可以感测到可逆致动器在朝向和远离手指的方向上振动；
c)触觉反馈模式2：在向电活性层施加电信号时，所产生的负载可能是足够的，例如，足以将可逆致动器从第一结构改变为第二结构，其中第一结构中的高度(h1)大于第二结构中的高度(h2)。因此，例如，如果用户例如用手指正在触摸可逆致动器，则他可以感测到可逆致动器朝向手指的变形。在另一示例中，用户可以感测到可逆致动器在朝向和远离手指的方向上的振动。
根据各种实施例，模式a)、b)和c)可以组合在相同的可逆致动器中。例如，致动器可以被构造成设置模式a)和b)。在另一个示例中，致动器可以被构造成设置模式a)和c)。在又一个示例中，致动器可以被构造成设置模式b)和c)。在又一个示例中，致动器可以被构造成提供模式a)、b)和c)。
根据各种实施例，致动器可以是触觉反馈致动器。
图7A在右侧示出了用于可逆致动器的三种不同结构(i)-(iii)，并且在左侧示出了三种结构的相应载荷-变形曲线的曲线图700。在第一结构(i)中，不施加载荷或仅施加对于结构变化而言太小的载荷。当施加足够的力的载荷时，可逆致动器可以从第一结构(i)变为第二结构(ii)。在第二结构(ii)中，当施加足够的力的载荷时，可逆致动器可以从第二结构(ii)变为第三结构(iii)。示出了可逆致动器的几次突出致动/变形行为。精确曲线(例如在曲线700中所示)可取决于具体设计参数，设计参数例如为隔膜厚度(t)和高度(h)。
根据各种实施例，施加的载荷可能是由于在电刺激下的多个区段中的区段的致动而产生的，例如，由于电活性层(例如iEAP层)致动产生的横向力。在施加的载荷下，例如，由于区段的致动，可逆致动器可以经历如图7A所示的各种突出变形状态。图7B示出了曲线图710，其示出了具有不同高度/厚度比的可逆致动器的负载-变形曲线。基于可逆致动器的这种突出变形可以产生大的推力。此外，由于根据各种实施例的可逆致动器的释放机构和弹性恢复力，例如由于弯曲的膜片弹簧设计(锥形)，可以实现快速且可靠的双向运动(咬合屈曲行为)。而且，多个区段可以包括中心孔(例如，区段可以是短的，从而不延伸到中心)，以允许在多个区段的致动期间产生的集中应力能够良好分布。如图7B所示，可逆致动器的咬合行为可以由例如1.5<h/t<2.5的范围内的高度-厚度比(h/t)来实现。可以利用h/t在减小的负载(例如小的电激励)下产生大的突出变形。
图8A示出了可逆致动器800，其为花瓣形并且包括iEAP层，其具有8个悬臂指状形式的开槽区段，以产生负载，这可导致例如突出变形致动。图8B示出了曲线图801，曲线图801包括作为时间804(以秒为单位)的函数的施加电压803(以伏特为单位)的曲线810，并且还包括作为时间(以秒为单位)的函数的力802(以gf-gram力为单位)的曲线820。如图8B所示，产生的力为1.25gf，响应时间大于20s以达到最大力。
图9A示出了可逆致动器901，其中多个区段被布置成形成突出部分。图9A中的可逆致动器还包括iEAP层，并且如图9B所示具有改进的1.75gf的致动力和小于5s的快速变形时间。图9B示出了曲线图900，其包括作为时间904(以秒为单位)的函数的施加电压903(以伏特为单位)的曲线910，并且还包括作为时间(以秒为单位)904的函数的力902(以gf为单位)的曲线920。具有弯曲的膜片弹簧设计(锥形形状)的可逆致动器901的响应时间和力在具有图8A所示的正常花瓣形隔膜的可逆致动器上得到改善，该可逆致动器901具有槽端孔和突出部分。该改进是由于例如在致动期间的多个区段的力的分布良好，以及由于突出部分的释放机构，该释放机构意味着弹性恢复力。
图10示出了根据各种实施例的可逆致动器1000。可逆致动器1000可包括被布置成形成突出部分的多个区段1050和活性支点环1051。活性支点环可包括电活性材料，因此活性支点环可被实施为电活性支点环。通过致动活性环，可以改善可逆致动器的致动，例如提供更快的致动。根据各种实施例，电活性支点环可被构造成在电刺激下产生形状变化，形状变化例如为在诸如长度、体积变化、构象变化或其组合的至少一个维度上的形状变化。例如，支点环的形状变化可以意味着支点环收缩或膨胀。
图11示出了可逆致动器1100，其中多个区段1150被布置成形成突出部分。多个区段中的一个或多个可包括狭缝1120。其方向、尺寸(宽度、长度)、数量和位置可影响改进的可逆致动器的致动性能。例如，狭缝可以是弧形结构1121和/或径向结构1122。弧形狭缝可以形成具有指向致动器基板中心的腔体的弧形，例如弧形狭缝可以是具有与致动器基板中心的圆心相同的圆心的圆弧形狭缝。径向狭缝可以是例如源自致动器中心的半径的径向区段。狭缝可有助于降低弯曲刚度，从而产生更大的位移和更快的致动响应。
根据各种实施例，可逆致动器可以包括间隔件，该间隔件可以被构造成减小每个区段的有效长度。区段的有效长度的减小可以引起更大的致动力。图11中示出了这种间隔件的一个示例，其中致动器1100包括间隔件1130。狭缝和间隔件的组合可以通过改变每个区段的有效长度和弯曲刚度来进一步增强致动力。使用间隔件后的狭缝位置可以是有效区段长度的1/3，该1/3位于远离致动器基板的中心处。
根据各种实施例，交互装置可包括多个可逆致动器。多个可逆致动器可以根据例如矩阵结构的预定图案布置。交互装置可以是例如键盘、触摸屏的一部分或显示器的一部分。例如，显示器可以包括交互界面。在另一示例中，触摸屏可以包括交互界面。多个可逆致动器可以定位在例如显示层上方或下方。
Claims (17)
1.一种可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其包括致动器基板(102)，所述致动器基板(102)包括与第一电极(106)和第二电极(108)接触的电活性层(104)，其特征在于，所述电活性层(104)被构造成响应于施加到所述第一电极(106)和所述第二电极(108)的电信号而改变形状，并且其中所述致动器基板包括中心(130、330)和从所述中心(130、330、430、530.1、530.2)径向延伸的多个径向槽(140、340、440、540.1、540.2)，其中在所述多个径向槽(140、340、440、540.1、540.2)的两个相邻槽之间的致动器基板部分限定多个区段(150、350、450、550.1、550.2、1050、1150)。
2.根据权利要求1所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述多个径向槽(140、340、440、540.1、540.2)中的至少一些槽终止于扩大孔(160、360、460、560.1、560.2)。
3.根据权利要求1或2所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述多个区段(150、350、450、550.1，550.2、1050、1150)中的区段在远离中心(130、330、430、530.1、530.2)的部分(132)处彼此连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述多个区段(150、350、450、550.1、550.2、1050、1150)中的区段在中心(130、330、430、530.1、530.2)处彼此不连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述电活性层(104)包括电活性聚合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述电活性层的形状变化在径向方向(114)上针对所述多个区段(150、350、450、550.1、550.2、1050、1150)受到约束。
7.根据权利要求6所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述可逆致动器还包括位于中心(430)的中心件(470)，并且优选地其中，所述电活性层在径向方向(114)上的形状变化受所述中心件(470)约束。
8.根据权利要求7所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述可逆致动器还包括弹性膜(490)，所述弹性膜(490)叠置在所述致动器基板上并且被构造成在被施加到中心件的力起作用的情况下能够弹性变形。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述可逆致动器还包括活性支点环(1051)，其中，所述活性支点环包括电活性材料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述可逆致动器还包括径向狭缝和/或弧形狭缝(1120、1121、1122)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述多个区段(150、350、450、550.1、550.2、1050)被布置成形成突出部分(110、310、410、510.1、510.2)，所述突出部分(110、310、410、510.1、510.2)突出到所述致动器基板(102)的表面。
12.根据权利要求11所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述突出部分(110、310、410、510.1、510.2)具有一高度(112)，并且还包括第一结构和第二结构，其中第一结构的高度(112)与第二结构的高度不同。
13.根据权利要求12所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述可逆致动器还被构造成使得所述高度(112)能够响应于电信号而进行调节。
14.根据权利要求12或13所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述第一结构是停歇结构。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述突出部分被构造成在负载的作用下从所述第一结构转换成所述第二结构。
16.一种用于制造根据权利要求11至15中任一项所述的可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供包括所述电活性层(104)的致动器基板(102)；
从致动器基板(102)中激光切割出多个径向槽(140、340、440、540.1、540.2)；
将所述致动器基板(102)的一部分热压成突出部分(110、310、410、510.1、510.2)。
17.一种交互装置，其包括根据权利要求1至15中任一项所述的多个可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)，其特征在于，所述多个可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)设置在共同的致动器基板上并且能够电联接到控制电路，从而使得电信号能够由控制电路独立地施加到多个可逆致动器(100、300、400、500、800、901、1000、1100)中的每一个。
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| CN113515189A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 罗伯特·博世有限公司 | 多级触觉反馈换能器和触觉反馈接口多级触觉反馈换能器 |
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