CN217794462U - 力反馈装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的力反馈装置包括转轴、固定于所述转轴的力反馈模块以及可动连接于所述转轴的扳机,所述力反馈模块包括固定于所述转轴且具有第一开口的壳体以及收容于壳体内的力反馈组件,所述力反馈组件包括滑动连接于所述壳体的滑块、与所述滑块连接的顶杆、固定于所述顶杆的第一驱动元件、固定于所述壳体并与所述第一驱动元件对应设置的第二驱动元件以及固定于所述滑块并通过所述第一开口延伸至抵接于所述扳机的传动部,所述第一驱动元件与所述第二驱动元件相互作用以驱动所述顶杆带动所述传动部移动,实现对所述扳机的力反馈。该力反馈装置无需额外的传动结构,及时对扳机提供力反馈,降低了装配难度,丰富了力反馈模式,有效提升了用户体验。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种人机交互领域,尤其涉及一种运用于人机交互设备的力反馈装置。
【背景技术】
随着近年来例如各类游戏手柄、玩具枪、虚拟现实设备、增强现实设备等外设的不断发展,触觉反馈技术目前已广泛应用于各类游戏手柄等设备中,并取得了很好的用户体验效果和市场反响。但在某些游戏场景中,光有振感可能无法满足体验要求。这时如果加上力反馈就可以有更好的沉浸感,比如在需要体现后座力或者作用力的场景(如射箭、赛车、火箭等场景),这就需要设计一种力反馈模块,来提供力反馈的同时也能满足振动反馈的需求。
相关技术中的力反馈装置主要通过电机带动蜗杆,齿轮等来实现。具体的,当电机通电时,蜗轮转动后再通过齿轮的转换将力转换为线性的方向力来推动扳机,断电之后,扭簧可以将扳机退回到初始位置。然而,相关技术中的力反馈装置装配比较复杂,需要通过蜗轮,齿轮等方式将旋转的力转换成线性方向的力。扳机所受到的力为单向,不能实现两个方向的力,此外,通过减速齿轮将电机的力放大的同时扳机转动的速度会降低,影响力反馈的及时性,降低用户体验感。
因此,有必要提供一种改进的力反馈装置来解决上述问题。
【实用新型内容】
基于上述问题,本实用新型提出一种装配简单、力反馈性能更优的力反馈装置。
具体地,本实用新型提出的方案如下:
一种力反馈装置,其包括转轴、固定于所述转轴的力反馈模块以及可动连接于所述转轴且可相对于所述力反馈模块移动的扳机,所述力反馈模块包括固定于所述转轴且具有收容空间的壳体以及收容于所述收容空间内的力反馈组件,所述壳体朝向所述扳机的一端开设有第一开口,所述力反馈组件包括滑动连接于所述壳体的滑块、与所述滑块连接的顶杆、固定于所述顶杆的第一驱动元件、固定于所述壳体并与所述第一驱动元件对应设置的第二驱动元件以及固定于所述滑块并通过所述第一开口延伸至抵接于所述扳机的传动部,所述第一驱动元件与所述第二驱动元件相互作用以驱动所述顶杆带动所述传动部移动,实现对所述扳机的力反馈。
优选的,所述力反馈组件还包括设于所述滑块与所述第二驱动元件之间的复位弹簧,所述复位弹簧间隔套设于所述顶杆外侧,所述复位弹簧的一端连接于所述滑块朝向所述第二驱动元件的一侧、另一端抵接于所述第二驱动元件朝向所述滑块的一侧。
优选的,所述第一驱动元件为永磁体,所述第二驱动元件为线圈。
优选的,所述力反馈装置还包括固定于所述扳机的感测永磁体以及固定于所述壳体并与所述感测永磁体对应设置的霍尔传感器,所述霍尔传感器用于感测所述感测永磁体的位移。
优选的,所述传动部延伸至固定于所述扳机。
优选的,所述第一驱动元件呈环状结构,所述第一驱动元件套设于所述顶杆。
优选的,所述第二驱动元件呈环状结构,所述第二驱动元件间隔套设于所述第一驱动元件外侧。
优选的,所述壳体上设有两个间隔设置的第一固定部,所述第一固定部上设有第一固定孔,所述转轴通过所述第一固定孔固定于所述第一固定部。
优选的,所述扳机上设有两个间隔设置的第二固定部,所述第二固定部上设有第二固定孔,所述转轴穿过所述第二固定孔以使得所述扳机可相对所述转轴转动,所述第二固定部设于两个所述第一固定部之间。
本实用新型提供的力反馈装置包括转轴、固定于所述转轴的力反馈模块以及可动连接于所述转轴并可相对于所述力反馈模块移动的扳机,所述力反馈模块包括固定于所述转轴且具有第一开口的壳体以及收容于壳体内的力反馈组件,所述力反馈组件包括滑动连接于所述壳体的滑块、与所述滑块连接的顶杆、固定于所述顶杆的第一驱动元件、固定于所述壳体并与所述第一驱动元件对应设置的第二驱动元件以及固定于所述滑块并通过所述第一开口延伸至抵接于所述扳机的传动部,所述第一驱动元件与所述第二驱动元件相互作用以驱动所述顶杆带动所述传动部移动,实现对所述扳机的力反馈。本实用新型提供的力反馈装置无需额外的传动结构,通过两个驱动元件相互作用直接为扳机提供力反馈,不仅实现了对扳机的及时力反馈,还在简化了结构的同时降低了装配难度;此外,通过改变驱动电流就可以直接对扳机产生两个方向的作用力,丰富了该力反馈装置的力反馈模式,有效提升了用户体验。
【附图说明】
图1是本实用新型中力反馈装置的立体图;
图2是本实用新型中力反馈装置的***图;
图3为图1中沿A-A线的剖视图;
图4是本实用新型中力反馈装置的部分立体图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式,对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地说明。
如图1-图3所示,本实用新型提供了一种力反馈装置100,该力反馈装置100包括转轴1、固定于转轴1的力反馈模块2以及可动连接于转轴1的扳机3;其中,扳机3可以相对于转轴1转动,由于力反馈模块2固定于转轴1,所以扳机3可相对于力反馈模块2移动。
力反馈模块2包括固定于转轴1且具有收容空间20的壳体21以及收容于收容空间20内的力反馈组件22。具体的,为了实现力反馈组件22与扳机3的传动连接,壳体21上朝向扳机3的一端设有贯穿其上的第一开口211,而力反馈组件22则包括滑动连接于壳体21的滑块221、与滑块221连接的顶杆222、固定于顶杆222的第一驱动元件223、固定于壳体21并与第一驱动元件223对应设置的第二驱动元件224以及固定于滑块221并通过第一开口211延伸至抵接于扳机3的传动部225。此外,力反馈组件22还包括设于滑块221与第二驱动元件224之间的复位弹簧226,该复位弹簧226间隔套设于顶杆222外侧,其一端连接于滑块221朝向第二驱动元件224的一侧、另一端抵接于第二驱动元件224朝向滑块221的一侧。其中,第一驱动元件223为永磁体,第二驱动元件224为线圈,第一驱动元件223与第二驱动元件224相互作用以驱动顶杆222带动传动部225移动,以实现对扳机3的力反馈。
如图4所示,壳体21上设有两个间隔设置的第一固定部212,第一固定部212上设有第一固定孔213,转轴1通过第一固定孔213固定于第一固定部212;此外,扳机3上设有两个间隔设置的第二固定部31,第二固定部31上设有第二固定孔32,转轴1穿过第二固定孔32以使得扳机3可相对转轴1转动,在本实施例中,第二固定部31设于两个第一固定部212之间且与第一固定部212间隔设置。
在本实用新型提供的力反馈装置100中,还设有固定于扳机3的感测永磁体4以及固定于壳体21的霍尔传感器5,该霍尔传感器5与感测永磁体4对应设置以感测该感测永磁体4的位移。以下对力反馈装置100的工作原理进行简要说明。
当用户按动扳机3时,扳机3受力后会相对于转轴1转动,在扳机上的感测永磁体4会改变位置,且由于扳机3与力反馈模块1产生了相对位移,因此霍尔传感器5可以通过监测感测永磁体4位置信息从而读取到扳机3的位置信息,从而给到第二驱动元件224输入产生振动或者产生力反馈的电信号。
当第二驱动元件224通电后,顶杆222上的第一驱动元件223受到安培力的作用,带动顶杆222和滑块221沿朝向扳机3的方向和远离扳机3的方向往复运动。当滑块221朝向扳机3移动时,与滑块221连接的传动部225也会朝向扳机3移动来抵住扳机3而产生力反馈。当第二驱动元件224的通电方向变化时,顶杆222会带动滑块221和传动部225往复移动而产生振感。可以理解的是,与滑块221连接的传动部225也可以和扳机3固连,这时通过改变第二驱动元件224的通电方向就可以对扳机3施加两个方向的力,即拉动扳机3或推动扳机3的力。当第二驱动元件224断电后,复位弹簧226可以把扳机3带回到初始位置,从而实现扳机3的复位。
在该力反馈装置100中,第一驱动元件223为环状的中空结构,使得第一驱动元件223可以套设在顶杆222的外侧,此外,第二驱动元件224也为呈环状的中空结构,该第二驱动元件224间隔套设于第一驱动元件223外侧,使得第一驱动元件223与顶杆222可以在第二驱动元件224的内部移动。
本实用新型的力反馈装置包括转轴、固定于所述转轴的力反馈模块以及可动连接于所述转轴并可相对于所述力反馈模块移动的扳机,所述力反馈模块包括固定于所述转轴且具有第一开口的壳体以及收容于壳体内的力反馈组件,所述力反馈组件包括滑动连接于所述壳体的滑块、与所述滑块连接的顶杆、固定于所述顶杆的第一驱动元件、固定于所述壳体并与所述第一驱动元件对应设置的第二驱动元件以及固定于所述滑块并通过所述第一开口延伸至抵接于所述扳机的传动部,所述第一驱动元件与所述第二驱动元件相互作用以驱动所述顶杆带动所述传动部移动,实现对所述扳机的力反馈。本实用新型提供的力反馈装置无需额外的传动结构,通过两个驱动元件相互作用直接为扳机提供力反馈,不仅实现了对扳机的及时力反馈,还在简化了结构的同时降低了装配难度;此外,通过改变驱动电流就可以直接对扳机产生两个方向的作用力,丰富了该力反馈装置的力反馈模式,有效提升了用户体验。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种力反馈装置,其包括转轴、固定于所述转轴的力反馈模块以及可动连接于所述转轴且可相对于所述力反馈模块移动的扳机,其特征在于,所述力反馈模块包括固定于所述转轴且具有收容空间的壳体以及收容于所述收容空间内的力反馈组件,所述壳体朝向所述扳机的一端开设有第一开口,所述力反馈组件包括滑动连接于所述壳体的滑块、与所述滑块连接的顶杆、固定于所述顶杆的第一驱动元件、固定于所述壳体并与所述第一驱动元件对应设置的第二驱动元件以及固定于所述滑块并通过所述第一开口延伸至抵接于所述扳机的传动部,所述第一驱动元件与所述第二驱动元件相互作用以驱动所述顶杆带动所述传动部移动,实现对所述扳机的力反馈。
2.根据权利要求1所述的力反馈装置,其特征在于,所述力反馈组件还包括设于所述滑块与所述第二驱动元件之间的复位弹簧,所述复位弹簧间隔套设于所述顶杆外侧,所述复位弹簧的一端连接于所述滑块朝向所述第二驱动元件的一侧、另一端抵接于所述第二驱动元件朝向所述滑块的一侧。
3.根据权利要求2所述的力反馈装置,其特征在于,所述第一驱动元件为永磁体,所述第二驱动元件为线圈。
4.根据权利要求1所述的力反馈装置,其特征在于,所述力反馈装置还包括固定于所述扳机的感测永磁体以及固定于所述壳体并与所述感测永磁体对应设置的霍尔传感器,所述霍尔传感器用于感测所述感测永磁体的位移。
5.根据权利要求4所述的力反馈装置,其特征在于,所述传动部延伸至固定于所述扳机。
6.根据权利要求3所述的力反馈装置,其特征在于,所述第一驱动元件呈环状结构,所述第一驱动元件套设于所述顶杆。
7.根据权利要求6所述的力反馈装置,其特征在于,所述第二驱动元件呈环状结构,所述第二驱动元件间隔套设于所述第一驱动元件外侧。
8.根据权利要求7所述的力反馈装置,其特征在于,所述壳体上设有两个间隔设置的第一固定部,所述第一固定部上设有第一固定孔,所述转轴通过所述第一固定孔固定于所述第一固定部。
9.根据权利要求8所述的力反馈装置,其特征在于,所述扳机上设有两个间隔设置的第二固定部,所述第二固定部上设有第二固定孔,所述转轴穿过所述第二固定孔以使得所述扳机可相对所述转轴转动,所述第二固定部设于两个所述第一固定部之间。
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