操作裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種操作裝置，其具有手柄（1），手柄可以從靜止位置相對于軸（2）手動地偏轉(zhuǎn)，其中手柄（1）是能夠圍繞軸（2）旋轉(zhuǎn)的和/或能夠軸向地相對于軸（2）移動的和/或者能夠相對于軸（2）傾斜的和/或者能夠橫向地相對于軸（2）移動的，操作裝置具有用于檢測手柄（1）的偏轉(zhuǎn)的傳感裝置以及具有觸覺裝置，通過觸覺裝置根據(jù)手柄（1）的偏轉(zhuǎn)，手柄（1）能夠被施加能夠在觸覺上檢測到的效果，手柄（1）與執(zhí)行機構(gòu)（3）緊固地連接，通過執(zhí)行機構(gòu)，根據(jù)手柄的偏轉(zhuǎn)，手柄（1）能夠在自由度內(nèi)以＜1mm的移動路徑被交替地移動地驅(qū)動。
【專利說明】操作裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種操作裝置，其具有手柄，該手柄能夠從靜止位置相對于軸手動地偏轉(zhuǎn)，其中手柄是能夠圍繞軸旋轉(zhuǎn)的和/或能夠軸向地相對于軸移動的和/或者能夠相對于軸傾斜的和/或者能夠橫向地相對于軸移動的，具有用于檢測手柄的偏轉(zhuǎn)傳感裝置以及具有觸覺裝置，通過該觸覺裝置根據(jù)手柄的偏轉(zhuǎn)，手柄能夠被施加能夠在觸覺上檢測到的效果。
【背景技術(shù)】
[0002]在機動車中使用這種操作裝置以用于控制不同的車輛功能。手柄是能夠在兩個或者幾個偏轉(zhuǎn)類型中偏轉(zhuǎn)的，從而能夠控制在車輛功能上的更大的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)一種前述類型的操作裝置，該操作裝置在簡單的、具有較小結(jié)構(gòu)尺寸的結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)從靜止位置的偏轉(zhuǎn)的檢測和觸覺的響應。
[0004]該目的根據(jù)本發(fā)明這樣來實現(xiàn)，即手柄與執(zhí)行機構(gòu)固定地連接，通過該執(zhí)行機構(gòu)，根據(jù)手柄的偏轉(zhuǎn)，手柄能夠在自由度內(nèi)以< Imm的移動路徑被交替地移動地驅(qū)動。
[0005]手柄優(yōu)選能夠被交替地軸向地相對于軸能移動的驅(qū)動。
[0006]因為操作裝置的使用者知道手柄的偏轉(zhuǎn)的類型，并且手柄的偏轉(zhuǎn)的絕對值的知識大多不是必需的，以簡單的方式對所有偏轉(zhuǎn)類型相同地實現(xiàn)觸覺的響應，這樣執(zhí)行機構(gòu)可以設(shè)計為簡單的并且?guī)в休^小的結(jié)構(gòu)尺寸。
[0007]如果手柄能夠以>100Hz的頻率在自由度內(nèi)被交替地移動地被驅(qū)動，那么觸覺就在感知頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)，在該頻率范圍內(nèi)，很難實現(xiàn)或者根本不能實現(xiàn)觸覺的刺激方向的探測。
[0008]然而為了能夠觸覺地檢測到偏轉(zhuǎn)的類型，對于每種偏轉(zhuǎn)類型，手柄可以被以不同的節(jié)奏模式交替地軸向的相對于軸移動地驅(qū)動。
[0009]手柄優(yōu)選地以< 0.5mm的移動路徑能夠被交替地軸向的相對于軸移動地被驅(qū)動。
[0010]因此盡管有良好的觸覺的響應，較小的移動路徑對偏轉(zhuǎn)的檢測沒有明顯影響。
[0011 ] 在更簡單的、需要較少結(jié)構(gòu)空間的設(shè)計中，執(zhí)行機構(gòu)可以是旋轉(zhuǎn)對稱的往復式電樞磁鐵(Hubankermagnet),它的往復式電樞與手柄固定連接并且以移動路徑能夠被交替地軸向的相對于軸移動地被驅(qū)動。
[0012]為了使手柄在操縱后既能夠復位到靜止位置，又能夠保持在靜止位置，手柄可以抵抗一個彈簧復位力或者抵抗多個彈簧復位力從它的靜止位置相對于軸能夠偏轉(zhuǎn)。
[0013]為了檢測手柄的偏轉(zhuǎn)，根據(jù)手柄的偏轉(zhuǎn)能夠由傳感裝置產(chǎn)生電信號，并且可以傳遞給控制電子元件，通過該控制電子元件相應地能夠產(chǎn)生用于控制執(zhí)行機構(gòu)的控制信號。
[0014]當手柄的偏轉(zhuǎn)可以無接觸地由傳感裝置檢測到時，在手柄上沒有力的反作用。
[0015]因此還可實現(xiàn)較高的使用壽命，因為不會出現(xiàn)傳感裝置的機械應力。[0016]對此可由光學傳感器或者磁場敏感的傳感器檢測手柄的偏轉(zhuǎn)。
[0017]對此與手柄的偏轉(zhuǎn)相對應，經(jīng)過徑向磁化的永磁鐵環(huán)可以以更簡單的方式能夠被移動地驅(qū)動，該永磁鐵環(huán)在垂直于軸的第一平面中定向，在該第一平面的磁鐵區(qū)域內(nèi)多個磁場敏感的傳感器元件布置在位置固定的第二平面內(nèi)，該第二平面在手柄處于靜止位置時垂直于軸延伸。
[0018]在這里，永磁鐵優(yōu)選地與執(zhí)行機構(gòu)或者手柄固定連接，這樣結(jié)構(gòu)單元由手柄、執(zhí)行機構(gòu)和永磁鐵形成，通過該結(jié)構(gòu)單元所需的結(jié)構(gòu)空間保持較小并且安裝得以簡化。
[0019]如果在手柄處于靜止位置時，以相同的角間隔和相對于軸的相同的徑向間隔布置磁場敏感的傳感器元件，則導致帶有較少的部件和較小的結(jié)構(gòu)空間要求的簡單的結(jié)構(gòu)。
[0020]可以理解的是，相同的角間隔是有利的，但并不是強制性要求的。
[0021]在優(yōu)選的設(shè)計中，磁場敏感的傳感器元件是霍爾傳感器。
[0022]傳感器元件的線路連接的簡化由此來實現(xiàn)，使得磁場敏感的傳感器元件布置在印刷電路板上，其中控制電子元件也可以布置在印刷電路板上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的一個實施例在附圖中示出，并在下面進一步解釋。附圖中唯一的圖示示出了操作裝置的示意性側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0024]示出的操作裝置具有手柄1，該手柄能夠從它的靜止位置以下面的偏轉(zhuǎn)類型中的至少兩種相對于軸2偏轉(zhuǎn)。
[0025]手柄I是能夠圍繞軸2旋轉(zhuǎn)的，能夠軸向地相對于軸2移動的，能夠相對于軸2傾斜的以及能夠橫向地相對于軸2移動的。
[0026]執(zhí)行機構(gòu)3同軸地布置在手柄I上，該執(zhí)行機構(gòu)具有沒有示出的往復式電樞磁鐵和往復式電樞，該往復式電樞可以實現(xiàn)同軸地相對于軸2的0.5mm的往復行程。
[0027]經(jīng)過徑向磁化的永磁鐵環(huán)4固定布置在執(zhí)行機構(gòu)3的背向手柄I的軸向的端部上。
[0028]通過借助執(zhí)行機構(gòu)3將永磁鐵環(huán)4與手柄I的緊固的布置，導致永磁鐵環(huán)4如手柄I一樣相對于軸2的相同的偏轉(zhuǎn)。
[0029]在相對于處于靜止位置的軸2直角地延伸的、固定布置的印刷電路板5上，以相同的角間隔和與軸2之間相同的徑向的間隔，布置三個或者多個霍爾傳感器6，其與永磁鐵環(huán)4間隔開但是在它的磁場范圍內(nèi)。
[0030]霍爾傳感器6通過傳感器線路8與控制電子元件7連接，并且控制電子元件7通過控制線路9與執(zhí)行機構(gòu)3連接。
[0031]在手柄I相對于軸2偏轉(zhuǎn)時，永磁鐵環(huán)的位置相對于霍爾傳感器6發(fā)生改變，這一改變改變了由單個霍爾傳感器6檢測到的通量密度。
[0032]在控制電子元件7內(nèi)處理由控制電子元件7傳遞的霍爾傳感器6的信號并且產(chǎn)生相應的控制信號，該控制信號被傳遞給執(zhí)行機構(gòu)3用于控制，激發(fā)該執(zhí)行機構(gòu)做出以0.5mm的往復行程和1.5kHz的頻率的軸向地相對于軸2的交替的運動。[0033]這種交替的運動還傳送到手柄2上，并且作為觸覺的響應被使用者檢測到。
[0034]此外，霍爾傳感器6的信號通過沒有示出的控制單元的輸出端10傳遞以用于車輛功能的控制。
【權(quán)利要求】
1.一種操作裝置，所述操作裝置具有手柄，所述手柄可以從靜止位置相對于軸手動地偏轉(zhuǎn)，其中所述手柄是能夠圍繞所述軸旋轉(zhuǎn)的和/或能夠軸向地相對于軸移動的和/或者能夠相對于所述軸傾斜的和/或者能夠橫向地相對于軸移動的，所述操作裝置具有用于檢測所述手柄的所述偏轉(zhuǎn)的傳感裝置以及具有觸覺裝置，通過所述觸覺裝置根據(jù)所述手柄的所述偏轉(zhuǎn)，所述手柄能夠被施加能夠在觸覺上檢測到的效果，其特征在于，所述手柄(I)與所述執(zhí)行機構(gòu)(3)固定連接，通過所述執(zhí)行機構(gòu)，根據(jù)所述手柄的偏轉(zhuǎn)，所述手柄(I)能夠在自由度內(nèi)以< Imm的移動路徑被交替地移動地驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作裝置，其特征在于，所述手柄(I)能夠以>100Hz的頻率在自由度內(nèi)被交替地移動地驅(qū)動。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的操作裝置，其特征在于，對于每種偏轉(zhuǎn)類型，所述手柄(I)能夠被以不同的節(jié)奏模式交替地軸向地相對于軸移動地驅(qū)動。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的操作裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)(3)是旋轉(zhuǎn)對稱的往復式電樞磁鐵,所述往復式電樞磁鐵的往復式電樞與所述手柄(I)固定連接并且以所述移動路徑能夠被交替地軸向地相對于軸(2 )移動地驅(qū)動。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的操作裝置，其特征在于，根據(jù)所述手柄(I)的所述偏轉(zhuǎn)能夠由所述傳感裝置產(chǎn)生電信號，并且可以傳送給控制電子元件(7 )，通過所述控制電子元件能夠相應地產(chǎn)生用于控制所述執(zhí)行機構(gòu)(3)的控制信號。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的操作裝置，其特征在于，所述手柄(I)的所述偏轉(zhuǎn)能夠無接觸地由所述傳感裝置檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的操作裝置，其特征在于，能夠由磁場敏感的 傳感器檢測所述手柄(I)的所述偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的操作裝置，其特征在于，與所述手柄(I)的所述偏轉(zhuǎn)相對應，經(jīng)過徑向磁化的永磁鐵環(huán)(4)能夠被移動地驅(qū)動，所述永磁鐵環(huán)在垂直于軸(2)的第一平面中定向，在所述第一平面的磁鐵區(qū)域內(nèi)，多個磁場敏感的傳感器元件布置在位置固定的第二平面內(nèi)，所述第二平面在所述手柄(I)處于靜止位置時垂直于所述軸(2 )延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的操作裝置，其特征在于，在所述手柄(I)處于靜止位置時，所述磁場敏感的傳感器元件以相同的角間隔和相同的與軸的徑向間隔布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的操作裝置，其特征在于，所述磁場敏感的傳感器元件是霍爾傳感器(6)。
【文檔編號】G05G9/047GK103733158SQ201280036675
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月26日
【發(fā)明者】托爾斯藤·亞歷山大·克恩 申請人:大陸汽車有限責任公司