力反馈装置和通过力反馈装置生成反馈力的方法
【专利摘要】提供了一种力反馈装置和用于生成反馈力的方法，所述力反馈装置包括：反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点；轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，以使得所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞。在根据本发明实施例的技术方案中，通过驱动单元来驱动反馈杠杆的一端运动、从而其另一端与力传动单元碰撞来产生反馈力，能够产生不同方向的反馈力以提升用户的使用体验。
【专利说明】力反馈装置和通过力反馈装置生成反馈力的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子【技术领域】，更具体地，涉及一种力反馈装置和通过该力反馈装置生成反馈力的方法。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，社会进入了计算机(PC)时代并发展为PC+时代。此时，有形交互成为人机交互的主要模式之一。例如，在玩冰球、开飞机等游戏时，用户通过物理对象与各种不同的数字系统进行有形交互。
[0003]在有形交互中，触觉反馈是增强用户体验的重要手段，其将用户体验由虚转实。因此，为了增强用户体验，通常将触觉反馈作为重要元素添加到现有的有形交互方案中，即在有形对象中再附加一个能产生较为逼真的可控触觉反馈的装置，从而在有形交互中为用户提供逼真的用户反馈。力反馈是所述触觉反馈的重要元素之一。在有形交互中，可以通过控制力反馈来有效地提高用户体验效果。
[0004]现有的有形交互中，通过用电机带动一个物体产生震动而产生力反馈，该力反馈的粒度大不够精细、而且不能表示力的方向。
[0005]因此，期望提供一种力反馈技术来产生各个方向的反馈力，从而提升用户的使用体验。
【发明内容】
[0006]本发明实施例提供了一种力反馈装置和通过该力反馈装置生成反馈力的方法，其能够产生各个方向的反馈力以提升用户的使用体验。
[0007]—方面，提供了一种力反馈装置，包括:反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点；轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，以使得所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞。
[0008]在所述力反馈装置中，所述驱动单元可包括:第一直线电机，包括第一定子和第一动子，该第一动子能够在与所述第一定子形成的直线上朝向或远离所述第一定子移动；第二直线电机，包括第二定子和第二动子，该第二动子能够在与所述第二定子形成的直线上朝向或远离所述第二定子移动；连接部件，用于连接所述第一直线电机、第二直线电机和所述反馈杠杆的第二端，从而在所述第一动子和第二动子中的至少一个移动时带动所述反馈杠杆的第二端。
[0009]在所述力反馈装置中，所述第一动子的移动方向可以与所述第二动子的移动方向垂直，从而所述反馈杠杆的第二端能够在第一动子和第二动子的移动方向所形成的平面内的任意方向移动。
[0010]在所述力反馈装置中，所述反馈力的方向可取决于第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离，所述反馈力的大小可取决于第一动子和第二动子中的至少一个的移动速度。
[0011]在所述力反馈装置中，所述反馈杠杆的第二端可以为导体，所述驱动单元可包括:第一电磁铁，位于所述反馈杠杆的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆的第二端在第一方向和与该第一方向相背的第二方向上移动；第二电磁铁，位于所述反馈杠杆的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆的第二端在第三方向和与该第三方向相背的第四方向上移动，所述第三方向与所述第一方向垂直。
[0012]在所述力反馈装置中，所述反馈杠杆还可包括:第一球体，附接在所述反馈杠杆的第一端上；第二球体，附接在所述反馈杠杆的第二端上。
[0013]在所述力反馈装置中，在所述碰撞发生之后，所述驱动单元还可驱动所述反馈杠杆的第二端恢复到一预定位置。
[0014]另一方面，提供了一种用于通过力反馈装置生成反馈力的方法，所述力反馈装置可包括:反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点；轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动。所述通过力反馈装置生成反馈力的方法可包括:在需要产生反馈力时确定所述反馈力；基于所述反馈力确定要向所述驱动单元施加的控制信号；将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动，从而所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞而产生反馈力。
[0015]在所述生成反馈力的方法中，所述控制信号可包括第一驱动信号和第二驱动信号，所述驱动单元可包括:第一直线电机，包括第一定子和第一动子；第二直线电机，包括第二定子和第二动子；和连接部件，用于连接所述第一直线电机、第二直线电机和所述反馈杠杆的第二端，其中，所述将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动的步骤可包括:将第一驱动信号施加到第一直线电机以驱动第一动子在与所述第一定子形成的直线上朝向或远离所述第一定子移动；将第二驱动信号施加到第二直线电机以驱动第二动子在与所述第二定子形成的直线上朝向或远离所述第二定子移动，其中，所述第一动子和第二动子中的至少一个的移动经由所述连接部件而带动所述反馈杠杆的第
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[0016]在所述生成反馈力的方法中，所述第一动子的移动方向可以与所述第二动子的移动方向垂直，从而所述反馈杠杆的第二端能够在第一动子和第二动子的移动方向所形成的平面内的任意方向移动。
[0017]在所述生成反馈力的方法中，所述基于所述反馈力确定要向所述驱动单元施加的控制信号可包括:基于所述反馈力的方向确定第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离；基于所述反馈力的大小确定第一动子和第二动子中的至少一个的移动速度；基于所确定的第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离和移动速度来确定向第一直线电机施加的第一驱动信号和向第二直线电机施加的第二驱动信号。
[0018]在所述生成反馈力的方法中，所述反馈杠杆的第二端可以为导体，所述驱动单元可包括位于所述反馈杠杆的第二端的附近的第一电磁铁和第二电磁铁，所述控制信号可包括第一驱动信号和第二驱动信号，其中，所述将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动的步骤可包括:将第一驱动信号施加到第一电磁铁以驱动所述反馈杠杆的第二端在第一方向和与该第一方向相背的第二方向上移动；将第二驱动信号施加到第二电磁铁以驱动所述反馈杠杆的第二端在第三方向和与该第三方向相背的第四方向上移动，所述第三方向与所述第一方向垂直。
[0019]在所述生成反馈力的方法中，所述反馈杠杆还可包括:第一球体，附接在所述反馈杠杆的第一端上；第二球体，附接在所述反馈杠杆的第二端上。
[0020]所述生成反馈力的方法还可包括:在所述碰撞发生之后，利用所述驱动单元来驱动所述反馈杠杆的第二端恢复到一预定位置。
[0021]本发明实施例提供了一种力反馈装置和用于通过该力反馈装置生成反馈力的方法，通过驱动单元来驱动反馈杠杆的一端运动、从而其另一端与力传动单元碰撞来产生反馈力，能够产生不同方向的反馈力以提升用户的使用体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0023]图1是示意性图示了根据本发明实施例的力反馈装置的框图；
[0024]图2是图示了根据本发明实施例的力反馈装置中的驱动单元的一个示例性结构；
[0025]图3是图示了根据本发明实施例的力反馈装置中的驱动单元的另一个示例性结构；
[0026]图4图示了根据本发明实施例的力反馈装置的示意性实现；
[0027]图5是示意性图示了根据本发明实施例的用于通过该力反馈装置生成反馈力的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]图1是示意性图示了根据本发明实施例的力反馈装置100的框图。该力反馈装置100可用于任何需要触觉反馈的电子设备，例如游戏机等，电子设备的类型不构成对本发明的限制。
[0030]根据本发明实施例的力反馈装置100包括:反馈杠杆110，具有第一端、第二端和支点；轴承单元120，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元130，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元140，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，以使得所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞。
[0031]所述反馈杠杆110可以以其支点为中心移动，其第一端邻近力传动单元130、并被所述力传动单元130围绕。因此，当所述反馈杠杆110以其支点为中心移动时，其第一端可以在不同的位置与所述力传动单元130碰撞，从而产生不同方向的反馈力。所述反馈杠杆110的第二端与所述驱动单元140耦接，并且在所述驱动单元140的驱动下移动，该第二端的移动导致所述第一端的移动，以与所述力传动单元130碰撞产生反馈力。
[0032]在所述反馈杠杆110的第一端上可以附接第一球体、或其它形状的物体，从而增加所述第一端与力传动单元130碰撞时的撞击力，以产生更大的反馈力。此外，在所述反馈杠杆110的第二端上可以附接第二球体、或其它形状的物体，来帮助与驱动单元140连接，以使得驱动单元140能够更精确地驱动所述第二端移动。
[0033]所述轴承单元120用于支撑所述反馈杠杆110的支点，使得所述反馈杠杆110能够以所述支点为中心在不同的方向移动。所述轴承单元120所支撑支点可以位于反馈杠杆110的中间，也可以偏离该中间位置而距离反馈杠杆110的第一端更近、或者距第二端更近。可以根据需要来设置该支点在反馈杠杆110上的位置。所述轴承单元120可以使用任何已有或将来出现的技术来实现，只要能够支撑反馈杠杆I1的支点、并且使反馈杠杆110的两端在不同的方向移动即可。
[0034]所述力传动单元130邻近所述反馈杠杆110的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力。为了产生尽量多方向的反馈力，该力传动单元130可以围绕在所述反馈杠杆110的第一端周围。作为示例，该力传动单元130可以是圆环形状、球壳形状等的传动手柄。用户的手握住该传动手柄的外侧，从而当反馈杠杆110的第一端碰撞该传动手柄的内侧时，可以将碰撞所产生的反馈力传送到用户的手。可以通过控制反馈杠杆110的第一端与传动手柄的不同位置碰撞来产生不同方向的反馈力，还可以控制反馈杠杆110的第一端与传动手柄的碰撞强度的大小来产生不同大小的反馈力。作为示例，反馈杠杆110的第一端与传动手柄的碰撞强度取决于所述反馈杠杆110的第一端与所述传送手柄碰撞时的移动速度、该反馈杠杆110的第一端的重量等，相应地可以产生不同大小的反馈力。力传动单元130的具体实现方式不构成对本发明实施例的限制。
[0035]所述驱动单元140用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，以使得所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞。下面结合图2和图3来说明驱动单元140的示例性结构。
[0036]图2是图示了根据本发明实施例的力反馈装置100中的驱动单元140的一个示例性结构。所述驱动单元140包括:第一直线电机141，包括第一定子141-1和第一动子
141-2，该第一动子141-2能够在与所述第一定子141-1形成的直线上朝向或远离所述第一定子141-1移动；第二直线电机142，包括第二定子142-1和第二动子142-2，该第二动子
142-2能够在与所述第二定子142-1形成的直线上朝向或远离所述第二定子142-1移动；连接部件143(参见图2中的斜线部分)，用于连接所述第一直线电机141、第二直线电机142和所述反馈杠杆110的第二端，从而在所述第一动子141-2和第二动子142-2中的至少一个移动时带动所述反馈杠杆的第二端。
[0037]第一直线电机141中的第一定子141-1被施加交流电源时,便在气隙中产生行波磁场，第一动子141-2在该行波磁场的切割下将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁力。如果第一定子141-1固定,贝U第一动子141-2在所述电磁力的作用下做直线运动，例如沿径向朝向第一定子141-1运动或远离所述第一定子141-1。类似地，第二动子142-2也可以沿径向朝向第二定子142-1运动或远离所述第二定子142-1。此外，所述第一动子141-2的移动方向可以与所述第二动子142-2的移动方向垂直，从而所述反馈杠杆110的第二端能够在第一动子141-2和第二动子142-2的移动方向所形成的平面内的任意方向移动，相应地反馈杠杆110的第一端也能够向其四周的任意方向移动，并与力传动单元130碰撞以产生各个方向的反馈力。
[0038]此外，反馈杠杆110的第一端与力传动单元130碰撞产生的反馈力的方向取决于第一动子141-2和第二动子142-2中的至少一个的移动距离，所述反馈力的大小取决于第一动子141-2和第二动子142-2中的至少一个的移动速度。可通过控制被施加到所述第一定子141-1的电流的大小、方向等来控制所述反馈力的方向和大小。
[0039]图3是图示了根据本发明实施例的力反馈装置中的驱动单元140的另一个示例性结构。在图3中，所述反馈杠杆的第二端为导体，所述驱动单元140可包括:第一电磁铁EM1，位于所述反馈杠杆110的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆110的第二端在第一方向和与该第一方向相背的第二方向上移动；第二电磁铁EM2,位于所述反馈杠杆110的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆110的第二端在第三方向和与该第三方向相背的第四方向上移动，所述第三方向与所述第一方向垂直。例如，可通过控制第一电磁铁EMl中的电流的方向来控制反馈杠杆110的第二端朝向第一方向或第二方向移动，类似地可通过控制第二电磁铁EM2中的电流的方向来控制反馈杠杆110的第二端朝向第三方向或第四方向移动，并且可通过控制第一电磁铁EMl和第二电磁铁EM2中的至少一个的电流的大小来控制在各个方向上的移动距离，从而产生所需要的大小和方向的反馈力。要注意，通过力的合成，所述反馈杠杆110的第二端可以朝向其周围的任何方向移动，而不限于上述的四个方向。
[0040]替换地，可以采用第一电磁铁EMl和第三电磁铁EM3来替换所述第一电磁铁EMl来产生第一方向和与该第一方向相背的第二方向上的移动；可以米用第二电磁铁EM2和第四电磁铁EM4来替换所述第二电磁铁EM2来产生第三方向和与该第三方向相背的第四方向上的移动。此时，电磁铁的数量增加，但是各个电磁铁的控制复杂度下降。在实践中可以根据需要适当地选择。此外，还可以采取其它的方式来布置多个电磁铁，只要能够使反馈杠杆110的第二端发生不同方向的移动即可。
[0041]图2和图3所示的驱动单元140的结构仅仅是两个示例性,其不能构成对本发明实施例的限制。在实践中，驱动单元140还可以采用其它的结构来实现。
[0042]此外，在所述驱动单元140驱动反馈杠杆110的第二端移动而使反馈杠杆110的第一端与力传动单元130发生碰撞之后，所述驱动单元140还可以驱动所述反馈杠杆110的第二端恢复到一预定位置，例如恢复到使反馈杠杆110的第一端远离力传动单元130的位置，以准备用于下一次的碰撞和生成反馈力。
[0043]在本发明实施例的上述力反馈装置中，通过驱动单元来驱动反馈杠杆的一端运动、从而其另一端与力传动单元碰撞来产生反馈力，能够产生不同方向和不同大小的反馈力以提升用户的使用体验。
[0044]为了更充分地公开本发明，下面给出根据本发明实施例的力反馈装置的示意性实现。图4以三维方式图示了根据本发明实施例的力反馈装置的示意性实现。
[0045]图4中的力反馈装置包括:反馈杠杆110，其第一端被附接一球体，其第二端也被附接一球体，在其靠向第二端的位置上设置了球形的支点；轴承单元120，用于支撑所述反馈杠杆110的支点，并使得所述反馈杠杆110能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元130，环绕所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆110的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元140，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，以使得所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞。该驱动单元140包括第一直线电机141、第二直线电机142和连接部件143。该连接部件143将所述第一直线电机141、第二直线电机142和所述反馈杠杆110的第二端固接在一起，从而在各个直线电机中的动子移动时带动所述反馈杠杆的第二端。反馈杠杆的第二端的移动带动所述反馈杠杆的第一端移动从而与力传动单兀130碰撞，以产生碰撞力。
[0046]当仅仅向第一直线电机141施加驱动电流时，所述反馈杠杆110的第二端在第一直线电机141的带动下在图4的左右方向移动；当仅仅向第二直线电机142施加驱动电流时，所述反馈杠杆110的第二端在第二直线电机142的带动下在图4的前后方向移动；当同时向第一直线电机141和第二直线电机142施加驱动电流时,取决于向各个直线电机施加的驱动电流的大小和方向，所述反馈杠杆110的第二端在两个直线电机的移动的合成方向上移动。该反馈杠杆110的第二端的移动相应地导致反馈杠杆110的第一端的移动，从而与力传动单元130碰撞而产生反馈力。直线电机(141、142)上的驱动电流越大，反馈杠杆110的第二端的移动速度越大，则反馈杠杆110的第一端与力传动单元130碰撞强度越大，则所所产生的反馈力也越大；反之亦然。
[0047]图5是示意性图示了根据本发明实施例的用于通过该力反馈装置生成反馈力的方法500的流程图。所述力反馈装置包括:反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点；轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动?’力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动。该力反馈装置的框图可以参见图1的图示和结合图1进行的描述，力反馈装置中的驱动单元可以见图2 - 3的图示和结合图2 - 3进行的描述。这里不再详述。
[0048]所述用于通过该力反馈装置生成反馈力的方法500包括:在需要产生反馈力时确定所述反馈力(S510);基于所述反馈力确定要向所述驱动单元施加的控制信号(S520);将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动，从而所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞而产生反馈力(S530)。
[0049]在S510中在需要产生反馈力时确定所述反馈力。通常,在需要产生反馈力时启动力反馈装置的工作。作为示例，当力反馈装置接收到启动信息时来确定需要产生反馈力，以启动力反馈装置；还可以通过控制向力反馈装置供电的电源来启动力反馈装置。具体的确定是否需要产生反馈力的方式不构成对本发明的限制。
[0050]在需要产生反馈力时可以确定所述反馈力的大小和方向中的至少一个。当仅仅需要力反馈装置提供不同方向的反馈力而不在意反馈力的大小时，可以仅仅确定反馈力的方向，并提供均衡大小的反馈力；当需要力反馈装置提供不同方向且不同大小的反馈力时，要确定反馈力的方向和大小二者。如结合图1所描述的，可通过控制反馈杠杆的第一端与布置在其周围力传动单元的某个部分碰撞来产生所需方向的反馈力，并通过控制反馈杠杆的第一端与所述力传动单元的碰撞强度来产生不同大小的反馈力。
[0051]如前所述，在所述反馈杠杆的第一端上可以附接第一球体、或其它形状的物体，从而增加所述第一端与力传动单元碰撞时的撞击力，以产生更大的反馈力；在所述反馈杠杆的第二端上也可以附接第二球体、或其它形状的物体，以使得驱动单元能够更精确地驱动所述第二端移动。
[0052]在S520中基于所述反馈力确定要向所述驱动单元施加的控制信号。驱动单元的结构不同，则向其施加的控制信号也会改变。
[0053]在驱动单元具有图2所示的结构的情况下，即所述驱动单元包括:第一直线电机，包括第一定子和第一动子；第二直线电机，包括第二定子和第二动子；和连接部件，用于连接所述第一直线电机、第二直线电机和所述反馈杠杆的第二端，该S520可包括:基于所述反馈力的方向确定第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离；基于所述反馈力的大小确定第一动子和第二动子中的至少一个的移动速度；基于所确定的第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离和移动速度来确定向第一直线电机施加的第一驱动信号和向第二直线电机施加的第二驱动信号。也就是说，所述控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号，基于力的合成和分解知识，根据所需要的反馈力来确定两个直线电机的移动信息(速度、距离等)，并基于所述移动信息来产生分别向所述第一直线电机和第二直线电机施加的驱动信号。所述第一动子的移动方向可以与所述第二动子的移动方向垂直，从而所述反馈杠杆的第二端能够在第一动子和第二动子的移动方向所形成的平面内的任意方向移动。
[0054]在驱动单元具有图3所示的结构的情况下，即所述反馈杠杆的第二端为导体，所述驱动单元包括位于所述反馈杠杆的第二端的附近的第一电磁铁和第二电磁铁，可类似地确定要向所述驱动单元施加的控制信号。基于所述反馈力的方向确定反馈杠杆的第二端的移动距离和移动速度中的至少一个，并且基于所确定的移动距离和/或移动速度来确定向各个电磁铁施加的电流的大小和方向，即确定分别向第一电磁铁和第二电磁铁施加的第一驱动信号和第二驱动信号。
[0055]在S530中，将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动，从而所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞而产生反馈力。
[0056]在驱动单元具有图2所示的结构的情况下，该S530可包括:将第一驱动信号施加到第一直线电机以驱动第一动子在与所述第一定子形成的直线上朝向或远离所述第一动子移动；将第二驱动信号施加到第二直线电机以驱动第二动子在与所述第二定子形成的直线上朝向或远离所述第二动子移动，其中，所述第一动子和第二动子中的至少一个的移动经由所述连接部件而带动所述反馈杠杆的第二端。反馈杠杆的第二端的移动致使反馈杠杆的第一端与力传动单元碰撞而产生所需要的反馈力。
[0057]在驱动单元具有如图3所示的第一电磁铁EMl和第一电磁铁EM2的情况下，该S530可包括:将第一驱动信号施加到第一电磁铁以驱动所述反馈杠杆的第二端在第一方向和与该第一方向相背的第二方向上移动；将第二驱动信号施加到第二电磁铁以驱动所述反馈杠杆的第二端在第三方向和与该第三方向相背的第四方向上移动，所述第三方向与所述第一方向垂直。反馈杠杆的第二端在电磁铁驱动下的移动致使反馈杠杆的第一端与力传动单元碰撞而产生所需要的反馈力。如果驱动单元还具有第三电磁铁EM3和第四电磁铁EM4，则需要相应地产生更多数量的驱动信号，但是每个驱动信号的复杂度会降低。
[0058]可选地，根据本发明实施例的用于通过该力反馈装置生成反馈力的方法500还可包括:在所述碰撞发生之后，利用所述驱动单元来驱动所述反馈杠杆的第二端恢复到一预定位置(如图5的虚线所述)。通过在每次碰撞之后使反馈杠杆的第二端恢复到预定位置，则准备好用于下一次的碰撞和生成反馈力，从而避免了各次碰撞之间的相互影响，达到更好的力反馈效果，以提升用户的体验。
[0059]在本发明实施例的上述生成反馈力的方法中，通过控制驱动单元来驱动反馈杠杆的一端运动、从而其另一端与力传动单元碰撞来产生反馈力，能够产生不同方向和不同大小的反馈力以提升用户的使用体验。
[0060]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的生成反馈力的方法所应用于的力反馈装置的具体实现，可以参考前述装置实施例中的图示和操作，在此不再赘述。
[0061]在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，上述方法实施例中的部分步骤可以进行重新组合。
[0062]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种力反馈装置，包括: 反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点； 轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动； 力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力； 驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，以使得所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞。
2.根据权利要求1的力反馈装置，其中，所述驱动单元包括: 第一直线电机，包括第一定子和第一动子，该第一动子能够在与所述第一定子形成的直线上朝向或远离所述第一定子移动； 第二直线电机，包括第二定子和第二动子，该第二动子能够在与所述第二定子形成的直线上朝向或远离所述第二定子移动； 连接部件，用于连接所述第一直线电机、第二直线电机和所述反馈杠杆的第二端，从而在所述第一动子和第二动子中的至少一个移动时带动所述反馈杠杆的第二端。
3.根据权利要求2的力反馈装置，其中，所述第一动子的移动方向与所述第二动子的移动方向垂直，从而所述反馈杠杆的第二端能够在第一动子和第二动子的移动方向所形成的平面内的任意方向移动。
4.根据权利要求2的力反馈装置，其中，所述反馈力的方向取决于第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离，所述反馈力的大小取决于第一动子和第二动子中的至少一个的移动速度。
5.根据权利要求1的力反馈装置，其中，所述反馈杠杆的第二端为导体，所述驱动单元包括: 第一电磁铁，位于所述反馈杠杆的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆的第二端在第一方向和与该第一方向相背的第二方向上移动； 第二电磁铁，位于所述反馈杠杆的第二端的附近，能够驱动所述反馈杠杆的第二端在第三方向和与该第三方向相背的第四方向上移动，所述第三方向与所述第一方向垂直。
6.根据权利要求1的力反馈装置，其中，所述反馈杠杆还包括: 第一球体，附接在所述反馈杠杆的第一端上； 第二球体，附接在所述反馈杠杆的第二端上。
7.根据权利要求1的力反馈装置，其中，在所述碰撞发生之后，所述驱动单元还驱动所述反馈杠杆的第二端恢复到一预定位置。
8.一种用于通过力反馈装置生成反馈力的方法，所述力反馈装置包括:反馈杠杆，具有第一端、第二端和支点；轴承单元，用于支撑所述支点，并使得所述反馈杠杆能够以所述支点为中心在不同的方向移动；力传动单元，邻近所述反馈杠杆的第一端，用于在被所述反馈杠杆的第一端碰撞时传送由于所述碰撞而产生的反馈力；驱动单元，用于驱动所述反馈杠杆的第二端在不同的方向运动，所述方法包括: 在需要产生反馈力时确定所述反馈力； 基于所述反馈力确定要向所述驱动单元施加的控制信号； 将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动，从而所述反馈杠杆的第一端与所述力传动单元碰撞而产生反馈力。
9.根据权利要求8的方法，其中，所述控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号，所述驱动单元包括:第一直线电机，包括第一定子和第一动子；第二直线电机，包括第二定子和第二动子；和连接部件，用于连接所述第一直线电机、第二直线电机和所述反馈杠杆的第~.丄山■~*觸， 其中，所述将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动的步骤包括: 将第一驱动信号施加到第一直线电机以驱动第一动子在与所述第一定子形成的直线上朝向或远离所述第一定子移动； 将第二驱动信号施加到第二直线电机以驱动第二动子在与所述第二定子形成的直线上朝向或远离所述第二定子移动，其中，所述第一动子和第二动子中的至少一个的移动经由所述连接部件而带动所述反馈杠杆的第二端。
10.根据权利要求9的方法，其中，所述第一动子的移动方向与所述第二动子的移动方向垂直，从而所述反馈杠杆的第二端能够在第一动子和第二动子的移动方向所形成的平面内的任意方向移动。
11.根据权利要求9的方法，其中，所述基于所述反馈力确定要向所述驱动单元施加的控制信号包括: 基于所述反馈力的方向确定第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离； 基于所述反馈力的大小确定第一动子和第二动子中的至少一个的移动速度； 基于所确定的第一动子和第二动子中的至少一个的移动距离和移动速度来确定向第一直线电机施加的第一驱动信号和向第二直线电机施加的第二驱动信号。
12.根据权利要求8的方法，其中，所述反馈杠杆的第二端为导体，所述驱动单元包括位于所述反馈杠杆的第二端的附近的第一电磁铁和第二电磁铁，所述控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号，其中，所述将所述控制信号施加到所述驱动单元而驱动所述反馈杠杆的第二端移动的步骤包括: 将第一驱动信号施加到第一电磁铁以驱动所述反馈杠杆的第二端在第一方向和与该第一方向相背的第二方向上移动； 将第二驱动信号施加到第二电磁铁以驱动所述反馈杠杆的第二端在第三方向和与该第三方向相背的第四方向上移动，所述第三方向与所述第一方向垂直。
13.根据权利要求8的方法，其中，所述反馈杠杆还包括: 第一球体，附接在所述反馈杠杆的第一端上； 第二球体，附接在所述反馈杠杆的第二端上。
14.根据权利要求8的方法，还包括: 在所述碰撞发生之后，利用所述驱动单元来驱动所述反馈杠杆的第二端恢复到一预定位置。
【文档编号】G06F3/01GK104423540SQ201310367224
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】李雪霞, 张强 申请人:联想(北京)有限公司