触觉反馈模块及按钮的制作方法

本实用新型涉及压电振动技术领域，尤其是涉及一种触觉反馈模块及按钮。

背景技术：

触觉反馈技术是一种通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感的人机交互方式。压电振动模块是触觉反馈技术中的主要硬件，其可以提供低功耗、振动清晰的触觉反馈。且触觉反馈可以给用户提供更加深入的体验、为更正确的操作提供反馈。

现有技术中的触觉反馈由振动马达提供，振动马达会造成设备整体的振动，不能提供局部定点的精确反馈。并且，通过振动马达实现的触觉反馈耗能较高，不符合环保节能的需求。

因而，如何实现振动模块的局部定点的精确反馈以及减少能耗成为为人们亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种触觉反馈模块及按钮，以缓解现有技术中存在的振动模块无法实现局部定点的精确反馈以及能耗较高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了下列技术方案：

技术方案1的实用新型，提供了一种触觉反馈模块，包括底板、通过支撑块连接于底板上的金属板、位于金属板上方中心的小块、贴附于所述金属板的压电体、以及设置于所述底板上方并且与所述金属板电连接的驱动电路；

所述金属板在与所述驱动电路导通后传递电信号至压电体，所述压电体接收电信号后产生振动量，所述振动量集中于小块以使所述小块产生触觉反馈。

另外，技术方案2的实用新型，在技术方案1的触觉反馈模块的基础上，所述金属板为矩形。

另外，技术方案3的实用新型，在技术方案2的触觉反馈模块的基础上，所述金属板的四个角的下部均设置有支撑块。

另外，技术方案4的实用新型，在技术方案3的触觉反馈模块的基础上，所述压电体为矩形，并且，所述压电体的顶点位于所述金属板侧边的中点。

另外，技术方案5的实用新型，在技术方案4的触觉反馈模块的基础上，所述压电体贴合于所述金属板下方。

另外，技术方案6的实用新型，在技术方案5的触觉反馈模块的基础上，所述压电体贴合于所述金属板上方。

另外，技术方案7的实用新型，在技术方案6的触觉反馈模块的基础上，所述压电体为单层结构或者多层结构。

另外，技术方案8的实用新型，在技术方案7的触觉反馈模块的基础上，所述小块由金属材料或者高分子材质制成。

另外，技术方案9的实用新型，在技术方案9的触觉反馈模块的基础上，所述压电体由陶瓷、PVDF或者电致伸缩材料中的任一种制成。

技术方案10的实用新型，在上述任一技术方案的基础上，提供了一种触觉反馈按钮，包括上述任一技术方案所述的触觉反馈模块。

本实用新型产生的有益效果：

技术方案1的实用新型，由于提供了一种触觉反馈模块，包括底板、通过支撑块连接于底板上的金属板、位于金属板上方中心的小块、贴附于所述金属板的压电体、以及设置于所述底板上方并且与所述金属板电连接的驱动电路；金属板在与驱动电路导通后传递电信号至压电体，压电体接收电信号后产生振动量，且金属板从角部到中心的振动量逐渐增大，小块位于金属板上方的中心位置，因而，振动量可集中于小块以使小块产生强烈的触觉反馈。

本实用新型提供的触觉反馈模块取代了传统的振动马达的整体振动模式，因而与传动的振动模式相比能耗较低。并且，本实施例提供的触觉反馈模块可将较大范围内的振动转化为小范围的局部振动，从而实现了局部定点的精确反馈。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块在压电体位于金属板上部时的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块在压电体位于金属板下部时的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块的主视图。

图标：100－底板；200－金属板；300－小块；400－压电体；500－支撑块；600－驱动电路。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1提供了一种触觉反馈模块，包括底板100、通过支撑块500连接于底板100上的金属板200、位于金属板200上方中心的小块300、贴附于金属板200的压电体400、以及设置于底板100上方并且与金属板200电连接的驱动电路600。金属板200在与驱动电路600导通后传递电信号至压电体400，压电体400接收电信号后产生振动量，且金属板200从角部到中心的振动量逐渐增大，小块300位于金属板200上方的中心位置，因而，振动量可集中于小块300以使小块300产生强烈的触觉反馈。

实施例2提供了一种触觉反馈按钮，包括实施例1中的触觉反馈模块。因而，该触觉反馈按钮同样可以实现局部定点强烈振动。

下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：

图1为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块的立体结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块在压电体位于金属板上部时的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块在压电体位于金属板下部时的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的触觉反馈模块的主视图。

实施例1

本实施例提供了一种触觉反馈模块，请一并参照图1至图4，包括底板100、通过支撑块500连接于底板100上的金属板200、位于金属板200上方中心的小块300、贴附于金属板200的压电体400、以及设置于底板100上方并且与金属板200电连接的驱动电路600。

以上述及的触觉反馈模块的工作过程详细描述如下：

金属板200在与驱动电路600导通后传递电信号至压电体400，压电体400接收电信号后产生振动量，且金属板200从角部到中心的振动量逐渐增大，小块300位于金属板200上方的中心位置，因而，振动量可集中于小块300以使小块300产生触觉反馈。

以上述及的触觉反馈模块能够产生的有益效果在于:

本实施例提供的触觉反馈模块取代了传统的振动马达的整体振动模式，因而与传动的振动模式相比能耗较低。并且，本实施例提供的触觉反馈模块可将较大范围内的振动转化为小范围的局部振动，从而实现了局部定点的精确反馈。

以虚拟现实技术举例，为了达到更好的触觉感知效果，在虚拟现实设备上的定点位置设置一个或多个本实用新型述及的触觉反馈模块，在体验者触碰到该触觉反馈模块对应的小块300位置时，触觉反馈模块启动，金属板200在与驱动电路600导通后传递电信号至压电体400，压电体400接收电信号后产生振动量，金属板200从角部到中心的振动量逐渐增大，小块300位于金属板200上方的中心位置，振动量集中于小块300以使小块300产生强烈的触觉反馈，从而实现了局部定点的精确反馈，体验者可以得到更好的沉浸式触觉体验效果。

本实施例的可选方案中，金属板200为矩形，金属板200的矩形结构不限定为长方形或者正方形。压电体400为矩形，压电体400的矩形结构不限定为长方形或者正方形。并且，压电体400的顶点位于金属板200侧边的中点。

较为优选地，金属板200为正方形结构，压电体400为正方形结构，且压电体400的四个顶点位于金属板200的侧边中点位置。即压电体400的轮廓线与金属板200的侧边中点的顺次连线重合。或者，压电体400相对于金属板200旋转45°。

以上述及的金属板200与压电体400的形状和结构能够产生的有益效果在于：

压电体400的四角位于金属板200的侧边的中点，金属板200的四角通过支撑块500固定于底板100，即金属板200的四角相对于底板100不能产生振动，距离金属板200的四角越远，产生的振动量越大，因而金属板200的中心位置产生的振动量最大，从而实现局部强烈震感。

本实施例的可选方案中，为了将金属板200固定于底板100，在金属板200的四个角的下部均设置有支撑块500。

其中，支撑块500与金属板200的连接方式不限定为固定连接、插接等。固定连接可以避免支撑块500与金属板200之间的松动，提高支撑块500和金属板200的整体稳定性和可靠性。优选地，固定连接的方式为焊接。优选地，插接的方式例如榫卯连接。金属板200上设置有凹槽，支撑块500设置有榫头，且上述凹槽与上述榫头适配。

其中，支撑块500与底板100的连接方式不限定为固定连接、插接等。固定连接可以避免支撑块500与底板100之间的松动，提高支撑块500和底板100的整体稳定性和可靠性。优选地，固定连接的方式为焊接。优选地，插接的方式例如榫卯连接。底板100上设置有凹槽，支撑块500设置有榫头，且上述凹槽与上述榫头适配。

关于压电体400与金属块的相对位置，可以设置多种，以下作进一步的详细说明：

例如：较为优选地，请参照图3(压电体400用虚线表示)，压电体400贴合于金属板200下方。更为具体地，压电体400的四角设置于金属板200下表面的侧边的中点。压电体400的振动量向上传递至金属板200，并由金属板200传递至位于金属板200中心位置的小块300。

又如：较为优选地，请参照图2(压电体400用实线表示)，压电体400贴合于金属板200的上方。更为具体地，压电体400的四角设置于金属板200上表面的侧边的中点。压电体400的振动量向上传递至位于压电体400中心位置的小块300。

再如：较为优选地，金属板200上方和下方均设置有压电体400，且位于金属板200上方的压电体400和位于金属板200下方的压电体400相对于金属板200对称设置，并且，位于金属板200上方的压电体400与位于金属板200下方的压电体400的振动幅度同步以避免振动效果的抵消，具体而言，当位于金属板200上方的压电体400向上振动时，位于金属板200下方的压电体400同步向上振动；当位于金属板200上方的压电体400向下振动时，位于金属板200下方的压电体400同步向下振动。

本实施例的可选方案中，为了提供更强的局部触觉反馈，压电体400设置为单层结构或者多层结构。即压电体400由单层压电材料制成，或者压电体400由多层压电材料制成。较为优选地，压电体400由多层压电材料制成，多层压电材料可以实现振动量的叠加，从而提供触觉强度的叠加。

本实施例的可选方案中，本实施例提供的压电体400的材料包括但不限定于：无机压电材料、有机压电材料或复合压电材料。无机压电材料优选为压电陶瓷和压电晶体，压电陶瓷压电性强、介电常数高，可以加工成任意形状。压电晶体，例如石英，介电常数低，但稳定性好。有机压电材料，例如聚偏氟乙烯，材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电常数。复合压电材料是无机压电陶瓷和有机高分子树脂构成的压电复合材料，兼备无机和有机压电材料的性能。

上述可选方案中，更为优选地，压电体400由陶瓷、PVDF(聚偏氟乙烯)或者电致伸缩材料中的任一种制成。

本实施例的可选方案中，小块300由金属材料或者高分子材质制成。

本实施例的可选方案中，小块300设置为矩形、圆形中的任意一种。

本实施例的可选方案中，小块300与金属板200的连接方式不限定为一体连接、插接、粘结等。一体连接可以避免小块300与金属板200之间的松动，提高触觉反馈模块的稳定性和可靠性。较为优选地，小块300与金属板200焊接。另外，考虑到插接的方式方便组装和拆卸，较为优选地，小块300与金属板200榫卯连接，其中，小块300上设置有榫头，金属板200上设置有凹槽，上述榫头与上述凹槽适配。另外，小块300与金属板200还可以采用粘结的方式，粘结剂优选为热熔型粘结剂。粘合剂可以是，但不限定于环氧树脂，环氧树脂可以在保证粘合力的同时，并吸收外部冲击的压力。

本实施例的可选方案中，对小块300进行了进一步的改进，具体而言，小块300上部包覆有塑封部，且该塑封部的底部与金属板200连接。塑封部由硅树脂、氨基甲酸乙酯、橡胶聚合物中的一种或多种材料组成，以上所列物质一方面可以提高小块300的耐久性，减缓该触觉反馈模块被氧化的速度，另一方面可以增加金属板200与小块300的粘结强度，避免金属板200与小块300在受到外部冲击时发生脱落的故障。具体而言，采用了该触觉反馈模块的电子设备例如智能手机，会由于使用者或者操作者的不慎而导致电子设备受到较大的力学冲击而造成触觉反馈模块的破损，并且，由于金属板200和小块300的材料和受力上的差异导致金属板200和小块300在受到冲击时易于分离。塑封部与小块300的粘结强度高，且不容易从小块300上脱落，接触端子密封于塑封部内可以显著提高小块300的耐久性。

另外，还需要补充的是，本实施例的可选方案中，底板100为弹性材料。底板100的材料不限定为纤维材料或金属材料。

另外，还需要补充的是，压电体400能够产生相对于底板100的上下方向的振动量。

实施例2

本实施例提供了一种触觉反馈按钮，包括实施例1中的触觉反馈模块。

具体而言：

以上述及的触觉反馈按钮包括壳体和触觉反馈模块。其中，触觉反馈模块，包括底板100、通过支撑块500连接于底板100上的金属板200、位于金属板200上方中心的小块300、贴附于金属板200的压电体400、以及设置于底板100上方并且与金属板200电连接的驱动电路600。

金属板200在与驱动电路600导通后传递电信号至压电体400，压电体400接收电信号后产生振动量，且金属板200从角部到中心的振动量逐渐增大，小块300位于金属板200上方的中心位置，因而，振动量可集中于小块300以使小块300产生强烈的触觉反馈。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。