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原文传递 用于设备、特别是用于车辆组件的操作单元
专利名称: 用于设备、特别是用于车辆组件的操作单元
摘要: 本发明涉及操作单元具有致动器(24),该致动器机械地激励操作部件(14)。该致动器(24)具有由弹性材料构成的承载条(32)。抗剪切地与该承载条(32)连接的压电部件(34、36)位于该承载条的两个外表面(42、46)上。通过交替地布置压电部件(34、36),承载条(32)从其静止状态经历波形形状(56)。承载条(32)在其一侧机械地与操作部件(14)连接,并且在其另一侧机械地与补偿质量(30)连接。承载条(32)本身机械地固定在壳体(12)中。在其静止状态下,操作部件(14)和补偿质量(30)相互间具有不同于在波形激活状态下的距离,其中,它们在相反的方向上移动,进而导致补偿动态地作用到壳体(12)上的力。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 德国;DE
申请人: 贝洱海拉温控系统有限公司
发明人: 斯特凡·基尔希;哈里·潘克拉茨;德克·纳格尔
专利状态: 有效
申请日期: 2018-01-30T00:00:00+0800
发布日期: 2019-09-17T00:00:00+0800
申请号: CN201880009569.0
公开号: CN110248837A
代理机构: 北京弘权知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人: 许伟群;郭放
分类号: B60K37/06(2006.01);B;B60;B60K;B60K37
申请人地址: 德国斯图加特
主权项: 1.一种用于设备、例如用于车辆组件的操作单元,特别是人机接口,带有: -壳体(12),该壳体具有带操作区(16)的操作部件(14)比如触摸屏或触控板或显示器、或者触摸屏的或显示器的防尘盖,并且该壳体用于固定在设备中/上、特别是固定在车辆仪表板或车辆中控台上; -其中,所述操作部件(14)弹性地支承在所述壳体(12)中; -传感器(20),用于识别对所述操作部件(14)的操作; -致动器(24、24a、24b、24d),用于在识别出对所述操作部件(14)的操作时对所述操作部件(14)进行机械的激励;和 -补偿质量(30、30a),其可运动地支承在所述壳体(12)中/上; -其中,在识别出对所述操作部件(14)的操作时,能够由致动器或所述致动器(24、24a、24b、24d)对所述补偿质量(30、30a)予以机械的激励; -其中,为了基本上补偿和/或防止和/或抑制力,所述补偿质量(30、30a)能够运动,由于在激活所述致动器(24、24a、24b、24d)时所述操作部件(14)进行运动,所述力作用到所述壳体(12)上; -其中,所述致动器(24、24a、24b、24d)设置有: -承载条(32、32a),其具有弹性材料特别是弹簧钢,且带有第一外表面(42)和第二外表面(44); -其中,所述承载条(32、32a)具有至少一个由第一安置区段(40)、第二安置区段(44)和布置在这两个安置区段(40、44)之间的第一中间区段(48)构成的细分组(38),其中,所述第一安置区段(40)、所述第一中间区段(48)和所述第二安置区段(44)沿所述承载条(32、32a)的纵向伸展相继地布置; -其中,所述承载条(32、32a)在有多个沿其纵向伸展相邻的细分组(38)情况下在一个细分组(38)的所述第二安置区段(44)与相邻的细分组(38)的所述第一安置区段(40)之间具有第二中间区段(50); -抗剪切地与所述承载条(32、32a)连接的、可电控制的第一和第二压电部件(34、36),其中的每个压电部件都——在所述承载条(32、32a)的纵向伸展上观察——具有一长度,该长度在未对所述压电部件(34、36)予以电控制时具有第一长度值,且在电控制情况下具有不同于所述第一长度值的第二长度值; -其中,至少一个第一压电部件(34)在所述承载条(32、32a)的第一安置区段(40)中布置在其第一外表面(42)上,至少一个第二压电部件(36)在所述承载条(32、32a)的第二安置区段(44)中布置在其第二外表面(46)上; -其中,所述承载条(32、32a)的所述第一中间区段(48)和——如果存在的话——第二中间区段(50)为了固定所述承载条(32、32a)而与所述壳体(12)机械地耦接;以及 -其中,所述承载条(32、32a)在第一安置区段(40)中与所述操作部件(14)机械地耦接,且在第二安置区段(44)中与所述补偿质量(30)机械地耦接;以及 -控制单元(74),借助该控制单元,可控制所述压电部件(34、36),以便:在操作部件(14)和补偿质量(30)沿相反方向移动的情况下,使得所述承载条(32、32a)从其静止状态转移至波形的激活状态,在该静止状态下,布置在所述承载条(32、32a)两侧的所述操作部件(14)和所述补偿质量(30)相互间具有第一距离;以及以便使得所述承载条(32、32a)从所述激活状态转移回到所述静止状态。 2.如权利要求1所述的操作单元,其特征在于,所述承载条(32、32a)在其静止状态下沿着参考线延伸,所述承载条(32、32a)的波形(56)在其激活状态下在所述参考线的一侧具有第一半波(58),且在所述参考线的相对侧具有第二半波(60),其中,所述承载条(32、32a)的每个第一安置区段(40)利用面向——或者替代地背离——所述参考线的第一压电部件(34)以及利用背离——或者替代地面向——所述参考线的第二外表面(46)形成第一半波(58),以及,所述承载条(32、32a)的每个第二安置区段(44)利用面向——或者替代地背离——所述参考线的第二压电部件(36)以及利用面向——或者替代地背离——所述参考线的第二外表面(46)形成第二半波(60)。 3.如权利要求1或2所述的操作单元,其特征在于,所述承载条(32、32a)在其沿纵向伸展相对的端部(70、72、72a)上分别设置有第二中间区段(50),在该第二中间区段旁设置了第一安置区段(40),该第一安置区段本身相对于相邻的第二安置区段(44)相距第一或第二中间区段(48、50)。 4.如权利要求1至3中任一项所述的操作单元,其特征在于,所述承载条(32、32a)在其横向边缘上分别设置有用于固定在所述壳体(12)上的第一安装法兰(62);所述安装法兰(62)通过接片(70)与第一和——如果存在的话——第二中间区段(48、50)连接;在所述承载条(32、32a)中和/或在所述安装法兰(62)中,构造有布置在所述接片(70)之间的、与所述承载条(32、32a)的横向边缘邻接的凹部(66、68)。 5.如权利要求4所述的操作单元,其特征在于,所述第一安装法兰(62)相对于所述承载条(32、32a)朝向其旁侧弯折,特别是朝向其旁侧直角弯折地延伸。 6.如权利要求1至5中任一项所述的操作单元,其特征在于,所述承载条(32、32a)在其沿纵向伸展彼此相对的端部(72)上分别设置有用于固定在所述壳体(12)上的第二安装法兰(64、64a)。 7.如权利要求6所述的操作单元,其特征在于,所述第二安装法兰(64、64a)相对于所述承载条(32、32a)朝向其旁侧弯折,特别是朝向其旁侧直角弯折地伸展。 8.如权利要求1至3中任一项所述的操作单元,其特征在于,在第一和——如果存在的话——第二中间区段(48、50)内部,用于把所述承载条(32、32a)固定在所述壳体(12)中/上的连接部件(62a)突出于所述承载条(32、32a)。 9.如权利要求8所述的操作单元,其特征在于,所述补偿质量(30a)构造成具有凹部(80)的材料条体,所述连接部件(62)留有间隙地伸展穿过这些凹部。 10.如权利要求1至9中任一项所述的操作单元,其特征在于,在所述承载条(32、32a)的激活状态下,所述第一半波(58)的幅度(76)与所述第二半波(60)的幅度(78)的比例同所述操作部件(14)的重量与所述补偿质量(32、32a)的重量的比例是倒转的。 11.如权利要求1至10中任一项所述的操作单元,其特征在于,所述补偿质量(32、32a)构造成材料条。 12.如权利要求1至11中任一项所述的操作单元,其特征在于,所述致动器(24、24a、24b、24d)沿着所述操作部件(14)的第一边缘区段(26)布置。 13.一种用于设备、例如用于车辆组件的操作单元,特别是人机接口(MMI或HMI),带有: -壳体(12),该壳体具有带操作区(16)的操作部件(14)比如触摸屏或触控板或显示器、或者触摸屏的或显示器的防尘盖,并且用于固定在设备中/上,特别是固定在车辆仪表板或车辆中控台上; -其中,所述操作部件(14)弹性地支承在所述壳体(12)中; -传感器(20),用于识别对所述操作部件(14)的操作; -致动器(24c),用于在识别出对所述操作部件(14)的操作时对所述操作部件(14)进行机械的激励;和 -补偿质量(30),其可运动地支承在所述壳体(12)中/上; -其中,在识别出对所述操作部件(14)的操作时,能由致动器或所述致动器(24c)对所述补偿质量(30)予以机械的激励; -其中,为了基本上补偿和/或防止和/或抑制力,所述补偿质量(30)能够运动,由于在激活所述致动器(24c)时所述操作部件(14)进行运动,所述力作用到所述壳体(12)上; -其中,所述致动器(24c)设置有: -第一承载条(32c),其具有弹性材料特别是弹簧钢,且带有第一外表面(42c)和第二外表面(46c); -其中,所述第一承载条(32c)具有至少一个细分组(38c),该细分组带有两个第一安置区段(40c)和分别布置在它们之间的第二安置区段(44c),其中,所述安置区段(40c、44c)沿所述第一承载条(32c)的纵向伸展相继地布置; -平行于所述第一承载条(32c)延伸的、具有弹性材料特别是弹簧钢的第二承载条(32c’),该第二承载条带有面向所述第一承载条(32c)的第一外表面(42c)的第一外表面(32c)和背离所述第一承载条(32c)的第一外表面(42c)的第二外表面(46c); -其中,所述第二承载条(32c’)具有至少一个细分组(38c),该细分组带有两个第一安置区段(40c)且带有布置在这些第一安置区段之间的第二安置区段(44c),其中,所述安置区段(40c、44c)沿所述第二承载条(32c)的纵向伸展相继地布置; -连接部件(82),借助该连接部件使得两个承载条(32c、32c’)相互连接,并且该连接部件为了固定两个承载条(32c、32c’)而与所述壳体(12)连接,其中,所述连接部件(82)使得所述第一承载条(32c)的第一安置区段(40c)在其第一外表面(32c)上与所述第二承载条(32c’)的第一安置区段(40c)在其第一外表面(42c)上连接; -抗剪切地与两个承载条(32c、32c’)连接的、可电控制的第一和第二压电部件(34c、36c),其中的每个压电部件都——在所述承载条(32c、32c’)的纵向伸展上观察——具有一长度,该长度在未对所述压电部件(34c、36c)予以电控制时具有第一长度值以及在电控制情况下具有不同于所述第一长度值的第二长度值; -其中,在所述第一承载条(32c)的每个第一安置区段(40c)中,在其第二外表面(46c)上,布置有至少一个第一压电部件(34c),以及在所述第一承载条(32c)的每个第二安置区段(44c)中,在其第一外表面(42c)上,布置有至少一个第二压电部件(36c),其中,在所述第二承载条(32c’)的每个第一安置区段(40c)中,在其第二外表面(46c)上,布置有至少一个第一压电部件(34c),以及在所述第二承载条(32c’)的每个第二安置区段(44c)中,在其第一外表面(42c)上,布置有至少一个第二压电部件(36c);以及 -其中,所述第一承载条(32c)在每个第二安置区段(44c)中与所述操作部件(14)机械地耦接,以及所述第二承载条(32c’)在每个第二安置区段(44c)中与所述补偿质量(30c)机械地耦接; -控制单元(74),借助该控制单元,能够控制所述压电部件(34c、36c),用于在操作部件(14)和补偿质量(30c)沿相反方向移动的情况下,使得两个承载条(32c、32c’)从其相应的静止状态转移至波形的激活状态,在该静止状态下,位于由两个承载条(32c、32c’)和所述连接部件(82)构成的结构的两侧的所述操作部件(14)和所述补偿质量(30c)相互间具有第一距离,在该激活状态下,操作部件(14)和补偿质量(30c)相互间具有不同于所述第一距离的第二距离,以及用于使得所述承载条(32c、32c’)从其相应的激活状态转移回到其相应的静止状态。 14.如权利要求13所述的操作单元,其特征在于,两个所述承载条(32c、32c’)在其相应的静止状态下分别沿着参考线延伸,两个所述承载条(32c、32c’)的波形(56)在其相应的激活状态下在相应的所述参考线的一侧具有第一半波(58),以及在相应的所述参考线的相对侧具有第二半波(60),其中,所述第一承载条(32c)的每个第一安置区段(40c)利用面向——或者替代地背离——所述第一承载条(32c)的所述参考线的第一压电部件(34)、以及利用背离——或者替代地面向——所述第一承载条(32c)的所述参考线的第一外表面(42c)形成第一半波(58),以及所述第一承载条(32c)的每个第二安置区段(44c)利用面向——或者替代地背离——所述第一承载条(32c)的所述参考线的第二压电部件(36c)、以及利用背离——或者替代地面向——所述第一承载条(32c)的所述参考线的第一外表面(42c)形成第二半波(60),其中,所述第二承载条(32c’)的每个第一安置区段(40c)利用面向——或者替代地背离——所述第二承载条(32c’)的所述参考线的第一压电部件(34c)、以及利用背离——或者替代地面向——所述第二承载条(32c’)的所述参考线的第一外表面(42c)形成第一半波(58),以及所述第二承载条(32c’)的每个第二安置区段(44c)利用面向——或者替代地背离——所述第二承载条(32c’)的所述参考线的第二压电部件(36c)、以及利用背离——或者替代地面向——所述第二承载条(32c’)的所述参考线的第二外表面(46c)形成第二半波(60)。 15.如权利要求13或14所述的操作单元,其特征在于,所述连接部件(82)布置在两个所述承载条(32c、32c’)之间的中间空间内,并且在被所述承载条(32c、32c’)占据的区域之外与所述壳体(12)连接。 16.如权利要求13至15中任一项所述的操作单元,其特征在于,在两个承载条(32c、32c’)的激活状态下,所述第一承载条(32c)的第一和第二半波(58、60)的幅度(76、78)的总和与所述第二承载条(32c、32c’)的第一和第二半波(58、60)的幅度(76、78)的总和的比例、同所述操作部件(14)的重量与所述补偿质量(30c)的重量的比例是倒转的。 17.如权利要求13至16中任一项所述的操作单元,其特征在于,所述致动器(24c)沿着所述操作部件(14)的第一边缘区段(26)布置。 18.如权利要求13至17中任一项所述的操作单元,其特征在于, -每个承载条(32c、32c’)具有至少一个另外的细分组(38c、38c’),该另外的细分组具有第一安置区段(40c)和第二安置区段(44c),该第二安置区段布置在相邻的细分组(38c)的第一安置区段(40c)旁; -所述连接部件(82)使得两个所述第二承载条(32c、32c’)在每个另外的细分组(38c’)的所述第一安置区段(40c)中连接; -所述操作部件(14)与所述第一承载条(32c)在其第二外表面(46c)上在每个另外的细分组(38c’)的所述第二安置区段(44c)中机械地耦接,以及所述补偿质量(30c)与所述第二承载条(32c’)在其第二外表面(46c)上在每个另外的细分组(38c’)的所述第一安置区段(40c)中机械地耦接;以及 -在每个承载条(32c、32c’)的第二外表面(46c)上在每个另外的细分组(38c’)的所述第一安置区段(40c)中,第一压电部件(34c)抗剪切地与相关的承载条(32c、32c’)连接,以及在每个承载条(32c、32c’)的所述第一外表面(42c)上在每个另外的细分组(38c’)的所述第二安置区段(44c)中,第二压电部件(36c)抗剪切地与相关的承载条(32c、32c’)连接。 19.如权利要求1至18中任一项所述的操作单元,其特征在于,所述致动器(24)设计成压电致动器,并且具有可电激励的压电陶瓷部件以及机械的传动机构,该传动机构用于把压电陶瓷部件的长度延展(随后是长度缩短)转变为所述操作部件(14)的运动,其中,机械的传动机构具有至少一个传动部件和至少一个另外的传动部件,该传动部件形成所述补偿质量(30)和/或所述补偿质量(30)的一部分和/或所述操作部件(14)的弹性支承件,所述另外的传动部件形成所述操作部件(14)的弹性支承件。
所属类别: 发明专利
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