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触觉反馈技术,让交互充满细节

2022-04-19 09:00:00
触控是人与人,人与机器,甚至机器与机器间的一种广泛应用交互技术,是数字化时代的核心技术之一。

目前,当智能手机用户在收到通知、文字简讯或轻点屏幕的玻璃表面时,都可以感觉到震动,这就是触觉反馈技术。

 

 

想想使用者在嘈杂或恶劣照明条件下(例如在户外的夜间)使用智能手机时,触觉反馈对于改善其体验有多么重要,更有助于提高互动感。

 

其实这种技术我们并不陌生,触觉反馈广泛应用于手机、平板、照相机等触屏,几乎无处不在,贯穿在我们的日常生活中。

 

如今,智能手机几乎都装有某种类型的触摸屏,平板电脑也大多无一例外,机场办理登机手续的柜台、车辆中控面板以及我们手中的照相机全都已经由物理按键转换为触摸屏,为我们带来全新的用户使用体验和乐趣。

 

随着触觉模拟技术研究的日渐深入,市面上出现了电磁式、压电式、气动式及电刺激式等多种激发方式的触觉反馈执行。

 

从实际使用效果以及市场反馈来看,电磁式需要复杂的机构,结构较厚重,还有响应时间较长等缺点;气动式需要复杂的喷嘴阵列及气动元件,控制难度大;电刺激式主要用于游戏中痛觉等的模拟,设备庞大。

 

机械按钮通常是可靠的,并且可提供固有的触觉反馈,用户在使用机械按钮时经常可以感觉到按钮实际的变化。然而,随着电子设备越来越受到空间的限制,机械按钮也带来了许多空间问题和设计限制。

 

因此,在常规领域,轻便可靠又易于驱动的压电式触觉反馈元件占大多数。

 

压电式触觉反馈技术的实现原理:利用压电陶瓷的正逆压电效应,当对陶瓷施压外力时,陶瓷产生形变,内部的极化状态发生变化,从而产生电荷;当给陶瓷加载驱动电压时,陶瓷产生机械形变,故引起振动。

 

 

▲驱动电路示例示意图

 

压电陶瓷执行器是市场上新兴触觉反馈技术,受到广泛关注,压电陶瓷执行器并非为马达型,它拥有极短的启停响应时间和更高的效率,体积比ERM(偏转质量马达)和LRA(线性共振致动器)更小。与ERM和LRA相比,压电陶瓷执行器可以产生更确定反馈。它还可以创建高度详细的效果来共享各种信息,而这是LRA和ERM无法做到的。相比以上两种工作原理,压电陶瓷执行器可靠性更高、能耗更低,更符合人们对成熟电子产品的期待。

 

 

▲BPH-6206S-2.0MF-HF

 

如汉得利(BESTAR)压电陶瓷畅销单品代表之一:编号BPH-6206S-2.0MF-HF由压电陶瓷与基板构成,陶瓷性能较稳定、尺寸小巧轻薄,厚度约0.56mm,满足薄型安装要求。不仅如此,压电陶瓷其功耗低,振幅大、响应速度较快、使用寿命较长,而且它可通过脉冲控制自由变化振幅和频率,可应对多样振动形式,适用于触觉与反馈场景。

 

压电触觉反馈应用广泛,包括了消费电子、汽车电子、家电以及游戏装备等。

 

触手可及的感受体验在不断的升级,与此相关的电子技术也在不断的革新,不同的市场需要不同类型的触觉反馈技术,随着这些市场持续演进,我们见证未来触觉反馈技术正朝着创新的方向转变,并对产品和设计者提出新的要求,工程师们为提供更为广泛应用的产品不断触觉反馈努力着。

 

着我国电子产业的快速发展,压电陶瓷的应用领域不断拓展,压电陶瓷需求持续攀升,压电陶瓷应用领域广泛,未来在5G商业化发展背景下,压电陶瓷行业仍将保持高速发展。