Harald Kastl

壓電和保護器件事業(yè)部

壓電技術部主管

EPCOS OHG - TDK集團成員

特別是在設備和應用的微型化以及使用簡單化要求的帶動下，多動能觸控屏和觸控面已經得到了普及。盡管人機交互 （HMI） 具有眾多優(yōu)勢，但它有一個嚴重缺點：對用戶動作的觸覺反饋非常有限，并且不夠強大。因此，此類人機交互常常操作復雜，而且容易發(fā)生輸入錯誤，甚至還存在安全風險，比如，在汽車上使用時。因為此類人機互動觸覺反饋不足或缺失，駕駛員不得不留意它們，從而無法顧及路面交通。

無與倫比的加速度、力和響應性

創(chuàng)新型TDK集團帶觸覺反饋的壓電執(zhí)行器在加速度、力和響應性方面具有無可匹敵的性能，因此其觸覺反饋質量前所未有。該緊湊且強勁的執(zhí)行器配備集成傳感功能，可通過結合各種各樣的人類觸角敏感性大大地增強人機交互的傳感體驗。雖然除了實際的觸角執(zhí)行器外，常規(guī)的觸覺系統(tǒng)需要獨立的觸覺傳感器，但帶觸覺反饋的執(zhí)行器利用直接的壓電效應來產生電壓或電荷到外部電極，并且可由驅動檢測得到。憑借電壓或電荷對施加力的高線性度，一施加規(guī)定程度的力，執(zhí)行器就通過觸覺反饋作出響應。

結構緊湊且功能強大的壓電技術

帶觸覺反饋的新執(zhí)行器的基礎是帶高性價比銅內電極的多層壓電板。正是憑借多層壓電板技術，新型執(zhí)行器能通過相對較低≤120 V的電壓驅動。啟動時，壓電板僅沿z軸略微擴張，并在因定量的壓電效應作用下沿x軸和y軸收縮。該類型元件在壓板兩側采用镲片作為操作桿，以在z軸上將收縮量擴大到15倍。初期，我們僅提供位移量高達100 μm的5N 型和位移量≥200 μm以上的20N型兩種類型。此外，這兩種執(zhí)行器還具備12.7 mm x 12.7 mm x 1.6 mm 和 26 mm x 26 mm x 2.4 mm的緊湊尺寸，且能產生高達5 N 和 20 N的力。

與偏心旋轉電機執(zhí)行器 （ERM） 和線性諧振執(zhí)行器 （LRA） 等常規(guī)電磁制動器相比，帶觸覺反饋的壓電執(zhí)行器具有最佳的加速度和力，最大的插入高度和最短的響應時間。這是一款一體化獨立元件，帶集成傳感功能：5N型實現(xiàn)了5.0 g的加速度，上升時間為2 ms，而20N型具有15.0 g的加速度，上升時間僅為1 ms。對比而言，傳統(tǒng)的LRA僅提供1.7 g的加速度，上升時間為25 ms。

無與倫比的觸覺反饋質量，適合多種應用

有別于傳統(tǒng)的電磁執(zhí)行器，帶觸覺反饋的壓電執(zhí)行器可激發(fā)范圍為1 Hz 至1000 Hz的刺激。因此，對主要人類機械感受器的定制觸覺反饋而言，這類觸覺壓電執(zhí)行器無顯著的頻率和幅度限制。因此，該新型執(zhí)行器使設計師能夠定制地開發(fā)用戶希望從尖端的人機交互中獲得的高清晰觸覺反饋配置文件。

帶觸覺反饋的壓電執(zhí)行器用于車輛、智能手機和平板電腦、家電、自動取款機（ATM） 和自動售貨機 （Vending Machine）、游戲控制器、工業(yè)設備以及治療器械等。