带触觉反馈的压电执行器 全新尺寸，非凡性能

Harald Kastl

压电和保护器件事业部

压电技术部主管

EPCOS OHG - TDK集团成员

特别是在设备和应用的微型化以及使用简单化要求的带动下，多动能触控屏和触控面已经得到了普及。尽管人机交互 （HMI） 具有众多优势，但它有一个严重缺点：对用户动作的触觉反馈非常有限，并且不够强大。因此，此类人机交互常常操作复杂，而且容易发生输入错误，甚至还存在安全风险，比如，在汽车上使用时。因为此类人机互动触觉反馈不足或缺失，驾驶员不得不留意它们，从而无法顾及路面交通。

无与伦比的加速度、力和响应性

创新型TDK集团带触觉反馈的压电执行器在加速度、力和响应性方面具有无可匹敌的性能，因此其触觉反馈质量前所未有。该紧凑且强劲的执行器配备集成传感功能，可通过结合各种各样的人类触角敏感性大大地增强人机交互的传感体验。虽然除了实际的触角执行器外，常规的触觉系统需要独立的触觉传感器，但带触觉反馈的执行器利用直接的压电效应来产生电压或电荷到外部电极，并且可由驱动检测得到。凭借电压或电荷对施加力的高线性度，一施加规定程度的力，执行器就通过触觉反馈作出响应。

结构紧凑且功能强大的压电技术

带触觉反馈的新执行器的基础是带高性价比铜内电极的多层压电板。正是凭借多层压电板技术，新型执行器能通过相对较低≤120 V的电压驱动。启动时，压电板仅沿z轴略微扩张，并在因定量的压电效应作用下沿x轴和y轴收缩。该类型元件在压板两侧采用镲片作为操作杆，以在z轴上将收缩量扩大到15倍。初期，我们仅提供位移量高达100 µm的5N 型和位移量≥200 µm以上的20N型两种类型。此外，这两种执行器还具备12.7 mm x 12.7 mm x 1.6 mm 和 26 mm x 26 mm x 2.4 mm的紧凑尺寸，且能产生高达5 N 和 20 N的力。

与偏心旋转电机执行器 （ERM） 和线性谐振执行器 （LRA） 等常规电磁制动器相比，带触觉反馈的压电执行器具有最佳的加速度和力，最大的插入高度和最短的响应时间。这是一款一体化独立元件，带集成传感功能：5N型实现了5.0 g的加速度，上升时间为2 ms，而20N型具有15.0 g的加速度，上升时间仅为1 ms。对比而言，传统的LRA仅提供1.7 g的加速度，上升时间为25 ms。

无与伦比的触觉反馈质量，适合多种应用

有别于传统的电磁执行器，带触觉反馈的压电执行器可激发范围为1 Hz 至1000 Hz的刺激。因此，对主要人类机械感受器的定制触觉反馈而言，这类触觉压电执行器无显著的频率和幅度限制。因此，该新型执行器使设计师能够定制地开发用户希望从尖端的人机交互中获得的高清晰触觉反馈配置文件。

带触觉反馈的压电执行器用于车辆、智能手机和平板电脑、家电、自动取款机（ATM） 和自动售货机 （Vending Machine）、游戏控制器、工业设备以及治疗器械等。