觸覺(jué)反饋技術(shù)（Haptics）是指通過(guò)力度、振動(dòng)等皮膚感覺(jué)反饋傳遞信息的技術(shù)，對(duì)于這一技術(shù)，相信大家都不太陌生，因?yàn)樗呀?jīng)在智能手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備、VR/AR等行業(yè)廣泛應(yīng)用。圖 iPhone home鍵觸覺(jué)反饋系統(tǒng)而在車(chē)載領(lǐng)域，隨著汽車(chē)智能化發(fā)展，座艙內(nèi)的傳統(tǒng)物理按鍵逐漸被觸控顯示屏及智能表面替代，觸覺(jué)反饋技術(shù)可提高駕駛安全性及體驗(yàn)感，已經(jīng)被寶馬、奔馳、奧迪、保時(shí)捷、凱迪拉克、吉利、長(zhǎng)安等國(guó)內(nèi)外車(chē)企應(yīng)用于汽車(chē)中控、車(chē)門(mén)、方向盤(pán)、操控桿、座椅、空調(diào)面板、踏板等座艙內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域。例如，奔馳全新的交互系統(tǒng)——MBUX Hyperscreen的大尺寸三聯(lián)屏下配有12個(gè)傳感器，手指在接觸到屏幕中的特定點(diǎn)時(shí)，便會(huì)在玻璃面屏上觸發(fā)有形的振動(dòng)。
三種常見(jiàn)的觸覺(jué)反饋技術(shù)
典型的觸覺(jué)技術(shù)系統(tǒng)是幾個(gè)子模塊的組合，即：帶電容式按鈕的觸覺(jué)界面、處理器、驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行器。觸覺(jué)技術(shù)系統(tǒng)的輸入可以是觸摸，即按下觸摸屏上的電容式按鈕，這用作發(fā)送到觸摸屏控制器的輸入或觸發(fā)信號(hào)。設(shè)備中的傳感器感知施加的力的變化、輸入角度的變化并將信息發(fā)送到處理器。該信息被進(jìn)一步處理，生成一個(gè)可以是模擬或數(shù)字波形的波形，作為驅(qū)動(dòng)電路的輸入，并將特定指令提供給致動(dòng)器以生成產(chǎn)生振動(dòng)的模式，來(lái)自致動(dòng)器的反饋返回到觸摸屏設(shè)備作為力反饋，用戶因此虛擬地感覺(jué)到這種力反饋。
圖 典型的觸覺(jué)技術(shù)系統(tǒng)常見(jiàn)的觸覺(jué)震動(dòng)執(zhí)行器主要有三種，偏心電機(jī)（ERM），線性馬達(dá)（LRA）和陶瓷馬達(dá)（Piezo）。1. 偏心電機(jī)（ERM）
偏心電機(jī)（Eccentric Rotary Mass，ERM）的工作原理類(lèi)似于直流電機(jī)。在偏心電機(jī)的中央有一個(gè)偏心轉(zhuǎn)子，當(dāng)偏心電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生一個(gè)離心力，這種離心力使偏心電機(jī)發(fā)生微小的位移，從而產(chǎn)生震動(dòng)，人們感受到的這種震動(dòng)反饋就稱(chēng)為觸覺(jué)反饋。圖 偏心電機(jī)，來(lái)源于Boréas Technologies偏心電機(jī)的震動(dòng)依靠旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，啟停需要時(shí)間，因此震動(dòng)加速度相對(duì)較小，響應(yīng)速度慢，噪聲較大，同時(shí)全方位的震動(dòng)缺乏指向性，無(wú)法完成復(fù)雜的震動(dòng)效果，且能耗相對(duì)較高。特點(diǎn)如下：
優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，成本較低。缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢，震動(dòng)強(qiáng)度弱，震動(dòng)體驗(yàn)感覺(jué)不細(xì)膩，功耗大。2. 線性馬達(dá)（LRA）
線性馬達(dá)觸覺(jué)震動(dòng)器主要是一個(gè)由彈簧，質(zhì)量塊和線圈組成的彈簧系統(tǒng)。彈簧將線圈懸浮在線性馬達(dá)內(nèi)部，當(dāng)線圈中有電流流過(guò)時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。線圈和帶有磁性的質(zhì)量塊相連，當(dāng)流過(guò)線圈的電流改變時(shí)，磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱也會(huì)改變，質(zhì)量塊就會(huì)在變化的磁場(chǎng)中上下移動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)被人們感知就會(huì)產(chǎn)生觸覺(jué)效果。圖 線性馬達(dá)，來(lái)源于Boréas Technologies
線性馬達(dá)的震動(dòng)依靠磁性質(zhì)量塊的上下運(yùn)動(dòng)，因而線性馬達(dá)只會(huì)在垂直方向產(chǎn)生震動(dòng)，不會(huì)在其他方向產(chǎn)生能量的浪費(fèi)，這一運(yùn)動(dòng)的方向優(yōu)勢(shì)有助于節(jié)省功耗。特點(diǎn)如下：
優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快，震動(dòng)強(qiáng)度大，震動(dòng)體驗(yàn)感覺(jué)細(xì)膩，功耗低，聲學(xué)噪聲小。缺點(diǎn)：諧振頻率的細(xì)微偏移會(huì)噪聲震動(dòng)強(qiáng)度的大幅下降，減弱震動(dòng)效果。3. piezo 壓電陶瓷
壓電陶瓷觸覺(jué)震動(dòng)器是采用壓電陶瓷材料制成。當(dāng)有電壓加在壓電陶瓷上時(shí)，壓電陶瓷材料會(huì)迅速的產(chǎn)生形變，壓電陶瓷震動(dòng)器的震動(dòng)即來(lái)源于形變。壓電陶瓷材料使壓電陶瓷震動(dòng)器成為了一種高精度的觸覺(jué)震動(dòng)器，意為響應(yīng)速度更快，震動(dòng)控制更精確。它可以接受更寬的驅(qū)動(dòng)電壓頻率，聲學(xué)噪聲更小，震動(dòng)強(qiáng)度和震動(dòng)體驗(yàn)感覺(jué)比偏心電機(jī)和線性馬達(dá)更強(qiáng)，更真實(shí)。 
圖 當(dāng)電壓施加在壓電陶瓷上時(shí)產(chǎn)生的形變 來(lái)源TDK壓電陶瓷震動(dòng)器有單層和多層之分。壓電陶瓷震動(dòng)器是容性負(fù)載，因而單層和多層壓電陶瓷對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的要求不同。通常單層壓電陶瓷震動(dòng)器需要更高的電壓，而多層壓電陶瓷震動(dòng)器只需較低的電壓，但是卻需要更大的驅(qū)動(dòng)電流。
壓電陶瓷馬達(dá)的震動(dòng)是由壓電陶瓷馬達(dá)材料的形變引起的，因而它的震動(dòng)強(qiáng)度也只產(chǎn)生在單一方向。同時(shí)，由于這種震動(dòng)器的震動(dòng)強(qiáng)度更強(qiáng)，響應(yīng)速度更快，這些優(yōu)點(diǎn)也有助于節(jié)省功耗。特點(diǎn)如下：
優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度更快，驅(qū)動(dòng)頻帶寬，震動(dòng)強(qiáng)度大，震動(dòng)體驗(yàn)感覺(jué)細(xì)膩真實(shí)，聲學(xué)噪聲小，功耗低。缺點(diǎn)：需要高電壓驅(qū)動(dòng)。下面，通過(guò)表格方式更加簡(jiǎn)介的來(lái)總結(jié)一下偏心電機(jī)，線性馬達(dá)和壓電陶瓷震動(dòng)器各自的優(yōu)缺點(diǎn)：
| 偏心電機(jī) | 線性馬達(dá) | 單層壓電陶瓷 | 多層壓電陶瓷 |
綜合評(píng)價(jià) | 好 | 很好 | 最好 | 最好 |
震動(dòng)加速度（G） | ~1G | ~1-2G | ~3-5G | ~3-5G |
聲學(xué)噪聲 | 大 | 中等 | 安靜 | 安靜 |
響應(yīng)時(shí)間 | ~50ms | ~30ms | 0.5ms | 0.5ms |
功耗 | 高 | 低 | 更低 | 更低 |
高精度觸覺(jué)震動(dòng)器 | 否 | 否 | 是 | 是 |
價(jià)格 | 較低 | 低 | 中等 | 高 |
文章整理自：TI資料《觸覺(jué)震動(dòng)反饋技術(shù)的功耗分析》及網(wǎng)絡(luò)信息汽車(chē)HMI從物理按鍵到觸控按鍵的發(fā)展之路伴隨著汽車(chē)智能系統(tǒng)的普及，但目前觸控開(kāi)關(guān)要做的還有很多：比如說(shuō)做好反饋，防止誤操作，提升駕駛安全性等。更多汽車(chē)內(nèi)飾智能相關(guān)技術(shù)與趨勢(shì)，歡迎加入艾邦汽車(chē)智能表面微信群交流探討。
第三屆汽車(chē)內(nèi)飾智能表面高峰論壇
The 3rd Automotive Interior Smart Surface Summit Forum
2021年12月17日上?！ぷ吭姐K爾曼大酒店
（上海青浦區(qū) 竹盈路340弄一號(hào)）
一、會(huì)議議題
時(shí)間 | 議題 | 演講嘉賓 |
8:45 ~ 9:00 | 歡迎致辭 | 艾邦創(chuàng)始人江耀貴 |
9:00 ~ 9:30 | 新四化時(shí)代汽車(chē)智能內(nèi)飾材料，顏色，表面技術(shù)的創(chuàng)新思路 | BYD HMI 專(zhuān)家 Jeongyoun Choi |
9:30 ~ 10:00 | 薄膜新技術(shù)在汽車(chē)智能內(nèi)飾表面的應(yīng)用 | 麥德美樂(lè)思大中國(guó)區(qū)膜片應(yīng)用經(jīng)理/XMAPP亞太區(qū)經(jīng)理 郭麗紅 |
10:00 ~ 10:30 | 茶歇 |
10:30 ~ 11:00 | 銳麒智能表面顯示面板解決方案 | 余姚市銳麒電子技術(shù)部經(jīng)理 張華清 |
11:00 ~ 11:30 | AGARAF功能薄膜在汽車(chē)智能表面的應(yīng)用介紹 | 東山薄膜 |
11:30 ~ 12:00 | 觸控，賦能車(chē)載智慧表面——庫(kù)爾茲PolyIC 人機(jī)交互界面創(chuàng)新解決方案 | 庫(kù)爾茲PolyIC技術(shù)專(zhuān)家 鮑震宇 |
12:00 ~ 13:30 | 午餐 |
13:30 ~ 14:00 | 模具與表面紋理在汽車(chē)內(nèi)飾中的應(yīng)用 | 星澤激光科技 總監(jiān) 許小惠 |
14:00 ~ 14:30 | 智能表面預(yù)處理等離子，火焰等預(yù)處理工藝介紹 | 東莞市晟鼎精密儀器有限公司 技術(shù)專(zhuān)家 蘇輝煌 |
14:30 ~ 15:00 | IML常顯及隱藏信標(biāo)的整體工藝方案介紹 | 麥格威 |
15:00 ~ 15:30 | 虛擬觸摸方案在智能座艙的技術(shù)方案解析 | 東超科技 COO 巴宇澄 |
15:30 ~ 16:00 | 茶歇 |
16:00 ~ 16:30 | IME模內(nèi)電子在汽車(chē)智能表面的可行性探討 | Tactotek APAC Representative Mika Makinen |
16:30 ~ 17:00 | 基于MEMS的力度傳感器介紹以及在汽車(chē)智能表面的應(yīng)用 | Qorvo 資深客戶經(jīng)理 雷益民 |
17:00 ~ 17:30 | ColorForm 模內(nèi)上漆，獨(dú)一無(wú)二的一步式工藝 | 克勞斯瑪菲 技術(shù)專(zhuān)家 項(xiàng)慶朋 |
17:30 ~ 18:00 | 汽車(chē)設(shè)計(jì)師視角下的智能表面及其應(yīng)用 | 賓尼法利納產(chǎn)品設(shè)計(jì)有限公司 色彩與材質(zhì)經(jīng)理 杜毅平 |
18:00 ~ 18:30 | 碳達(dá)峰，碳中和背景下的智能內(nèi)飾技術(shù)趨勢(shì) | 中汽數(shù)據(jù) 綠色低碳研究室主任 趙明楠 |
18:30 ~ 20:00 | 晚宴 |
贊助及支持單位
1. 中央美院
2. BYD
3. 吉利汽車(chē)研究總院
4. 庫(kù)爾茲
5. 東超科技
6. 賓尼法利納產(chǎn)品設(shè)計(jì)有限公司
7. 克勞斯瑪菲
8. Qorvo
9. 麥德?tīng)柮罉?lè)思貿(mào)易（上海）有限公司
10. 東莞市晟鼎精密儀器有限公司
11. 伊斯拉視像設(shè)備制造（上海）有限公司
12. 盱眙瑞蒙科技有限公司
13. 東山薄膜
14. 新橋聯(lián)復(fù)合材料設(shè)備
15. 深圳東洋油墨有限公司
16. 星澤激光科技
17. 銳麒電子
參會(huì)人數(shù) | 1~2個(gè)人 | 3個(gè)人及以上 |
12月15日前付款 | 2800元/人 | 2700元/人 |
現(xiàn)場(chǎng)付款 | 3000元/人 | 2800元/人 |
★費(fèi)用包括會(huì)議門(mén)票、全套會(huì)議資料、午餐、茶歇等，但不包括住宿
三、報(bào)名方式
請(qǐng)加微信了解詳情報(bào)名：
掃描上方二維碼即可在線報(bào)名
閱讀原文，即可報(bào)名！
其他活動(dòng)：
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（智能汽車(chē)俱樂(lè)部）：三種主流觸覺(jué)震動(dòng)反饋技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)介紹
