具有扇形齿轮反馈扳机的输入设备 |
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| 申请号 | CN201880036044.6 | 申请日 | 2018-05-21 | 公开(公告)号 | CN110709145B | 公开(公告)日 | 2023-06-27 |
| 申请人 | 微软技术许可有限责任公司; | 发明人 | A·施密茨; G·M·R·加索韦; J·S·鲁滨逊; | ||||
| 摘要 | 一种用户输入设备，包括：配置成绕扳机轴枢转的用户可致动扳机，该用户可致动扳机包括扇形 齿轮 ,配置成确定用户可致动扳机绕扳机轴的 姿态 的姿态 传感器 ,以及配置成基于 力 反馈 信号 来驱动扇形齿轮的 力反馈 电机 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用户输入设备，包括： |
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| 说明书全文 | 具有扇形齿轮反馈扳机的输入设备[0001] 背景 [0002] 诸如视频游戏控制器之类的用户输入设备可被用于提供用户输入以控制由计算设备执行的应用，诸如视频游戏中的对象或角色，或用于提供某种其他形式的控制。视频游戏控制器可包括可由手指操纵来提供不同类型的用户输入的各种类型的物理控件。这种控件的非限制示例可包括扳机、按钮、触摸垫、操纵杆、桨、保险杆以及方向垫。各种物理控件可以被物理地操纵，并且物理控制器可以基于这样的物理操纵来将控制信号发送到计算设备，以实现例如对由计算设备执行的应用的控制。 [0003] 概述 [0004] 提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中提及的任何或所有缺点的实现。 [0005] 一种用户输入设备，包括：配置成绕扳机轴枢转的用户可致动扳机，该用户可致动扳机包括扇形齿轮,以及配置成确定用户可致动扳机绕扳机轴的姿态的姿态传感器，配置成基于力反馈信号来驱动扇形齿轮的力反馈电机。 [0007] 图1‑2示出了示例用户输入设备。 [0008] 图3示意性地示出了示例用户输入设备。 [0009] 图4A‑4B示出了包括与力反馈电机对接的扇形旋转齿轮的示例力反馈扳机总成。 [0010] 图5A‑5B示出了包括与力反馈电机对接的齿条的示例力反馈扳机总成。 [0011] 图6A‑6D示出了包括经由齿条与力反馈电机对接的可调整扳机复位弹簧的示例力反馈扳机总成。 [0012] 图7A‑7B示出了包括操作上在用户可致动扳机与力反馈电机之间的离合器的示例力反馈扳机总成。 [0013] 图8示出了图7A‑7B的力反馈扳机总成的透视图。 [0014] 图9示出了可被合并到力反馈扳机总成的示例单向离合器。 [0015] 图10A‑10B示出了包括与用户可致动扳机分开移动的扇形齿轮的示例力反馈扳机总成。 [0016] 图11示出了包括经由扇面齿轮与力反馈电机对接的可调整扳机复位弹簧的示例力反馈扳机总成。 [0017] 图12示出了包括力传感器的示例力反馈扳机总成。 [0018] 图13示出了用户可致动扳机的示例用户感知的阻力轮廓图。 [0019] 图14示出了用户可致动扳机的包括硬止动的示例用户感知的阻力轮廓图。 [0020] 图15示出了用户可致动扳机的示例用户感知的阻力和助力轮廓图。 [0021] 图16示出了其中用户感知的用户可致动扳机的阻力基于计算设备的参数而被动态改变的示例场景。 [0022] 图17示出了其中用户可致动扳机的硬止动基于计算设备的参数而被动态改变的示例场景。 [0023] 图18示出了其中用户感知的用户可致动扳机的阻力基于用户偏好而被动态改变的示例场景。 [0024] 详细描述 [0025] 诸如游戏控制器等输入设备可包括一个或多个振动器(例如，偏心旋转质量(ERM))，其被配置成使整个游戏控制器主体振动以便该振动在把持该控制器的手的手掌中被感觉到。此外，在一些实现中，振动器可被局限到游戏控制器的用户可致动扳机，以在每一扳机中提供独立的局部振动。例如，通过用户手指的局部振动或脉冲可接近在第一人称射击游戏或另一类型的游戏中的真实或假想武器的后坐力。 [0026] 虽然振动器可以提供振动形式的反馈，但振动器不能调整扳机的任何其他用户感知的状态，诸如阻力/张力、复位速度、和/或行程/旋转的长度。此外，振动器不能基于各条件(诸如计算设备/视频游戏的参数、或用户偏好)来动态地改变用户感知的扳机状态。 [0027] 相应地，本公开涉及包括配置成绕扳机轴旋转并在操作上与力反馈电机相连接的用户可致动扳机的用户输入设备。力反馈电机被配置成基于由与用户输入设备通信的计算设备接收到的力反馈信号来激活。在被激活时，力反馈电机被配置成选择性地驱动扳机(例如，通过施加扭矩、线性力、或经由弹簧施加可调整张力)并调整用户感知的扳机状态。 [0028] 此类电机驱动的力反馈扳机配置使得用户感知的扳机状态能够按各种方式动态地调整。例如，扳机可由力反馈电机驱动以调整用户感知的用户可致动扳机的阻力。在另一示例中，扳机可由力反馈电机驱动以模拟有效地调整扳机的拉动长度或旋转范围的硬止动。在另一示例中，在用户手指从扳机移开时，扳机可由力反馈电机驱动以辅助扳机返回全展开或“无按压”姿态。在又一示例中，扳机可由力反馈电机驱动以使扳机振动。 [0029] 此外，此类电机驱动的力反馈扳机配置使得用户感知的扳机状态能够按任何合适的方式基于任何合适的条件动态地调整。例如，用户感知的扳机状态可以基于计算设备的参数或由计算设备执行的应用的参数(诸如视频游戏的游戏参数)来改变。在一个示例中，用户感知的扳机阻力被动态地调整以与不同虚拟武器的不同虚拟扳机的特征(例如，拉动长度、拉动重量(pull weight))相对应。在又一示例中，用户感知的扳机状态可基于不同用户偏好来动态地调整。用户感知的扳机状态的此类动态控制可以提高用户体验(诸如玩视频游戏)的沉浸水平。 [0030] 图1‑2示出了物理视频游戏控制器100的形式的示例用户输入设备。游戏控制器100被配置成将用户输入转换成控制信号。这些控制信号被提供给计算设备102(诸如游戏控制台)以控制计算设备102的操作状态。例如，游戏控制器100可以将用户输入转换成控制信号以控制由计算设备102执行的应用(例如，视频游戏)或提供某一其他形式的控制。游戏控制器100包括配置成将游戏控制器100与计算设备102通信地耦合的通信子系统104。通信子系统104可以包括与计算设备102的有线或无线连接。通信子系统104可以包括任何合适的通信硬件，以实现根据任何合适的通信协议(例如，Wi‑Fi、蓝牙)的通信。例如，此类通信耦合可以启用游戏控制器100与计算设备102之间的双向通信。 [0031] 经由通信子系统104从游戏控制器100发送到计算设备102的控制信号可被映射到各命令以控制视频游戏或任何其他应用或者执行任何其他计算操作。计算设备102和/或游戏控制器100可以被配置成基于计算设备102的状态、游戏控制器100、正由计算设备102执行的特定应用、和/或正在控制游戏控制器100/计算设备102的特定标识出的用户来将不同的控制信号映射到不同的命令。 [0032] 游戏控制器100包括被配置成响应于物理操纵来生成不同的控制信号的多个物理控件106。物理控件106可以包括多个动作按钮108(例如，108A、108B、108C、108D、108E、108F、108G和108H)、多个操纵杆110(例如，左操纵杆110A和右操纵杆110B)、多个扳机112(例如，左扳机112A和右扳机112B)以及方向垫114。游戏控制器100可包括任何数量的物理控件、任何类型的物理控件、任何数量的电子输入传感器以及任何类型的电子输入传感器，而不脱离本申请的范围。 [0033] 物理控件106可以被耦合到一个或多个框116(图2中示出)。框116可以被包含在游戏控制器100的壳体118中。一个或多个印刷电路板120可以被耦合到框116。虽然描绘了单个印刷电路板，但是在一些实现中，可以在游戏控制器100中采用两个或更多个印刷电路板。印刷电路板120可包括多个电子输入传感器122。每一电子输入传感器122可被配置成响应于与对应的物理控件106的交互来生成激活信号，或者可以确定对应的物理控件106的状态或特性。电子输入传感器的非限制性示例包括圆顶开关、触觉开关、姿态传感器(例如，霍尔效应传感器)、力传感器、速度传感器、电位计以及其他磁感测组件或电子感测组件。任何合适的传感器可被实现在游戏控制器100中。 [0034] 动作按钮108中的每一个可被配置成响应于(例如，经由物理操纵)被按压来激活对应的电子输入传感器122以生成激活信号。操纵杆110中的每一个可被配置成提供基于操纵杆相对于默认“中心”位置的一个位置的二维输入。例如，操纵杆110可与电位计形式的电子输入传感器交互，该电位计使用连续电活动来提供模拟输入控制信号。方向垫114可以被配置成在没有触摸力被施加到方向垫114时驻留在“无按压”姿态中。在无按压姿态中，方向垫114不会导致多个电子输入传感器122中的任一个生成激活信号。此外，方向垫114可被配置成响应于触摸力正被施加到方向垫114来从无按压姿态移动到所选择的激活姿态。所选择的激活姿态可以是多个不同的激活姿态之一，该多个不同的激活姿态各自通过与不同的电子输入传感器对接来生成不同的激活信号、或激活信号的组合。 [0035] 扳机112中的每一者可被配置成绕扳机轴在展开姿态和缩回姿态之间枢转。扳机112中的每一者可在未被外力操纵时向前偏置以朝全展开姿态枢转。例如，扳机112中的每一者可基于用户手指的操纵来远离全展开姿态并朝缩回姿态枢转。如此，扳机112可被称为用户可致动扳机。 [0036] 此外，在一些实现中，在某些条件下，扳机112可被配置成在没有来自用户手指的操纵的情况下由于被力反馈电机驱动而枢转。例如，扳机112可由力反馈电机驱动并被保持在缩回姿态来作为视频游戏的实时效果的一部分。在一个示例中，实时效果指示虚拟武器弹药耗尽并且需要重装弹药。每一扳机112可由力反馈电机驱动以调整任何合适的用户感知的扳机112状态。 [0037] 扳机112中的每一者的不同方面可由不同激活传感器来确定。这些传感器中的每一者可以生成可被用来控制扳机112和/或计算设备102的操作的一个或多个激活信号。 [0038] 注意，由电子输入传感器122在对应的物理控件106处于激活姿态中时所产生的激活信号可以是不同于与由该电子输入传感器122在默认姿态中所产生的信号(或没有该信号)的任意信号。例如，在一些实现中，激活信号可对应于游戏控制器100的供电电压(例如，VDD)，而在默认状态中所产生的信号可对应于相对接地。(例如，0)。在其他实现中，激活信号可对应于相对接地，而在默认状态中所产生的信号可对应于游戏控制器100的供电电压。电子输入传感器122所产生的激活信号可以采取任何合适的形式。 [0039] 游戏控制器100包括集成微控制器124，其被配置成经由通信子系统104接收来自多个物理控件106的激活信号以及将激活信号发送给计算设备102。此外，计算设备102可以使用激活信号来控制计算设备102的操作，诸如控制由计算设备102执行的视频游戏或其他应用。此外，微控制器124被配置成经由通信子系统104接收来自计算设备102的控制信号。微控制器124可以使用控制信号来控制游戏控制器100的操作。例如，微控制器124可以接收力反馈信号以控制力反馈电机的操作来驱动扳机112中的一者或多者。 [0040] 在一些实现中，微控制器124可被配置成在不持续接收来自计算设备102的控制信号(例如，力反馈信号)的情况下控制力反馈电机的操作。换言之，微控制器124可被配置成执行计算设备102的功能中与控制扳机112的操作相关的至少一些功能。在一些实现中，微控制器124可以基于一个或多个力反馈定义来控制力反馈电机的操作来驱动扳机112。例如，力反馈定义可以是表示可在玩视频游戏或与应用交互的全程使用的一个或多个阻力/助力/振动轮廓图的数据结构。在一些实现中，计算设备102可以将一个或多个力反馈定义发送给游戏控制器100。在一些此类实现中，微控制器124可以基于一个或多个力反馈定义控制力反馈电机的操作来驱动扳机112，直至计算设备102将不同的力反馈定义发送给游戏控制器100，并随后微控制器124可基于经更新的力反馈定义来控制力反馈电机。在其他实现中，微控制器124可以预加载有一个或多个力反馈定义。在一些此类实现中，微控制器100可以控制力反馈电机的操作来驱动扳机112而不需要与计算设备100通信。在一些实现中，微控制器124可以持续接收来自计算设备102的操作参数(例如，视频游戏参数)，所述操作参数影响微控制器124如何使用力反馈定义来控制力反馈电机。在此类实现中，因为力反馈处理由微控制器124板载处置，所以力反馈控制环不依赖于计算设备102的处理。以此方式，力反馈控制可以被感知为对用户的基本上实时的反馈。 [0041] 力反馈定义可以允许力反馈扳机以极为可配置的方式来控制。力反馈定义可以定义作为任何合适输入(例如，姿态传感器、力传感器、触摸传感器、时间、任何其他控制器输入(包括按钮、拇指杆、以及其他扳机的传感器)的状态、或其任何组合)的函数的规则。 [0042] 在力反馈定义的一个示例中，如果扳机的姿态距全展开姿态超过15度，则目标力是10牛；否则，如果扳机的姿态距全展开姿态小于15度，则目标力是最大1牛的力。这一示例在15度处定义了硬止动。在力反馈定义的另一示例中，如果扳机的姿态距全展开姿态大于10度，则目标力遵循具有5牛的最大振幅的正弦波函数。 [0043] 这些规则可使得力反馈信号被输出来控制力反馈电机。在一些示例中，力反馈信号可以定义力反馈电机尝试达到/维持的目标或设定点。目标或设定点可以采取各种形式。例如，目标可以是扳机位置、扳机速度、扳机力、或其组合。在使用两个或更多个不同目标时，子目标中的一者或多者可充当不能被违反的约束。在一个示例中，第一子目标要求扳机移至全展开姿态，但第二子目标规定最大力不能超过5牛。目标可以是常数、时变的轮廓图、或者是一个或多个输入的常值函数或时变函数。这些函数可以按任何合适的方式来定义。 在一个示例中，函数是一组点，其中输出基于输入被线性地差值。在另一示例中，函数是一组值/范围对，在输入处于对应范围中时从该组值/范围对中选择值。 [0044] 图3示意性地示出了包括力反馈扳机总成302的示例用户输入设备300。用户输入设备300可以是图1的游戏控制器100的示例。力反馈扳机总成302被配置成接收来自用户手指(例如，食指)的触摸和/或拉力形式的用户输入并且进一步向用户提供力反馈。力反馈扳机总成302包括扳机304(例如，图1的扳机112)、力反馈电机306、以及操作上在扳机304和力反馈电机306之间的齿轮系308。 [0045] 扳机304被配置成绕扳机轴枢转或在所施加的外力下(例如，经由用户的食指)以其他方式移动。扳机304可从全展开姿态(本文中有时称为无按压姿态)旋转通过枢转范围到达全缩回姿态(本文中有时称为全压缩姿态)。枢转范围可以是绕扳机轴的任何合适的角度范围。在一些实现中，在没有外力(例如，触摸力)被施加到扳机304时，扳机304可以被向前偏置以保持在全展开姿态。例如，总成302可包括将扳机304向前偏置的复位弹簧。 [0046] 力反馈电机306被配置成经由齿轮系308来驱动扳机304以调整用户感知的扳机304状态。力反馈电机306在扳机总成302内具有固定位置并且不与扳机302一起移动。例如，电机可以在固定位置中耦合到用户输入设备300的框架或外壳。力反馈电机306可被激活以经由扳机304提供用户感知的阻力(例如，拉动重量、软止动、硬止动)、复位助力、振动、或另一形式的力反馈。力反馈电机306可包括可提供用于力反馈的适当扭矩和速度响应的任何合适类型的电机。可以用在力反馈扳机总成302中的电机的非限制性示例包括直流(DC)电刷电机、无刷DC电机、以及步进电机。DC电刷电机可能较不昂贵，但与无刷DC电机相比声音更大、不太紧凑、并且功率较不高效。 [0047] 力反馈电机306可被配置成以任何合适的方式驱动扳机304。力反馈电机306可以按任何合适的速度并且在任何合适的方向上操作，以输出扭矩来达到扳机304的所需用户感知的状态。此外，力反馈电机306可在不同方向上旋转以不同地调整扳机304。例如，力反馈电机306可以在不同的方向上旋转以使扳机304在不同方向上绕扳机轴枢转(例如，朝向全展开姿态的向前方向或朝向全缩回姿态的向后方向)。在另一示例中，力反馈电机306可以在向前方向上与向后方向上旋转之间交替以生成所需的脉冲或振动序列。在任一方向上的旋转周期、速度和/或频率可以改变以调整脉冲/振动的振幅。 [0048] 齿轮系308可按允许力反馈电机306选择性地驱动扳机304的任何合适布置将力反馈电机306在操作上连接到扳机304。齿轮系308可包括配置成提供从力反馈电机到扳机304的速度和/或扭矩转换的一个或多个减速齿轮。减速齿轮可以提供任何合适量级的速度/扭矩转换/降低。齿轮系308可包括任何合适类型的齿轮。可以用在齿轮系308中的齿轮的非限制性示例包括旋转正齿轮、齿条和小齿轮、斜齿轮、人字齿轮、行星齿轮、蜗轮和锥齿轮。此外，齿轮系308可包括任何其他合适的扭矩传动元件，诸如轴、联轴器、皮带和滑轮、链条和链轮、离合器、以及差速器。 [0049] 在一些实现中，齿轮系308可包括操作上在扳机304与力反馈电机306之间的离合器310。离合器310被配置成在机械上改变扳机304与力反馈电机306之间的啮合。例如，在离合器310啮合时，力反馈电机306经由离合器310驱动扳机304以调整用户感知的扳机304状态。在另一示例中，在离合器310脱离时，力反馈电机306可驱动离合器310，但因为离合器没有啮合，所以离合器310没有驱动扳机304。在又一示例中，离合器310可减少或减轻力反馈电机306(以及齿轮系308中的至少一些)从扳机304的拖曳。 [0050] 在一些实现中，离合器310可以是配置成在扳机304在向前方向上朝全展开姿态枢转时使扳机304从力反馈电机306脱离的单向离合器。以此方式，每当扳机304从用户手指释放时，电机拖曳可以从扳机304减少或减轻，以提供扳机304的更快复位速度。 [0051] 在一些实现中，离合器310可以是经由电子控制致动(electronically control led actuation)将扳机304从力反馈电机306脱离的主动/电子离合器。例如，主动离合器可包括基于控制信号来致动以将扳机304与力反馈电机306之间的机械链接选择性地断开的螺线管。在其他示例中，主动离合器可包括另一电机、压电传感器、电磁或静电离合器、或用于使扳机304与力反馈电机306啮合和脱离的任何其他合适的机构。 [0052] 用户输入设备300进一步包括传感器子系统312，传感器子系统312包括配置成确定力反馈扳机总成302的各方面的一个或多个传感器。传感器子系统312可包括用于确定力反馈扳机总成302的各方面的任何合适数目的传感器和任何合适类型的传感器。 [0053] 传感器子系统312可包括配置成确定扳机304绕扳机轴的姿态的姿态传感器314。所确定的姿态可包括扳机304的一个或多个运动参数，诸如位移、速度、加速度、角度、绝对位置、或其组合。可被采用的各类型的姿态传感器的非限制性示例包括机械传感器(例如，限位开关)、光学传感器(例如，光学编码器或光学断路传感器)、磁传感器(例如，磁簧开关或磁编码器)、电容传感器、电位计、或其组合。在一个示例中，磁体耦合至扳机304，并且姿态传感器314包括配置成基于磁体相对应霍尔效应传感器的位置来确定扳机304的姿态的霍尔效应传感器。姿态传感器314可被配置成将传达扳机302的姿态的姿态信号326发送给力反馈控制系统334。 [0054] 传感器子系统312可包括配置成确定由用户手指施加到扳机304的致动力的力传感器316。力传感器316可以采取任何合适的形式并且可按任何合适的方式定位在总成302内以确定施加到扳机302的致动力。例如，力传感器316可被集成到扳机304。具体而言，力传感器312可在操作上介于扳机304的手指对接部和电机对接部之间。例如，在一些此类实现中，力传感器316可包括一对电容板，其被配置成基于该对电容板之间的相对电容来确定致动力。在另一示例中，力传感器316可包括在操作上介于力反馈电机308和扳机304之间(诸如集成到齿轮系308中的齿轮中)的扭矩表。在又一示例中，力传感器316可包括配置成根据力反馈电机308的电机电流来确定致动力的电流监视器件。力传感器316可被配置成将传达施加到扳机302的致动力的力信号328发送给力反馈控制系统334。 [0055] 传感器子系统312可包括在操作上耦合到扳机304并被配置成检测扳机304上的手指触摸的触摸传感器318。触摸传感器318可以采用任何合适的形式。例如，触摸传感器318可以是电容式、电阻式、或光学式的。在一些实现中，作为补充或替换，触摸传感器318可被配置成检测扳机304上的触摸和/或手指在扳机304附近。此外，触摸传感器318可被使用来感测手指距扳机304的大致距离。如此，触摸传感器318可被使用作为检测手指是否在场的二元传感器或作为在手指在场的情况下检测手指的大致位置的模拟传感器。在一个示例中，触摸传感器318可包括一个或多个电容板，该一个或多个电容板在操作上耦合至扳机304的手指对接部并被配置成基于手指到电容板的电容或一对板之间的电容来检测手指触摸。在一个示例实现中，一对电容板可通过在板被压在一起时检测板之间的电容的变化来充当力传感器。在一些实现中，一对板可既被用作触摸传感器又被用作力传感器。触摸传感器318可被配置成将传达扳机302上的检测到的手指触摸的触摸信号300发送给力反馈控制系统334。 [0056] 用户输入设备300包括配置成将用户输入设备300与计算设备322通信耦合的通信子系统320。计算设备322可以采取任何合适的形式，诸如游戏控制台、台式计算机、膝上型计算机、移动计算机(例如，智能电话)、增强现实计算机、或虚拟现实计算机。通信子系统320可以包括任何合适的通信硬件，以实现根据任何合适的通信协议(例如，Wi‑Fi、蓝牙)的与计算设备322的通信。通信子系统320可被配置成发送各种信号以将力反馈扳机总成302的状态传达给计算设备322。例如，通信子系统320可被配置成将姿态信号326、力信号328和/或触摸信号330发送给计算设备322。计算设备322可被配置成执行应用324，诸如视频游戏，并且计算设备322可以使用这些信号来控制该应用的执行。 [0057] 此外，通信子系统320可被进一步配置成从计算设备322接收配置成激活力反馈电机308来驱动扳机304的一个或多个力反馈信号332。在一些实现中，力反馈控制系统334可被配置成经由通信子系统320接收来自计算设备322的力反馈信号332。在其他实现中，力反馈控制系统334可被配置成代替计算设备322来生成力反馈信号332。力反馈控制系统334可被配置成基于力反馈信号332来控制力反馈电机306以按任何合适方式调整用户感知的扳机304状态。力反馈信号332可以根据任何合适的参数、条件、状态和/或其他信息来确定。例如，力反馈信号可至少基于姿态信号326、力信号328以及触摸信号330中的一者或多者。作为替换或补充，力反馈信号332可以基于计算设备322的参数，诸如视频游戏的游戏参数。更进一步，力反馈信号332可至少基于用户的偏好。例如，用户可以指定所需扳机阻力(例如，拉动重量)，并且力反馈信号332可被配置成激活力反馈电机来提供所需阻力。在一些实现中，计算设备322可以将其他信号发送给用户输入设备300以控制用户输入设备的各方面。例如，在使用主动/电子离合器的配置中，计算设备可以发送控制信号来控制离合器啮合。 [0058] 力反馈控制系统334可包括用于控制力反馈扳机总成302和/或用户输入设备300的其他组件的操作的任何合适硬件组件。在一个示例中，力反馈控制系统334包括微处理器。力反馈控制系统334可以是图1的微控制器124的示例。 [0059] 在一些实现中，用户输入设备300和计算设备322可被合并到单个设备中。例如，用户输入设备300和计算设备322可以形成独立的手持式游戏设备。在一些实现中，用户输入设备300和计算设备322的计算功能/操作可由集成到用户输入设备300的单个微处理器(例如，力反馈控制系统334)来执行。 [0060] 在一些实现中，力反馈控制系统334可被配置成基于一个或多个力反馈定义336来控制力反馈电机306。例如，力反馈定义可以是表示可在玩视频游戏或与应用交互的全程使用的一个或多个阻力/助力/振动轮廓图的数据结构。在一些实现中，计算设备322可以将一个或多个力反馈定义336发送给游戏控制器100。在其他实现中，力反馈控制系统334可以预加载有一个或多个力反馈定义336。在一些此类实现中，力反馈控制系统334可以控制力反馈电机306的操作来驱动扳机304而不需要与计算设备322通信。在一些实现中，力反馈控制系统334可以持续接收来自计算设备322的操作参数(例如，视频游戏参数)，所述操作参数影响力反馈控制系统334如何使用力反馈定义来控制力反馈电机306。在此类实现中，因为力反馈处理由力反馈控制系统334板载处置，所以力反馈控制环不依赖于计算设备322的处理。以此方式，力反馈控制可以按快速方式提供，诸如足够快以被用户基本上实时地感知。 [0061] 图4‑8和10‑12示出了可被合并到用户输入设备(诸如图1的用户输入设备100或图3的用户输入设备300)的不同示例力反馈扳机总成。图4A‑4B示出了其中扳机402经由扇形齿轮406(也称为拱形齿轮)与力反馈电机404对接的示例力反馈扳机总成400。扳机402被配置成绕安装框410的扳机轴408枢转。安装框410可被合并到用户输入设备的外壳以将扳机 402紧固在用户输入设备中。扳机402绕扳机轴408在图4A中示出的全展开姿态和图4B中示出的全缩回姿态之间枢转。全展开姿态和全缩回姿态限定扳机402的枢转范围或旋转范围的边界。 [0062] 扳机402包括手指对接部412和与手指对接部412相对的电机对接部414。手指对接部412向外定向并被配置成接收由用户手指施加的致动力以使扳机402从全展开姿态枢转离开。电机对接部414向内定向并被配置成与力反馈电机404对接，以使得力反馈电机404可在力反馈电机404被激活时驱动扳机402。具体而言，扇形齿轮406被布置在电机对接部414上并包括布置在扇形齿轮406的外凸侧上的多个齿轮齿416。多个齿轮齿416被配置成与力反馈电机404的驱动齿轮418啮合。驱动齿轮418是固定在力反馈电机404的输出轴420上的旋转齿轮。驱动齿轮418可以是任何合适类型的齿轮，包括正齿轮、斜齿轮、锥齿轮、冠齿轮、蜗轮或椭圆齿轮。在其他实现中，驱动齿轮418可以是与皮带或链条对接的驱动滑轮或驱动链轮。在力反馈电机404被激活时，输出轴420旋转与扇形齿轮406的齿轮齿416啮合的驱动齿轮418以驱动扳机402。力反馈电机404可被安装到安装框410中的固定位置，使得力反馈电机404在扳机404绕扳机轴408枢转时不与扳机402一起移动。此类配置可被称为固定齿轮力反馈配置。 [0063] 扳机复位弹簧422可被配置成将扳机402向前偏置朝向全展开姿态。扳机复位弹簧422可采取任何合适的形式。在所解说的示例中，扳机复位弹簧422是绕扳机408缠绕的扭簧，以在安装框410与扳机402之间施加弹簧力来向前偏置扳机402。 [0064] 力反馈电机404可被配置成在顺时针方向或逆时针方向上旋转。在力反馈电机404在顺时针方向上旋转时，驱动齿轮418相应地旋转并驱动扇形齿轮406来使扳机402绕扳机轴408在逆时针方向上枢转。在这一情形中，扳机402离开全展开姿态并朝向全缩回姿态向内枢转/缩回。在力反馈电机404在逆时针方向上旋转时，驱动齿轮418相应地旋转并驱动扇形齿轮406来使扳机402绕扳机轴408在顺时针方向上枢转。在这一情形中，扳机402朝向全展开姿态并离开全缩回姿态向外枢转/展开。 [0065] 在一些情形中，取决于用户手指施加到扳机402的手指对接部412的致动力，力反馈电机404所输出的激活力/扭矩可能实际上没有使扳机402枢转，而是改为可提供对抗用户手指的致动力的用户感知的阻力。 [0066] 扳机402的姿态可由姿态传感器来确定。在所解说的实现中，扳机402包括配置成保持磁体424以使磁体耦合至扳机402的通孔。霍尔效应传感器可被配置成基于磁体424相对于霍尔效应传感器的位置来确定扳机402的姿态。在一个示例中，所确定的姿态是扳机402在扳机402的枢转范围内的绝对位置。 [0067] 扳机402可以由任何合适的材料形成。例如，扳机402可包括塑料或金属。在一些实现中，扳机402可以是单个成型组件，诸如注塑塑料部件或机制金属部件。在此类实现中，扇形齿轮406可被集成到该单个组件中。在其他实现中，扳机402可在总成中包括多个组件。例如，手指对接部412和电机对接部414可以是耦合在一起的独立的组件。 [0068] 扇形齿轮406可以是任何合适类型的齿轮，包括正齿轮、斜齿轮、锥齿轮、冠齿轮或椭圆齿轮。扇形齿轮406可具有任何合适的弧形，包括任何合适的弧角和/或弧半径。此外，扇形齿轮406可按任何合适的方式定向在电机对接部414上以与驱动齿轮418啮合。在一些实现中，多个齿轮齿可被布置在扇形齿轮406的内凹侧上，代替被定向在外凸侧上。在此类配置中，扇形齿轮406可从扳机402向外伸展，或者扳机402可以形成切口以容纳驱动齿轮418。相对于所解说的示例，此类配置可更加紧凑，但可能还限制了可被用来驱动扳机的电机/驱动齿轮的大小。 [0069] 扇形齿轮力反馈扳机总成提供了紧凑布置，因为扇形齿轮可直接合并到扳机中。此外，电机的驱动齿轮可与扇形齿轮直接对接，而不需要附加的减速齿轮或其他中间齿轮。 但是，在一些实现中，力反馈扳机总成可包括在操作上介于驱动齿轮和扇形齿轮之间的附加齿轮。 [0070] 图5A‑5B示出了示例力反馈扳机总成500，其中扳机502经由齿条506与力反馈电机504对接。扳机502被配置成绕安装框510的扳机轴508枢转。安装框510可被合并到用户输入设备的外壳以将扳机502紧固在用户输入设备中。扳机502绕扳机轴508在图5A中示出的全展开姿态和图5B中示出的全缩回姿态之间枢转。全展开姿态和全缩回姿态限定扳机502的枢转范围或旋转范围的边界。扳机复位弹簧512可被配置成将扳机502向前偏置朝向全展开姿态。 [0071] 扳机502包括手指对接部514和与手指对接部514相对的电机对接部516。手指对接部514向外取向并被配置成接收由用户手指施加的致动力以使扳机502从全展开姿态枢转离开。电机对接部516向内定向并被配置成与齿条506对接。齿条506被进一步配置成与力反馈电机504对接，以使得力反馈电机504可在力反馈电机504被激活时驱动扳机502。具体而言，齿条506包括配置成与力反馈电机504的驱动齿轮520啮合的多个齿轮齿518。驱动齿轮518是固定在力反馈电机504的输出轴522上的小齿轮/旋转齿轮，但在其他实现中，驱动齿轮520可以是任何合适类型的齿轮，包括正齿轮、斜齿轮、锥齿轮、冠齿轮、蜗轮或椭圆齿轮。 另选地，驱动齿轮520可以是与皮带或链条对接的驱动滑轮或驱动链轮。在力反馈电机504被激活时，输出轴522旋转与齿条506的齿轮齿518啮合的驱动齿轮520以使齿条506横向平移并驱动扳机502。在一些实现中，力反馈扳机总成500可包括介于力反馈电机504和齿条 506之间的附加齿轮或任何其他合适的扭矩传动元件，诸如轴、联轴器、皮带和滑轮、链条和链轮、离合器、以及差速器。 [0072] 齿条506经由允许扳机502在指定移动范围内相对于齿条506移动的引导连接来与扳机502对接。此类引导连接在扳机502绕扳机轴508枢转且齿条横向移动时允许扳机保持连接到齿条506。扳机502可按任何合适的方式被引导与齿条506连接。在所解说的示例中，扳机502和齿条506共同形成将扳机502与齿条506引导连接的针槽机构(pin‑in‑slot mechanism)524。具体而言，槽526被形成在扳机502的电机对接部516中。针528从齿条506延伸并进入槽526，使得在扳机502绕扳机轴508枢转且齿条506横向平移时，针528相对于槽526移动。如图5A所示，在扳机502完全展开时，针528被定位在槽526的顶端。此外，如图5B所示，在扳机502完全缩回时，针528被定位在槽526的中段。槽526的大小可被确定为接纳扳机 502的任何合适的枢转范围和/或齿条506的横向平移量。 [0073] 在其他实现中，槽可被形成在齿条中并且针可由扳机形成，以共同形成在功能上等同的针槽机构。 [0074] 附加针槽机构530由齿条506和安装框510共同形成。这一针槽机构530可将齿条506与框510引导连接，以在齿条506横向平移来驱动扳机502时向齿条506提供附加稳定性。 如图5A所示，在扳机502完全展开时，齿条506向前平移以使得针被定位在槽526的前端。此外，如图5B所示，在扳机502完全缩回时，齿条506向后平移以使得针被定位在槽的中段。 [0075] 力反馈电机504可被配置成在顺时针方向或逆时针方向上旋转。在力反馈电机504在顺时针方向上旋转时，驱动齿轮520相应地旋转并向前驱动齿条506来使扳机502绕扳机轴508在顺时针方向上枢转。在这一情形中，扳机502朝向全展开姿态并离开全缩回姿态向外枢转/展开。在力反馈电机504在逆时针方向上旋转时，驱动齿轮520相应地旋转并向后驱动齿条506来使扳机502绕扳机轴508在逆时针方向上枢转。在这一情形中，扳机502离开全展开姿态并朝向全缩回姿态向内枢转/缩回。 [0076] 在一些情形中，取决于用户手指施加到扳机502的手指对接部514的致动力，力反馈电机504所输出的激活力/扭矩可能实际上没有使扳机502枢转，而是改为可提供对抗用户手指的致动力的用户感知的阻力。 [0077] 在一些实现中，齿条可以向前偏置朝向用户可致动扳机。例如，齿条复位弹簧可在操作上介于安装框510和齿条506之间。齿条复位弹簧可被配置成向前偏置齿条506以与扳机502对接，并进一步向前偏置扳机502朝向全展开姿态。在用户手指从扳机502抬起时，齿条复位弹簧可帮助加速扳机502到全展开姿态的复位响应在一些情形中，齿条复位弹簧的弹簧力可大于电机/齿轮在扳机502上的拖曳。在一些此类实现中，扳机复位弹簧512可被省略以利于齿条复位弹簧。 [0078] 在一些实现中，齿条506可不连接到扳机502，而是改为可邻接抵靠扳机。在此类实现中，齿条506可基于力反馈电机504的激活只在向前方向上驱动扳机502。以此方式，齿条506可以向扳机502提供用户感知的阻力和复位助力。然而，在没有用户手指提供的致动力的情况下，齿条506将不能使扳机502朝全缩回姿态缩回/枢转。 [0079] 此外，在一些此类实现中，力反馈电机504可被配置成在扳机502的枢转范围中的任何点期间选择性地驱动齿条506到齿条506不与扳机502对接的位置。换言之，齿条504可被定位成不向扳机502提供力反馈(并且没有来自电机/齿轮的拖曳)。相反，扳机502只经受扳机复位弹簧508的向前偏置和用户手指的致动力。此类配置可能是不想要来自扳机的力反馈的那些用户优选的。这是可被提供以迎合不同用户的各自偏好的许多不同设置之一。 [0080] 齿条力反馈扳机总成可按安静且稳定的方式提供力反馈，因为齿条横向平移并且另外由安装框来稳定化。 [0081] 图6A‑6D示出了示例力反馈扳机总成600，其中扳机602经由齿条606和可调整张力扳机复位弹簧608与力反馈电机604对接。扳机602被配置成绕安装框610的扳机轴610枢转。安装框610可被合并到用户输入设备的外壳以将扳机602紧固在用户输入设备中。扳机602绕扳机轴610在图6A和6C中示出的全展开姿态和图6B和6D中示出的全缩回姿态之间枢转。 全展开姿态和全缩回姿态限定扳机602的枢转范围或旋转范围的边界。 [0082] 扳机复位弹簧608在操作上介于602扳机和齿条606之间。在一些实现中，扳机复位弹簧608可被合并到齿条606中。例如，齿条606可包括容纳扳机复位弹簧608的伸缩部。在其他实现中，扳机复位弹簧608可以独立于齿条606并耦合到齿条606。 [0083] 扳机复位弹簧608经由允许扳机602在指定移动范围内相对于扳机复位弹簧608移动的引导连接来与扳机602对接。此类引导连接基于驱动扳机602的齿条606的横向平移来允许扳机602绕扳机轴610枢转。扳机602可按任何合适的方式被引导与扳机复位弹簧608连接。在所解说的示例中，扳机602和扳机复位弹簧608共同形成将扳机602与扳机复位弹簧608引导连接的针槽机构614。具体而言，槽616被形成在扳机602的电机对接部618中。针620从扳机复位弹簧608延伸并进入槽620，使得在扳机602绕扳机轴610枢转且扳机复位弹簧 608/齿条606横向平移时，针620相对于槽616移动。槽616可被定位在电机对接部618上，使得槽616与扳机轴610间隔开，以允许针620在槽616内的足够大的行程范围来允许扳机602枢转。例如，槽616可被定位在扳机602的与扳机轴610相对的一部分上。 [0084] 扳机复位弹簧608被配置成将扳机602向前偏置朝向全展开姿态。扳机复位弹簧608施加到扳机602的弹簧力可基于可由力反馈电机604驱动的齿条606的位置来被动态地调整。如图6A和6B中所示，齿条606向后横向平移远离扳机602。齿条606的这一位置允许扳机复位弹簧608伸展，并从而减小施加到扳机602的弹簧力。如在图6C和6D中所示，齿条606朝扳机602向前横向平移。齿条606的这一位置压缩扳机复位弹簧608，并从而增加施加到扳机602的弹簧力。 [0085] 力反馈电机604被配置成驱动齿条606以调整由扳机复位弹簧608施加到扳机602的弹簧力。具体而言，齿条606包括配置成与力反馈电机604的驱动齿轮624啮合的多个齿轮齿622。驱动齿轮624是固定在力反馈电机604的输出轴626上的小齿轮/旋转齿轮。在力反馈电机604被激活时，输出轴626旋转与齿条606的齿轮齿622啮合的驱动齿轮624以使齿条606横向平移并调整扳机复位弹簧608的弹簧张力。此外，在一些情形中，力反馈电机604可被配置成驱动齿条606以提供大于扳机复位弹簧608的弹簧力的力/阻力。例如，力反馈电机604可以驱动齿条606来在扳机602的枢转范围内的指定姿态处提供硬止动。硬止动不允许用户手指所施加的致动力使扳机602容易地缩回/枢转超出硬止动的指定姿态。 [0086] 力反馈电机604可被配置成在顺时针方向或逆时针方向上旋转。在力反馈电机604在顺时针方向上旋转时，驱动齿轮624相应地旋转并向前驱动齿条606来压缩扳机复位弹簧608和/或使扳机602绕扳机轴610在顺时针方向上枢转。如图6A和6B中所示，齿条606向前平移以压缩扳机复位弹簧608。如此，用户手指使扳机602从图6A中的全展开姿态向图6B中的缩回姿态缩回所需的激活力更高。 [0087] 在力反馈电机604在逆时针方向上旋转时，驱动齿轮624相应地旋转并向后驱动齿条606以允许扳机复位弹簧608伸展和/或使扳机602绕扳机轴610在逆时针方向上枢转。如图6C和6D中所示，齿条606向后平移以允许扳机复位弹簧608伸展。如此，用户手指使扳机602从图6C中的全展开姿态向图6D中的缩回姿态缩回所需的激活力更低。 [0088] 可调整弹簧张力力反馈总成允许以高粒度化水平来调整扳机复位张力/弹簧偏置，以迎合不同用户的各自偏好。此外，扳机复位张力可以按功率高效的方式调整，因为力反馈电机只需被激活来驱动齿条以维持所需位置来用于所需张力/弹簧。以此方式，电池功耗可被降低。但是，力反馈电机可被激活来按需提供其他用户感知的力反馈效果。 [0089] 图7A、7B和8示出了示例力反馈扳机总成700，其中扳机702经由离合器706与力反馈电机704对接。扳机702被配置成绕安装框710的扳机轴708枢转。安装框710可被合并到用户输入设备的外壳以将扳机702紧固在用户输入设备中。扳机702绕扳机轴708在图7A中示出的全展开姿态和图7B中示出的全缩回姿态之间枢转。全展开姿态和全缩回姿态限定扳机702的枢转范围或旋转范围的边界。 [0090] 扳机702包括手指对接部712和与手指对接部712相对的电机对接部714。电机对接部414包括配置成与离合器706的较小齿轮718(图8中示出)啮合的扇形齿轮716。离合器706还包括被配置成与力反馈电机704的驱动齿轮722啮合的较大齿轮720。驱动齿轮722被固定在力反馈电机704的输出轴724上。在力反馈电机704被激活时，输出轴724使驱动离合器706的较大齿轮的驱动齿轮720旋转。 [0091] 离合器706被配置成在机械上改变扳机702与力反馈电机704之间的啮合。在力反馈电机704被激活且离合器706使力反馈电机704与扳机702啮合时，力反馈电机704驱动离合器706，并且离合器706驱动扳机702来调整扳机702的用户感知的状态(例如，阻力、硬止动、振动)。在力反馈电机704被激活且离合器706使力反馈电机704与扳机702脱离时，力反馈电机704驱动离合器706，并且离合器706不驱动扳机702。在力反馈电机704未被激活且离合器706使力反馈电机704与扳机702脱离时，离合器706减少或减轻力反馈电机704从扳机702的拖曳。以此方式，扳机702可自由枢转(带有弹簧偏置)，而没有力反馈电机704影响扳机702的运动响应。 [0092] 注意，虽然离合器706可以改变力反馈电机704与扳机702之间的啮合，但离合器706经由离合器706的较大和较小齿轮来保持在物理上耦合到力反馈电机704和扳机702。 [0093] 扳机复位弹簧726可被配置成将扳机702向前偏置朝向全展开姿态。扳机复位弹簧726可采取任何合适的形式。在所解说的示例中，扳机复位弹簧726是绕扳机708缠绕的扭簧，以在安装框710与扳机702之间施加弹簧力来向前偏置扳机702。 [0094] 力反馈电机704可被配置成在顺时针方向或逆时针方向上旋转。在力反馈电机704在顺时针方向上旋转并且离合器706被啮合时，驱动齿轮722相应地旋转并驱动扇形齿轮716来使扳机702绕扳机轴708在逆时针方向上枢转。在这一情形中，扳机402离开全展开姿态并朝向全缩回姿态向内枢转/缩回。在力反馈电机704在逆时针方向上旋转并且离合器 706被啮合时，驱动齿轮722相应地旋转并驱动扇形齿轮716来使扳机702绕扳机轴708在顺时针方向上枢转。在这一情形中，扳机702朝向全展开姿态并离开全缩回姿态向外枢转/展开。 [0095] 在一些情形中，取决于用户手指施加到扳机702的手指对接部712的致动力，力反馈电机704所输出的激活力/扭矩可能实际上没有使扳机702枢转，而是改为可提供对抗用户手指的致动力的用户感知的阻力。 [0096] 在一些实现中，离合器706可以是配置成在扳机702在向前方向上朝全展开姿态枢转时使扳机702从力反馈电机704脱离的单向离合器。每当用户手指抬离手指对接部712和/或将扳机702上的致动力降至低于阈值致动力时，单向离合器可自动减小或减轻力反馈电机704从扳机702的拖曳。在电机拖曳由离合器706从扳机702减少或减轻时，扳机702归因于扳机复位弹簧726的向前偏置来在向前方向上枢转，带有来自电机的较少拖曳。以此方式，扳机702可具有快速响应速率来返回到全展开姿态。 [0097] 图9示出了可被实现在力反馈扳机总成(诸如图7A、7B和8的总成700)中的示例单向离合器900的截面图。单向离合器900包括由中间滑移结构906分开的较大齿轮902和较小齿轮904。滑移结构906被固定到较小齿轮904并且选择性地啮合较大齿轮902。多个滚珠轴承906被布置在滑移结构906的圆周周围。具体而言，每一滚珠轴承906被安置在滑移结构906中形成的对应腔910中。每一滚珠轴承906由在腔910中定位在滚珠轴承906下方的相关联的弹簧912向外偏置，使得滚珠轴承接触较大齿轮902。 [0098] 根据这一配置，在较大齿轮902顺时针旋转时，较大齿轮902陷获滚珠轴承906抵靠腔910的侧壁，这使得滑移结构906且相应地使较小齿轮904相对于较大齿轮902保持固定。如此，较小齿轮904和较大齿轮902可一起顺时针旋转。在较大齿轮902逆时针旋转时，较大齿轮902将滚珠轴承906压入腔910中的相邻自由空间914，使得滚珠轴承不将滑移结构906与较大齿轮902啮合。如此，较大齿轮902可逆时针旋转，且较小齿轮904可保持静止。 [0099] 单向离合器900作为示例被提供，且其意图是非限制性的。在其他实现中，代替滚珠轴承，单向离合器可包括滚柱或齿轮。在齿轮配置中，弹簧可被省略以利于行星齿轮布置，这迫使浮动行星齿轮进入较大齿轮以使较小齿轮与较大齿轮啮合。 [0100] 在一些实现中，离合器706可以是滑动离合器、旋转摩擦离合器或分离式离合器，使得离合器706在正常操作下在力反馈电机704和扳机702之间传递扭矩，但如果扭矩超出特定阈值，则离合器滑动并且只有阈值扭矩或没有扭矩被传递，直至扭矩降至阈值以下。以此方式，离合器保护通过限制力反馈电机704、扳机702以及任何中间组件必须承受的最大力/扭矩——例如，来自游戏控制器以扳机向下而掉落或被用户粗暴握持——来保护这些组件。 [0101] 在一些实现中，离合器可以是配置成基于控制信号来改变扳机与力反馈电机之间的啮合的主动/电子离合器。例如，控制信号可由与用户输入设备通信的计算设备提供，以调整用户感知的扳机状态。 [0102] 离合器706可以采取任何合适的形式来将力反馈电机704与扳机702啮合和脱离。在一个示例实现中，离合器706的内部旋转部分附连到轴并且离合器706的外部旋转部分具有齿轮齿。在该轴和齿轮这两者中，一个与扇形齿轮716、同扳机702啮合的齿条、或者中间齿轮或皮带对接，而另一个与力反馈电机704的轴、驱动齿轮722或者中间齿轮或皮带对接。 在一个此类实现中，驱动齿轮722包括离合器706，并且离合器706的内部旋转部分与力反馈电机704的轴直接啮合。在另一实现中，离合器706将两个可旋转轴啮合和脱离，这两个可旋转轴中的一者与力反馈电机704对接且另一者与扳机702对接。 [0103] 在一个示例实现中，离合器706包括至少两个齿轮，其中一者与力反馈电机704对接且其中另一者与扳机702对接。离合器706通过在齿轮齿对接且力反馈电机704和扳机702啮合的状态以及齿轮齿没有对接且力反馈电机704和扳机702脱离的状态之间切换，来通过调整两个齿轮的相对位置以使力反馈电机704和扳机702啮合和脱离。齿轮可以通过沿齿轮之一的旋转轴相对于彼此平移或通过存在于齿轮之一的轴相对于彼此平移来在对接和没有对接之间切换。 [0104] 图10A‑10B示出了其中扳机1002经由扇形齿轮1006(其与扳机1002分开移动)与力反馈电机1004对接的示例力反馈扳机总成400。扳机1002被配置成绕扳机轴1008在全展开姿态和全缩回姿态之间枢转。全展开姿态和全缩回姿态限定扳机1002的枢转范围或旋转范围的边界。 [0105] 扇形齿轮1006被配置成与扳机1002分开地绕扳机轴1008枢转。扇形齿轮1006被配置成与力反馈电机1004对接，以使得力反馈电机1004可在力反馈电机1004被激活时驱动用户可致动扳机1002。具体而言，扇形齿轮1006包括布置在扇形齿轮1006的外凸侧上的多个齿轮齿1010。多个齿轮齿1010被配置成与力反馈电机1004的驱动齿轮1012啮合。在力反馈电机1004被激活时，驱动齿轮1012旋转并与扇形齿轮1006的齿轮齿1010啮合以驱动扳机1002。 [0106] 在所描绘的实现中，扇形齿轮1006没有锁靠扳机1002，而是可邻接抵靠扳机，如图10A所示。在此类实现中，扇形齿轮1006可基于力反馈电机1004的激活只在向前方向上驱动扳机1002。以此方式，扇形齿轮1004可以向扳机1002提供用户感知的阻力和复位助力。然而，在没有用户手指提供的致动力的情况下，扇形齿轮1006将不能使扳机1002朝全缩回姿态缩回/枢转。 [0107] 如图10B所示，力反馈电机1004可被配置成在扳机1002的枢转范围中的任何点期间选择性地驱动扇形齿轮1006到扇形齿轮不与扳机1002对接的位置。换言之，扇形齿轮1006可被定位成不向扳机1002提供力反馈(并且没有来自电机/齿轮的拖曳)。相反，扳机 1002可经受扳机复位弹簧(在包括扳机复位弹簧时)的向前偏置和用户手指的致动力。此类配置可能是不想要来自扳机的力反馈的那些用户优选的。这是可被提供以迎合不同用户的各自偏好的许多不同设置之一。 [0108] 图11示出了示例力反馈扳机总成1100，其中扳机1102经由扇形齿轮1106和可调整张力扳机复位弹簧1108与力反馈电机1104对接。扳机1002被配置成绕扳机轴1110枢转。扳机1102绕扳机轴1110在全展开姿态和全缩回姿态之间枢转。全展开姿态和全缩回姿态限定扳机1102的枢转范围或旋转范围的边界。 [0109] 扳机复位弹簧1108在操作上介于1102扳机和扇形齿轮1106之间。扳机复位弹簧1108经由允许扳机1102在指定移动范围内相对于扳机复位弹簧1108移动的引导连接来与扳机1102对接。此类引导连接基于驱动扳机1102的扇形齿轮1106的旋转来允许扳机1102绕扳机轴1110枢转。扳机1102可按任何合适的方式被引导与扳机复位弹簧1108连接。在所解说的示例中，扳机1102和扳机复位弹簧1108共同形成将扳机1102与扳机复位弹簧1108引导连接的针槽机构1112。 [0110] 扳机复位弹簧1108被配置成将扳机1102向前偏置朝向全展开姿态。扳机复位弹簧1108施加到扳机1102的弹簧力可基于可由力反馈电机1104驱动的拱形齿轮1106的位置来被动态地调整。例如，力反馈电机1104可以驱动扇形齿轮1106逆时针枢转离开扳机1102的全展开姿态，该全展开姿态允许扳机复位弹簧1108伸展，并从而降低施加到扳机1102的弹簧力。另一方面，力反馈电机1104可以驱动扇形齿轮顺时针枢转，压缩扳机复位弹簧1108，并且从而增加施加到扳机1102的弹簧力。 [0111] 可调整弹簧张力力反馈总成允许以高粒度化水平来调整扳机复位张力/弹簧偏置，以迎合不同用户的各自偏好。此外，扳机复位张力可以按功率高效的方式调整，因为力反馈电机只需被激活来维持所需位置以用于所需张力/弹簧。以此方式，电池功耗可被降低。但是，力反馈电机可被激活来按需提供其他用户感知的力反馈效果。 [0112] 图12示出了包括配置成确定由用户手指施加到扳机1204的致动力的力传感器1202的示例扳机总成1200。扳机1204被配置成绕安装框1208的扳机轴1206枢转。安装框 1208可被合并到用户输入设备的外壳以将扳机1204紧固在用户输入设备中。扳机1204绕扳机轴1206枢转。扳机1204包括手指对接部1210和与手指对接部1212相对的电机对接部 1212。电机对接部1212包括被配置成与力反馈电机1218的驱动齿轮1216啮合的扇形齿轮 1214。驱动齿轮1216被固定在力反馈电机1218的输出轴1220上。在力反馈电机1218被激活时，输出轴1220使驱动扇形齿轮1214以使扳机1204枢转的驱动齿轮1216旋转。 [0113] 力传感器1202在操作上介于手指对接部1210和电机对接部1212之间。例如，手指对接部1210和电机对接部1212可共同形成保持力传感器1202的腔1222。手指对接部1210可与电机对接部1212分开地旋转。如此，在致动力被用户手指施加到手指对接部1210时，手指对接部1210压缩力传感器1202抵靠电机对接部1212，并且力传感器1202确定致动力。 [0114] 力传感器1202可以采取任何合适的形式。在一些实现中，力传感器1202可包括被用来确定力的应变仪或可变形隔膜。在其他实现中，力传感器1202可包括一对电容板，该对电容板被配置成基于电容板之间的距离通过电容确定致动力。在又一些其他实现中，可以使用对压力作出电响应的压电材料、电活性聚合物、或力敏电阻材料。 [0115] 此外，在一些实现中，力传感器1202可以采取其他形式，并且可被定位在力反馈扳机总成1200中的其他位置处。例如，力传感器可包括操作上介于力反馈电机1218与扳机1204之间的扭矩仪。在一个示例中，扭矩仪可被定位在输出轴1220上或在总成包括中间减速齿轮时定位在该中间减速齿轮的轴上。在又一示例中，因为一般而言，电机的瞬时扭矩输出与其瞬时电流汲取成比例，所以力传感器可包括配置成基于力反馈电机1218的电机电流来确定致动力的电流监视器件。 [0116] 在力反馈扳机总成1200中，因为力反馈电机1218具有与扳机1204的固定齿轮关系，所以在电机1218未被激活(例如，上电)时，力反馈电机1218和中间齿轮系的拖曳被施加到扳机1204。这使得扳机1204还在用户手指减少施加到手指对接部1210的致动力时，具有到全展开姿态的缓慢复位速率。这还要求用户使用较大致动力按压在扳机1204的手指对接部1210上以在致动扳机1204时克服电机拖曳。 [0117] 通过在扳机总成1000中实现力传感器1202，力传感器1202所确定的致动力可被用来识别用户正在尝试致动还是释放扳机1204。这一识别允许力反馈电机1218以及时的方式被激活，以使扳机1204在向前方向上朝全展开姿态枢转。例如，力反馈电机可以基于致动力变得小于阈值力来驱动扳机朝向全展开姿态。以此方式，固定齿轮总成1200可以提供扳机1204到全展开姿态的快速复位速率。此外，力传感器1202所确定的致动力可被用来激活力反馈电机1218以提供其他实时的力反馈效果。 [0118] 将明白，以上描述的力反馈扳机总成的各特征中的任一者可被组合在其他实现中。 [0119] 以上描述的力反馈扳机总成可以使用户输入设备能够调整用户感知的扳机状态，并且该调整可以在扳机的枢转范围的历程期间改变。图13‑15示出了可由以上描述的力反馈扳机总成启用的不同的示例用户感知的扳机状态轮廓图。图13示出了用户可致动扳机的示例用户感知的阻力轮廓图1300。阻力轮廓图1300被绘制在扳机阻力对扳机的行程/枢转/旋转距离的图表上。阻力轮廓图1300表征在扳机的整个枢转范围历程上提供的扳机阻力。距离轴的原点对应于扳机的全展开姿态。在所解说的示例中，在扳机收缩离开全展开姿态并朝向枢转范围的另一端处的全缩回姿态时，施加到扳机以对抗用户手指所施加的致动力的阻力线性增加，直至指定姿态1302。一旦扳机到达指定姿态1302，对于枢转范围的剩余部分直至扳机到达全缩回姿态而言，阻力以更陡的方式剧烈下降。 [0120] 阻力轮廓图1300可通过基于与用户输入设备通信的计算设备所提供的力反馈信号激活力反馈电机来启用。力反馈信号可至少基于扳机的姿态和/或由用户手指施加到扳机的致动力。扳机的姿态可由用户输入设备的姿态传感器来确定并发送给计算设备。致动力可由用户输入设备的力传感器来确定并发送给计算设备。 [0121] 阻力轮廓图1300模拟现实世界枪支的扳机拉动，这可在计算设备执行的视频游戏中模拟。具体而言，阻力最大的姿态1302可与击锤落下以击发现实世界枪支的扳机拉动中的点相对应。换言之，阻力轮廓图1300模仿枪支的“扣动(click)”。 [0122] 图14示出了用户可致动扳机的包括硬止动的另一示例用户感知的阻力轮廓图1400。在这一阻力轮廓图中，在扳机收缩离开全展开姿态并朝向枢转范围的另一端处的全缩回姿态时，施加到扳机以对抗用户手指所施加的致动力的阻力线性增加，直至指定姿态 1402。一旦扳机到达指定姿态1402，阻力就增加到如下阻力：该阻力阻止用户将扳机朝全缩回姿态容易地进一步拉动。换言之，在指定姿态1402处创建硬止动，这实际上缩短了扳机的枢转范围。 [0123] 将明白，硬止动可被创建在扳机的枢转范围的任何合适的姿态处，以创建任何所需的扳机拉动长度。阻力轮廓图1400所创建的较短的枢转范围对于用户而言可能是合乎需要的，以使得在视频游戏中更易于快速击发虚拟武器。 [0124] 图15示出了用户可致动扳机的示例用户感知的阻力和助力轮廓图1500。阻力和助力轮廓图1500被绘制在扳机阻力/助力对时间的图表上。在第一时段1502期间，力反馈电机所提供的扳机阻力线性增加以对抗用户手指施加到扳机的致动力。在第二时段1504期间，力反馈电机所提供的扳机阻力从峰值阻力降低至零阻力。第一和第二时段共同形成与图13的阻力轮廓图相似的轮廓图。在第三时段1506期间，认识到用户手指已从扳机抬起，并且扳机由力反馈电机所提供的助力辅助来使扳机向前枢转，直至它达到全展开姿态。 [0125] 将明白，以上描述的轮廓图是作为示例提供的并且旨在是非限制性的。可以提供任何合适的阻力/助力来调整用户感知的扳机状态。 [0126] 以上描述的力反馈扳机总成可以在任何合适的条件下以任何合适的方式使用户输入设备能够动态地改变用户感知的扳机状态。图16‑18示出了其中用户感知的扳机阻力轮廓图被动态地改变的不同示例场景。图16示出了其中用户感知的用户可致动扳机的阻力基于计算设备的参数而被动态改变的示例场景。在这一场景中，用户输入设备1600与计算设备1602通信。用户输入设备1600将扳机总成状态信息发送给计算设备1602，诸如扳机姿态、致动力、和/或检测到对扳机的触摸输入。计算设备1602将力反馈信号发送给用户输入设备1600。力反馈信号被用来控制力反馈电机以将适当的阻力/助力提供给扳机。 [0127] 在时刻T1，计算设备1602正在第一状态中操作，并且计算设备1602将力反馈信号发送给用户输入设备1600以根据第一阻力轮廓图1604控制扳机。可基于计算设备1602(当在第一状态中操作时)的参数来选择第一阻力轮廓图1604。第一阻力轮廓图1604指定扳机阻力在扳机的枢转范围上是恒定的。例如，第一阻力轮廓图1604可以是默认轮廓图，并且计算设备1602的第一状态可与视频游戏未正被执行且用户正经由用户输入设备1600与计算设备1602一般性地进行交互的状态相对应。在这一情形中，计算设备1602的参数指定使用默认轮廓图。 [0128] 在时刻T2，计算设备1602正在第二状态中操作，并且计算设备1602将力反馈信号发送给用户输入设备1600以根据第二阻力轮廓图1606控制扳机。可基于计算设备1602(当在第二状态中操作时)的参数来选择第二阻力轮廓图1606。第二阻力轮廓图1606指定扳机阻力在枢转范围的历程上线性增加直至指定姿态，对于枢转范围的剩余部分而言，在该指定姿态处阻力下降。例如，第二阻力轮廓图1606可与虚拟半自动武器的扳机拉动相对应，并且计算设备1602的第二状态可与正在执行的视频游戏的状态相对应。具体而言，视频游戏可以是第一人称射击(FPS)视频游戏，其中由用户控制的虚拟化身正手持虚拟半自动武器，其中每次用户输入设备1600的扳机被拉动，就击发单颗子弹。在这一情形中，计算设备1602的参数是指定使用与虚拟半自动武器相关联的轮廓图的视频游戏参数。 [0129] 在时刻T3，计算设备1602正在第三状态中操作，并且计算设备1602将力反馈信号发送给用户输入设备1600以根据第三阻力轮廓图1608控制扳机。可基于计算设备1602(当在第三状态中操作时)的参数来选择第三阻力轮廓图1608。第三阻力轮廓图1608指定在扳机处于枢转范围的指定区域1610中时扳机振动或搏动。扳机阻力从全展开姿态到指定区域1610的边界(在该点处遇到止动)线性增加。这模拟了扳机的初始“扣动”。此外，在扳机处于指定区域1610中时，扳机根据振动轮廓图1612来振动或搏动。具体而言，力反馈电机基于振动轮廓图1612以交替阻力和助力驱动扳机往复。例如，第三阻力轮廓图1608和振动轮廓图 1612可与虚拟全自动武器的扳机拉动相对应。在这一示例中，只要扳机保持在枢转范围的指定区域1610中并且计算设备1602指定使用振动轮廓图1612，扳机就搏动或振动。例如，扳机可搏动，直至用户释放扳机、虚拟全自动武器耗尽弹药(或计算设备的另一参数改变)。计算设备1602的第三状态可与FPS视频游戏正被执行的状态相对应。具体而言，视频游戏的游戏状态可以改变，因为由用户控制的虚拟化身正持有具有不同力反馈特性的不同虚拟武器。在这一情形中，计算设备1602的参数是指定使用与该虚拟全自动武器相关联的轮廓图的视频游戏参数。 [0130] 图17示出了其中用户可致动扳机的硬止动基于计算设备的状态而被动态改变的示例场景。在这一场景中，用户输入设备1700与计算设备1702通信。在时刻T1，计算设备1702正在第一状态中操作，并且计算设备1702将力反馈信号发送给用户输入设备1700以根据第一阻力轮廓图1704控制扳机。可基于计算设备1702(当在第一状态中操作时)的参数来选择第一阻力轮廓图1704。第一阻力轮廓图1704指定扳机阻力在扳机的枢转范围上是恒定的，以允许扳机在整个枢转范围上移动。例如，第一阻力轮廓图1704可以是默认轮廓图，并且计算设备1702的第一状态可与视频游戏未被执行且用户正经由用户输入设备1700与计算设备1702一般性地进行交互的状态相对应。在这一情形中，计算设备1702的参数指定使用默认轮廓图。 [0131] 在时刻T2，计算设备1702正在第二状态中操作，并且计算设备1702将力反馈信号发送给用户输入设备1700以根据第二阻力轮廓图1706控制扳机。可基于计算设备1702(当在第二状态中操作时)的参数来选择第二阻力轮廓图1706。第二阻力轮廓图1706指定扳机具有位于枢转范围的第一指定姿态处的硬止动。例如，计算设备1702的第二状态可与计算设备1702正在执行FPS视频游戏的状态相对应，在该FPS视频游戏中，由用户控制的虚拟化身正持有第一虚拟武器，并且第二阻力轮廓图1706与该第一虚拟武器的扳机拉动相对应。在这一情形中，计算设备1702的参数是指定使用与该第一虚拟武器相关联的轮廓图的视频游戏参数。 [0132] 在时刻T3，计算设备1702正在第三状态中操作，并且计算设备1702将力反馈信号发送给用户输入设备1700以根据第三阻力轮廓图1708控制扳机。可基于计算设备1702(当在第三状态中操作时)的参数来选择第三阻力轮廓图1708。第三阻力轮廓图1708指定扳机具有位于与第二阻力轮廓图1706不同的指定姿态处的硬止动。例如，计算设备1602的第三状态可与计算设备1702正在执行FPS视频游戏并且虚拟化身正持有与第一虚拟武器不同的第二虚拟武器的状态相对应，并且第三阻力轮廓图1708与该第二虚拟武器的扳机拉动相对应。在这一情形中，计算设备1702的参数是指定使用与该第二虚拟武器相关联的轮廓图的视频游戏参数。 [0133] 图18示出了其中用户感知的用户可致动扳机的阻力基于用户偏好的变化而被动态改变的示例场景。在这一场景中，用户输入设备1800与计算设备1802通信。在时刻T1，计算设备1802将力反馈信号发送给用户输入设备1800以根据基于第一用户的第一用户偏好的第一阻力轮廓图1804来控制扳机。第一阻力轮廓图1804指定扳机阻力在扳机的枢转范围上是恒定的。第一阻力轮廓图可基于第一用户设置的用户偏好参数而被选中。 [0134] 在时刻T2，计算设备1802将力反馈信号发送给用户输入设备1800以根据基于第二用户的第二用户偏好的第二阻力轮廓图1806来控制扳机。第二阻力轮廓图1806指定扳机的阻力在扳机的枢转范围的历程上线性增加。第二阻力轮廓图可基于第一用户设置的用户偏好参数而被选中。 [0135] 第一用户的扳机阻力轮廓图可基于第一用户具有的与计算设备1802的交互的类型而自动变化。例如，第一用户可以使用第一阻力轮廓图来用于第一视频游戏，并且第一用户可以使用第二阻力轮廓图来用于第二不同的视频游戏。在另一示例中，第一用户可以使用第一阻力轮廓图来用于一般计算机交互，诸如导航网站，并且第一用户可以使用第二阻力轮廓图来玩视频游戏。 [0136] 在时刻T3，计算设备1802将力反馈信号发送给用户输入设备1800以根据基于不同于第一用户的第二用户的第一用户偏好的第三阻力轮廓图1808来控制扳机。第三阻力轮廓图可基于第二用户设置的用户偏好参数而被选中。第三阻力轮廓图1808指定扳机具有位于扳机的枢转范围的指定姿态处的硬止动。在时刻T3，计算设备1802认识到一不同用户正在使用用户输入设备1800(例如，第二用户登录到计算设备)，并基于该第二不同用户的用户偏好来自动调整扳机的阻力轮廓图。 [0137] 将明白，扳机的任何合适的力反馈特性可基于用户的用户偏好参数来设置和/或动态地改变。例如，扳机的阻力、阻力轮廓图、扳机张力、硬止动、以及其他力反馈特性可基于用户偏好参数来设置和/或动态地改变。 [0138] 上文所描述的场景是作为示例呈现的，并且旨在是非限制性的。电机驱动的力反馈扳机总成可被控制来以任何合适的方式基于任何合适的条件动态地调整用户感知的扳机状态。 [0139] 在一示例中，一种用户输入设备包括：配置成绕扳机轴枢转的用户可致动扳机，该用户可致动扳机包括扇形齿轮；配置成确定用户可致动扳机绕扳机轴的姿态的姿态传感器,以及配置成基于力反馈信号来驱动扇形齿轮的力反馈电机。在这一示例和/或其他示例中，用户可致动扳机可包括手指对接部和与手指对接部相对的电机对接部，并且扇形齿轮可被布置在电机对接部上。在这一示例和/或其他示例中，手指对接部可耦合到电机对接部，以使得手指对接部和电机对接部一起绕扳机轴枢转。在这一示例和/或其他示例中，电机对接部与手指对接部分开地绕扳机轴枢转。在这一示例和/或其他示例中，用户输入设备还可包括复位弹簧，该复位弹簧介于手指对接部和电机对接部之间且被配置成将用户可致动扳机向前偏置朝向展开姿态。在这一示例和/或其他示例中，扇形齿轮可包括布置在该扇形齿轮的外凸侧上的多个齿轮齿，力反馈电机可被配置成驱动一个或多个中间齿轮，并且该一个或多个中间齿轮与所述多个齿轮齿啮合以驱动扇形齿轮。在这一示例和/或其他示例中，扇形齿轮可包括布置在该扇形齿轮的内凹侧上的多个齿轮齿，力反馈电机可被配置成驱动一个或多个中间齿轮，并且该一个或多个中间齿轮与所述多个齿轮齿啮合以驱动扇形齿轮。在这一示例和/或其他示例中，用户输入设备还可包括耦合到用户可致动扳机的磁体，并且姿态传感器可包括霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器被配置成基于磁体相对于霍尔效应传感器的位置来确定用户可致动扳机的姿态。在这一示例和/或其他示例中，用户输入设备还可包括离合器，该离合器在操作上介于用户可致动扳机和力反馈电机之间且被配置成在机械上改变用户可致动扳机与力反馈电机之间的啮合。在这一示例和/或其他示例中，力反馈电机可被配置成在用户可致动扳机的枢转范围内的指定姿态处提供硬止动。在这一示例和/或其他示例中，用户输入设备还可包括配置成确定施加到用户可致动扳机的致动力的力传感器，并且力反馈信号可至少基于致动力来被确定。在这一示例和/或其他示例中，力反馈电机可被配置成基于致动力变得小于阈值力来在向外方向上朝展开姿态驱动用户可致动扳机。在这一示例和/或其他示例中，力反馈电机可被配置成驱动用户可致动扳机以基于力反馈信号来提供用户感知的阻力。在这一示例和/或其他示例中，用户输入设备可进一步包括通信耦合至计算设备的通信子系统，并且力反馈信号可至少基于计算设备的参数来确定，以动态地改变用户感知的阻力。 [0140] 在一示例中，一种用户输入设备包括：配置成绕扳机轴枢转的用户可致动扳机，该用户可致动扳机包括扇形齿轮，配置成确定用户可致动扳机绕扳机轴的姿态的姿态传感器，配置成基于力反馈信号来驱动扇形齿轮的力反馈电机，以及离合器，该离合器在操作上介于用户可致动扳机和力反馈电机之间且被配置成在机械上改变扇形齿轮与力反馈电机之间的啮合。 [0141] 在这一示例和/或其他示例中，离合器可被配置成减少力反馈电机从用户可致动扳机的拖曳。在这一示例和/或其他示例中，离合器可以是单向离合器，其被配置成在用户可致动扳机在向前方向上朝展开姿态枢转时使得扇形齿轮从力反馈电机脱离。在这一示例和/或其他示例中，用户输入设备还可包括配置成确定施加到用户可致动扳机的致动力的力传感器，并且力反馈信号可至少基于致动力来被确定。在这一示例和/或其他示例中，力反馈电机可被配置成经由离合器来驱动用户可致动扳机以基于力反馈信号来提供用户感知的阻力。 [0142] 在一示例中，一种用户输入设备包括：配置成绕扳机轴枢转的用户可致动扳机，该用户可致动扳机包括手指对接部、与手指对接部相对的电机对接部、以及布置在电机对接部上的扇形齿轮，该扇形齿轮包括布置在扇形齿轮的外凸侧上的多个齿轮齿，配置成确定用户可致动扳机绕扳机轴的姿态的姿态传感器，以及配置成基于力反馈信号来驱动扇形齿轮的力反馈电机。 [0143] 应当理解，本文中所描述的配置和/或办法本质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不应被视为具有限制意义，因为许多变体是可能的。本文中所描述的具体例程或方法可表示任何数目的处理策略中的一个或多个。由此，所解说和/或所描述的各种动作可以以所解说和/或所描述的顺序执行、以其他顺序执行、并行地执行，或者被省略。同样，以上所描述的过程的次序可被改变。 [0144] 本公开的主题包括各种过程、系统和配置以及此处公开的其他特征、功能、动作和/或属性、以及它们的任一和全部等价物的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。 |
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