本發(fā)明涉及具有功率調(diào)整功能的手持家用器具。

背景技術(shù)：

許多家用器具具有功率調(diào)整功能，包括廚房器具以及個人修體器具。

例如，廚房器具(例如混合器、手動攪拌器等)中的電動機通常由旋鈕和旋轉(zhuǎn)開關(guān)控制。這些控制不直觀，并且由于控制裝置將占用大的空間，它們將限制器具的設(shè)計自由度。

因此，需要一種用于功率調(diào)整的控制輸入，其對于占用較少空間的手持家用器具的用戶來說更直觀。

DE 297 19 596公開了一種便攜式食品處理設(shè)備，諸如手動攪拌器，其中使用壓力墊來提供對電機速度的控制。

不同的用戶將具有不同的手力量和手尺寸，使得壓力輸入設(shè)備可能不提供對所有用戶來說感覺直觀的接口。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明由權(quán)利要求限定。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種手持家用器具，其包括：

手柄部分；

從動件；

用于驅(qū)動從動件的電機；以及

用于控制電機的控制器，

其中手柄部分包括用于檢測接觸表面積的表面?zhèn)鞲衅?，并且控制器適于根據(jù)感測的接觸表面積來控制提供給電機的功率。

該器具具有直觀的功率控制，其依賴于表面感測而不是控制按鈕的物理移動。接觸面積感測可以例如用于確定多少根手指施加到表面?zhèn)鞲衅?，使得不同?shù)量的手指對應(yīng)于不同的期望設(shè)置。例如，使單個手指與傳感器部分接觸給出一個速度設(shè)置，并且使另一個手指接觸給出另一速度設(shè)置。在一個示例中，這意味著用戶不需要施加任何明顯的力來操作設(shè)備。通過考慮感測的接觸面積，還可能有效地阻止嬰兒和兒童對某些危險器具的使用。

控制器可以適于將用戶定義的校準(zhǔn)應(yīng)用到感測的接觸表面積。這可以被用來設(shè)置閾值，低于該閾值，設(shè)備將不操作，和/或設(shè)置針對不同水平設(shè)置的閾值。

表面?zhèn)鞲衅鞲郊拥乜梢杂糜跈z測壓力，并且控制器適于根據(jù)感測的壓力來控制供應(yīng)到電機的功率。在這種情況下，表面?zhèn)鞲衅饔糜谔峁┟娣e和壓力信息兩者。功率控制作為壓力的函數(shù)而變化的方式然后可以取決于接觸面積。例如，對于小的接觸面積，對于給定的功率設(shè)置可能需要較小的壓力，使得較小的人不需要更費力地按壓該較小的面積，以實現(xiàn)特定功率設(shè)置所需的相同的總壓力水平。以這種方式，可以應(yīng)用面積和壓力兩者的閾值的集合，這實現(xiàn)用戶的最直觀的感覺。這種感覺還可以針對不同手尺寸和力量的特定用戶來定制。

壓力控制通常意味著通過更費力地按壓，可以增加電機功率(并因此增加速度)，而不需要移動手。這提供了更直觀的控制方法。它還可以用于基于壓力水平(以及或代之，基于面積)來提供安全解決方案，再次例如以阻止嬰兒和兒童使用某些危險器具。

控制器可以適于將用戶定義的校準(zhǔn)應(yīng)用于感測的壓力。

用戶定義的面積和/或壓力的校準(zhǔn)意味著，可以根據(jù)個人應(yīng)力和/或用戶的一個手指、多個手指、手掌或手的大小的校準(zhǔn)，來個性化閾值或閾值集合。以這種方式，定制設(shè)備的功能以給出針對特定用戶的舒適和直觀的感覺變得可能。校準(zhǔn)包括設(shè)置用戶施加的壓力和/或接觸表面積與提供給電機的功率(其表現(xiàn)為電機速度)之間的關(guān)系。

表面?zhèn)鞲衅魍ǔ＞哂斜群唵蔚耐苿影粹o更大的面積。

表面?zhèn)鞲衅骺删哂型獗砻?，對于對?yīng)于功率控制的全范圍的施加壓力的范圍，外表面壓下小于1mm。表面?zhèn)鞲衅鞯膶?其可以是或可以不是外層)可以包括響應(yīng)于所施加的壓力而彈性形變的材料。備選地，層可以不形變，但可以響應(yīng)于施加的壓力而移動，例如以改變空氣間隙或小氣袋。

速度控制因此基本上依賴于施加的壓力，而不是移動和在其上施加該壓力的面積(即使傳感器的形變將給出一些移動)。

傳感器可以具有甚至更小的壓縮，例如小于0.5mm或甚至小于0.2mm。優(yōu)選地，厚度在例如幾微米到幾毫米范圍內(nèi)的例如橡膠、塑料片或泡沫的蓋子可以用于覆蓋或包圍傳感器。

表面?zhèn)鞲衅骺梢园▋蓚€電極陣列，兩個電極陣列嵌入在可形變介電材料中，或者兩個電極陣列之間夾有介電材料層。電極對限定單獨的壓力/接觸傳感器，并且通過提供陣列，傳感器還可以檢測施加壓力的位置。

這提供了可以檢測局部電容變化的簡單的傳感器結(jié)構(gòu)。僅需要對兩個電極陣列的電極的電接觸，以使用可以以低成本實現(xiàn)的檢測電路進行測量。每個單獨的壓力傳感器可以使用堆疊配置中的多于兩個的電極以給出增加的電容。

一種替代方案是填充有導(dǎo)電顆粒的層。當(dāng)施加壓力時，顆粒之間的距離可以減小，從而給出電導(dǎo)/電阻的變化。

表面?zhèn)鞲衅骺梢跃哂性?cm²至30cm²的范圍內(nèi)的面積。

傳感器面積將取決于正在實施的控制的類型。為了檢測手指壓力，2cm²至5cm²的面積可以用于形成控制的一部分的每個手指。為了檢測手掌壓力/面積或總體握緊度，可以使用5cm²至30cm²的更大面積。

為了實現(xiàn)大面積傳感器，可以使用在10cm²至30cm²范圍內(nèi)的面積。大的傳感器面積還使得傳感器能夠響應(yīng)于總接觸面積和可選地還響應(yīng)于施加的壓力。

表面?zhèn)鞲衅骺梢园ㄔ趥鞲衅鞅趁娴挠|點。這使得能夠例如通過粘合簡單地應(yīng)用到器具的表面。

傳感器可以被設(shè)計為通過單個手指、多個手指、手掌或通過手的整體抓握而操作。這些不同的可能性將產(chǎn)生在一般范圍內(nèi)的不同的優(yōu)選尺寸。用于檢測整個手的大面積可以產(chǎn)生安全益處，例如防止小孩操作。

控制器可以包括：

與由表面?zhèn)鞲衅飨薅ǖ碾娙萜鞔?lián)的電阻器；

用于將電容器放電的放電開關(guān)；以及

定時電路，用于對從放電狀態(tài)到參考電壓的電容器充電進行計時，并且用于控制開關(guān)以實現(xiàn)電容器放電。

這提供了用于測量電容(通過經(jīng)由已知電阻器來測量充電時間)的簡單電路。不需要得到實際電容，因為計時測量提供取決于電容的控制信號。

定時電路優(yōu)選地周期性地執(zhí)行放電和計時操作。因此，當(dāng)導(dǎo)通時，電路可以周期性地監(jiān)控所施加的壓力。該周期例如在1ms至100ms的范圍內(nèi)。該周期足夠小，使得在操作期間可以調(diào)整速度，并且該周期足夠高，以使所需的信號處理保持簡單。

定時電路可以包括以比放電和計時操作的頻率更快的頻率運行的計數(shù)器。

相同的計數(shù)器可以以這種方式控制周期性放電的定時、以及用于對電容器充電的持續(xù)時間的測量?？刂破骺梢允堑统杀緲?biāo)準(zhǔn)微控制器。

控制器可以適于根據(jù)表面?zhèn)鞲衅鬏敵鰜響?yīng)用電機速度集合中的一個電機速度?？梢曰谄骶叩念愋秃瓦m合于該器具的不同速度設(shè)置的數(shù)量，來選擇電機速度集合。電機速度集合可以包括零速度、全速度和至少一個中間速度。

優(yōu)選地，器具在使用期間連續(xù)不斷地被保持，并且在使用期間功率可調(diào)。針對這種設(shè)備，表面?zhèn)鞲衅鞯囊子眯允翘貏e值得關(guān)注的。

在一組示例中，器具可以包括廚房器具，其中從動件包括食品處理件，并且器具包括以下之一：

棒式攪拌器；

混合器；

切碎機；

食品處理器；

研磨機；

榨汁機。

在另一組示例中，器具可以包括以下之一：

口腔護理設(shè)備，諸如牙刷；

修體器具，諸如剃刀。

因此本發(fā)明可以應(yīng)用于大范圍的家用器具，以給出增加的用戶舒適度和直觀的控制。

本發(fā)明還提供了一種控制手持家用器具的方法，該手持家用器具包括手柄部分、從動件和用于驅(qū)動從動件的電機，其中該器具包括設(shè)置在該器具的手柄部分處的用于感測接觸表面積的表面?zhèn)鞲衅鳎渲性摲椒òǎ?/p>

使用表面?zhèn)鞲衅鱽頇z測接觸表面積；以及

根據(jù)感測的接觸表面積來控制提供給電機的功率。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例，其中：

圖1示出了棒式攪拌器形式的器具的示例；

圖2示出了在圖1的器具中使用的控制系統(tǒng)；

圖3示出了用于圖1的器具中的表面?zhèn)鞲衅鞯囊粋€示例；

圖4用于示出如何可以測量傳感器電容；

圖5是說明圖1的器具的操作的時序圖；

圖6是說明在圖1的器具中使用的控制器的操作的第一流程圖；

圖7是說明在圖1的器具中使用的控制器的操作的第二流程圖；以及

圖8示出了被布置為表面?zhèn)鞲衅髟年嚵械谋砻鎮(zhèn)鞲衅鳌?/p>

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種手持家用器具，其包括手柄部分、從動件、用于驅(qū)動從動件的電機和用于控制電機的控制器。手柄部分包括用于檢測接觸表面積和/或壓力的表面?zhèn)鞲衅?，并且控制器適于根據(jù)感測的接觸表面積和/或壓力來控制電機的功率?？梢葬槍μ囟ㄓ脩粜?zhǔn)表面?zhèn)鞲衅鞯牟僮鳌?/p>

這為家用器具(諸如混合器或手動攪拌器)中的電機提供了改進的控制機制，因為傳感器可以例如并入到器具的握柄中，或者在手和/或手指的自然觸摸位置。通常需要不同水平的控制(例如電機速度)，因此傳感器可以測量所施加的壓力/力或面積以提供不同的控制水平。此外，可以將這些壓力或面積信號的閾值設(shè)置為用戶校準(zhǔn)操作的一部分。

由于傳感器用于表面安裝，它可以是可形變的、防水的并且易于清潔。

圖1以透視圖示出了使用本發(fā)明的傳感器布置的棒式攪拌器的第一示例。

攪拌器包括具有手柄抓握部分12的主殼體10。表面?zhèn)鞲衅?4位于手柄抓握部分處，用于控制電機速度。在該示例中，當(dāng)抓握手柄時，表面?zhèn)鞲衅鞫ㄎ辉谟脩羰种傅奈恢谩ａ尫虐粹o15使得諸如混合工具或攪拌工具的適配配件能夠被交換。

傳感器是表面?zhèn)鞲衅?，這意味著它檢測表面壓力和/或面積。當(dāng)用戶操作時，傳感器的移動小于推動按鈕或推動滑塊的移動。例如，優(yōu)選地，對于對應(yīng)于功率控制的全范圍的施加壓力的范圍，傳感器具有壓下小于1mm的外表面。形變可以明顯更小，例如小于0.5mm或小于0.2mm。

表面?zhèn)鞲衅饔糜跈z測接觸表面積，并且可選地還用于檢測施加的壓力。

與開關(guān)或旋鈕相比，表面?zhèn)鞲衅魈峁┝烁庇^的控制。為了混合馬鈴薯或南瓜湯(其中需要更牢固的抓握)，壓力感測的使用意味著當(dāng)將攪拌器壓入蔬菜中時，更牢固的抓握自動地導(dǎo)致電機的功率增加。

優(yōu)選地，傳感器使用可形變的材料而不是機械移動的部件。以這種方式，移動的機械部分被靜止表面?zhèn)鞲衅鞑考妗Ｅc機械控制結(jié)構(gòu)相比，這給出了更直觀的接口。還實現(xiàn)了更大的設(shè)計自由度。通過由柔順材料制造傳感器，可以自由地選擇外部形狀和材料。例如，這使得容易提供防水、易清潔的設(shè)計和抗菌性質(zhì)。

通過消除移動的機械部分，還獲得了節(jié)省空間的益處。只需要考慮傳感器厚度。包括蓋子的厚度可以在幾微米至幾毫米的范圍內(nèi)。組裝過程也被簡化，例如傳感器14可以通過粘合被應(yīng)用。

圖2顯示了整個系統(tǒng)。表面?zhèn)鞲衅?4將其輸出提供給控制器20，控制器20驅(qū)動器具的電機22。

圖3示出了傳感器14的第一示例。該示例是電容壓力傳感器，其包括夾在柔順電極26之間(并且可選地還圍繞柔順電極26)的可形變介電材料24。單個傳感器元件可以堆疊在彼此的頂部以增加初始電容。

通過將電極封裝在介電材料24中(如圖所示)，減小了電容干擾。面向用戶的手的電極還被選擇為公共接地電極。

該傳感器設(shè)計成適于應(yīng)用于廚房器具或其他家用器具。這要求傳感器在人手的感應(yīng)壓力的范圍內(nèi)是柔順的和敏感的。所需的最小電容應(yīng)該足夠高以避免來自周圍環(huán)境的干擾，例如對于如圖所示的電容傳感器大于1pF。對應(yīng)于全壓力范圍的電容變化應(yīng)當(dāng)可以以可靠的方式被檢測。

電容傳感器可以具有大面積，例如大于1cm²并且可選地高達大約30cm²。例如傳感器位于如圖1所示的器具的握柄處，以便一只手使用設(shè)備。然而，例如如果設(shè)備被設(shè)計為雙手使用，傳感器可以設(shè)置在手柄部分的單獨可觸摸表面處。

傳感器可以具有例如固體薄金屬電極或碳電極，在其之間具有軟的柔順聚合物，以確保該配置的可形變性。備選地，電活性聚合物可夾在柔順電極之間，從而提供高機電效率。另一種可能的設(shè)計是用彼此相距一定距離的導(dǎo)電顆粒填充的層。通過施加壓力，顆粒將移動為更加靠近彼此，從而給出電導(dǎo)/電阻的變化。

圖3所示的可形變電容傳感器的結(jié)構(gòu)與其他觸覺反饋致動器可比較。傳感器形成為層以將電極嵌入介電材料內(nèi)。

可形變介電材料可以根據(jù)其楊氏模量(定義可壓縮性)和介電常數(shù)(確定電容性質(zhì))來選擇。電介質(zhì)可以是彈性體，諸如硅酮、丙烯酸樹脂或聚氨酯。可以使用其他電致伸縮材料，諸如聚(偏二氟乙烯)(PVDF)和基于PVDF的共聚物和三元聚合物(因為它們的高介電常數(shù))?？梢允褂霉I(yè)聚合物，諸如聚乙烯、聚酰亞胺和聚丙烯以及幾種類型的橡膠，這可以給出較低的成本。因此，可以通過改變材料，針對壓力/力、介電值和封裝層的不同范圍來選擇介電材料性質(zhì)。

電極可以由金屬、碳或其他柔順導(dǎo)電材料制成?？梢允褂脦追N電極材料。只要應(yīng)力保持低于+/-5％，就可以使用大多數(shù)金屬電極。如果在最終設(shè)計中需要更大的應(yīng)力，則可以優(yōu)選諸如PEDOT、PEDOT-PSS和PANI的導(dǎo)電聚合物。對于非常大的應(yīng)力，碳顆粒或碳油脂可以是合適的選擇。

控制器20具有許多不同的功能，包括電容變化的檢測、用于防止基于非用戶事件的控制變化的閾值功能、校準(zhǔn)和安全措施或用戶功能(像巡航控制等)或反饋。

校準(zhǔn)功能可以包含提示用戶施加輕壓力、中壓力和高壓力。然后控制器可以得到適當(dāng)?shù)拈撝?在下面描述的圖6中的步驟64、66、68中使用的值16、17、28、29、31)，以便將設(shè)備的操作適配于用戶的特定特性。

用于測量電容變化的各種方法是可能的。

一種簡單的方法是通過串聯(lián)電阻器向電容注入明確限定的電流。電壓增加由以下方程限定。由于這些方程中的除一個參數(shù)以外的所有參數(shù)都是常數(shù)，將電容充電到參考電壓(Vref)的時間與電容值(C)線性相關(guān)。

Vsup是電源電壓，Vref是電容器充電至的參考電壓，并且C是電容。VC(t)是作為時間的函數(shù)的電容器電壓，并且R是串聯(lián)電阻。

圖4示出了電容C、電阻器R和電源電壓Vsup。

控制器20包括用于定時控制的計數(shù)器21(基于控制器的時鐘在軟件中實現(xiàn))。控制器控制與電容并聯(lián)的放電開關(guān)30，并且控制用于驅(qū)動電機22的開關(guān)32。

控制器可以例如每10ms將電容放電。隨后開始經(jīng)由串聯(lián)電阻器對電容進行充電，并且控制器監(jiān)控經(jīng)過的時間。當(dāng)電容器電壓VC(t)達到參考電壓Vref時，經(jīng)過的時間被讀出并用于計算用于驅(qū)動電機的占空比。

圖5是說明傳感器的操作的時序圖。頂部曲線(VC)示出了電容器的充電曲線。底部曲線(M)示出電機驅(qū)動信號，并且中間曲線(Clk)示出用作定時計數(shù)器的控制器時鐘信號。定時計數(shù)器具有3.2kHz的頻率，使得在每10ms時段中有32個時鐘周期。

如果施加很小的壓力，電容值將相對低，因此充電到參考電壓Vref所花費的時間相對短。這由圖5中的前兩個充電曲線指示，在時間點A和B之間以及在時間點C和D之間。

在時間點A和C，電容器放電為充電周期做好準(zhǔn)備。在時間點B和D，讀出控制器的時鐘計數(shù)器作為對經(jīng)過時間的測量。

如底部曲線所示，相對低的壓力產(chǎn)生50％的占空比。

在時間點E施加更多的壓力，使得電容值增加，并且充電到Vref所花費的時間增加。電容器放電和計時計數(shù)以相同的方式起作用。然后占空比變?yōu)榻咏?00％(高壓力)。為了在所有條件下具有平滑運行的電機，頻率例如固定在100Hz，從而給出電機控制信號的10ms周期。

控制器操作各種處理。

第一處理是以3.2kHz時鐘速率運行的從0到31的計數(shù)。這可以實現(xiàn)為5位計數(shù)器。計數(shù)器被初始化以保持時鐘的計數(shù)周期。在充電開始時，計數(shù)器被重置并開始監(jiān)控VC達到Vref所需的時間?；谠谶_到Vref時的計數(shù)器值，期望的占空比被計算并且用于驅(qū)動電機。

第二處理是當(dāng)電壓達到感測電壓時對時鐘計數(shù)器值的分析。該處理如圖6所示。

在VC達到Vref時，將時鐘計數(shù)器值與閾值集合進行比較。

該處理在步驟60開始，然后在步驟62等待VC達到Vref。

然后將計數(shù)器值與閾值進行比較。

如果時鐘計數(shù)器低于16(指示非常低的施加壓力)，則步驟64的比較設(shè)置電機關(guān)閉。

如果時鐘計數(shù)器在16和28之間(指示中等的施加壓力)，則步驟66的比較將電機設(shè)置為以50％占空比關(guān)閉。

如果時鐘計數(shù)器在29和31之間(指示最大的施加壓力)，則步驟68的比較將電機設(shè)置為以100％占空比關(guān)閉。

因此，電機(DC)的占空比采用取決于計數(shù)值的以下值：

Count＜16→DC＝0%，

Count＝22±6→DC＝50%，

Count＝30±1→DC＝100%

在步驟70中，當(dāng)計數(shù)達到31時，確定周期是否完成。如果完成，則存在放電步驟72，否則在步驟74中繼續(xù)進行充電。

在圖6中，僅給出了三個不同的占空比：0％，50％和100％。然而，這可以容易地增加到任何其他數(shù)字。如果需要更多的水平，則可以增加時鐘頻率。

如上所述，在閾值測試步驟64、66、68中使用的值可以基于初始化序列或者作為用戶可以通過用戶接口輸入到控制器的參數(shù)，由用戶來調(diào)整。

以這種方式，設(shè)備對接觸表面積和/或壓力實施用戶定義的校準(zhǔn)。

實現(xiàn)該校準(zhǔn)的一種方式是設(shè)備具有用戶校準(zhǔn)模式。在該模式期間，設(shè)備可以請求要施加到手柄的非常輕的施加壓力或小的接觸面積，然后以與上述相同的方式來測量電容。對于傳感器陣列(如下所述)，其還可以獨立于所施加的壓力來確定面積。然后，設(shè)備可以請求最大施加的壓力或接觸面積，并且以與上述相同的方式再次測量電容，并且再次它可以獨立地確定接觸面積。從這兩個極值，可以設(shè)置兩個閾值，或者可以推斷三個或更多個閾值。因此，代之，用戶校準(zhǔn)模式可以請求要施加的多于兩個的用戶輸入壓力或接觸面積。

在下面的討論中，當(dāng)涉及壓力時，相同的概念適用于使用接觸面積作為控制參數(shù)。

在用戶校準(zhǔn)期間單個輸入可以是足夠的，單個輸入限定了用戶想要應(yīng)用的最大壓力，然后可以設(shè)置在固定的最小壓力和由用戶輸入的最大壓力之間的閾值。代替固定的，最小壓力水平可以假定為由用戶輸入的最大壓力的一部分(例如該壓力的一半)。

在該用戶校準(zhǔn)模式期間，設(shè)備可以提供食品處理件的操作，使得在決定什么壓力水平應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于該行為時，用戶對設(shè)備行為的方式具有良好的感覺。備選地，可以在電機未運行的情況下執(zhí)行用戶校準(zhǔn)。

可以輸入多個用戶配置文件，使得多人之間共享的設(shè)備可以針對那些不同的用戶單獨地配置。然后例如，用戶可以例如使用一組輸入按鈕來輸入他們是哪個用戶，每個輸入按鈕對應(yīng)于不同的設(shè)備配置。

圖7示出了用于控制電機的處理。該處理在步驟80開始。步驟82確定占空比設(shè)置是否為值50％。如果是，當(dāng)在步驟84中確定的計數(shù)器達到15時，在步驟85中啟動電機。

步驟86確定占空比設(shè)置是否為值100％。如果是，則當(dāng)在步驟88中確定的計數(shù)器達到1時，在步驟85中啟動電動機。

電機繼續(xù)運行，直到由隨后的停止命令停止。具體地，步驟90確定計數(shù)器何時達到31，并且然后在步驟91中停止電機。因此，甚至100％占空比設(shè)置具有一個時鐘周期的持續(xù)時間的零脈沖，以給出100Hz的信號。

傳感器可以被設(shè)計成提供附加的安全益處，特別是在使用大面積傳感器的情況下。

大面積傳感器可以具有10cm²至30cm²的面積。

如上所述，表面?zhèn)鞲衅髂軌驕y量接觸面積并且可選地還測量壓力。對于表面?zhèn)鞲衅鞔嬖诟鞣N可能的設(shè)計，使得其可以僅測量面積，或者其可以獨立地測量面積和壓力。

第一設(shè)計可以僅檢測接觸面積。為此，可以在所關(guān)注的區(qū)域上提供壓力傳感器陣列。每個壓力傳感器可以產(chǎn)生簡單的二進制輸出，使得每個單獨的壓力傳感器用作接觸傳感器。其它只接觸傳感器可以用于此目的，并且這些也可以是電容傳感器。檢測接觸的傳感器的數(shù)量可以用于確定接觸面積。不同的區(qū)域(以及這些區(qū)域的位置)然后可以與不同的速度設(shè)置相關(guān)。例如，在手指印(finger pad)和手掌區(qū)域處可以存在感測區(qū)域，從而檢測接觸傳感器的手指的數(shù)量。然后可以使用閾值水平來忽略低于閾值大小的手掌和/或手指，以防止兒童的操作。接觸的手指區(qū)域的數(shù)量然后可以提供速度控制，而總體區(qū)域或手掌區(qū)域可以提供閾值以防止小孩子的操作。

第二種設(shè)計可以檢測接觸面積和壓力。為此，可以在所關(guān)注的區(qū)域上提供壓力傳感器陣列。每個壓力傳感器可以產(chǎn)生多水平壓力輸出，使得每個單獨的壓力傳感器既用作接觸傳感器(即如果檢測到任何壓力)又用作壓力傳感器。再次，可以使用檢測到任何接觸的壓力傳感器的數(shù)量來確定接觸面積。壓力水平信息還可以用于確定局部壓力水平和施加的總壓力。然后不同的壓力水平可以與不同的速度設(shè)置相關(guān)，同時附加地并入其可以基于面積和可選地還基于壓力的閾值。例如，除了然后實質(zhì)上基于壓力的控制之外，還可以感測手掌大小以提供有效的安全特征。以這種方式，設(shè)備可以組合有效的安全特征以及直觀的控制。在該示例中，表面?zhèn)鞲衅髂軌颡毩⒌貦z測接觸面積和壓力。

注意的是，電容傳感器可以用作接觸面積傳感器，即使其包括單個傳感器區(qū)域。特別地，如果響應(yīng)于所施加的接觸或壓力實質(zhì)上存在局部介電常數(shù)的二進制的變化，并且因此存在局部電容的二進制的變化，則小接觸面積將導(dǎo)致與大區(qū)域接觸面積相比更小的電容變化(不考慮施加的壓力)。

使用面積作為安全閾值還使得能夠?qū)崿F(xiàn)安全特征，因為在設(shè)備掉落情況下的錯誤激活不太可能，以及由兒童進行激活更困難。

如果傳感器不僅響應(yīng)于接觸面積，而且還響應(yīng)于施加的壓力，則可以設(shè)置閾值，這通過施加的面積和力的組合來實現(xiàn)。

可以使用其他傳感器來檢測接觸面積以及可選地還檢測壓力。控制器還可以濾除人不能產(chǎn)生的短峰。

通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計形狀和設(shè)置閾值，傳感器可以被制造為特別適合于老年人或殘疾人。

圖8以示意形式示出了可以如何使用傳感器陣列，傳感器陣列包括獨立的傳感器元件的陣列。該示例中的傳感器陣列包括限定獨立電容壓力傳感器的陣列的第一和第二電極陣列92、93。電極信號被路由到控制器94。如上所述，壓力傳感器可以僅用作接觸傳感器，使得激活的傳感器的數(shù)量與接觸面積相關(guān)，或者每個傳感器還可以提供壓力指示，使得表面?zhèn)鞲衅魅缓髮崿F(xiàn)更多地涉及面積和壓力信息兩者的處理。

傳感器可用于實現(xiàn)附加功能。例如，可以識別一系列壓力應(yīng)用或接觸到一系列感測區(qū)域的應(yīng)用，例如，如果傳感器被按壓兩次，則提供巡航功能。

傳感器可以與包括觸覺反饋的系統(tǒng)組合。

在生產(chǎn)期間，傳感器可以粘合在器具上，只需要用于到驅(qū)動器電子器件的電連接的饋通。為此目的，到傳感器的觸點可以設(shè)置在傳感器的與提供用戶輸入的區(qū)域相對的面上。

上述示例是基于檢測電容變化的傳感器，但是另一阻抗值可以由表面?zhèn)鞲衅髡{(diào)制和讀出。在上述示例中，通過脈沖寬度調(diào)制來控制電機，但是可以使用其他電機控制，例如作為感測值的函數(shù)改變電源電壓。

系統(tǒng)使用控制器。可用于控制器的部件包括但不限于常規(guī)微處理器、專用集成電路(ASIC)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。

在各種實施方式中，處理器或控制器可以與一個或多個存儲介質(zhì)相關(guān)聯(lián)，諸如易失性和非易失性計算機存儲器，諸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM。存儲介質(zhì)可以編碼有一個或多個程序，當(dāng)在一個或多個處理器和/或控制器上執(zhí)行時，一個或多個程序執(zhí)行所需功能。各種存儲介質(zhì)可以固定在處理器或控制器內(nèi)，或者可以是便攜式的，使得存儲在其上的一個或多個程序可以被加載到處理器或控制器中。

通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐要求保護的本發(fā)明時，可以理解和實現(xiàn)所公開的實施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的簡單事實，并不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制范圍。