DE10310588B3

DE10310588B3 - Haptic device for production or representation of visual information in haptic form, comprises a housing with at least two walls arranged to contain thin chamber of electro-rheological fluid that is displaced by a piston

Info

Publication number: DE10310588B3
Application number: DE2003110588
Authority: DE
Inventors: Holger Dr. Böse; Mario Dipl.-Chem. Baumann; Herbert Dr. Freimuth; Dagmar Dr. Klein
Original assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-03-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur tastbaren Darstellung von Informationen, einen Array derartiger Vorrichtungen als haptischen Aktorarray sowie Verwendungen derartiger Vorrichtungen und Anordnungen. DOLLAR A Derartige Vorrichtungen werden zur Erzeugung und Darstellung haptischer Informationen, wie beispielsweise der Konsistenz von Objekten, zur Darstellung von visuellen Informationen, wie beispielsweise Schriftzeichen, computersimulierte Objekte, Sensorsignale oder Bilder in haptischer Form, zur Simulation von viskosen, elastischen und/oder viskoseelastischen Materialeigenschaften eines Objektes insbesondere für Trainings- und Forschungszwecke benötigt.The present invention relates to a device for the tactile display of information, an array of such devices as a haptic actuator array, and uses of such devices and arrangements. DOLLAR A Devices of this type are used to generate and display haptic information, such as the consistency of objects, to display visual information, such as characters, computer-simulated objects, sensor signals or images in haptic form, to simulate viscous, elastic and / or viscose-elastic material properties of an object, especially for training and research purposes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur tastbaren Darstellung von Informationen, ein Array derartiger Vorrichtungen als haptisches Aktorarray sowie Verwendungen derartiger Vorrichtungen und Anordnungen.The present invention relates to a device for the tactile display of information Array of such devices as a haptic actuator array and uses such devices and arrangements.

Derartige Vorrichtungen werden zur Erzeugung und Darstellung haptischer Informationen, wie beispielsweise der Konsistenz von Objekten, zur Darstellung von visuellen Informationen, wie beispielsweise Schriftzeichen, computersimulierte Objekte, Sensorsignale oder Bilder in haptischer Form, zur Simulation von viskosen, elastischen und/oder viskoelastischen Materialeigenschaften eines Objektes insbesondere für Trainings- und Forschungszwecke benötigt.Such devices are used for Creation and display of haptic information, such as the consistency of objects, to display visual information, such as characters, computer-simulated objects, sensor signals or pictures in haptic form, for the simulation of viscous, elastic and / or viscoelastic material properties of an object in particular for training and research purposes needed.

Nach dem Stand der Technik kommen im Wesentlichen Verfahren, die auf elektromagnetischen Mechanismen oder Piezoaktoren beruhen, zum Einsatz. Weiterhin sind Verfahren mit elektrorheologischen Flüssigkeits-Aktuatoren, die sich durch einfaches Einstellen der Kräfte, aber geringen Hub kennzeichnen lassen, bekannt. Zum Beispiel werden Aktoren mit zylindrischem oder planarem Design verwendet, um Eigenschaften von elektrorheologischen Flüssigkeiten zu nutzen. Die EP 0 488 187 A1 zeigt beispielsweise ein Gerät zur tastbaren Darstellung von Schriftzeichen und graphischen Informationen für Blinde, bei dem ein von einer Membran abgedecktes Volumen vorgesehen wird, das mit einer elektroviskosen Flüssigkeit gefüllt ist. Durch Einfügen von Elektroden ist der Kanal als Ventil für die elektroviskose Flüssigkeit ausgebildet. Die haptische Information wird nun über die Verformung der Membran durch den einstellbaren Flüssigkeitsdruck dargestellt.According to the prior art, methods based on electromagnetic mechanisms or piezo actuators are essentially used. Furthermore, methods with electrorheological fluid actuators, which can be identified by simply setting the forces but with a small stroke, are known. For example, actuators with a cylindrical or planar design are used to take advantage of the properties of electrorheological fluids. The EP 0 488 187 A1 shows for example a device for the tactile display of characters and graphic information for the blind, in which a volume covered by a membrane is provided, which is filled with an electroviscous liquid. By inserting electrodes, the channel is designed as a valve for the electroviscous liquid. The haptic information is now displayed on the deformation of the membrane by the adjustable liquid pressure.

Auch die US 5 496 174 zeigt einen haptischen Aktor, bei dem eine elektrorheologische Flüssigkeit im Kompressionsmodus betrieben wird. Über eine Membran kann die Viskosität und damit der Druck in der elektrorheologischen Flüssigkeit taktil erfasst werden.Also the US 5,496,174 shows a haptic actuator in which an electrorheological fluid is operated in compression mode. The viscosity and thus the pressure in the electrorheological fluid can be tactilely recorded via a membrane.

Auch die GB 2 265 746 A zeigt ein taktiles Anzeigeelement in Form eines Arrays, bei dem über eine Membran der Zustand einer darunter angeordneten elektrorheologischen Flüssigkeit erfasst und erspürt werden kann.Also the GB 2 265 746 A shows a tactile display element in the form of an array, in which the state of an electrorheological fluid arranged below it can be detected and felt via a membrane.

Aus dem Stand der Technik ist auch eine Vorrichtung zur Sichtbarmachung von in Datenform vorliegenden Körpern und/oder Formen sowie zur Darstellung von Körpern und/oder Formen in Datenform bekannt ( DE 198 10 125 A1 ). Bei dieser Vorrichtung sind in einem Feld eine Vielzahl von Nadeln parallel zueinander gelagert und verfahrbar. Parallel und benachbart zum Feld sitzen den Nadeln zugeordnete Aktuatoren, die mit den Daten entsprechenden Signalen beaufschlagt sind und die Nadeln entsprechend den Daten relativ zueinander einstellen.A device for visualizing bodies and / or shapes present in data form and for displaying bodies and / or shapes in data form is also known from the prior art ( DE 198 10 125 A1 ). In this device, a plurality of needles are stored in parallel in a field and can be moved. Actuators assigned to the needles are located parallel and adjacent to the field, which are acted upon by signals corresponding to the data and adjust the needles relative to each other according to the data.

Bekannt ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensional verformten Bauteilen ( DE 198 10 478 A1 ). Diese beschäftigt sich mit Plexiglasscheiben, welche entsprechend einer gewünschten Kontur eines Designmodells von Kraftfahrzeugen geformt werden. Hierzu wird eine Matrize verwendet, die aus einem Grundgestell mit darauf befindlichen, einstellbaren Stempeln besteht. Die Stempel werden in ihrer Höhenlage entsprechend der Kontur eingestellt.A device for producing three-dimensionally deformed components is also known ( DE 198 10 478 A1 ). This deals with plexiglass panes, which are shaped according to a desired contour of a design model of motor vehicles. For this purpose, a die is used, which consists of a base frame with adjustable stamps on it. The height of the stamps is adjusted according to the contour.

Die im Stand der Technik vorhandenen Verfahren und Aktorarrays besitzen im Falle der elektromagentischen Mechanismen sehr große Abmessungen und eine geringe Auflösung, während im Falle der Verwendung von elektrorheologischen Fluiden gewöhnlich nur zwischen zwei Zuständen – An/Aus bzw. 1/0 – unterschieden wird. Eine stufenlose Einteilung erfolgt dabei nicht.The existing in the prior art Methods and actuator arrays have in the case of electromagnetic tables Mechanisms very large Dimensions and low resolution while in use of electrorheological fluids usually only between two states - on / off or 1/0 - distinguished becomes. There is no continuous division.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass in den Aktorvarianten, die auf modular aufzubauenden mit elektrorheologischer Flüssigkeit gefüllten Einzelzellen beruhen, die Ortsauflösung gering ist. Demgegenüber vermitteln elektromagnetische Systeme mit Kraftrückkopplung, die die taktile Information über Stifte übertragen, nicht den Eindruck einer durchgehenden/geschlossenen Oberfläche, d. h. die Darstellung ist nicht realistisch genug. Weiterhin ist nachteilig, dass die bislang verwendeten Systeme, die auf pneumatischen oder hydraulischen Verfahren beruhen, eine sehr hohe Leistung (200–300 W) verbrauchen. Dies hat die elektrische Schaltung eines größeren Arrays verhindert.In summary, it can be said that in the actuator variants that are based on modules with electrorheological liquid filled Single cells are based, the spatial resolution is low. Convey against electromagnetic systems with force feedback that the tactile information about Transfer pins, not the impression of a continuous / closed surface, d. H. the representation is not realistic enough. Another disadvantage is that the systems used so far that are based on pneumatic or based on hydraulic processes, very high output (200–300 W) consume. This has the electrical circuitry of a larger array prevented.

Sämtliche bisherigen Verfahren unter Verwendung von elektrorheologischen Flüssigkeiten verwenden diese im Kompressionsmodus oder Fließmodus.All use previous methods using electrorheological fluids these in compression mode or flow mode.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bzw. eine Anordnung von Vorrichtungen sowie Verwendungen derartiger Vorrichtungen und Anordnungen zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Ortsauflösung, eine stufenlose Darstellung taktiler Informationen, einen großen Hub bei geringen Herstellungs- und Betriebskosten ermöglichen sollen.It is an object of the present invention Device or an arrangement of devices and uses such devices and arrangements available places that have a high spatial resolution, a continuous display of tactile information, a large stroke should allow for low manufacturing and operating costs.

Diese Aufgabe wird durch die Anordnung nach Anspruch 1 sowie ihre Verwendung nach Anspruch 24 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Anordnung werden in den jewei ligen abhängigen Ansprüchen gegeben. Erfindungsgemäß wird ein flacher Stempel zwischen zwei Wandungen vorgesehen, wobei die Wandungen zumindest auf einer Seite, vorteilhafterweise jedoch auf beiden Seiten des Stempels eine großflächige Elektrode tragen. Da der Abstand der Wandungen nur gering ist, ist es auf diese Weise möglich, auf ein kleines Volumen von elektrorheologischer Flüssigkeit, die den Stempel umgibt und sich zwischen den Wandungen befindet, eine hohe elektrische Feldstärke aufzubringen. Dadurch ist es möglich, die Viskosität (bzw. Schubspannung) der elektrorheologischen Flüssigkeit in starkem Maße zu verändern. Zwischen dem Stempel, der lamellenartig ausgeführt sein kann, und grundsätzlich als flacher, schmaler Stempel ausgeführt wird und den Elektroden befindet sich vorteilhafterweise nur eine geringe Menge elektrorheologischer Flüssigkeit. Diese wird nunmehr grundsätzlich nicht mehr im wesentlichen bezüglich ihres elektrisch zu verändernden Kompressions- oder Fließverhaltens sondern vor allem bezügliche ihres elektrisch zu verändernden Scherverhaltens verwendet. Denn die elektrorheologische Flüssigkeit wird zwischen den Wandungen und dem Stempel geschert, wobei die Scherkräfte von dem angelegten elektrischen Feld abhängen. Die beim Drücken auf den Stempel, beispielsweise mit einem Finger, erzeugte Flüssigkeitsverdrängung kann die Kraftwirkung vorteilhaft unterstützen.This object is achieved by the arrangement according to claim 1 and its use according to claim 24. Advantageous developments of the device according to the invention and the arrangement according to the invention are given in the respective dependent claims. According to the invention, a flat stamp is provided between two walls, the walls carrying a large-area electrode on at least one side, but advantageously on both sides of the stamp. Since the distance between the walls is only small, it is possible in this way to a small volume of electrorheological fluid that surrounds the stamp and is located between the walls to apply a high electric field strength. This makes it possible to change the viscosity (or shear stress) of the electrorheological fluid to a large extent. There is advantageously only a small amount of electrorheological fluid between the stamp, which can be in the form of a lamella, and is basically designed as a flat, narrow stamp and the electrodes. In principle, this is now no longer used essentially with regard to its compression or flow behavior to be changed electrically, but above all with regard to its shear behavior to be changed electrically. This is because the electrorheological fluid is sheared between the walls and the stamp, the shear forces depending on the applied electric field. The liquid displacement generated when pressing the stamp, for example with a finger, can advantageously support the force effect.

Durch die lamellenartige Anordnung wird für ein Array, das aus einer Vielzahl derartiger neben- und hintereinander angeordneter Stempel besteht, eine sehr hohe Ortsauflösung erzielt. Durch die lamellenartige Form ist nämlich der im taktilen Array auftretende Querschnitt des Stempels sehr gering bei zugleich sehr großer Zellentiefe und -breite, so dass insbesondere die Elektroden großflächig ausgebildet werden können.Due to the lamellar arrangement will for a Array that consists of a multitude of such side by side and one behind the other arranged stamp exists, achieved a very high spatial resolution. Because of the lamellar shape, the one that occurs in the tactile array is Cross section of the stamp very small with a very large cell depth and width, so that in particular the electrodes are formed over a large area can be.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass sich ein haptisches Aktorarray modular aus verschiedenen Einzelteilen zusammensetzen lässt. Hierzu gehört dann u. a. ein Gehäuse, das in seiner Größe an die Abmessung des gewünschten Tastfeldes angepasst ist, sowie Kunststoffteile, die durch Aneinanderlegen oder direkte Verbindung als Wandungen eine Kanalstruktur aufbauen. Zuletzt sind Stempel erforderlich, die eine geringe Materialstärke (geringe Breite) besitzen, jedoch in Länge und Höhe mehrere mm bis cm groß sein können. Derartige Lamellenstempel benötigen bei großer Oberfläche lediglich einen geringen Querschnitt auf der Oberseite. Die taktilen Reize können dem Anwender mittels eines großformatigeren und beliebig geformten Stempelkopfes vermittelt werden.It is also advantageous that a modular haptic actuator array made up of various individual parts put together. Which also includes then u. a. a housing, that in size to the Dimension of the desired Touchpad is adapted, as well as plastic parts that put together or direct connection as walls to build a channel structure. Finally, stamps are required that have a low material thickness (low Width), but in length and height be several mm to cm can. Such slat stamps need at greater surface only a small cross section on the top. The tactile Charms can Users with a larger format and arbitrarily shaped stamp head can be conveyed.

Die Kunststoff-Wandungen dienen zur Aufnahme der Elektroden, sie bilden die Kanalstruktur, in der sich die elektrorheologische Flüssigkeit befindet und außerdem die Führung der Stempel im Kanal.The plastic walls are used for Recording the electrodes, they form the channel structure in which the electrorheological fluid located and also the leadership the stamp in the channel.

Die Übertragung der haptischen Informationen erfolgt mittels einer Konsistenzveränderung, d. h. Viskositätsveränderung der elektrorheologischen Flüssigkeit. Die Viskosität dieses Materials ist dabei durch eine elektrische Spannung steuerbar, wobei eine steigende Spannung, bzw. ein steigendes elektrisches Feld, eine Erhöhung der Viskosität der elektrorheologischen Flüssigkeit bewirkt. Wird für jede Einzelzelle, d. h. für jeden einzelnen Stempel eine eigene Steuerungseinheit vorgesehen, so können Bereiche unterschiedlicher Festigkeit auf der Tastoberfläche spürbar gemacht werden.The transfer of haptic information takes place by means of a change in consistency, d. H. viscosity change the electrorheological fluid. The viscosity this material can be controlled by an electrical voltage, where an increasing voltage, or an increasing electrical Field, an increase the viscosity the electrorheological fluid causes. Is for every single cell, d. H. For each individual stamp has its own control unit, so can Areas of varying strength made tangible on the tactile surface become.

Um Informationen darzustellen, kann ein derartiges Aktorarray Sensoren, wie beispielsweise für Ultraschallelastographie, Kernspin- oder Computertomographie und dergleichen nachgeschaltet sein, so dass die zu untersuchenden Eigenschaften an den Originalobjekten aufgezeichnet und in geeigneter Datenform an die Steuerungseinheit gegeben und von dieser am Aktorarray als haptische Information dargestellt werden.To represent information can such an actuator array sensors, such as for ultrasound elastography, MRI or computer tomography and the like connected downstream be so that the properties to be examined on the original objects recorded and in suitable data form to the control unit given and represented by this on the actuator array as haptic information become.

Die Ausführung mit einem lamellenartigen Stempel oder der lamellenartigen Anordnung von Elektrodenkanälen maximiert den Effekt der elektrorheologischen Flüssigkeit auch bei kleinen Spannungen, weil die Fläche des Stempels durch die Lamellenform maximiert wird. Dies ist entscheidend, weil der elektrorheologische Flüssigkeits-Effekt nicht nur von der Spannung, sondern auch von der Elektrodenfläche und dem Abstand der Elektroden, zwischen denen sich der Stempel bewegt, abhängt. Durch diese Zellenanordnung können auch große Härten dargestellt bzw. übertragen werden. Die Ausführung als Stempelaktor ermöglicht die Realisierung eines relativ großen Hubs und eine hohe Ortsauflösung.The design with a lamellar stamp or the lamellar arrangement of electrode channels is maximized the effect of the electrorheological fluid even at low voltages, because the area of the stamp is maximized by the lamella shape. This is crucial because of the electrorheological fluid effect not only from the voltage, but also from the electrode surface and the distance between the electrodes between which the stamp moves, depends. By this cell arrangement can also shown great hardships or transferred become. Execution enabled as a stamp actuator the realization of a relatively large hub and a high spatial resolution.

In Kombination mit einer abschließenden Membran auf der Oberfläche des Aktorarrays kann eine durchgehende realistische Oberfläche erzeugt werden. Das gesamt Aktorsystem ist modular aus Halbzellen aufgebaut, was die spätere Produktion vereinfacht. Zum einen kann das System aus vielen gleichen Bauteilen zusammengesetzt und in seiner Tastfläche den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Weiterhin ist es möglich auf einem Kunststoffteil mehrere Kanalhalbzellen zu integrieren, was die Herstellungskosten im Bereich Material, Zeitaufwand, Assembly usw. deutlich senkt und einen produktionstechnischen Vorteil im Vergleich zu aufwendig aufzubauenden mechanischen Systemen darstellt.In combination with a closing membrane on the surface A continuous realistic surface can be created for the actuator array. The entire actuator system is built modularly from half cells what the later Production simplified. First, the system can be made up of many of the same Components assembled and in their tactile area the respective requirements be adjusted. It is also possible on a plastic part integrate multiple channel half-cells, reducing manufacturing costs in the area of material, time, assembly, etc. significantly reduced and a technical advantage compared to complex ones mechanical systems.

Die Wirkungsweise beruht überwiegend auf der Beanspruchung der elektrorheologischen Flüssigkeit im Schermodus, was die Elektrodenanordnung vereinfacht. Daher ist der Gesamtaufbau verkleinerbar, was zu einer verbesserten Ortsauflösung führt. Durch die Wahl des Lamellenstempels, der deutlich flacher (dünner) als breit bzw. hoch ist, kann die Scherwirkung ohne starke Verdrängung der elektrorheologischen Flüssigkeit genutzt werden. Durch einen derart hohen Stempel ist insbesondere ein großer Hub möglich.The mode of action is predominantly based on the stress of the electrorheological fluid in shear mode, which simplifies the electrode arrangement. thats why the overall structure can be reduced in size, which leads to an improved spatial resolution. By the choice of the lamella stamp, which is significantly flatter (thinner) than is wide or high, the shear effect can not be suppressed electrorheological fluid be used. With such a high stamp is particularly a large Stroke possible.

Die Aktoreinheit ist stufenlos einstellbar, so dass nicht nur die Information an/aus vermittelt wird, sondern der gesamte Festigkeitsbereich von weich bis hart darstellbar ist.The actuator unit is infinitely adjustable, so that not only the information is conveyed to / from, but the entire strength range from soft to hard can be represented.

Das Aktorsystem kann außerdem auf einer beweglichen Oberfläche befestigt sein, die eine Kraftrückkopplung ausübt, die durch eine geeignete Vorrichtung, z.B. mit Elektromotoren oder mit elektro- oder magnetrheologischen Materialien, erzeugt wird. Auf diese Weise werden zusätzlich zu den ortsaufgelösten Kräften des Aktorsystems noch makroskopische (kinästhetische) Kräfte auf die Hand des Benutzers ausgeübt. Der Aufbau der Aktoreinheit ist modular ausgeführt, so dass eine flexible Gestaltung des Arrays möglich ist.The actuator system can also be attached to a movable surface which exerts a force feedback which can be achieved by a suitable device, for example with electric motors or with electric or magnetic rheological materials. In this way, in addition to the spatially resolved forces of the actuator system, macroscopic (kinesthetic) forces are also exerted on the user's hand. The actuator unit has a modular design, so that the array can be designed flexibly.

Die Aktoreinheit kann mit Steuersignalen, die von beliebigen Sensoreinheiten wie beispielsweise Ultraschallelastographie, Kernspin- oder Computertomographie, betrieben werden. Ebenso ist die Darstellung von künstlich erzeugten Signalen wie Schriftzeichen, computersimulierten Objekten usw. möglich.The actuator unit can be operated with control signals, that of any sensor units such as ultrasound elastography, MRI or computed tomography. Likewise the representation of artificial generated signals such as characters, computer-simulated objects etc. possible.

Die Ausführung des Aktors in lamellenartiger Form ermöglicht die Steigerung der Ortsauflösung, weil der Querschnitt der Einzelzellen bei gleichzeitiger Vergrößerung der Höhe verkleinert werden kann. Die Verwendung der elektrorheologischen Flüssigkeit ermöglicht eine stufenlose Darstellung der Konsistenzverteilung einer Objektoberfläche oder auch eines Objektinneren (bei geeigneter Signaleingabe). Die Ausnutzung des Schermodus anstatt des Kompressionsmodus führt zu einer parallelen, senkrechten Elektrodenanordnung, die technisch einfacher umzusetzen ist, was zu einer besseren und kostengünstigeren Herstellung des Aktorarrays führt. Durch die Verwendung einer unabhängigen Sensorquelle, die beliebig große Bereiche eines Objektes beispielsweise im Scan-Modus untersuchen kann und die gesammelten Daten abschnittsweise an den Aktor überträgt, können auf der Aktorfläche auch große Objekte dargestellt werden, selbst wenn die originale Objektgröße die Tastfläche übersteigt.The actuator is designed in a lamella-like shape allows the increase in spatial resolution because the cross section of the individual cells with simultaneous enlargement of the Reduced height can be. The use of the electrorheological fluid allows a continuous representation of the consistency distribution of an object surface or also of an object interior (with suitable signal input). The exploitation the shear mode instead of the compression mode leads to a parallel, vertical Electrode arrangement that is technically easier to implement what to a better and cheaper Manufacture of the actuator array leads. By using an independent Sensor source, any size Examine areas of an object, for example, in scan mode can and transfers the collected data in sections to the actuator the actuator surface even large objects displayed, even if the original object size exceeds the touch area.

Durch das erfindungsgemäße Konstruktionsprinzip wird eine hohe Ortsauflösung erreicht und eine Rückstellung der Stempel in einen vorher festzulegenden Nullzustand ist möglich. Die Verwendung einer elektrorheologischen Flüssigkeit erlaubt die kontinuierliche und feinabgestufte Darstellung der haptischen Information, sowie eine Simulation der viskoselastischen Materialeigenschaften bestimmter Objekte, beispielsweise zu Trainings- oder Forschungszwecken.By the construction principle according to the invention becomes a high spatial resolution reached and a provision stamping in a previously defined zero state is possible. The Using an electrorheological fluid allows continuous and finely graduated representation of the haptic information, as well a simulation of the visco-elastic material properties of certain objects, for example for training or research purposes.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit dem erfindungsgemäßen Aktor bzw. Aktorarray eine Vorrichtung zur tastbaren Darstellung von Informationen ge schaffen wurde, die die Vorteile von elektrorheologischen Flüssigkeiten zur Darstellung haptischer Informationen auf besondere Weise ausnutzt.In summary, it can be said that with the actuator according to the invention or actuator array, a device for the tactile display of information The advantages of electrorheological fluids were created used to display haptic information in a special way.

Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen beschrieben. Es zeigenBelow are some examples devices according to the invention described. Show it

1 die Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung; 1 the supervision of a device according to the invention;

2 zwei verschiedene Schaltungsvarianten in Aufsicht gemäß 1; 2 two different circuit variants according to supervision 1 ;

3 verschiedene Ansichten für Wandungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen; und 3 different views for walls of devices according to the invention; and

4 eine Wandung zur Verwendung in einer Anordnung erfindungsgemäßer Vorrichtungen. 4 a wall for use in an arrangement of devices according to the invention.

In sämtlichen Figuren werden im Folgenden für gleiche und ähnliche Elemente gleiche und ähnliche Bezugszeichen verwendet.In all figures are in Following for same and similar Elements same and similar Reference numerals used.

In 1 ist die Aufsicht einer Vorrichtung 1 dargestellt, die zur Übermittlung einer einzelnen taktilen Information sich eignet. Hierzu sind in einem Gehäuse 2 zwei Wandungen 3a, 3b eingeschlossen, die im Wesentlichen sich in zueinander paralleler Richtung (Breite) erstrecken und einen Raum 9 miteinander einschließen. 1 zeigt dabei einen Querschnitt in der Ebene, die durch die Breite und Dicke aufgespannt wird, wie er sich in Aufsicht auf ein taktiles Element 1 darstellt. Zum Betrachter hin in der Blattebene vorgelagert ist ein Stempelkopf und eine Membran zu denken, die als eigentliches taktiles Element die Informationen an Finger oder Hand eines Benutzers übermittelt.In 1 is the supervision of a device 1 shown, which is suitable for transmitting a single tactile information. For this purpose are in a housing 2 two walls 3a . 3b included, which essentially extend in a direction parallel to one another (width) and a space 9 include with each other. 1 shows a cross section in the plane, which is spanned by the width and thickness, as it is in supervision of a tactile element 1 represents. In front of the viewer in the plane of the page, a stamp head and a membrane are to be thought of, which as the actual tactile element transmit the information to a user's finger or hand.

Die beiden Wandungen 3a und 3b erstrecken sich nun in diesem Querschnitt längs ihrer Breite und weisen zwei nutbildende Einzüge 6a, 6b auf, die eine Aussparung erzeugen, in der ein Stempel 4 gelagert ist. In dieser Aussparung befinden sich weitere Einzüge 7a, 7b, die wiederum eine sich nahezu über die Breite der Wandungen erstreckende Nut bilden. Der Stempel 4 besitzt nun eine Dicke quer zu dieser Breitenausrichtung der Wandungen, die die durch die Einzüge 6a und 6b gebildete erste Nut weitestgehend ausfüllt, jedoch erheblich geringer ist als die Breiten- bzw. Längsausdehnung dieser Nut. Dadurch ergibt sich ein lamellenartiger Stempel, dessen Breite erheblich größer ist als seine Dicke. Jeder der Breitseiten des Stempels liegt eine Elektrode 5a bzw. 5b gegenüber, die in der durch die Einzüge 7a und 7b gebildeten zweiten Nut auf der Wandung selbst angeordnet ist. Oberhalb der Zeichnungsebene ist auf dem Stempel 4 ein Stempelkopf mit beliebiger Form angeordnet, dessen Oberfläche als Tastfläche dient. Dieser Stempelkopf kann seinerseits mit einer Membran abgedeckt sein.The two walls 3a and 3b now extend in this cross section along their width and have two groove-forming indentations 6a . 6b on that create a recess in which a stamp 4 is stored. There are further indentations in this recess 7a . 7b which in turn form a groove which extends almost across the width of the walls. The Stamp 4 now has a thickness transverse to this orientation of the width of the walls through the indents 6a and 6b Filled first groove largely fills, but is considerably less than the width or length of this groove. This results in a lamellar stamp, the width of which is considerably greater than its thickness. There is an electrode on each of the broad sides of the stamp 5a respectively. 5b opposite that in the by the indents 7a and 7b formed second groove is arranged on the wall itself. Above the drawing level is on the stamp 4 a stamp head with any shape arranged, the surface serves as a touch surface. This stamp head can in turn be covered with a membrane.

Die Elektroden 5a und 5b sind nun sehr großflächige Elektroden, zwischen denen sich in der durch die Ausnehmungen 7a und 7b gebildeten Nut lediglich eine geringe Menge elektrorheologische Flüssigkeit befindet.The electrodes 5a and 5b are now very large electrodes, between which are in the through the recesses 7a and 7b formed groove is only a small amount of electrorheological fluid.

Die Wandungen 3a und 3b sowie die Elektroden 5a und 5b weisen senkrecht zur Zeichnungsebene in 1 eine große Ausdehnung (Höhe) auf, die ebenfalls sehr viel größer ist als die Dicke des Stempels 4. Dadurch ergeben sich großflächige Elektroden 5a und 5b.The walls 3a and 3b as well as the electrodes 5a and 5b point perpendicular to the plane of the drawing in 1 a large extent (height), which is also much larger than the thickness of the stamp 4 , This results in large-area electrodes 5a and 5b ,

Durch die geringe Dicke und den geringen Querschnitt des Stempels 4 wird nunmehr beim Drücken des Stempels 4 über die nicht dargestellte Membran eine geringe Menge elektrorheologische Flüssigkeit an der Unterseite des Stempels verdrängt. Die taktile Information beruht im Wesentlichen darauf, dass aufgrund des geringen Abstandes zwischen den Elektroden und dem Stempel die zwischen diesen sich befindende elektrorheologische Flüssigkeit geschert wird und die Änderung der Viskosität bzw. Schubspannung der Flüssigkeit über die Beeinflussung der Scherkräfte letztlich die taktile Information an den Stempel 4 übermittelt. Im Unterschied zu sämtlichen Verfahren aus dem Stand der Technik wird hier also die elektrorheologische Flüssigkeit nicht entscheidend im Kompressionsmodus oder Fließmodus sondern im wesentlichen im Schermodus, eventuell mit Beiträgen des Fließmodus, verwendet.Due to the small thickness and the small cross-section of the stamp 4 is now when you press the stamp 4 Ver a small amount of electrorheological fluid on the underside of the stamp via the membrane, not shown urges. The tactile information is essentially based on the fact that, due to the small distance between the electrodes and the stamp, the electrorheological liquid located between them is sheared and the change in the viscosity or shear stress of the liquid ultimately influences the tactile information on the stamp due to the influence of the shear forces 4 transmitted. In contrast to all the methods from the prior art, the electrorheological fluid is not used decisively in the compression mode or flow mode, but rather essentially in shear mode, possibly with contributions from the flow mode.

Zwischen den beiden Wandungen 3a und 3b verbleibt in Längsrichtung der Wandungen seitlich zum Stempel ein Anschlussbereich 8a, 8b. Dieser Bereich kann abgedichtet werden. Da die elektrorheologische Flüssigkeit sich im Wesentlichen zwischen den Elektroden befindet und dort ihre elektroviskose Wirkung entfaltet, ist eine Abdichtung zwischen den beiden Wandungen 3a und 3b in den Bereichen 8a und 8b vorteilhaft.Between the two walls 3a and 3b In the longitudinal direction of the walls there is a connection area to the side of the stamp 8a . 8b , This area can be sealed. Since the electrorheological fluid is essentially between the electrodes and there develops its electroviscous effect, there is a seal between the two walls 3a and 3b in the fields of 8a and 8b advantageous.

In 1 sind die Wandungen 3a und 3b bereits bezüglich ihres dort dargestellten Querschnitts symmetrisch ausgebildet, so dass bei Verwendung eines in der Blattebene breiteren Gehäuses durch Neben- und Aneinanderreihung vieler derartiger Wandungen und Stempel eine ganze Anordnung von Vorrichtungen als eindimensionales oder zweidimensionales haptisches Aktorarray erzeugt werden kann. Wird ein eindimensionales Array nebeneinander angeordneter Wandungen auch in Richtung der Breite der Wandungen vervielfacht, so entsteht ebenfalls ein zweidimensionaler Aktorarray. Die Wandungen 3a und 3b sowie der Stempel 4 stellen also Module dar, mit denen auf einfachste Art und Weise beliebig große Aktorarrays erstellt werden können. Einzig erforderlich ist eine feste Verankerung der Wandungen beispielsweise entweder an den in Längsrichtung der Wandungen seitlichen Gehäusebereichen oder am Boden des Gehäuses 2.In 1 are the walls 3a and 3b already symmetrical with respect to their cross section shown there, so that when using a housing that is wider in the sheet plane, a whole arrangement of devices can be produced as a one-dimensional or two-dimensional haptic actuator array by lining up and lining up many such walls and stamps. If a one-dimensional array of walls arranged next to one another is also multiplied in the direction of the width of the walls, a two-dimensional actuator array is also created. The walls 3a and 3b as well as the stamp 4 thus represent modules with which actuator arrays of any size can be created in the simplest way. The only requirement is a firm anchoring of the walls, for example, either on the housing areas on the side in the longitudinal direction of the walls or on the bottom of the housing 2 ,

Vorteilhafterweise können am Boden oder oberhalb des Stempels des Gehäuses 2 auch Rückstellvorrichtungen vorgesehen werden, die den Stempel 4 wieder nach oben aus der Blattebene heraus in Richtung der Membran zurückstellen. Auch ist es möglich, eine Rückführung für die elektrorheologische Flüssigkeit außerhalb des Bereiches zwischen den Elektroden vorzusehen, in denen dann ihre Viskosität gering ist. Auf diese Weise wird auch die vom Stempel verdrängte Flüssigkeit wieder dem Raum 9 zugeführt.Can advantageously on the bottom or above the stamp of the housing 2 reset devices are also provided which hold the stamp 4 Place it back upwards out of the leaf plane in the direction of the membrane. It is also possible to provide a return for the electrorheological fluid outside the area between the electrodes, in which its viscosity is then low. In this way, the liquid displaced by the stamp also returns to the room 9 fed.

Ein derartiger Aktor, der auch als Lamellenaktor bezeichnet werden kann, erzeugt also eine Gegenkraft aufgrund der durch das elektrische Feld erhöhten Viskosität der im Raum 9 befindlichen elektrorheologischen Flüssigkeit auf den Stempel 4. 2 zeigt nun in gleicher Schnittansicht wie in 1 verschiedene Schaltungsvarianten für die Elektroden, wobei in 2A der Stempel 4 metallisch ausgeführt bzw. eine metallische oder anderweitig elektrisch leitende Oberfläche aufweist. Die Vorrichtungen 1 in 2 sind also in Ansicht von oben dargestellt, d. h. die Zeichnungsebene steht senkrecht auf der Höhenausdehnung der Wandungen 3a und 3b. Von diesen Wandungen 3a und 3b sowie vom Gehäuse 2 sind lediglich die dem Stempel 4 zugewandten Konturen dargestellt.Such an actuator, which can also be referred to as a lamella actuator, therefore generates a counterforce due to the increased viscosity in the room due to the electric field 9 located electrorheological fluid on the stamp 4 , 2 now shows in the same sectional view as in 1 different circuit variants for the electrodes, whereby in 2A The Stamp 4 metallic or has a metallic or otherwise electrically conductive surface. The devices 1 in 2 are therefore shown in a view from above, ie the plane of the drawing is perpendicular to the height of the walls 3a and 3b , From these walls 3a and 3b as well as from the housing 2 are just the stamp 4 facing contours shown.

In 2A ist nun dargestellt, dass es möglich ist, die Elektroden 5a und 5b auf den Wandungen 3a und 3b als Masse zu kontaktieren und den Stempel seinerseits mit Spannung zu belegen. Dies erfolgt über die elektrischen Zuleitungen von einer Spannungsquelle 10 über die Zuleitungen 11a und 11b von der Masse der Spannungsquelle zu den Elektroden 5a und 5b und über die Zuleitung 11c von der Spannungsquelle 10 zu dem Stempel 4, der nunmehr eine Elektrode 5c bildet. Hierdurch wird der Abstand der beiden Pole der Spannung sehr stark verringert, so dass in dem Raum 9 eine hohe Feldstärke erzeugt werden kann.In 2A is now shown that it is possible to use the electrodes 5a and 5b on the walls 3a and 3b to be contacted as a mass and to provide the stamp with tension. This is done via the electrical leads from a voltage source 10 over the supply lines 11a and 11b from the mass of the voltage source to the electrodes 5a and 5b and via the supply line 11c from the voltage source 10 to the stamp 4 , which is now an electrode 5c forms. As a result, the distance between the two poles of the voltage is very greatly reduced, so that in the room 9 a high field strength can be generated.

In 2B liegt der ebenfalls metallische oder metallisch beschichtete Stempel nicht an einer Spannung sondern die beiden Pole der Spannungsquelle 10 sind über die Leitungen 11a und 11b mit den beiden Elektroden 5a und 5b verbunden. In diesem Falle wird also ein elektrisches Feld erzeugt, das sich zwischen den beiden Elektroden 5a und 5b erstreckt und aufgrund von Influenzladungen auf der Oberfläche des Stempels diesen umgibt.In 2 B If the stamp, which is also metallic or coated with metal, is not due to a voltage but the two poles of the voltage source 10 are over the lines 11a and 11b with the two electrodes 5a and 5b connected. In this case, an electrical field is generated between the two electrodes 5a and 5b extends and surrounds the surface of the stamp due to influence charges.

Diese Kontaktierungsvarianten der 2A und 2B führen zu unterschiedlichen elektrischen Feldstärken, was direkten Einfluss auf das Verhalten der elektrorheologischen Flüssigkeit hat. Durch Anlegen der äußeren elektrischen Spannung wird die Viskosität des elektrorheologischen Flüssigkeit verändert und bei Auflegen des Fingers kann der Anwender durch Herabdrücken des Stempels die verschiedenen Viskositäten in Form von "Hart" bzw. "Weich" unterscheiden. Durch eine stufenlose Einstellung der Spannung ist ein ebenfalls stufenloser Übergang zwischen den haptischen Informationen "Hart" und "Weich" möglich.These contacting variants of 2A and 2 B lead to different electric field strengths, which has a direct influence on the behavior of the electrorheological fluid. By applying the external electrical voltage, the viscosity of the electrorheological fluid is changed and when the finger is placed on the user, the user can differentiate between the different viscosities in the form of "hard" or "soft" by pressing the stamp down. A stepless adjustment of the tension enables a smooth transition between the haptic information "hard" and "soft".

Die Rückstellung der Lamellenstempel ist durch eine Rückstellvorrichtung möglich, die beispielsweise auf einem hydraulischen, elastischen oder magnetischen Mechanismus beruht.The provision of the lamella stamp is by a reset device possible, which, for example, on a hydraulic, elastic or magnetic Mechanism is based.

Die Kanalstruktur kann sowohl mit Rückströmung der elektrorheologischen Flüssigkeit außerhalb des E-Feldes als auch ohne solche Rückführung ausgelegt sein, wodurch im zweiten Fall die darstellbaren Kräfte/Härten erhöht werden können.The channel structure can be used with both Backflow of electrorheological fluid outside of E-field as well designed without such feedback be, whereby the representable forces / hardness are increased in the second case can.

3 zeigt in den Teilbildern A, B und C verschiedene Ansichten als Konstruktionszeichnungen einer Wandung 3a wie in 1 dargestellt. 3A zeigt dabei eine Seitenansicht, wobei sich die Breite der Wandung 3 senkrecht in der Zeichnungsebene, die Höhe quer in der Zeichnungsebene und die Dicke senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckt. In dieser Aufsicht auf eine der einem Stempel zugewandten Seite der Wandung 3a sind die Einzüge 6 und 7 zu erkennen, mit denen eine Drei-Ebenen-Struktur der Wandung erzeugt wird. Die unterste Ebene, die durch den Einzug 7 erzeugt wird, nimmt die Elektrode auf, die beispielsweise durch Metallisierung der Wandung 3 auf diese aufgebracht werden kann. In der zweiten Ebene, die durch den Einzug 6 definiert wird, wird der Lamellenstempel 4 geführt und die oberste dritte Ebene der Wandung 3 bildet die Kontaktfläche 8 zum benachbarten Wandungsbauteil. 3 shows in partial images A, B and C different views as construction drawings of a wall 3a as in 1 shown. 3A shows a side view, the width of the wall 3 perpendicular in the drawing plane, the height transversely in the drawing plane and the thickness perpendicular to the drawing plane. In this Top view of one side of the wall facing a stamp 3a are the indents 6 and 7 to recognize with which a three-level structure of the wall is generated. The lowest level by moving in 7 is generated, receives the electrode, for example, by metallizing the wall 3 can be applied to this. In the second level, by moving in 6 is defined, the slat stamp 4 led and the top third level of the wall 3 forms the contact surface 8 to the adjacent wall component.

3B zeigt einen Querschnitt durch die Wandung 3 in der zur Breite der Wandung 3 und zur Zeichnungsebene in 1 senkrechten Ebene. Hier sind wiederum die Einzüge 6 und 7 dargestellt, die die Drei-Ebenen-Schichtstruktur der Wandung 3 darstellen. 3B shows a cross section through the wall 3 in the width of the wall 3 and to the drawing level in 1 vertical plane. Here are the indents 6 and 7 shown the three-level layer structure of the wall 3 represent.

3C zeigt eine Darstellung der Wandung 3 im Querschnitt so wie in 1. 3C shows a representation of the wall 3 in cross section as in 1 ,

4 zeigt eine Wandung 3 für einen haptischen Aktorarray mit insgesamt vier nebeneinander gelagerten Elektroden 5, 5', 5'', 5'''. Dieses Wandungsmodul stellt eine insgesamt in Längsrichtung vervierfachte Wandungsstruktur wie in 3 dar. Der Array kann nun in beliebiger Weise in Richtung der Breite der Wandungen verlängert werden, indem immer mehrere wandungsmodule 3 aneinandergehängt werden. In Richtung der Dicke der Wandung 3 können dann derartige Modulabfolgen aufeinander gelegt werden, so dass insgesamt ein ein- oder zweidimensionaler Wandungsarray erzeugt wird. Ein eindimensionaler Array wird hergestellt, indem beispielsweise zwei Wandungen 3 (wie in 4 dargestellt) nebeneinander angeordnet werden, die vier Räume für elektrorheologische Flüssigkeit einzuschließen. Werden beispielsweise fünf derartige Wandungen 3 nebeneinander (in Richtung der Dicke der Wandungen) angeordnet, so wird ein Array von 4×4 Räumen für elektrorheologische Flüssigkeit hergestellt. Anschließend können in die verbliebenen Freiräume zwischen den Wandungen in dem Bereich der jeweiligen Einzüge 6a bis 6d und 7a bis 7d usw. Stempel eingefügt bzw. elektrorheologische Flüssigkeit eingefüllt werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, kostengünstig und einfach beliebig dimensionierte einoder zweidimensionale haptische Aktorarrays zu erzeugen. 4 shows a wall 3 for a haptic actuator array with a total of four electrodes placed side by side 5 . 5 ' . 5 '' . 5 ''' , This wall module provides a wall structure quadrupled overall in the longitudinal direction as in FIG 3 The array can now be extended in any direction in the direction of the width of the walls by always having several wall modules 3 be strung together. In the direction of the wall thickness 3 Such module sequences can then be placed on top of one another, so that overall a one- or two-dimensional wall array is generated. A one-dimensional array is made by, for example, two walls 3 (as in 4 shown) can be arranged side by side to include the four rooms for electrorheological fluid. For example, five such walls 3 arranged next to each other (in the direction of the thickness of the walls), an array of 4 × 4 spaces for electrorheological fluid is produced. Then you can move into the remaining spaces between the walls in the area of the respective indents 6a to 6d and 7a to 7d etc. stamp inserted or electrorheological fluid filled. In this way, it is possible to produce one-dimensional or two-dimensional haptic actuator arrays of any size in a cost-effective and simple manner.

Sämtliche Kunststoffbauteile werden dann auf einer Bodenplatte, durch die auch die elektrischen Kontakte geführt werden, positioniert. Im Zusammenbau ergibt sich ein modular aufgebautes, lamellenförmiges Kanalarray, das mit elektrorheologischer Flüssigkeit ge füllt ist und in dem die Stempel geführt werden. Die Übertragung der Tastinformation erfolgt auf der Oberfläche, die durch nicht dargestellte Stempelköpfe gebildet wird wobei die Stempelköpfe unter Umständen mit einer zusätzlichen Membran überzogen sein können, um eine realistische Darstellung des tastbaren Objektes zu erzeugen. Die Form der Stempelköpfe ist dabei weitgehend unabhängig von der Form der Stempel und kann in Abhängigkeit von der Verwendung eines Aktorarrays gewählt werden.All Plastic components are then placed on a base plate through which the electrical contacts are also positioned. in the Assembly results in a modular, lamellar channel array, that with electrorheological fluid ge fills is and in which the stamp is performed become. The transfer the tactile information is carried out on the surface by not shown punch heads is formed with the stamp heads in certain circumstances with an additional Membrane covered could be, to create a realistic representation of the palpable object. The shape of the stamp heads is largely independent of the shape of the stamp and can vary depending on the use of an actuator array become.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch den erfindungsgemäßen Aufbau einer Vorrichtung zur tastbaren Darstellung von Informationen eine kostengünstige, modular erweiterbare Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird, mit der haptische Informationen skalierbar dargestellt werden können.In summary, it can be said that by the structure according to the invention a device for the tactile display of information cost, modular expandable device is provided with which haptic information can be displayed scalable.

Claims

Arrangement for the tactile display of information, with a housing that can be filled or filled with an electrorheological fluid ( 2 . 3 . 3a . 3b ), the arrangement comprising at least one device ( 1 ) has: with at least two walls arranged opposite one another ( 3 . 3a . 3b ), the extension of the walls ( 3 . 3a . 3b ) in the plane of the walls ( 3 . 3a . 3b ) is greater than the distance between the two walls ( 3 . 3a . 3b ) from each other, and the walls ( 3 . 3a . 3b ) together a space that can be filled or filled with the electrorheological fluid ( 9 ) on opposite sides, with one arranged in the room and between the walls ( 3 . 3a . 3b ) feasible stamp ( 4 ), its extension (width, height) in the plane of the walls ( 3 . 3a . 3b ) is larger than its crosswise to the walls ( 3 . 3a . 3b ) measured thickness so that the stamp ( 4 ) is designed as a flat, narrow stamp and with at least one on one of the walls ( 3 . 3a . 3b ) on a stamp ( 4 ) adjacent flat electrode ( 5 ), the information to be displayed using the viscosity or using the electrode ( 5 ) effectable change in the viscosity of the electrorheological fluid can be transmitted.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the stamp ( 4 ) has the shape of a lamella.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the stamp ( 4 ) has a thickness between 0.01 mm and 10 mm, preferably between 0.1 mm and 1 mm.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the stamp ( 4 ) has a width between 0.1 mm and 100 mm, preferably between 1 mm and 20 mm.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the stamp ( 4 ) has a height between 0.5 mm and 500 mm, preferably between 5 mm and 100 mm.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized that the distance of the walls in the area of the stamp between 0.01 mm and 50 mm, preferably between 0.05 mm and 10 mm is.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on both the stamp ( 4 ) adjacent sides of the walls ( 3 . 3a . 3b ) flat electrodes are arranged.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the stamp ( 4 ) has a metallic surface.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes ( 5 ) and / or the stamp ( 4 ) are provided with electrical connections.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on the top of the stamp ( 4 ) an arbitrarily shaped stamp head is arranged.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the walls ( 3 . 3a . 3b ) to one or both sides of the stamp ( 4 ) are widened and / or form-fitting to each other.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the space between the two walls ( 3 . 3a . 3b ) is closed at the top, possibly above a stamp head, with a flexible membrane.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that below or above the stamp ( 4 ) a provision is arranged that the stamp ( 4 ) moved up.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized that the provision done manually and / or a hydraulic, electrical or has magnetic mechanism.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by return flow channels for the electrorheological fluid ( 9 ), which is from below the stamp ( 4 ) above the stamp ( 4 ) and outside the area between the electrodes ( 5 ) or between the electrode ( 5 ) and the stamp ( 4 ) run.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that below the walls ( 3 . 3a . 3b ) a base plate is arranged, which the walls ( 3 . 3a . 3b ) wearing.

Arrangement with at least two devices ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least three walls ( 3 . 3a . 3b ) parallel to each other in the housing ( 2 ) are arranged between two of the walls ( 3 . 3a . 3b ) one with an electrorheological fluid ( 9 ) form fillable or filled space.

Arrangement with at least two devices ( 1 ) according to one of claims 1 to 16, characterized in that in the housing ( 2 ) at least two of the devices ( 1 ) side by side in the direction of the thickness of the walls ( 3 . 3a . 3b ) and / or that at least two of the devices ( 1 ) one after the other in the direction of the width of the walls ( 3 . 3a . 3b ) are arranged adjacent to each other.

Arrangement according to one of the two preceding claims, characterized in that walls ( 3 . 3a . 3b ) at least two devices are integrally formed.

Arrangement according to one of the two preceding claims, characterized in that the walls ( 3 . 3a . 3b ) at least a first indent ( 6 ) which forms a first groove, the width of which is greater than the width of the stamp ( 4 ) and the stamp ( 4 ) at least partially.

Arrangement according to one of claims 17 to 20, characterized in that the walls ( 3 . 3a . 3b ) a second indentation within the first groove ( 7 ) have, which forms a second groove.

Arrangement according to one of claims 17 to 21, characterized in that in the second groove at least one electrode ( 5 ) is arranged.

Arrangement according to one of claims 17 to 22, characterized in that all the walls ( 3 . 3a . 3b ) have the same structure.

Use of a device or arrangement according to one of the preceding claims for generation and / or Presentation of haptic information, presentation of visual Information such as characters, computer-simulated objects, sensor signals or pictures, in haptic form, for the simulation of viscous, elastic, and / or viscoelastic properties or the consistency distribution of a Property, in particular for training and / or research purposes and / or for medical applications.