CN106095100B - 触觉反馈发生系统及其控制方法、应用该系统电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种触觉反馈发生系统。所述触觉反馈发生系统包括具有两个谐振频率的线性电机及与所述线性电机电连接的驱动电路，所述驱动电路具有两个频率成分的输出信号，本发明还提供一种触觉反馈发生系统的控制方法，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括所述触觉反馈发生系统。与相关技术相比，本发明具有灵活机动，能充分发挥具有两个谐振频率的线性电机的特点。

Description

触觉反馈发生系统及其控制方法、应用该系统电子设备

【技术领域】

本发明涉及一种触觉反馈发生系统，尤其涉及一种用于充分发挥具有两个谐振频率的线性电机特点的触觉反馈系统及其控制方法、应用该系统的电子设备。

【背景技术】

驱动电路传递至电机的信号中一般只有一个频率，该种用法适合于当前主流的具有单个谐振频率的线性电机。

为了获得更丰富的振动体验，现有技术提供了一种具有两个谐振频率的线性电机，其相比只具有单个谐振频率的线性电机，能够产生较为丰富的振动体验。但是，现有技术驱动具有两个谐振频率的线性电机时，驱动信号只有一个频率，使得具有两个谐振频率的线性电机的特点无法充分发挥，振动体验效果仍不够丰富。

因此，有必要提供一种新的触觉反馈发生系统及其控制方法解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种灵活机动且能充分发挥具有两个谐振频率的线性电机自身特点的触觉反馈发生系统及其控制方法、应用该系统的电子设备。

本发明的技术方案是：

一种触觉反馈发生系统，包括线性电机及与所述线性电机电连接的驱动电路，所述振动电机具有谐振频率不同的第一振动系统和第二振动系统，所述驱动电路可以产生包含第一频率成分和第二频率成分的的驱动信号，所述第一频率成分驱动所述第一振动系统，所述第二频率成分驱动所述第二振动系统。

优选的，所述触觉反馈发生系统还包括处理器和存储器，所述存储器、所述处理器、所述驱动电路及所述线性电机依次电连接，所述存储器和所述处理器分别包括数量相同且一一对应的指令模块和效果模块。

优选的，所述线性电机包括具收容空间的壳体、和收容于所述壳体内的第一振动系统、第二振动系统、第一振动导向部、第二振动导向部、第三振动导向部及第四振动导向部，所述第一振动系统两端分别通过第一振动导向部及所述第二振动导向部弹性支撑于所述壳体内，所述第二振动系统两端分别通过第三振动导向部及所述第四振动导向部弹性支撑于所述壳体内，且所述第一振动系统与所述第二振动系统相对间隔设置。

优选的，所述第一振动系统包括第一配重块和嵌设于所述第一配重块的永磁体，所述第二振动系统包括第二配重块和嵌设于所述第二配重块的磁力产生部件。

优选的，所述永磁体与所述磁力产生部件的数量至少为一个。

优选的，所述第一振动系统的谐振频率与所述第二振动系统的谐振频率不相同。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括所述触觉反馈发生系统。

本发明还提供一种触觉反馈发生系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，信号源产生、传输信号：

提供信号源、驱动电路，所述信号源与所述驱动电路电连接，所述信号源产生具有两个频率成分的驱动信号，并向所述驱动电路传输所述驱动信号；

步骤S2，驱动电路接收、传输信号：

提供所述线性电机，所述线性电机与所述驱动电路电连接，所述驱动电路接收所述信号源传输的所述驱动信号，所述驱动电路向所述线性电机传输所述驱动信号；

步骤S3，线性电机接收信号、产生振动：

所述线性电机接收所述驱动信号，所述线性电机产生振动。

优选的，步骤S1，信号源产生、传输信号，具体包括如下步骤：

步骤S11，生成指令：

提供所述存储器，所述存储器包括指令模块，所述指令模块生成产生所述驱动信号的指令；

步骤S12，传输指令：

提供处理器，所述存储器、所述处理器与所述驱动电路依次电连接，所述存储器向所述处理器传输所述指令；

步骤S12，接收指令：

所述处理器包括效果模块，所述效果模块可以产生所述驱动信号，所述效果模块接收所述指令；

步骤S13，产生信号：

所述效果模块产生所述驱动信号；

步骤S14：传输信号：

所述处理器向所述驱动电路传输所述驱动信号。

优选的，步骤S3，线性电机接收信号、产生振动，具体包括如下步骤：

步骤S31：振动系统接收信号、产生振动：

所述线性电机包括具有收容空间的壳体、第一振动系统、第二振动系统，所述第一振动系统弹性支撑于所述壳体内，其包括至少一个永磁体，所述第二振动系统弹性支撑于所述壳体内，其包括至少一个磁力产生部件，所述磁力产生部件与所述永磁体相对并间隔设置；

所述磁力产生部件接收包含第一频率成分和第二频率成分的驱动信号，所述磁力产生部件和所述永磁体之间产生电磁作用力，所述磁力产生部件与所述永磁体分别带动所述第二振动系统、第一振动系统振动。所述第一频率成分驱动所述第一振动系统，所述第二频率成分驱动所述第二振动系统

步骤S32：振动叠加：

所述第二振动系统产生的振动效果与所述第一振动系统产生的振动效果叠加。

与相关技术相比，本发明提供的触觉反馈发生系统及其控制方法具有如下有益效果：

所述触觉反馈发生系统及其控制方法可以使所述线性电机的两个振动系统同时产生谐振，例如，所述第一振动系统与所述第二振动系统同时振动，且所述第一振动系统与所述第二振动系统的振动频率为各自的谐振频率，那么将产生一种特殊的振感，即“拍”(beat)，具体到对人的触觉体验而言，将会形成一种粗糙感(Roughness)，从而充分发挥具有两个谐振频率的所述线性电机的自身特点，获得更丰富的振动体验。

【附图说明】

图1为本发明触觉反馈发生系统的原理框图；

图2为本发明触觉反馈发生系统中线性电机的结构示意图；

图3为本发明触觉反馈发生系统的控制方法的工作流程图；

图4为本发明触觉反馈发生系统中驱动电路的一种驱动信号波形图；

图5为本发明触觉反馈发生系统中驱动电路的另一种驱动信号波形图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明触觉反馈发生系统的原理框图。本发明提供了一种触觉反馈发生系统1，其包括存储器11、处理器13、驱动电路15及线性电机17，所述处理器13分别与所述存储器11及所述驱动电路15电连接，所述驱动电路15与所述线性电机17电连接。

所述存储器11包括指令模块(图未示)，所述指令模块生成产生包含有两个频率成分的驱动信号的指令，所述存储器11向所述处理器13传输所述指令。

所述处理器13包括效果模块(图未示)，所述效果模块接收上述指令，并产生包含有两个频率成分的驱动信号，所述处理器13向所述驱动电路15传输所述驱动信号。

所述驱动电路15用于传递包含有两个频率成分的驱动信号，且所述驱动电路15接收所述处理器13发出的所述驱动信号，并将所述驱动信号传输给所述线性电机17，从而使所述线性电机17产生振动，所述线性电机17具有两个谐振频率。

请参阅图2，图2本发明触觉反馈发生系统中线性电机的结构示意图。所述线性电机17包括具有收容空间的壳体171、第一振动系统172、第二振动系统173、第一振动导向部174、第二振动导向部175、第三振动导向部176及第四振动导向部177，特别的，所述第一振动系统172的谐振频率与所述第二振动系统173的谐振频率不相同。

所述第一振动系统172弹性支撑于所述壳体171内，所述第二振动系统173弹性支撑于所述壳体171内，且所述第一振动系统172与所述第二振动系统173相对间隔设置。

具体的，所述第一振动系统172包括永磁体1721与第一配重块1722，所述第二振子173包括磁力产生部件1731与第二配重块1732，所述永磁体1721数量为一个，且嵌设于所述第一配重块1722靠近所述第二配重块1732的一端，所述磁力产生部件1731数量为一个，且嵌设于所述第二配重块1732靠近所述第一配重块1722的一端，且所述磁体1721与所述磁力产生部件1731相对间隔设置。

所述磁力产生部件1731通电后，所述磁力产生部件1731和所述永磁体1721之间产生电磁作用力，且所述永磁体1721和所述磁力产生部件1731受到的力等大反向，所述磁力产生部件1731与所述永磁体1721分别带动所述第二振动系统173、第一振动系统172沿相反方向振动，所述线性电机17的振动效果为第一振动系统172的振动效果与所述第二振动系统173的振动效果的叠加，所述本实施例中，磁力产生部件1731为扁平状线圈。

所述第一配重块1722两端分别连接所述第一振动导向部174及所述第二振动导向部175，且所述第一振动导向部174及所述第二振动导向部175分别与所述壳体171的内壁连接，使所述第一配重块1722通过所述第一振动导向部174及所述第二振动部175悬设于所述壳体171内的收容空间。其中，所述第一振动导向部174由弹簧(未标号)和导杆(未图示)组成，所述弹簧套设于所述导杆上。

同理，所述第二配重块1732两端通过所述第三振动导向部176及所述第四振动部177悬设与所述壳体171内的收容空间，且所述第一配重块1722与所述第二配重块1732相对间隔设置。

所述磁力产生部件1731通电后，所述磁力产生部件1731和所述永磁体1721之间产生电磁作用力，且所述永磁体1721和所述磁力产生部件1731受到的力等大反向。

请参阅图3，图3为本发明触觉反馈发生系统的控制方法的工作流程图。所述触觉反馈发生系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，信号源产生、传输信号：

提供信号源(图未示)、驱动电路15，所述信号源与所述驱动电路15电连接，所述信号源产生具有两个频率成分的驱动信号(图未示)，并向所述驱动电路15传输所述驱动信号；

具体包括如下步骤：

步骤S11，生成指令：

提供所述存储器11，所述存储器11包括指令模块(图未示)，所述指令模块生成包含第一频率成分H1和第二频率成分H2的驱动信号的指令；

步骤S12，传输指令：

提供处理器13，所述存储器11、所述处理器13与所述驱动电路15依次电连接，所述存储器11向所述处理器13传输所述指令；

步骤S12，接收指令：

所述处理器13包括效果模块(图未示)，所述效果模块可以产生包含两个频率成分H1和H2的驱动信号，所述效果模块接收所述指令；

步骤S13，产生信号：

所述效果模块产生包含两个频率成分H1和H2的驱动信号；

步骤S14：传输信号：

所述处理器13向所述驱动电路15传输所述驱动信号。

步骤S2，驱动电路接收、传输信号：

提供所述线性电机17，所述线性电机17与所述驱动电路15电连接，所述驱动电路15接收所述信号源传输的所述驱动信号，所述驱动电路15向所述线性电机17传输所述驱动信号；

步骤S3，线性电机接收信号、产生振动：

所述线性电机17接收所述驱动信号，所述线性电机17产生振动。

具体包括如下步骤：

步骤S31：振动系统接收信号、产生振动：

所述线性电机17包括具有收容空间的壳体171、第一振动系统172、第二振动系统173，所述第一振动系统172弹性支撑于所述壳体171内，其包括至少一个永磁体1721，所述第二振动系统173弹性支撑于所述壳体171内，其包括至少一个磁力产生部件1731，所述磁力产生部件1731与所述永磁体1721相对并间隔设置；

所述磁力产生部件1731接收所述驱动信号，所述磁力产生部件1731和所述永磁体1721之间产生电磁作用力，所述磁力产生部件1731与所述永磁体1721分别带动所述第二振动系统173、第一振动系统172振动；

步骤S32：振动叠加：

所述第二振动系统173产生的振动效果与所述第一振动系统172产生的振动效果叠加。

请参阅图4和图5，图4为本发明触觉反馈发生系统中驱动电路的一种驱动信号波形图，图5为本发明触觉反馈发生系统中驱动电路的另一种驱动信号波形图。

所述触觉反馈发生系统的控制方法中驱动电路的驱动信号H的计算方法如下：

H＝H1+H2；

H1＝A sin(ω1*t+θ1)；

H2＝B sin(ω2*t+θ2)；

其中，H表示所述驱动电路15传输至具有两个谐振频率的线性电机17上的驱动信号，H1表示驱动信号H中一种频率成分，H2表示驱动信号H中另一种频率成分，ω1表示H1的角频率，ω2表示H2的角频率，A表示H1的振幅，B表示H2的振幅。

角频率ω1对应于所述线性电机17的第一个谐振频率，其值与所述第一振动系统172的谐振频率值相等或接近，角频率ω2对应与所述线性电机17的第二个谐振频率，其值与所述第二振动系统173的谐振频率值相等或接近。当所述驱动电路15将信号H施加到所述线性电机17上时，由于第一振动系统172和第二振动系统173所在的各自的振动系统自身具有滤波特性，因此第一振动系统172将主要对H1成分有响应，而对H2成分几乎没有响应。同样的，第二振动系统173将主要对H2成分有响应，而对H1成分几乎没有响应。具有两个谐振频率的所述线性电机17将同时产生两个谐振。这两个谐振同时对外输出振感，其效果是有一种粗糙感。

举例而言：

1)当ω1为2*π*100Hz，ω2为2*π*180Hz，θ1为0，θ2为0，A、B皆为1时。

驱动信号H的波形如图4所示。

2)当ω1为2*π*100Hz，ω2为2*π*180Hz，θ1为0，θ2为π/2，A、B皆为1时。

驱动信号H的波形如图5所示。

与相关技术相比，本发明提供的所述触觉反馈系统1及其控制方法具有如下有益效果：

所述触觉反馈系统1及其控制方法可以使所述线性电机17的两个谐振同时产生，例如，所述第一振动系统172与所述第二振动系统173同时振动，且所述第一振动系统172与所述第二振动系统173的振动频率为各自的谐振频率，那么将产生一种特殊的振感，即“拍”(beat)，具体到对人的触觉体验而言，将会形成一种粗糙感(Roughness)，从而充分发挥具有两个谐振频率的所述线性电机17的自身特点，获得更丰富的振动体验。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种触觉反馈发生系统，其特征在于：包括线性电机及与所述线性电机电连接的驱动电路，所述线性电机具有谐振频率不同的第一振动系统和第二振动系统，所述第一振动系统的谐振频率为第一谐振频率，所述第二振动系统的谐振频率为第二谐振频率，所述驱动电路可以产生包含第一频率成分和第二频率成分的驱动信号，所述第一频率成分驱动所述第一振动系统，所述第二频率成分驱动所述第二振动系统，所述第一谐振频率与所述第一频率成分的频率值相等，所述第二谐振频率与所述第二频率成分的频率值相等。

2.如权利要求1所述的触觉反馈发生系统，其特征在于：所述触觉反馈发生系统还包括处理器和存储器，所述存储器、所述处理器、所述驱动电路及所述线性电机依次电连接，所述存储器和所述处理器分别包括数量相同且一一对应的指令模块和效果模块。

3.如权利要求1所述的触觉反馈发生系统，其特征在于：所述线性电机包括具收容空间的壳体、和收容于所述壳体内的第一振动系统、第二振动系统、第一振动导向部、第二振动导向部、第三振动导向部及第四振动导向部，所述第一振动系统两端分别通过第一振动导向部及所述第二振动导向部弹性支撑于所述壳体内，所述第二振动系统两端分别通过第三振动导向部及所述第四振动导向部弹性支撑于所述壳体内，且所述第一振动系统与所述第二振动系统相对间隔设置。

4.如权利要求3所述的触觉反馈发生系统，其特征在于：所述第一振动系统包括第一配重块和嵌设于所述第一配重块的永磁体，所述第二振动系统包括第二配重块和嵌设于所述第二配重块的磁力产生部件。

5.如权利要求4所述的触觉反馈发生系统，其特征在于：所述永磁体与所述磁力产生部件的数量至少为一个。

6.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括权利要求1至5中任一项所述触觉反馈发生系统。

7.一种触觉反馈发生系统的控制方法，其特征在于:包括如下步骤：

步骤S1，信号源产生、传输信号：

提供信号源、驱动电路，所述信号源与所述驱动电路电连接，所述信号源产生包含第一频率成分和第二频率成分的驱动信号，并向所述驱动电路传输所述驱动信号；

步骤S2，驱动电路接收、传输信号：

提供线性电机，所述线性电机与所述驱动电路电连接，所述驱动电路接收所述信号源传输的所述驱动信号，所述驱动电路向所述线性电机传输所述驱动信号；

步骤S3，线性电机接收信号、产生振动：

所述线性电机包括具有收容空间的壳体、第一振动系统、第二振动系统，所述第一振动系统的谐振频率为第一谐振频率，所述第二振动系统的谐振频率为第二谐振频率，所述第一谐振频率与所述第一频率成分的频率值相等，所述第二谐振频率与所述第二频率成分的频率值相等，所述线性电机接收所述驱动信号，所述线性电机产生振动，所述第一频率成分驱动所述第一振动系统振动，所述第二频率成分驱动所述第二振动系统振动。

8.如权利要求7所述的触觉反馈发生系统的控制方法，其特征在于:步骤S1，信号源产生、传输信号，具体包括如下步骤：

步骤S11，生成指令：

提供存储器，所述存储器包括指令模块，所述指令模块生成产生包含两个频率成的驱动信号的指令；

步骤S12，传输指令：

提供处理器，所述存储器、所述处理器与所述驱动电路依次电连接，所述存储器向所述处理器传输所述指令；

步骤S12，接收指令：

所述处理器包括效果模块，所述效果模块可以产生包含两个频率成分的驱动信号，所述效果模块接收所述指令；

步骤S13，产生信号：

所述效果模块产生所述驱动信号；

步骤S14：传输信号：

所述处理器向所述驱动电路传输所述驱动信号。

9.如权利要求7所述的触觉反馈发生系统的控制方法，其特征在于：步骤S3，线性电机接收信号、产生振动，具体包括如下步骤：

步骤S31：振动系统接收信号、产生振动：

所述第一振动系统弹性支撑于所述壳体内，其包括至少一个永磁体，所述第二振动系统弹性支撑于所述壳体内，其包括至少一个磁力产生部件，所述磁力产生部件与所述永磁体相对并间隔设置；

所述磁力产生部件接收包含第一频率成分和第二频率成分的驱动信号，所述磁力产生部件和所述永磁体之间产生电磁作用力，所述磁力产生部件与所述永磁体分别带动所述第二振动系统、第一振动系统振动；

步骤S32：振动叠加：

所述第二振动系统产生的振动效果与所述第一振动系统产生的振动效果叠加。