CN106100494B - 线性电机的驱动系统及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种线性电机的驱动方法，包括：S1、提供具有振子的电机；S2、向所述振子输入第一驱动信号以驱动所述振子振动以产生位移；S3、监测所述振子的当前位移；S4、判断所述振子的当前位移是否大于或等于预设的振子的最大位移；S5、当所述振子的当前位移大于或等于所述预设的振子的最大位移，向所述振子输入预设时长的第二驱动信号以向所述振子提供与当前位移方向相反的电磁力；S6、再向所述振子提供第一驱动信号以驱动所述振子继续振动。

Description

线性电机的驱动系统及其驱动方法
【技术领域】
本发明涉及线性电机领域，尤其涉及一种线性电机的驱动系统及其驱动方法。
【背景技术】
当使用一电信号驱动线性电机时，电机会从静止开始启动直到达到最大振动幅度。由于在振动幅度最大时，速度为0，因此，振子的运动不存在阻尼力。电机对外输出的最大的力Foutput等于电机振子的惯性力Finertial，|Foutput|＝|Finertial|＝|Fspring+Fem|，|Fspring|＝|kD|，其中，k为弹簧的劲度系数，D为位移。当D达到最大值时，Fspring也是最大值。电机的最大位移振幅的限制一方面来自于弹簧，对于某一电机而言，其最大振幅往往是限定的，所以弹簧的最大回复力也是限定的。显然，在一定的位移下，要增加输出的力Foutput，就必须增大电磁力Fem，且电磁力Fem的方向需与弹簧弹力Fspring方向一致。
一般来说，电机在达到最大振动幅度时，电信号的幅值为0，即此时电磁力大小为0，在此时，电机振子的输出力就等于电机振子的惯性力(也等于弹簧此时的弹力)。即使，在某些特殊的信号下，电机在达到最大振动幅度时，电信号的幅值不为0，但往往也由于此刻电信号的正负方向不合适或者幅值过低，而导致此刻的电磁力未能起到增加输出力的作用。
因此，有必要提供一种新型的线性电机驱动系统及其驱动方法。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种新型的线性电机驱动系统及其驱动方法，使得电机能够在限定的位移下，产生更大的输出力。
本发明的技术方案如下：一种线性电机的驱动系统，包括：电机，具有振子；探测模块，用于监测振子的当前位移；信号输入模块，用于输入驱动所述振子振动以产生位移的第一驱动信号和用于向振子提供与当前位移方向相反的电磁力的第二驱动信号；控制模块，控制所述信号输入模块向所述电机输入第一驱动信号，接收探测模块发送的振子的当前位移并判断当前位移是否大于或等于预设的振子的最大位移；当监测到的当前位移大于或等于预设的最大位移时，控制模块控制信号输入模块向振子提供预设时长的第二驱动信号；然后，再控制信号输入模块向振子继续提供第一驱动信号。
上述的线性电机的驱动系统，所述探测模块为霍尔传感器。
上述的线性电机的驱动系统，所述预设时长不超过所述振子的共振周期的1/20。
本发明的还提供以下技术方案：一种线性电机的驱动方法，包括：S1、提供具有振子的电机；S2、向所述振子输入第一驱动信号以驱动所述振子振动以产生位移；S3、监测所述振子的当前位移；S4、判断所述振子的当前位移是否大于或等于预设的振子的最大位移；S5、当所述振子的当前位移大于或等于所述预设的振子的最大位移，向所述振子输入预设时长的第二驱动信号以向所述振子提供与当前位移方向相反的电磁力；S6、再向所述振子提供第一驱动信号以驱动所述振子继续振动。
上述的线性电机的驱动方法，所述驱动方法还包括：当所述振子的当前位移小于所述预设的振子的最大位移时，则返回步骤S3，继续监测所述振子的当前位移。
上述的线性电机的驱动方法，所述驱动方法还包括：
S7、判断所述第一驱动信号是否停止，当第一驱动信号未停止时，则返回步骤S3。
上述的线性电机的驱动方法，所述预设时长不超过所述振子的共振周期的1/20。
上述的线性电机的驱动方法，采用霍尔传感器监测所述振子的当前位移。
本发明的有益效果在于：采用本发明提供的线性电机的驱动方法和驱动系统，使得电机能够在限定的位移下，产生更大的输出力。
【附图说明】
图1为本发明提供的一种线性电机驱动系统的结构框图；
图2为本发明提供的一种线性电机驱动方法的流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1，本发明提供的一种线性电机驱动系统包括具有振子的电机10、用于监测振子的当前位移的探测模块20、信号输入模块30和控制模块40。
信号输入模块30用于输入驱动所述振子振动以产生位移的第一驱动信号和用于向振子提供与其当前位移方向相反的电磁力的第二驱动信号。
控制模块40控制所述信号输入模块30向所述电机10输入第一驱动信号，接收探测模块20发送的振子的当前位移并判断该当前位移是否大于或等于预设的振子的最大位移。当监测到的振子的当前位移大于或等于预设的最大位移时，控制模块40控制信号输入模块30向振子提供预设时长的第二驱动信号；然后，再控制信号输入模块30向振子继续提供第一驱动信号。
在本实施例中，电机10包括设置于其内部的振子，该振子由磁铁构成。探测模块20采用霍尔传感器。该霍尔传感器设置在电机10的内部，通过监测磁场强度来判断振子的当前位移，并将该当前位移转换成电信号发送至控制模块40。信号输入模块30向电机10输入第一驱动信号以驱动振子运动产生位移。
控制模块40中预设有振子的最大位移，并将从霍尔传感器中接收到的当前位移与预设的最大位移进行比较、判断。当当前位移等于或略大于预设的最大位移时，控制模块40控制信号输入模块30向电机10输入第二驱动信号，且该第二驱动信号持续预设时长，一般不超过电机共振周期的1/20。振子在第二驱动信号驱动下产生的电磁力方向与当前的位移方向相反。然后，再控制信号输入模块30向电机10提供第一驱动信号。控制模块40判断第一驱动信号是否停止，如果停止则振子停止振动；如果未停止，则继续监测振子的当前位移，并将其发送至控制模块40以判断该当前位移是否达到预设的最大位移，如果是，则重复上述步骤。
参考图2，本发明提供的一种线性电机的驱动方法包括以下步骤：
S1、提供具有振子的电机；
S2、信号输入模块向振子提供第一驱动信号以驱动振子振动产生位移；
S3、探测模块监测振子的当前位移，并将监测到的信号发送至控制模块；
S4、控制模块中预设有振子的最大位移，控制模块将监测到的当前位移与最大位移相比较，判断当前位移是否等于或略大于最大位移；
S5、若当前位移等于或略大于最大位移时，控制模块控制信号输入模块向振子提供第二驱动信号，该第二驱动信号使得作用在振子上的电磁力的方向与当前位移方向相反，该第二驱动信号持续预设时长，一般不超过振子的共振周期的1/20；若当前位移小于最大位移时，则返回步骤S3，振子继续振动，继续监测振子的当前位移；
S6、在第二驱动电信号持续预设时长后，控制模块控制信号输入模块将第二驱动信号切换回第一驱动信号驱动振子继续振动；
S7、判断第一驱动信号是否已停止，如果第一驱动信号停止，则电机结束振动；如果第一驱动信号未停止则返回步骤S3，重新执行步骤S3-S6。
采用此方法，可以在不增加振动位移的情况下，提高振子的最大加速度，即提高振子的对外输出力，增强振感。
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 (8)

1.一种线性电机的驱动系统，其特征在于，包括：
电机，具有振子；
探测模块，用于监测振子的当前位移；
信号输入模块，用于输入驱动所述振子振动以产生位移的第一驱动信号和用于向振子提供与当前位移方向相反的电磁力的第二驱动信号；
控制模块，控制所述信号输入模块向所述电机输入第一驱动信号，接收探测模块发送的振子的当前位移并判断当前位移是否大于或等于预设的振子的最大位移；当监测到的当前位移大于或等于预设的最大位移时，控制模块控制信号输入模块向振子提供预设时长的第二驱动信号；然后，再控制信号输入模块向振子继续提供第一驱动信号驱动振子继续振动。
2.根据权利要求1所述的线性电机的驱动系统，其特征在于，所述探测模块为霍尔传感器。
3.根据权利要求2所述的线性电机的驱动系统，其特征在于，所述预设时长不超过所述振子的共振周期的1/20。
4.一种线性电机的驱动方法，其特征在于，
S1、提供具有振子的电机；
S2、向所述振子输入第一驱动信号以驱动所述振子振动以产生位移；
S3、监测所述振子的当前位移；
S4、判断所述振子的当前位移是否大于或等于预设的振子的最大位移；
S5、当所述振子的当前位移大于或等于所述预设的振子的最大位移，向所述振子输入预设时长的第二驱动信号以向所述振子提供与当前位移方向相反的电磁力；
S6、再向所述振子提供第一驱动信号以驱动所述振子继续振动。
5.根据权利要求4所述的线性电机的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法还包括：当所述振子的当前位移小于所述预设的振子的最大位移时，则返回步骤S3，继续监测所述振子的当前位移。
6.根据权利要求5所述的线性电机的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法还包括：
S7、判断所述第一驱动信号是否停止，当第一驱动信号未停止时，则返回步骤S3。
7.根据权利要求4所述的线性电机的驱动方法，其特征在于，所述预设时长不超过所述振子的共振周期的1/20。
8.根据权利要求4所述的线性电机的驱动方法，其特征在于，采用霍尔传感器监测所述振子的当前位移。
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