CN106849589A - 振动电机及其工作频率的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种振动电机，包括外壳、收容于所述外壳内的振动单元，以及驱动所述振动单元往复振动的线圈，所述振动单元包括沿其振动方向相对设置的第一端部和第二端部，其特征在于，所述振动电机还包括固定于所述第一端部的第一吸附件，以及固定于所述外壳的内壁并与所述第一吸附件相对设置的第二吸附件；所述第一吸附件和所述第二吸附件用于根据外部的吸附控制信号产生吸附力而相互吸附或消失吸附力而相互分离。本发明的振动电机的起振和刹车时间短，可实时调节工作频率。本发明还提供一种振动电机的工作频率的调节方法。

Description

振动电机及其工作频率的调节方法

【技术领域】

本发明涉及振动电机领域，尤其涉及一种振动电机及该振动电机的工作频率的调节方法。

【背景技术】

振动电机是一种利用电磁力的产生原理将电能转换为机械能的部件，振动电机通常安装在便携式移动设备内，以产生振动反馈，如手机的振动或者游戏机的振动反馈等。

相关技术中，振动电机在工作时利用共振原理在谐振频率附近获得较大振感。然而，振动电机的有效工作频率仅在谐振频率附近，无法实现振动单元有效工作频率的实时调节，使远离谐振频率时的振感大幅减小，且振动单元的起振和刹车时间较长，输出振感单一。

因此，有必要提供一种新的振动电机及振动电机的工作频率的调节方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可实时调节工作频率的振动电机及该振动电机的工作频率的调节方法。

本发明的技术方案如下：提供一种振动电机，包括外壳、收容于所述外壳内的振动单元，以及驱动所述振动单元往复振动的线圈；所述振动单元包括沿其振动方向相对设置的第一端部和第二端部，其特征在于，所述振动电机还包括固定于所述第一端部的第一吸附件，以及固定于所述外壳的内壁并与所述第一吸附件相对设置的第二吸附件；所述第一吸附件和所述第二吸附件用于根据外部的吸附控制信号产生吸附力而相互吸附或消失吸附力而相互分离。

优选的，所述振动电机还包括固定于所述第二端部的第三吸附件以及固定于所述外壳的内壁并与所述第三吸附件相对设置的第四吸附件；所述第三吸附件和所述第四吸附件根据所述吸附控制信号产生吸附力而相互吸附或消失吸附力而相互分离。

优选的，所述第一吸附件和所述第二吸附件中的一者为电磁铁，且所述第一吸附件和所述第二吸附件中的另一者为电磁铁或永磁铁；在通电后，所述第一吸附件和所述第二吸附件磁极相反。

优选的，所述第三吸附件和所述第四吸附件中的一者为电磁铁，且所述第三吸附件和所述第四吸附件中的另一者为电磁铁或永磁铁；在通电后，所述第三吸附件和所述第四吸附件磁极相反。

优选的，所述第一吸附件和所述第二吸附件为电极板，且所述第一吸附件和所述第二吸附件充电后极性相反。

优选的，所述第三吸附件和所述第四吸附件为电极板，且所述第三吸附件和所述第四吸附件充电后极性相反。

本发明还提供一种所述振动电机的工作频率的调节方法，包括以下步骤：

在电机控制信号控制所述振动单元向所述第二吸附件方向运动时，通过吸附控制信号控制所述第一吸附件和所述第二吸附件之间产生吸附力并相互吸附固定预设时间；

预设时间后，通过吸附控制信号控制所述第一吸附件和所述第二吸附件之间的吸附力消失，所述电机控制信号控制所述振动单元向远离所述第二吸附件的方向运动。

优选的，在所述电机控制信号到达低电平时，输入所述吸附控制信号。

优选的，所述振动电机还包括固定于所述第二端部的第三吸附件以及固定于所述外壳的内壁并与所述第三吸附件相对设置的第四吸附件；所述调节方法还包括：

在电机控制信号控制所述振动单元向所述第四吸附件方向运动时，通过所述吸附控制信号控制所述第三吸附件和所述第四吸附件之间产生吸附力并相互吸附固定预设时间；

预设时间后，通过所述吸附控制信号控制所述第三吸附件和所述第四吸附件之间的吸附力消失，且所述电机控制信号控制所述振动单元向远离所述第四吸附件方向运动。

本发明的有益效果在于：本发明提供的振动电机通过设置分别固定于所述振动单元和所述外壳内的可相互吸附的吸附件，通过电机控制信号以及吸附控制信号来控制所述吸附件之间相互吸附或分离，可实时调整所述振动单元的振动频率，并可输出多种振感。此外，由于吸附件之间的相互吸附作用，使所述振动单元可瞬间吸附固定，从而使其刹车和起振时间短，刹车时刻振动单元的输出加速度可达到较大值，导致电机的振感较大。另外，由于振动单元的输出加速度幅值不会随着频率的调整而快速降低，其可有效地实现振动电机工作频率的实时调整。

【附图说明】

图1为本发明振动电机实施例一的立体结构分解图；

图2为本发明振动电机实施例一的剖视图；

图3为本发明振动电机工作频率的调节方法实施例一的流程图；

图4为本发明一实施例中的振动电机的电机控制信号与时间的关系图；

图5为对应于图4的电机控制信号的振动电机的输出加速度与时间的关系图；

图6为本发明另一实施例中的振动电机的电机控制信号与时间的关系图；

图7为对应于图6的电机控制信号的的振动电机的输出加速度与时间的关系图；

图8为本发明还有一个实施例中的振动电机的电机控制信号与时间的关系图；

图9为对应于图8的电机控制信号的的振动电机的输出加速度与时间的关系图；

图10为本发明振动电机实施例二的立体结构分解图；

图11为本发明振动电机实施例二的剖视图。

【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。

实施例一

请参照图1和图2，其中，图1为本发明振动电机实施例一的立体结构分解图；图2为本发明振动电机实施例一的剖视图。所述振动电机1包括外壳11、收容于所述外壳11内的振动单元12、将所述振动单元12悬置于所述外壳11内的弹性件10，以及驱动所述振动单元12往复振动的线圈(未示出)。该振动电机还包括固定于所述振动单元12一端的第一吸附件13、固定于所述外壳11的内壁上并与所述第一吸附件13相对设置的第二吸附件14、固定于所述振动单元12另一端的第三吸附件15以及固定于所述外壳11的内壁上并所述第三吸附件15相对设置的第四吸附件16。其中，该线圈用于与外部的控制电路电连接，由此通过控制电路产生电机控制信号来控制该振动单元12的往复运动，并可产生吸附控制信号来控制第一吸附件13和第二吸附件14之间，以及第三吸附件15和第四吸附件16之间产生吸附力或吸附力撤销。

其中，所述外壳11包括壳体111和盖设于所述壳体11并与所述壳体111形成收容空间的盖板112。

如图1-2所示，所述振动单元12包括沿其振动方向且相对设置的第一端部121和第二端部122，所述第一吸附件13固定于所述第一端部121；所述第二吸附件14固定于所述壳体111的内壁且与所述第一吸附件13正对设置。所述第三吸附件15固定于所述第二端部122，且所述第四吸附件16固定于所述盖板12并与所述第三吸附件15正对设置。另外，参见图2，所述第一吸附件13在本实施例中与所述弹性件10间隔设置，且所述第三吸附件15与所述弹性件10彼此间隔设置，因此吸附件的设置不会干扰该弹性件10的工作。

本实施例中，所述第一吸附件13和所述第二吸附件14中的一者为电磁铁，且所述第一吸附件13和所述第二吸附件14中的另一者为电磁铁或永磁铁；所述第三吸附件15和所述第四吸附件16中的一者为电磁铁，且所述第三吸附件15和所述第四吸附件16中的另一者为电磁铁或永磁铁。在通电后，该第一吸附件13与第二吸附件14磁极相反，且第三吸附件15和第四吸附件16磁极相反。

在其他实施例中，所述第一吸附件13和所述第二吸附件14以及所述第三吸附件15和所述第四吸附件16可以为可随时充放电的正负电极板。其中，所述第一吸附件13和所述第二吸附件14或所述第三吸附件15与所述第四吸附件16在充电后极性相反，由此使两者之间产生吸附力，使得所述两者相互吸附固定。而在所述第一吸附件13和所述第二吸附件14或所述第三吸附件15和所述第四吸附件16之间放电时，两者之间的极性消失，不再吸附。

请参照图3，为本发明振动电机的工作频率的调节方法实施例一的流程图。本发明提供了一种所述振动电机1的工作频率的调节方法，包括以下步骤：

步骤S1，在电机控制信号控制所述振动单元12向所述第二吸附件14方向运动时，通过吸附控制信号控制所述第一吸附件13和所述第二吸附件14之间产生吸附力并相互吸附固定预设时间。

具体的，在起始状态时，所述振动单元12处于平衡位置，所述第一吸附件13和所述第二吸附件14之间无吸附力，且所述第三吸附件15和所述第四吸附件16无吸附力。当所述振动单元12在电机控制信号的控制下被驱动加速靠近所述第二吸附件14时，输入吸附控制信号，以控制所述第一吸附件13或所述第二吸附件14通电，从而第一吸附件13和第二吸附件14之间瞬间产生吸附力，使得所述第一吸附件13和所述第二吸附件14相互吸附固定并持续预设时间。其中，该吸附控制信号可由外部的控制电路输入。其中，在本实施例中，该吸附控制信号在电机控制信号到达低电平时输入。而预设时间则根据所需的振感来选择。本发明在此对该预设时间不做具体限定。

步骤S2，预设时间后，通过吸附控制信号控制所述第一吸附件13和所述第二吸附件14之间的吸附力消失，电机控制信号控制所述振动单元12向远离所述第二吸附件14的方向运动。

具体的，当持续预设时间后，吸附控制信号控制所述第一吸附件13或所述第二吸附件14断电使两者之间的吸附力消失，所述振动单元12在电机控制信号的控制下带动所述第一吸附件13向远离所述第二吸附件14的方向运动。

步骤S3，在电机控制信号控制所述振动单元12向所述第四吸附件16方向运动时，通过吸附控制信号控制所述第三吸附件15和所述第四吸附件16之间产生吸附力并相互吸附固定预设时间。

具体的，当所述第三吸附件15在电机控制信号的控制下靠近所述第四吸附件16时，吸附控制信号将控制所述第三吸附件15或所述第四吸附件16通电，以使第三吸附件15和第四吸附件16之间瞬间产生吸附力，从而第三吸附件15和第四吸附件16相互吸附固定并持续预设时间。

步骤S4，预设时间后，通过吸附控制信号控制所述第三吸附件15和所述第四吸附件16之间的吸附力消失，且所述电机控制信号控制所述振动单元12向远离所述第四吸附件16的方向运动。

在持续预设时间后，所述电机控制信号将控制所述振动单元12向远离所述第四吸附件16的方向运动，即振动单元12继续被驱动加速靠近所述第二吸附件14。随后，吸附控制信号继续控制所述第一吸附件13或所述第二吸附件14通电后产生吸附力并相互吸附，如此循环上述动作，使所述振动单元12往复振动并在其最大振幅处瞬间吸附固定。

本发明通过吸附控制信号控制两对吸附件之间相互吸附的持续时间和分离时间，使所述振动单元12可瞬间吸附固定，其刹车时间短，振感明显提升，可实时调整所述振动单元12的振动频率。

图4为本发明一实施例中的振动电机中的电机输入信号与时间的关系图。图5为本发明一实施例中的振动电机的输出加速度与时间的关系图。其中，所述振动电机1的工作周期为T，Ts为电机控制信号的持续时间，Tw为相邻两个电机控制信号之间的间隔时间，即等待时间。

如图4所示，在图4中A时间段表示1/4Ts。该时间段中，电机控制信号驱动所述振动单元12加速靠近所述第二吸附件14。在电机控制信号到达低电平(图中为A1点，在本实施例中该低电平范围为0-0.04V)时，吸附控制信号瞬间输入以控制所述第一吸附件13和所述第二吸附件14产生吸附力并相吸附，使所述振动单元12吸附静止。在本实施例中，在该吸附控制信号控制使第一吸附件13和第二吸附件14保持吸附的阶段内，该电机控制信号维持在低电平。

对应地，参见图5，由于A时间段内瞬间输入该吸附控制信号，使振动单元12瞬间加速度提升至最大值(见B1点)，随后当第一吸附件13和第二吸附件14吸附固定后，该振动单元12的加速度瞬间降低到0(见B2点)。在第一吸附件13和第二吸附件14保持吸附固定预设时间内，该振动单元12的加速度保持在0。

图中B时间段表示1/4-3/4Ts，此时间段内，停止输入吸附控制信号或将吸附控制信号设置成使所述第一吸附件13和所述第二吸附件14之间的吸附力消失。同时，开始输入反向的电机控制信号(见图4)，使所述振动单元12在该信号的驱动下反向运动，并加速靠近所述第四吸附件16(见图5中B3-B4段)。在电机控制信号到达低电平(图4中的A2点)时，吸附控制信号瞬间输入以控制所述第三吸附件15和所述第四吸附件16相互吸附，将所述振动单元12吸附静止。此时，参见图5，该电机的输出加速度瞬间提升至最大值(见B5点)，随后在第三吸附件15和第四吸附件16吸附固定时，该振动单元12的加速度瞬间降低到0(见B6点)。

图中C时间段表示第3/4-5/4Ts。在此时间段内，停止输入吸附控制信号或将吸附控制信号设置成使所述第三吸附件15和所述第四吸附件16之间的吸附力消失。同时，再次输入正向的电机控制信号(见图4)，使所述振动单元12在吸附控制信号的驱动下加速靠近所述第二吸附件14(见图5中B7-B8段)。在电机控制信号到达低电平(图4中的A3点)时，吸附控制信号瞬间输入以控制所述第一吸附件13和所述第二吸附件14再次相互吸附，将所述振动单元12吸附静止。此时，参见图5，该电机的输出加速度瞬间提升至最大值(见B9点)，随后在第一吸附件13和第二吸附件14吸附固定时，该振动单元12的加速度瞬间降低到0(见B10点)。

从图5中可看出，每个周期T的输出加速度由两段小幅波形(图5中为B3-B4段以及B7-B8段)和两个尖峰(见B5和B9点)构成，分别代表所述振动单元12运动过程和突然刹车加速度的变化。由此可知，所述振动单元12振动的启动时间和刹车时间短，在不到一个周期T的时间内即可达到最大输出加速度，且加速度的幅值不会随着振动单元12的振动频率的调整而快速降低，可以实现振动单元12有效的实时频率调整。

在其他实施例中，当然，也可以采用如图6和图7所示的输入输出信号，或者采用图8和图9所示的输入输出信号。因此，本发明的振动电机可通过设置电机控制信号以及吸附控制信号，从而使该振动电机可以输出多种振感。

实施例二

请参照图10和图11，其中，图10为本发明振动电机实施例二的立体结构分解图；图11为本发明振动电机实施例二的剖视图。所述振动电机2包括外壳21、收容于所述外壳21内的振动单元22、将所述振动单元22悬置于所述外壳21内的弹性件20，以及驱动所述振动单元22往复振动的线圈(未示出)。该线圈与外部的控制电路电连接。该振动电机还包括固定于所述振动单元22一端的第一吸附件23以及固定于所述外壳21的内壁上并与所述第一吸附件相对设置的第二吸附件24。其中，该控制电路可产生电机控制信号来控制该振动单元22的往复运动，并可产生吸附控制信号来控制第一吸附件23和第二吸附件24之间产生吸附力或吸附力撤销。

所述外壳21包括壳体211和盖设于所述壳体211并与所述壳体211形成收容空间的盖板212。

所述振动单元22包括沿其振动方向且相对设置的第一端部221和第二端部222，所述第一吸附件23固定于所述第一端部221，所述第二吸附件24固定于所述外壳21内壁且与所述第一吸附件23相对设置。具体的，所述第二吸附件23固定于所述壳体211的内壁与所述第一吸附件23正对设置。所述第一吸附件23和所述第二吸附件24的形状大小相适配。

本实施例中，所述第一吸附件23和所述第二吸附件24中的一者为电磁铁，且所述第一吸附件23和所述第二吸附件24中的另一者为电磁铁或永磁铁。在通电后，该第一吸附件23与第二吸附件24磁极相反。当然，所述第一吸附件23和所述第二吸附件24还可以为可随时充放电的正负电极板。所述第一吸附件23和所述第二吸附件24在充电后极性相反，由此使两者之间产生吸附力，使得所述两者相互吸附固定，而在所述第一吸附件23和所述第二吸附件24之间放电时，两者之间的极性消失，两者之间不再吸附。

本实施例的振动电机2的振动单元22振动频率的调节方法如下：在起始状态时，所述振动单元22处于平衡位置，所述第一吸附件23和所述第二吸附件24之间无吸附力。当电机控制信号控制所述振动单元22加速靠近所述第二吸附件24时，通过吸附控制信号控制所述第一吸附件23或所述第二吸附件24通电并产生吸附力，使得所述第一吸附件23和所述第二吸附件24相互吸附固定并持续预设时间。持续预设时间后，所述吸附控制信号控制所述第一吸附件23或所述第二吸附件24断电使两者之间的吸附力消失，所述振动单元22在电机控制信号的驱动下带动所述第一吸附件23向远离所述第二吸附件24的方向运动；并随后在电机控制信号的驱动下使所述振动单元22再次带动所述第一吸附件23靠近所述第二吸附件24，如此循环上述步骤。在上述过程中，所述第一吸附件23和所述第二吸附件24相互靠近时相互吸附并瞬间吸附固定，从而调节所述振动单元22的振动频率。

与相关技术相比，本发明的振动电机通过设置分别固定于所述振动单元和所述外壳内的可相互吸附的吸附件，通过电机控制信号以及吸附控制信号来控制所述吸附件之间相互吸附或分离，可实时调整所述振动单元的振动频率，并可输出多种振感。此外，由于吸附件之间的相互吸附作用，使所述振动单元可瞬间吸附固定，从而使其刹车和起振时间短，刹车时刻振动单元的输出加速度可达到较大值，导致电机的振感较大。另外，由于振动单元的输出加速度幅值不会随着频率的调整而快速降低，其可有效地实现振动电机工作频率的实时调整。

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)

1.一种振动电机，包括外壳、收容于所述外壳内的振动单元，以及驱动所述振动单元往复振动的线圈；所述振动单元包括沿其振动方向相对设置的第一端部和第二端部，其特征在于，所述振动电机还包括固定于所述第一端部的第一吸附件，以及固定于所述外壳的内壁并与所述第一吸附件相对设置的第二吸附件；所述第一吸附件和所述第二吸附件用于根据外部的吸附控制信号产生吸附力而相互吸附或消失吸附力而相互分离。

2.根据权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述振动电机还包括固定于所述第二端部的第三吸附件以及固定于所述外壳的内壁并与所述第三吸附件相对设置的第四吸附件；所述第三吸附件和所述第四吸附件根据所述吸附控制信号产生吸附力而相互吸附或消失吸附力而相互分离。

3.根据权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述第一吸附件和所述第二吸附件中的一者为电磁铁，且所述第一吸附件和所述第二吸附件中的另一者为电磁铁或永磁铁；在通电后，所述第一吸附件和所述第二吸附件磁极相反。

4.根据权利要求2所述的振动电机，其特征在于，所述第三吸附件和所述第四吸附件中的一者为电磁铁，且所述第三吸附件和所述第四吸附件中的另一者为电磁铁或永磁铁；在通电后，所述第三吸附件和所述第四吸附件磁极相反。

5.根据权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述第一吸附件和所述第二吸附件为电极板，且所述第一吸附件和所述第二吸附件充电后极性相反。

6.根据权利要求2所述的振动电机，其特征在于，所述第三吸附件和所述第四吸附件为电极板，且所述第三吸附件和所述第四吸附件充电后极性相反。

7.一种根据权利要求1所述的振动电机的工作频率的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

在电机控制信号控制所述振动单元向所述第二吸附件方向运动时，通过吸附控制信号控制所述第一吸附件和所述第二吸附件之间产生吸附力并相互吸附固定预设时间；

预设时间后，通过吸附控制信号控制所述第一吸附件和所述第二吸附件之间的吸附力消失，所述电机控制信号控制所述振动单元向远离所述第二吸附件的方向运动。

8.根据权利要求7所述的振动电机的工作频率的调节方法，其特征在于，在所述电机控制信号到达低电平时，输入所述吸附控制信号。

9.根据权利要求8所述的振动电机的工作频率的调节方法，其特征在于，所述振动电机还包括固定于所述第二端部的第三吸附件以及固定于所述外壳的内壁并与所述第三吸附件相对设置的第四吸附件；所述调节方法还包括：

在电机控制信号控制所述振动单元向所述第四吸附件方向运动时，通过所述吸附控制信号控制所述第三吸附件和所述第四吸附件之间产生吸附力并相互吸附固定预设时间；

预设时间后，通过所述吸附控制信号控制所述第三吸附件和所述第四吸附件之间的吸附力消失，且所述电机控制信号控制所述振动单元向远离所述第四吸附件方向运动。