CN106941335A - 一种单向振动的实现方法和装置 - Google Patents

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邓志儒
王治玺
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Abstract

本申请公开了一种单向振动的实现方法和装置，该方法包括将至少两个振动马达集成在一起；向每个振动马达传输不同的驱动信号，使每个振动马达以不同的相位进行振动；利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。该装置包括集成在一起的至少两个振动马达，用于接收不同的驱动信号，以不同的相位进行振动，合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。上述方法和装置能够在低成本的前提下实现单向振动，从而以不同的振动形式实现不同信息的提醒，提升用户体验。

Description

一种单向振动的实现方法和装置
技术领域
本发明属于振动马达技术领域，特别是涉及一种单向振动的实现方法和装置。
背景技术
线性振动马达(LRA，Linear Resonant Actuator)外形尺寸相对较小、启动速度快、低功耗、低噪音、驱动相对简单，整体方案成本低，产品可靠性优异，适应消费电子行业对于轻薄和高续航的要求。同时，线性马达的振动具有指向性，可实现各种复杂的振动，所以被广泛应用于智能手机以及可穿戴电子产品。
但是，现有技术中的大部分振动马达要实现单方向的振感，就需要相当昂贵的机构来实现，其中有一种生成非对称定向触觉提示振动装置，但是这个装置使用功耗高，同时使用昂贵的6-DOF磁悬触觉装置，还有一种生成用于非对称振动装置，但是这种装置需要6个连杆的协同工作，且不能实时改变振动方向。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种单向振动的实现方法和装置，能够在低成本的前提下实现单向振动，从而以不同的振动形式实现不同信息的提醒，提升用户体验。
本发明提供的一种单向振动的实现方法，包括：
将至少两个振动马达集成在一起；
向每个振动马达传输不同的驱动信号，使每个振动马达以不同的相位进行振动；
利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。
优选的，在上述单向振动的实现方法中，
所述利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形为：
利用全部的振动马达合成以预设周期变换方向的振动波形，所述预设周期不小于20毫秒。
优选的，在上述单向振动的实现方法中，
所述向外界输出用户可感知的单向振动信号为：
向外界输出两个方向上的压力差不小于0.1牛的单向振动信号。
优选的，在上述单向振动的实现方法中，
所述将至少两个振动马达集成在一起为：
将两个至十个振动马达集成在一起。
本发明提供的一种单向振动的装置，包括集成在一起的至少两个振动马达，用于接收不同的驱动信号，以不同的相位进行振动，合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。
优选的，在上述单向振动的装置中，
所述振动马达用于合成以不小于20毫秒的周期变换方向的振动波形。
优选的，在上述单向振动的装置中，
所述振动马达用于向外界输出两个方向上的压力差不小于0.1牛的单向振动信号。
优选的，在上述单向振动的装置中，
包括集成在一起的两个至十个振动马达。
通过上述描述可知，本发明提供的上述单向振动的实现方法和装置，由于该方法包括将至少两个振动马达集成在一起；向每个振动马达传输不同的驱动信号，使每个振动马达以不同的相位进行振动；利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号，因此能够在低成本的前提下实现单向振动，从而以不同的振动形式实现不同信息的提醒，提升用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种单向振动的实现方法的示意图；
图2为人握持智能设备的示意图；
图3为马达振动输出的力的示意图；
图4为表皮随时间变化受到的压力与振动力的合力图；
图5为表皮受到的压力与振动力的变化方向的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种单向振动的实现方法和装置，能够在低成本的前提下实现单向振动，从而以不同的振动形式实现不同信息的提醒，提升用户体验。
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分实施例，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。
本申请实施例提供的第一种单向振动的实现方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种单向振动的实现方法的示意图，该方法包括如下步骤：
S1：将至少两个振动马达集成在一起；
S2：向每个振动马达传输不同的驱动信号，使每个振动马达以不同的相位进行振动；
S3：利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。
需要说明的是，该振动马达可以是但不限于线性振动马达，将多个振动马达布置在一个产品上，由多个振动马达向一个产品输出力，产品输出非对称振动力，人手将产品握持，可以通过MCU或是电流变液来控制相位，通过切换非对称振动力波形的相位(相位大小为反向)，人会感受到瞬间的方向性振感。人一般握持智能设备的方式如图2所示，图2为人握持智能设备的示意图。人的触觉感受部分在真皮层，即在真皮(A)与真皮(B)中分布，当真皮部分的压强到一定阈值时人会感受到压力，马达的振动方向为左右方向。
当两个马达没有振动时，为了维持手的握持状态，同时防止产品掉落，手必须要在产品上施加稳定的压力，这一压力可以提供上下方向的摩擦力大于重力，假设这一力的大小为F，在真皮层表皮与真皮层的接触面积为A的压强大小为P＝F/A，并且压力与压强在左右两边即为真皮(A)与真皮(B)大小相等方向相反。
当两个马达协同振动时，可以让产品输出非对称的力F振，如图3所示，图3为马达振动输出的力的示意图，在这一过程中当人手受到的压力F方向与产品输出的振动力F振方向相同时，对应位置表皮层受到的力为F+F振，由于位移相当小，在20μm以下，因此认为在真皮层表皮与真皮层的接触面积依旧为A，真皮位置受到压强为P1＝(F+F振)/A，可以认为压力与压强为线性变化过程。
当两个马达协同振动且方向突然变向时，其中一边的压力曲线如图4所示，图4为表皮随时间变化受到的压力与振动力的合力图，将其翻转后得到图5，图5为表皮受到的压力与振动力的变化方向的示意图，真皮感受到的压强与图5基本一致，这一过程由于突然翻转可以让人感受到一个方向性的振动，这个方向感的强弱取决于变化前后压力的差值△F越大其感受到的振动越强，同时需要控制变化节奏。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述第一种单向振动的实现方法，由于包括将至少两个振动马达集成在一起；向每个振动马达传输不同的驱动信号，使每个振动马达以不同的相位进行振动；利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号，因此能够在低成本的前提下实现单向振动，从而以不同的振动形式实现不同信息的提醒，提升用户体验。
本申请实施例提供的第二种单向振动的实现方法，是在上述第一种单向振动的实现方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形为：
利用全部的振动马达合成以预设周期变换方向的振动波形，所述预设周期不小于20毫秒。
需要说明的是，在频率较高的情况下人体无法区分时间差过小的力的变化，最终让人感受到左右变化其实是在变化的瞬间人才能察觉到方向感，即变向的瞬间人可以察觉到。该变化节奏△t需要大于10毫秒人才能感受到，而当大于20毫秒时，能够保证人更容易感受到。
本申请实施例提供的第三种单向振动的实现方法，是在上述第一种单向振动的实现方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述向外界输出用户可感知的单向振动信号为：
向外界输出两个方向上的压力差不小于0.1牛的单向振动信号。
需要说明的是，该压力差需要达到0.1N阈值人才能感受到。
本申请实施例提供的第四种单向振动的实现方法，是在上述第一种单向振动的实现方法的基础上，还包括如下技术特征：
所述将至少两个振动马达集成在一起为：
将两个至十个振动马达集成在一起。
需要说明的是，可以根据具体需要来设置振动马达的个数，以满足不同的单向振动需求。
本申请实施例提供的第一种单向振动的装置，包括集成在一起的至少两个振动马达，用于接收不同的驱动信号，以不同的相位进行振动，合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。
需要说明的是，该振动马达可以是但不限于线性振动马达，将多个振动马达布置在一个产品上，由多个振动马达向一个产品输出力，产品输出非对称振动力，人手将产品握持，可以通过MCU或是电流变液来控制相位，通过切换非对称振动力波形的相位(相位大小为反向)，人会感受到瞬间的方向性振感。
本申请实施例提供的第二种单向振动的装置，是在上述第一种单向振动的装置的基础上，还包括如下技术特征：
所述振动马达用于合成以不小于20毫秒的周期变换方向的振动波形。
需要说明的是，在频率较高的情况下人体无法区分时间差过小的力的变化，最终让人感受到左右变化其实是在变化的瞬间人才能察觉到方向感，即变向的瞬间人可以察觉到。该变化节奏△t需要大于10毫秒人才能感受到，而当大于20毫秒时，能够保证人更容易感受到。
本申请实施例提供的第三种单向振动的装置，是在上述第一种单向振动的装置的基础上，还包括如下技术特征：
所述振动马达用于向外界输出两个方向上的压力差不小于0.1牛的单向振动信号。
需要说明的是，该压力差需要达到0.1N阈值人才能感受到。
本申请实施例提供的第四种单向振动的装置，是在上述第一种单向振动的装置的基础上，还包括如下技术特征：
包括集成在一起的两个至十个振动马达。
需要说明的是，可以根据具体需要来设置振动马达的个数，以满足不同的单向振动需求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种单向振动的实现方法，其特征在于，包括：
将至少两个振动马达集成在一起；
向每个振动马达传输不同的驱动信号，使每个振动马达以不同的相位进行振动；
利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。
2.根据权利要求1所述的单向振动的实现方法，其特征在于，
所述利用全部的振动马达合成可变换方向的振动波形为：
利用全部的振动马达合成以预设周期变换方向的振动波形，所述预设周期不小于20毫秒。
3.根据权利要求1所述的单向振动的实现方法，其特征在于，
所述向外界输出用户可感知的单向振动信号为：
向外界输出两个方向上的压力差不小于0.1牛的单向振动信号。
4.根据权利要求1所述的单向振动的实现方法，其特征在于，
所述将至少两个振动马达集成在一起为：
将两个至十个振动马达集成在一起。
5.一种单向振动的装置，其特征在于，包括集成在一起的至少两个振动马达，用于接收不同的驱动信号，以不同的相位进行振动，合成可变换方向的振动波形，向外界输出用户可感知的单向振动信号。
6.根据权利要求5所述的单向振动的装置，其特征在于，
所述振动马达用于合成以不小于20毫秒的周期变换方向的振动波形。
7.根据权利要求5所述的单向振动的装置，其特征在于，
所述振动马达用于向外界输出两个方向上的压力差不小于0.1牛的单向振动信号。
8.根据权利要求5所述的单向振动的装置，其特征在于，包括集成在一起的两个至十个振动马达。
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