CN106972788A - 一种振动系统、驱动方法及振动方向的转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动系统、驱动方法及振动方向的转换方法。该振动系统包括驱动模块和平行设置的至少两个线性马达，所述驱动模块分别电连接并控制所有线性马达；第n个线性马达的固有频率为第一个线性马达的固有频率的n倍，第n个线性马达的谐振电流的初相与第n‑1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2，其中，n≥2且为整数。该振动系统利用线性马达实现了非对称的单向振动，并且实现振动方向的转换。

Description

一种振动系统、驱动方法及振动方向的转换方法

技术领域

本发明涉及线性马达领域，尤其涉及一种振动系统、驱动方法及振动方向的转换方法。

背景技术

线性马达是一种在水平方向产生振动的微电机，多用在便携式电子产品中，如手机、掌上游戏机和掌上多媒体娱乐设备等。线性马达的振动方式单一，只能作对称的双向振动，这在一定程度上限制了线性马达的应用。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种振动系统、驱动方法及振动方向的转换方法。该振动系统利用线性马达实现了非对称的单向振动，并且实现振动方向的转换。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种振动系统，包括驱动模块和平行设置的至少两个线性马达，所述驱动模块分别电连接并控制所有线性马达；第n个线性马达的固有频率为第一个线性马达的固有频率的n倍，第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2，其中，n≥2且为整数。

进一步地，第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

进一步地，第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

进一步地，所述驱动模块包括控制单元和与所述驱动单元电连接的电路单元，所述电路单元包括至少两个驱动电路，一个驱动电路连接并驱动一个线性马达；所述控制单元通过所述电路单元连接并控制所有线性马达。

一种上述的振动系统的驱动方法，所述驱动模块向所有线性马达输出谐振电流，第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2。

进一步地，第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

进一步地，第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

一种上述的振动系统的振动方向的转换方法，包括如下步骤：

步骤一、所述驱动模块向所有线性马达输出谐振电流，第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2；

步骤二、调控所有线性马达的谐振电流的相位，使第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2。

一种上述的振动系统的振动方向的转换方法，包括如下步骤：

步骤一、所述驱动模块向所有线性马达输出谐振电流，第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2；

步骤二、调控所有线性马达的谐振电流的相位，使第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2。

本发明具有如下有益效果：该振动系统通过在振动方向上设置固有频率相差整数倍的高频线性马达和低频线性马达，在一个振动周期内，所述高频线性马达和低频线性马达在振动方向相同时，振感会相互叠加，振动方向相反时，振感会相互抵消，以此使该振动系统形成非对称的单向振动。

附图说明

图1为本发明提供的振动系统的线性马达的排列示意图；

图2为本发明提供的振动系统的线性马达的另一排列示意图

图3为本发明提供的振动系统的原理框图；

图4为本发明提供的具有两个线性马达的振动系统的各线性马达谐振运动的波形示意图；

图5为本发明提供的具有两个线性马达的振动系统的正向单向振动的波形示意图；

图6为本发明提供的具有两个线性马达的振动系统的反向单向振动的波形示意图；

图7为本发明提供的具有两个线性马达的振动系统的由正向单向振动转换至反向单向振动的波形示意图；

图8为本发明提供的具有五个线性马达的振动系统的正向单向振动的波形示意图；

图9为本发明提供的具有五个线性马达的振动系统的反向单向振动的波形示意图；

图10为本发明提供的具有五个线性马达的振动系统的由正向单向振动转换至反向单向振动的波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

实施例一

如图1-3所示，一种振动系统，不限于设置在手机、平板等移动终端3内，包括驱动模块1和平行设置的至少两个线性马达2，所述驱动模块1分别电连接并控制所有线性马达2；所述驱动模块1包括控制单元和与所述驱动单元电连接的电路单元，所述电路单元包括至少两个驱动电路，一个驱动电路连接并驱动一个线性马达2；所述控制单元通过所述电路单元连接并控制所有线性马达2。

所述控制单元主要为单片机，和维持该单片机正常运行的晶振、供电电路、复位电路等，以及所述电路单元中的各路驱动电路，均属于本领域的常规的电路设计，故不在此详述。

第n个线性马达2的固有频率为第一个线性马达2的固有频率的n倍，所述驱动模块1向不同的线性马达2输出与其自身固有频率相对应的不同的谐振电流，其中，第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2，其中，n≥2且为整数。

该振动系统通过平行设置固有频率相差整数倍的至少两个线性马达2，在振动过程中，当不同的振动马达的振动方向相同时，振感会相互叠加，当不同的振动马达的振动方向相反时，振感会相互抵消，以此使该振动系统形成非对称的振动，而且，当第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2，不同的振动马达的部分波峰叠加，部分波峰抵消，以使该振动系统形成非对称的单向振动。

所有线性马达2可以沿其振动方向排列（如图1），或者，沿其振动方向的垂直方向排列（如图2）。

所述驱动模块1向第一个线性马达2输出谐振电流i（t）=sin（ωt），使其产生Y1（t）=sin（ωt）的谐振运动，同理的，驱动模块1向第n个线性马达2输出谐振电流i（t）=sin[nωt±（n-1）π/2]，使其产生Yn（t）=sin[nωt±（n-1）π/2]的谐振运动，所有线性马达2的谐振运动相叠加后，该振动系统呈现出Y=sin(ωx)+sin(2ωx±π/2)+……+sin[nωx±(n-1)* π/2]的非对称的单向振动，其中，t为时间、ω为第一个线性马达2的固有频率或者第一个线性马达2的谐振电流的频率、y为振动位移、i为谐振电流。

同时，该振动系统包括正向振动模式和反向振动模式：

正向振动模式：第n个线性马达2的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位。

以该振动系统中具有两个线性马达2为例，如图4所示，为了便于说明，假设第一个线性马达2的固有频率ω为1，则第一个线性马达2产生的谐振运动为Y1=sin（t），第二个线性马达2产生的谐振运动为Y2=sin（2t+π/2），如图5所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+sin（2t+π/2）的非对称的正向单向振动。

同理的，若该振动系统中具有五个线性马达2的话，如图8所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+ sin（2t+π/2）+ sin（3t+π）+ sin（4t+3π/2）+ sin（5t+2π）的非对称的正向单向振动。

反向振动模式：第n个线性马达2的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位。

以该振动系统中具有两个线性马达2为例，为了便于说明，假设第一个线性马达2的固有频率ω为1，则第一个线性马达2产生的谐振运动为Y1=sin（t），第二个线性马达2产生的谐振运动为Y2=sin（2t-π/2），如图6所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+ sin（2t-π/2）的非对称的反向单向振动。

同理的，若该振动系统中具有五个线性马达2的话，如图9所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+ sin（2t-π/2）+ sin（3t-π）+ sin（4t-3π/2）+ sin（5t-2π）的非对称的反向单向振动。

实施例二

一种实施例一中所述的振动系统的驱动方法，所述驱动模块1向所有线性马达2输出谐振电流，第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2。

该驱动方法通过向平行设置固有频率相差整数倍的至少两个线性马达2各自输出与其自身固有频率相对应的不同的谐振电流，在振动过程中，当不同的振动马达的振动方向相同时，振感会相互叠加，当不同的振动马达的振动方向相反时，振感会相互抵消，以此使该振动系统形成非对称的振动，而且，当第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2，不同的振动马达的部分波峰叠加，部分波峰抵消，以使该振动系统形成非对称的单向振动。

该振动系统包括正向振动模式和反向振动模式：

正向振动模式：第n个线性马达2的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位。

以该振动系统中具有两个线性马达2为例，如图4所示，为了便于说明，假设第一个线性马达2的固有频率ω为1，则第一个线性马达2产生的谐振运动为Y1=sin（t），第二个线性马达2产生的谐振运动为Y2=sin（2t+π/2），如图5所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+sin（2t+π/2）的非对称的正向单向振动。

同理的，若该振动系统中具有五个线性马达2的话，如图8所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+ sin（2t+π/2）+ sin（3t+π）+ sin（4t+3π/2）+ sin（5t+2π）的非对称的正向单向振动。

反向振动模式：第n个线性马达2的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位。

以该振动系统中具有两个线性马达2为例，为了便于说明，假设第一个线性马达2的固有频率ω为1，则第一个线性马达2产生的谐振运动为Y1=sin（t），第二个线性马达2产生的谐振运动为Y2=sin（2t-π/2），如图6所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+ sin（2t-π/2）的非对称的反向单向振动。

同理的，若该振动系统中具有五个线性马达2的话，如图9所示，该振动系统呈现出Y= sin（t）+ sin（2t-π/2）+ sin（3t-π）+ sin（4t-3π/2）+ sin（5t-2π）的非对称的反向单向振动。

实施例三

一种实施例一所述的振动系统的振动方向的转换方法，包括如下步骤：

步骤一、所述驱动模块1向所有线性马达2输出谐振电流，第n个线性马达2的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位，且第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2；

步骤二、调控所有线性马达2的谐振电流的相位，使第n个线性马达2的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位，且第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2。

该振动系统由正向单向振动转换成反向单向振动，如图7和10所示。

实施例四

一种实施例一所述的振动系统的振动方向的转换方法，包括如下步骤：

步骤一、所述驱动模块1向所有线性马达2输出谐振电流，第n个线性马达2的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位，且第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2；

步骤二、调控所有线性马达2的谐振电流的相位，使第n个线性马达2的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达2的谐振电流的相位，且第n个线性马达2的谐振电流的初相与第n-1个线性马达2的谐振电流的初相相差π/2。

该振动系统由反向单向振动转换成正向单向振动。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种振动系统，其特征在于，包括驱动模块和平行设置的至少两个线性马达，所述驱动模块分别电连接并控制所有线性马达；第n个线性马达的固有频率为第一个线性马达的固有频率的n倍，第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2，其中，n≥2且为整数。

2.根据权利要求1所述的振动系统，其特征在于，第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

3.根据权利要求1所述的振动系统，其特征在于，第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动模块包括控制单元和与所述驱动单元电连接的电路单元，所述电路单元包括至少两个驱动电路，一个驱动电路连接并驱动一个线性马达；所述控制单元通过所述电路单元连接并控制所有线性马达。

5.一种权利要求1-4中任一所述的振动系统的驱动方法，其特征在于，所述驱动模块向所有线性马达输出谐振电流，第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2。

6.根据权利要求5所述的振动系统的驱动方法，其特征在于，第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

7.根据权利要求5所述的振动系统的驱动方法，其特征在于，第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位。

8.一种权利要求1-4中任一所述的振动系统的振动方向的转换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、所述驱动模块向所有线性马达输出谐振电流，第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2；

步骤二、调控所有线性马达的谐振电流的相位，使第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2。

9.一种权利要求1-4中任一所述的振动系统的振动方向的转换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、所述驱动模块向所有线性马达输出谐振电流，第n个线性马达的谐振电流的相位落后于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2；

步骤二、调控所有线性马达的谐振电流的相位，使第n个线性马达的谐振电流的相位领先于第n-1个线性马达的谐振电流的相位，且第n个线性马达的谐振电流的初相与第n-1个线性马达的谐振电流的初相相差π/2。