CN107665051A - 用于触觉致动器的制动特性检测系统 - Google Patents
用于触觉致动器的制动特性检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种致动器评估系统对可用作触觉输出设备的致动器的一个或多个特性进行评估。所述系统可以检测驱动信号的最佳制动频率，所述最佳制动频率使所述致动器能够响应于所述最佳制动频率而提供期望触觉效果。所述系统顺序地向所述致动器施加具有不同频率的多个驱动信号并且对所述致动器的加速度进行分析以便确定导致期望制动性能的驱动信号。
Description
背景技术
触觉效果用于增强个人与触觉启用设备(比如电子设备、可穿戴物 品或其他类型的事物)的交互。触觉效果通过触觉致动器递送给用户并且通常 使用户能够经历感触感觉。触觉效果可以用于模拟物理性质或用于递送如消 息、提示、通知、或者确认用户与触觉启用设备的交互的确认或反馈等信息。
触觉效果的特性可以通过各种因素确定。一个因素是产生触觉效果 的致动器的制动性能。当致动器运动不再令人期望时，对致动器的更快减速可 能会产生感觉比如果仅允许致动器在没有干预的情况下返回到休息状态的情 况下可能的振动模式更鲜明的振动模式。因此，改善的制动可以增大可感知的 触觉带宽。
发明内容
概括地说，本公开涉及一种用于对可与触觉反馈设备一起使用的致 动器进行评估的系统。在一种可能配置中，系统确定驱动信号的引起致动器的 最佳制动性能的频率。本公开中描述了各个方面，包括但不限于以下方面。
一个方面是一种用于提供期望触觉输出的方法。所述方法包括：向 致动器施加第一致动器驱动信号；向所述致动器施加第一致动器制动信号，所 述第一致动器制动信号具有第一频率并且与所述第一致动器驱动信号异相；响 应于所述第一致动器驱动信号和所述第一致动器制动信号而获得所述致动器 的第一加速度数据；从所述第一加速度数据中确定在制动所述致动器时的第一 加速度值；判定所述第一加速度值是否满足阈值，所述阈值表示针对预定制动 特性的加速度值；以及向所述致动器施加具有所述第一频率的制动信号以便根 据所述预定制动特性生成所述期望触觉效果。
另一个方面是一种用于提供期望触觉输出的系统。所述系统包括致 动器、传感器、致动器驱动电路和处理器。所述传感器与所述致动器相关联并 且被配置用于测量所述致动器的加速度。所述致动器驱动电路耦合至所述传感 器并且被配置用于：生成第一致动器驱动信号；向所述致动器传输所述第一致 动器驱动信号以便驱动所述致动器；生成第一致动器制动信号，所述第一致动 器制动信号具有第一频率并且与所述第一致动器驱动信号异相；向所述致动器 传输所述第一致动器制动信号；并且响应于所述第一致动器驱动信号和所述第 一致动器制动信号而接收表示所述致动器的加速度的数据信号。所述处理器耦 合至所述致动器驱动电路并且被配置用于：基于所述数据信号来获得第一加速 度数据；从所述第一加速度数据中确定在制动所述致动器时的第一加速度值； 判定所述第一加速度值是否满足阈值，所述阈值表示针对预定制动特性的加速 度值；并且向所述致动器施加具有所述第一频率的制动信号以便根据所述预定 制动特性生成所述期望触觉效果。
附图说明
图1展示了触觉启用设备的许多可能实施例之一的框图。
图2是根据一个可能实施例的LRA的示意性横截面图。
图3展示了致动器评估系统的许多可能实施例之一的框图。
图4展示了如在图3中所展示的致动器分析设备的可能实施例的更 详细框图。
图5是流程图，展示了用于对本公开的许多可能实施例之一中的致 动器进行评估的方法。
图6是流程图，展示了用于接收系统可以用来评估致动器的输入参 数的方法。
图7是流程图，展示了用于分析来自传感器的数据以便确定最佳制 动频率的示例方法。
图8是流程图，展示了用于分析来自传感器的数据以便确定最佳制 动频率的另一种示例方法。
图9是流程图，展示了用于分析来自传感器的数据以便确定最佳制 动频率的又另一种示例方法。
图10是用于接收致动器信息的示例用户界面。
图11是用于接收测试标准和输出要求的示例用户界面。
图12展示了图11的在选择了高级选项时的用户界面。
图13展示了在用户试图输入在预定范围之外的值时的图11用户界 面。
图14展示了向致动器施加驱动信号的示例结果。
图15展示了向致动器施加驱动信号的另一个示例结果。
图16展示了向致动器施加驱动信号的又另一个示例结果。
图17展示了示例加速度输出特征曲线和覆盖的加速度包络线。
图18是图17的扩展视图。
图19展示了图17的没有其他覆盖的特征曲线或信号的加速度包络 线。
具体实施方式
将参照附图而详细描述各个实施例，其中，在多个视图中，相同参 考标号表示相同部件或组件。对各个实施例的参考并不限制随附权利要求书的 范围。另外，本说明书中所阐述的任何示例不旨在是限制性的并且仅阐述了所 附权利要求书的许多可能实施例中的一些实施例。
在任何适当的时候，以单数形式使用的术语还将包括复数形式，并 且反之亦然。在本文中，除非另外指明或者在对“一个或多个”的使用明显不 适当的情况下，对“一个(a)”的使用意指“一个或多个”。除非另外指明， 对“或”的使用意指“和/或”。如“包括(comprise、comprises、comprising、 include、includes、including)”、“比如(such as)”和“具有(has、having)” 等术语是可互换的并且不旨在是限制性的。例如，术语“包括(including)” 应当指“包括但不限于”。
总体上，本公开涉及一种致动器评估系统。所述系统被配置用于对 可用作触觉输出设备的致动器的一个或多个特性进行评估。所述系统可以存储 致动器的特性以便用于各种触觉输出应用。在示例性实施例中，系统使用户能 够确定或选择要向触觉致动器施加以便引起制动效果并阻止触觉致动器振动 或使振动变慢的信号的一个或多个参数。这种制动效果有助于使致动器提供更 清晰的触觉效果或期望触觉效果。
图1展示了触觉启用设备100的许多可能实施例之一的框图。触觉 启用设备100可以属于各种类型。触觉启用设备100可以是可用于递送触觉效 果的任何类型的设备，比如蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便 携式音乐播放器、便携式视频播放器、游戏系统、虚拟现实(VR)系统、汽 车系统、导航系统、台式计算机、膝上型计算机、电子电器(例如电视机、烤 箱、洗衣机、烘干机、冰箱或照明系统)以及能够处理信息并且提供触觉反馈 的任何其他电子或计算设备。在图1中，移动计算设备100A、游戏控制器100B 和虚拟现实(VR)系统100C仅被示出用于说明性目的。
触觉效果或触觉反馈可以是向人员递送的任何类型的感触感觉。在 一些实施例中，触觉效果将如提示、通知、对用户与触觉启用物品的交互的反 馈或确认等信息或者更复杂消息或其他信息具体化。在替代性实施例中，触觉 效果可用于通过模拟物理性质或效果(比如摩擦、流动和掣动)来增强用户与 设备的交互。
触觉启用设备100包括输入设备102、处理器104、存储器106、 致动器驱动电路108和致动器110。在一些实施例中并且如在图1中所展示的， 输入设备102、处理器104、存储器106、致动器驱动电路108和致动器110 结合到可由用户穿戴或携带的单个设备中。在其他实施例中，输入设备102、 处理器104、存储器106、致动器驱动电路108和致动器110中的至少一项彼 此分离地安排并且或者彼此无线或者有线连接。
输入设备102被配置用于监测或检测与触觉启用设备100或触觉启 用设备100的用户相关联的一个或多个事件或由用户执行的一个或多个事件， 可以使用触觉反馈来将所述事件通知给所述用户。输入设备102是将信号输入 到处理器104中的任何设备。
输入设备102的示例是触敏表面或安装在设备100的外壳内的其他 类型的用户界面，比如鼠标、触摸板、模拟操纵杆、滚轮、轨迹球、游戏板或 游戏控制器。输入设备102的另一个示例是控制设备，比如按键、按钮、开关 或其他类型的用户界面。输入设备102的又另一个示例是将信号输入到处理器 104中的换能器。可以用作输入设备102的换能器的示例包括一个或多个天线 和传感器。
传感器可以是响应于接收到刺激而输出信号的任何仪器或其他设 备。传感器可以硬接线至处理器或者可以无线连接至处理器。传感器可以用于 检测或感测各种不同条件、事件、环境条件、设备100的操作或条件、其他人 或物体的存在或者能够刺激传感器的任何其他条件或事物。
传感器的示例包括声学传感器或声音传感器，比如麦克风；振动传 感器；化学和粒子传感器，比如体内酒量测定器、一氧化碳和二氧化碳传感器 以及盖革计数器；电传感器和磁传感器，比如电压检测器或霍尔效应传感器； 流量传感器；导航传感器或仪器，比如GPS接收器、高度计、陀螺仪或加速 度计；位置、接近度和移动相关传感器，比如压电材料、测距仪、里程表、速 度计、震动检测器；成像传感器和其他光学传感器，比如电荷耦合器件(CCD)、 CMOS传感器、红外传感器和光电检测器；压力传感器，比如气压计、压强计 和触感传感器；力传感器，比如压电传感器和应变仪；温度和热传感器，比如 温度计、热量计、热敏电阻、热电偶和高温计；接近度和存在传感器，比如运 动检测器、三角测量传感器、雷达、光电管、声波定位仪和霍尔效应传感器； 生物芯片；生物特征传感器，比如血压传感器、脉搏/氧传感器、血糖传感器和 心脏监护仪。另外，可以使用如压电聚合物等智能材料来形成传感器，在一些 实施例中，所述传感器充当传感器和致动器两者。
各个实施例可以包括单个输入设备或者可以包括两个或更多个输 入设备。另外，各个实施例可以包括不同类型的输入设备。例如，至少一些可 能实施例包括开关和换能器(比如天线或传感器)。当输入设备102被刺激并 且向处理器104输入信号时，处理器104对致动器110进行操作以便向携带、 穿戴设备100或与之交互的人员提供触觉效果。
处理器104可以是被配置用于处理信息的任何设备、元件或电路， 并且可以包括任何适当模拟或数字电路。处理器118还可以包括执行指令的可 编程电路。可编程电路的示例包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、 可编程门阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、或适用于执行指令的 任何其他处理器或硬件。在各个实施例中，处理器118可以是单个单元或者两 个或更多个单元的组合。如果处理器118包括两个或更多个单元，则所述单元 可以被物理地定位在单个控制器中或在单独的设备中。处理器104可以是对整个设备100进行操作的同一处理器或可以是单独的处理器。处理器104可以基 于高级参数来决定将播放什么触觉效果以及播放所述效果的顺序。总体上，限 定特定触觉效果的高级参数包括幅度、频率和持续时间。还可以使用如流式电 机命令等低级参数来确定特定触觉效果。
处理器104从输入设备102接收信号或数据并且输出控制信号以便 驱动致动器驱动电路108。由处理器104接收的数据可以是任何类型的参数、 指令、标记，或者由处理器、程序模块和本文中所公开的其他硬件所处理的其 他信息。
存储器设备106可以是任何类型的存储设备或计算机可读介质，比 如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存 储器(EEPROM))、闪存、磁存储器、光存储器或任何其他适当存储器技术。 存储器106还可以包括易失性和非易失性存储器的组合。存储器106存储由处 理器104执行的指令。存储器106还可以被定位在处理器104内部，或者可以 是内部和外部存储器的任何组合。
在所述指令当中，存储器106包括致动器驱动模块112，所述致动 器驱动模块是当由处理器104执行时生成针对致动器驱动电路108的控制信号 的指令。致动器驱动模块112还可以确定来自致动器110的反馈并且相应地调 整控制信号。
致动器驱动电路108是从致动器驱动模块112接收触觉信号(其在 本文中也被称为控制信号)的电路。触觉信号将与触觉效果相关联的触觉数据 具体化，并且触觉数据限定了致动器驱动电路108生成致动器驱动信号所使用 的参数。在示例性实施例中，这种参数与电特性相关或相关联。可通过触觉数 据限定的电特性的示例包括：频率、振幅、相位、反相、持续时间、波形、启 动时间(attack time)、上升时间、淡入淡出时间(fade time)以及相对于事件 的滞后或提前时间。向致动器110施加致动器驱动信号以便引起一种或多种触 觉效果。
致动器110(其在本文中也被称为触觉输出设备)进行操作以便生 成触觉效果。致动器110由处理器104控制，所述处理器执行致动器驱动模块 112，所述致动器驱动模块向致动器驱动电路108发送触觉信号。然后，致动 器驱动电路108生成并向致动器110施加致动器驱动信号以便驱动致动器110。 当被施加至致动器110时，致动器驱动信号使致动器110通过启动和制动致动 器110来生成触觉效果。
致动器110可以属于各种类型。在所展示的实施例中，致动器是谐 振致动器，比如线性谐振致动器(LRA)，在LRA中，附接至弹簧的质量块 被来回驱动。在图2中展示了LRA的示例配置和操作。在其他实施例中，致 动器是螺线管谐振致动器(solenoid resonantactuator，SRA)。
还使用了其他类型的电磁致动器，比如偏心旋转质量块(Eccentric RotatingMass，ERM)，在偏心旋转质量块中，通过电机或“智能材料”(比 如压电、电活性聚合物或形状记忆合金)来移动偏心质量块。致动器110还广 泛地包括非机械或非振动设备，比如使用静电摩擦(ESF)、超声表面摩擦(USF) 的设备；或者使用超声触觉换能器来引起声辐射压的设备；或者使用触觉基板 或柔性或可变形表面的设备；或者使用空气喷嘴来提供预计触觉输出(比如一 阵风)的设备，等等。
设备100可以包括多于一个致动器110，并且每个致动器可以包括 全部耦合至处理器104的单独致动器驱动电路108。在具有多于一个致动器的 实施例中，每个致动器可以具有不同输出能力，以便在设备上创建宽范围的触 觉效果。
仍参照图1，致动器驱动电路108被配置用于生成致动器制动信号， 所述致动器制动信号被配置用于制动致动器110，从而使得致动器110减速。 举例来讲，当智能电话检测到传入呼叫或消息时，其生成致动器驱动信号以便 驱动致动器生成振动，从而提醒智能电话的用户注意传入呼叫或消息。然后， 为了停止振动，智能电话生成致动器制动信号以便制动致动器并且终止振动。 通过顺序地启动和制动致动器，智能电话可以生成各种振动感触触觉效果。
在一个实施例中，致动器制动信号被配置成与致动器驱动信号异 相。例如，致动器制动信号与致动器驱动信号大约180度异相。在一个可能实 施例中，通过将致动器驱动信号反相来生成致动器制动信号。在另一个可能实 施例中，通过将致动器驱动信号移相除180度异相之外来生成致动器制动信号。 例如，当在信号振幅基本上为零的过零点处改变相位时，将信号反相或移相180 度异相。在又其他可能实施例中，通过改变致动器驱动信号的频率来生成致动 器制动信号。例如，在一个或多个周期内使致动器驱动信号的频率加倍并且返 回至原始频率，从而使得相位被反相。在又其他实施例中，通过在恢复之前使 致动器驱动信号停止预定时间来生成致动器制动信号。例如，可以使致动器驱 动信号停止半个周期并且然后生成为使得经恢复的信号与原始致动器驱动信 号异相。
在一些可能实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号相同 的频率。在其他实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号不同的频率。 在一些可能实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号相同的振幅。在 其他实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号不同的振幅。
在此文档中，术语“驱动信号(drive signal)”或“致动器驱动信 号(actuatordrive signal)”还可以用于结合致动器制动信号。例如，在向致动 器施加致动器驱动信号以便启动致动器之后向致动器施加致动器制动信号以 便制动致动器时，整个信号可以被称为驱动信号或致动器驱动信号。
图2是根据一个可能实施例的致动器110的LRA实施方式120的 示意性横截面图。LRA 120包括壳体122、磁体/质量块126、线性弹簧124和 电线圈128。磁体126通过弹簧124安装到壳体122上。线圈128在壳体122 的底部上直接安装在磁体126下面。LRA 120是典型的是任何已知LRA。在操 作中，当电流流过线圈128时，磁场在线圈128周围形成，并且与磁体126的 磁场交互地推动或拉动磁体126。一个电流流动方向/极性引起推动动作，而另 一个引起拉动动作。弹簧124控制磁体126的上下移动，并且具有：偏转向上 位置，在所述位置中，其被压缩；偏转向下位置，在所述位置中，其被展开； 以及中性或过零位置，在所述位置中，其既不被压缩也不被偏转，并且所述位 置等于其静止状态，在所述静止状态下，不向线圈128施加任何电流，并且不 存在磁体126的任何移动/振荡。
图3展示了致动器评估系统200的许多可能实施例之一的框图。致 动器评估系统200被配置用于对与可以与如在图1中所展示的触觉启用设备 100一起使用的致动器110相关联的一个或多个特性、性能、参数、属性、事 件、操作条件、环境条件和/或其他数据进行评估。
在本文中所公开的特定实施例中，致动器评估系统200被配置用于 确定与致动器相关联的最佳制动频率。这种最佳制动频率是致动器制动信号的 生成致动器的预定制动特性的频率。例如，致动器的制造商或用户可以确定致 动器的目标制动特性，并且最佳制动频率是提供致动器的这种目标制动特性的 频率。在一个可能实施例中，最佳制动频率使致动器减速到阈值以下。可以将 阈值确定为表示这种预定制动特性的加速度值。在一个实施例中，这种预定制 动特性是致动器的低于预定值的加速度值。这种低于预定值的加速度值可以指 示致动器如期望的那样迅速地停止。在其他实施例中，最佳制动频率是产生致动器的最小加速度值的频率。
制动特性的另一个示例是响应于致动器制动信号而制动所述致动 器的时延。在其他实施例中，可以使用系统200来评估其他制动特性。
为了评估致动器110中的一个或多个，系统200包括致动器分析设 备202、致动器驱动和数据获取电路204、以及一个或多个传感器206。尽管系 统200的设备在图3中被展示为单独提供，但是应当指出的是，所述设备中的 至少两个设备(比如致动器分析设备202、致动器驱动和数据获取电路204以 及传感器206)结合到单个设备中。
在本文中所公开的特定实施例中，可以使用系统200来评估的致动 器110的示例包括谐振致动器(比如LRA和SRA)。在其他实施例中，可以 通过系统200根据本公开的原理来测试其他类型的致动器。
致动器分析设备202与致动器驱动和数据获取电路204通信以便向 电路204传输控制信号或者从电路204接收数据信号。
控制信号被配置用于使电路204的致动器驱动器214生成并向致动 器110中的一个或多个致动器施加驱动信号以便进行评估。如本文中所描述的， 致动器分析设备202至少基于从用户界面212接收的参数来生成控制信号。
可由与相应致动器110(比如110A、110B和110C)相关联的传感 器206(206A、206B和206C)中的一个或多个传感器生成数据信号。数据信 号包括与传感器206从致动器110中检测到的测量结果有关的信息。这种测量 结果涉及与致动器110相关联的一个或多个特性、参数、属性、事件、操作条 件、环境条件和其他数据。在本文中所公开的特定实施例中，测量结果包括致 动器110的加速度数据。在一个实施例中，可以向电路204(比如电路204的传感器控制器216)传输数据信号，然后，向致动器分析设备202传输所述数 据信号。在其他实施例中，数据信号从传感器206直接传输至致动器分析设备 202。可以通过设备202的用户界面212以各种格式向用户呈现包含在数据信 号中的信息。
致动器驱动和数据获取电路204包括致动器驱动器214，所述致动 器驱动器被配置用于从致动器分析设备202接收控制信号并且生成并向致动器 110中的一个或多个致动器施加驱动信号。如本文中所描述的，致动器驱动器 214生成具有不同参数的多个驱动信号以便响应于这种不同驱动信号而监测致 动器110的性能变化。在本文中所讨论的特定实施例中，向致动器110施加具 由不同频率的多个驱动信号以便监测致动器110的制动性能。通过响应于不同 频率的驱动信号而评估致动器110的制动性能变化，可以确定最佳制动频率， 所述最佳制动频率提供致动器的期望或目标制动性能。本文中更详细地讨论了 最佳制动频率。
致动器驱动和数据获取电路204进一步包括传感器控制器216，所 述传感器控制器被配置用于控制传感器206并从传感器206接收数据信号。
传感器206与相应传感器110相关联以便感测与致动器110相关联 的一个或多个特性、参数、属性、事件、操作条件、环境条件或其他数据。在 本文中所公开的特定实施例中，传感器206包括用于获得致动器110的加速度 数据的加速度计。可以使用其他类型的传感器来感测致动器的其他特性。
传感器206可以以各种方式连接至致动器。传感器206可以或者直 接地或者间接地耦合至致动器110。传感器206可以安装在各种位置中。在一 个可能实施例中，传感器206直接安装到致动器上。在其他可能实施例中，传 感器206安装到远离致动器的其他位置上。
传感器206可以以各种安排与相应致动器110相关联。在一个实施 例中，传感器206相对于致动器110安排以便检测单个维度的移动，比如在Z 轴上的振动(即，上下)。在其他实施例中，传感器206被配置用于检测致动 器110的二维(即，上下和左右)或三维移动(即，上下、左右和前后)。
在将加速度计用作传感器206的情况下，从传感器提供的加速度计 数据可以用于生成如图14至图16中所展示的对加速度输出的图形表示。在图 14至图16的所展示的实施例中，仅使用单个维度的加速度数据来评估致动器 的制动性能。在其他实施例中，可以在两个或三个维度上标绘加速度数据。
继续参照图2，在一些可能实施例中，致动器分析设备202被配置 用于经由数据通信网络222与数据管理系统220通信。在一个实施例中，数据 管理系统220进行操作以便对从致动器分析设备202传输的数据进行处理并且 或者与致动器分析设备202一起或者代替致动器分析设备对数据进行评估。数 据管理系统220还可以进行操作以便管理与致动器评估系统200和触觉启用设 备100相关联的其他类型的数据。
数据通信网络222在一个或多个计算设备之间传达数字数据，比如 在致动器分析设备202与数据管理系统220之间以及在致动器驱动和数据获取 电路204与数据管理系统220之间。可以在致动器分析设备202、致动器驱动 和数据获取电路204、致动器110、传感器206和系统200中的其他设备或元 件当中建立网络222。网络222的示例包括局域网和广域网(比如互联网)。 在一些实施例中，网络108包括无线通信系统、有线通信系统或无线和有线通 信系统的组合。在各个可能实施例中，有线通信系统可以使用电或光信号来传 输数据。无线通信系统通常经由比如采用光信号或射频(RF)信号的形式的电 磁波来传输信号。无线通信系统通常包括用于发射光或RF信号的光或RF发 射器以及用于接收光或RF信号的光或RF接收器。无线通信系统的示例包括 Wi-Fi通信设备(比如利用无线路由器或无线接入点)、蜂窝通信设备(比如 利用一个或多个蜂窝基站)以及其他无线通信设备。
图4展示了如在图3中所展示的致动器分析设备202的可能实施例 的更详细框图。
在此实施例中，如在图3中所讨论的，致动器分析设备202包括用 户界面212。用户界面212可以包括输入设备232和输出设备234。输入设备 232包括用户可以通过其将参数、命令或其他信息输入到致动器分析设备202 中的任何设备或机构。输入设备232的示例包括触摸屏、触敏表面、相机、如 按钮和开关等机械输入端以及其他类型的输入部件。输出设备234包括以各种 格式(比如可见和可听格式)向用户呈现信息的任何设备或机构。输出设备234 的示例包括显示屏、扬声器、灯以及其他类型的输出部件。在一个实施例中， 输入设备232和输出设备234整体形成，比如触敏显示屏。
设备202包括总线240、处理器242、输入/输出(I/O)控制器244、 存储器246和网络接口控制器(NIC)248。总线240包括用于提供路径以便在 设备202中的部件(包括处理器242、I/O控制器244、存储器246和NIC 248) 之间传递数据的导体或传输线路。总线240通常包括控制总线、地址总线和数 据总线。然而，总线240可以是适合于在设备202中的部件之前传递数据的任 何总线或总线组合。
处理器242可以是被配置用于处理信息的任何电路，并且可以包括 任何适当模拟或数字电路。处理器242还可以包括执行指令的可编程电路。可 编程电路的示例包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程门 阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、或适用于执行指令的任何其他 处理器或硬件。在各个实施例中，处理器242可以是单个单元或者两个或更多 个单元的组合。如果处理器242包括两个或更多个单元，则所述单元可以被物 理地定位在单个控制器中或在单独的设备中。
I/O控制器244是监测设备202和外围或外部设备(比如用户界面212和致动器驱动和数据获取电路204)的操作的电路系统。I/O控制器244还 对设备202与外围设备之间的数据流进行管理并且使处理器242免于与监测和 控制外围设备相关联的细节的影响。I/O控制器244可以与其接口连接的其他 外围或外部设备的示例包括外部存储设备；监视器；输入设备，比如键盘和指 点设备；外部计算设备；天线；由人员穿戴的其他物品；以及任何其他远程设 备。
存储器246可以包括易失性存储器，比如随机存取存储器(RAM)、 只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、闪存、 磁存储器、光存储器或任何其他适当存储器技术。存储器246还可以包括易失 性和非易失性存储器的组合。
存储器246可以存储供由处理器242执行的多个程序模块，包括用 户输入获取模块252、传感器数据获取模块254、制动频率检测模块256和通 信模块258。每个模块是执行一个或多个特定任务的数据、例程、对象、呼叫 和其他指令的集合。尽管在本文中公开了某些模块，但是本文中所描述的各种 指令和任务可由以下各项执行：单个模块、不同模块组合、除了本文中所公开 的模块之外的模块或者由与设备202或者无线或者有线通信的远程设备执行的 模块。
用户输入获取模块252是指令，所述指令当由处理器242执行时使 处理器242接收与一个或多个致动器110的评估相关联的一个或多个参数的用 户输入。用户输入获取模块252可以与用户界面212的输入设备232通信并且 使用户能够通过输入设备232输入这种参数。举例来讲，用户输入获取模块252 在显示屏(即，输入设备232)上提供图形用户界面，所述图形用户界面允许 用户输入或选择一个或多个参数以便对致动器110进行评估。参照图6而更详 细地展示了对用户输入获取模块252进行操作的示例方法。
传感器数据获取模块254是指令，所述指令当由处理器242执行时 使处理器242从传感器206接收数据信号。在本文中所讨论的特定实施例中， 数据信号包括与致动器110的由传感器206感测到的加速度值有关的信息。
制动频率检测模块256是指令，所述指令当由处理器242执行时使 处理器242对从传感器数据获取模块254接收的数据进行分析并且对所讨论的 致动器的一个或多个特性或性能进行评估。在本文中所讨论的特定实施例中， 制动频率检测模块256被配置用于确定致动器驱动信号的根据意图(例如，尽 可能快、逐渐衰落或其他转变)而停止致动器的最佳制动频率，以便生成更具 吸引力且令人满意的触觉效果。
通信模块258促进设备202与远程设备之间的通信。远程设备的示 例包括计算设备、传感器、致动器、联网设备(比如路由器和热点)、车辆、 运动装备和智能电器。计算设备的示例包括服务器、台式计算机、膝上型计算 机、平板计算机、智能电话、家庭自动化计算机和控制器以及可编程的任何其 他设备。通信可以采取适合于数据通信(包括通过无线或有线信号或数据路径 的通信)的任何形式。在各个实施例中，通信模块可以将设备202配置为致动 器评估系统200的集中控制器或其他远程设备，配置为与其他计算设备或其他 远程设备通信的对等设备，或配置为混合集中控制器和对等设备，从而使得控 制器可以在一些情况下作为集中控制器而在其他情况下作为对等设备进行操 作。
程序模块的替代性实施例是可能的。例如，一些替代性实施例可能 具有比用户输入获取模块252、传感器数据获取模块254、制动频率检测模块 256和通信模块258更多或更少的程序模块。在一些可能实施例中，程序模块 中的一个或多个程序模块处于远程设备中，比如远程计算设备或其他可穿戴物 品。
仍参照图4，网络接口控制器(NIC)248与天线262电通信以便 在设备202与远程设备之间提供无线通信。如本文中所描述的，通信模块258 被编程用于通过天线262控制通信，包括对在通过天线262接收的信号中具体 化的数据进行处理以及准备数据以便通过天线262向远程设备传输。通信可以 根据任何无线传输技术，包括如蓝牙、蜂窝标准(例如CDMA、GPRS、GSM、 2.5G、3G、3.5G、4G)、WiGig、IEEE 802.11a/b/g/n/ac、IEEE 802.16(例如WiMax)等任何无线传输技术。NIC 248还可以通过有线连接使用用于传输数 据的任何适当端口和连接器并且根据任何适当标准(比如RS 232、USB、火线(FireWire)、以太网、MIDI、eSATA或雷电接口(Thunderbolt))在控制器 104与远程设备之间提供有线通信。
图5是流程图，展示了用于对本公开的许多可能实施例之一中的致 动器进行评估的方法300。本文中关于图3的致动器评估系统200和图4的致 动器分析设备202而描述了所述方法。然而，可以在除了图3和图4中所示出 的系统之外的各种系统中实施所述方法。为了简洁起见，关于被评估的单个致 动器110而描述方法300。然而，应当指出的是，可以关于连接至系统200以 便一起评估的多个致动器110以类似方式来实施方法300。
方法300在操作302处开始，其中，通过将致动器110连接至致动 器驱动和数据获取电路204来建立致动器评估系统200。致动器110可以有线 连接至电路204或无线耦合至电路204。
在操作304处，为了准确测量和评估而校准系统200。例如，可以 针对一个或多个特性而校准传感器206(比如加速度计)，比如灵敏度、频率 响应、谐振频率、振幅线性度、横向灵敏度、温度响应、时间常数、电容和其 他环境效应。还可以校准系统200中的其他电气部件。
在操作306处，系统200进行操作以便接收被评估的致动器110 的输入参数。在一个实施例中，此操作可由如在图4中所描述的用户输入获取 模块252执行。参照图6而描述了这种输入参数的示例。
在操作308处，系统200进行操作以便验证连接至系统200的致动 器110以便进行评估。在一个可能实施例中，系统200向致动器110施加电压 信号并监测来自致动器110的如电流信号等反馈以便验证致动器的存在和连 接。这种电压信号足够低以便保护致动器免于过冲。执行验证过程以便确保致 动器不使用短路来使系统过载或不创建开路情形。
在操作310处，系统200判定致动器110是否通过验证。如果确定 致动器通过验证(在此操作处，“是”)，则方法在操作314处继续。如果未 通过验证(在此操作处，“否”)，则系统200输出失败消息(操作312)。 在一个实施例中，失败消息包括关于致动器的细节以及致动器未通过验证的原 因。在至少一个实施例中，如果致动器未通过验证，则系统200可以终止评估 过程。在其他实施例中，如果致动器未通过验证，则系统200可以进行操作以 便等待和接收接下来的过程的用户输入或动作。例如，一旦向用户呈现了失败 消息，系统200就允许用户使用另一个致动器来代替还未通过验证的致动器以 便进行测试或评估。然后，系统等待以便在操作306处接收输入参数。可替代 地，系统使用之前对失败致动器输入的输入参数并且在操作308处自动地验证 新致动器。
在操作314处，系统200基于输入参数来生成控制信号并且向致动 器驱动器214施加控制信号以便控制致动器驱动器214。
在操作316处，系统200生成具有预定频率的驱动信号并向致动器 110施加驱动信号以便驱动致动器110。在本文中所描述的特定实施例中，驱 动信号被配置成处于稳定状态以便更好地评估制动响应。
如本文中所描述的，驱动信号可以包括致动器驱动信号和致动器制 动信号。在一个实施例中，向致动器施加致动器驱动信号以便在预定时间量内 启动致动器110，并且然后，向致动器110施加致动器制动信号以便使致动器 110减速。
在一个实施例中，致动器制动信号被配置成与致动器驱动信号异 相。例如，致动器制动信号与致动器驱动信号大约180度异相。在一个可能实 施例中，通过将致动器驱动信号反相来生成致动器制动信号。在另一个可能实 施例中，通过将致动器驱动信号移相除180度之外的某个量来生成致动器制动 信号。例如，当在信号振幅基本上为零的过零点处改变相位时，将信号反相或 移相180度异相。在又其他可能实施例中，通过改变致动器驱动信号的频率来 生成致动器制动信号。例如，在一个或多个周期内使致动器驱动信号的频率加 倍并且返回至原始频率，从而使得相位被反相。在又其他实施例中，通过在恢 复之前使致动器驱动信号停止预定时间来生成致动器制动信号。例如，可以使 致动器驱动信号停止半个周期并且然后生成为使得经恢复的信号与原始致动 器驱动信号异相。
在一些可能实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号相同 的频率。在其他实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号不同的频率。 在一些可能实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号相同的振幅。在 其他实施例中，致动器制动信号具有与致动器驱动信号不同的振幅。在一个可 能实施例中，致动器制动信号具有大于致动器驱动信号的振幅以便提供对致动 器的更快速或更突然制动。在其他可能实施例中，致动器制动信号的振幅小于 致动器驱动信号的振幅以便生成更渐进的制动效果。
在操作318处，系统200使用例如与致动器110相关联的传感器 206来测量致动器110的加速度。传感器206生成数据信号，所述数据信号包 含关于加速度数据的信息。
在操作320处，系统200经由数据信号从传感器206接收加速度数 据。
在操作322处，系统200对加速度数据进行评估以便确定提供致动 器110的预定制动特性的最佳制动频率。在一个实施例中，预定制动特性表示 致动器的低于阈值的加速度值。低于阈值的这种加速度值可以指示致动器像期 望那样迅速地停止。在其他实施例中，最佳制动频率是产生致动器的最小加速 度值的频率。
在操作324处，系统200判定是否已经对将基于输入参数来生成的 驱动信号中的每个驱动信号执行了评估。在一个可能实施例中，每个驱动信号 具有与其他驱动信号不同的频率。如果确定存在需要向致动器施加的以便进行 评估的至少一个驱动信号(在此操作处，“否”)，则方法300返回至操作314 并重复随后操作。如果未剩下任何驱动信号(在此操作处，“是”)，则方法 300结束并且评估终止。以此方式，可以对具有不同频率的不同驱动信号重复 评估过程，直到标识最佳制动频率。
在本文中所公开的特定实施例中，顺序地向致动器施加具有不同频 率的多个驱动信号，并且通过传感器(例如，加速度计)来监测致动器的制动 性能并针对驱动信号中的每个驱动信号而对其进行评估。在一个可能实施例 中，传感器可以监测致动器的移动以便确保致动器在施加不同驱动信号之间完 全停止。
图6是流程图，展示了用于接收系统200可以用来评估致动器110 的输入参数的方法330。在一个实施例中，此操作可由如在图4中所描述的用 户输入获取模块252执行。然而，可以在除了用户输入获取模块252之外的各 种系统中实施所述方法。
在操作332处，模块252进行操作以便接收致动器信息的用户输入。 致动器信息可以包括从致动器110的说明中获得的信息。这种致动器信息的示 例包括物理规格、引线和连接器规格、操作说明、典型性能特性、典型触觉特 性和环境特性。物理规格包括致动器的各种物理参数，比如尺寸和重量。引线 和连接器规格包括致动器的各种连接元件的参数，比如引线长度、引线条长度、 导线长度和引线配置。操作说明包括各种操作参数，比如额定电压、额定谐振 频率(例如在使用惯性测试负载的额定电压下)、最大额定工作电流(例如在 使用惯性测试负载的额定电压下)、额定惯性测试负载(例如标准测试托架的 质量块)、最大起动电压(例如使用惯性测试负载)、最小振动振幅(例如在 使用惯性测试负载的额定电压下的峰到峰值)、最大工作电压和最小绝缘电阻。 典型的性能特性包括各种典型的性能参数，比如典型的额定工作电流(例如在 使用惯性测试负载的额定电压下)、典型的振动振幅(例如在使用惯性测试负 载的额定电压下的峰到峰值)、典型的振动频率(例如在使用惯性测试负载的 额定电压下)、典型的归一化振幅(例如在额定电压下通过惯性测试负载归一 化的峰到峰振动振幅)、典型的起动电压(例如使用惯性测试负载)和典型的 终端电阻和典型的终端电感。典型的触觉特性包括触觉效果参数，比如典型的 滞后时间(例如在使用惯性测试负载的额定电压下)、典型的上升时间(例如 在使用惯性测试负载的额定电压下)和典型的停止时间(例如在使用惯性测试 负载的额定电压下)。环境特性包括操作环境的参数，比如最大工作温度、最 小工作温度、最大存储和运输温度以及最小存储和运输温度。
在操作334处，模块252进行操作以便接收测试标准的用户输入。 测试标准可以包括限定对致动器的评估的方面和范围的信息。这种测试标准的 示例包括额定驱动电压、额定驱动时间、过驱动电压、过驱动时间、制动电压、 制动时间、下降时间阈值、测试频率带宽、频率步长和测试持续时间。参照图 9至图12而更详细地描述了输入设备232的用于接收测试标准的用户输入的示 例界面。
在操作336处，模块252进行操作以便接收输出要求的用户输入。 输出要求可以限定经由输出设备234输出的信息。在一些实施例中，输出要求 可以确定将显示评估结果的什么信息以及经由输出设备234(比如显示屏)如 何显示结果。参照图14至图19而更详细地展示了评估结果的示例。
图7是流程图，展示了用于分析来自传感器206的数据以便确定最 佳制动频率的示例方法340。在一个示例中，此操作可由如在图4中所描述的 制动频率检测模块256执行。然而，可以在除了制动频率检测模块256之外的 各种系统中实施所述方法。
在操作342处，模块256将致动器的加速度值与阈值进行比较。加 速度值选自致动器的加速度数据并且包括在制动致动器时的加速度值。在一个 可能实施例中，加速度值被选择为来自加速度数据的在向致动器施加致动器制 动信号的时间之后的最小加速度值。在另一个可能实施例中，加速度值被选择 为当致动器响应于致动器制动信号而减速时的加速度值。在又另一个可能实施 例中，加速度值被选择为在致动器减速时的加速度值。在其他可能实施例中， 加速度值被设置为如在图8中所展示的谷点。
阈值可由制造商或用户确定为表示展示致动器的预定制动特性的 加速度值。
在操作344处，模块256判定在制动时的加速度值是否满足阈值。 如果确定在制动时的加速度值满足阈值(在此操作处，“是”)，则方法在操 作348处继续。否则(在此操作处，“否”)，模块256确定已经向致动器施 加的致动器制动信号的频率不是最佳制动频率(操作346)。
当确定致动器制动信号的频率不是最佳制动频率(操作346)时， 系统200可以被配置用于在不同应用中执行不同操作。在至少一个示例性实施 例中，如果致动器制动信号的频率被确定为不恰当制动频率，则系统200可以 终止分析过程。在其他实施例中，如果致动器制动信号的频率被确定为不恰当 制动频率，则系统200可以进行操作以便等待并接收用于调整致动器制动信号 的特性中的至少一个特性的用户输入或新致动器制动信号的用户输入，从而使 得经调整的或新致动器制动信号可能具有最佳制动频率。系统可以返回并对经 调整的和新致动器制动信号执行操作342和随后操作。在又其他实施例中，系 统200可以允许用户使用另一个致动器来代替相关联致动器以便进行测试或评 估。
在一个可能实施例中，模块256可以判定在制动时的加速度值是否 低于阈值。
在操作348处，当确定在制动时的加速度值满足阈值时，模块256 确定已经向致动器施加的致动器制动信号的频率被考虑为最佳制动频率。
在操作350处，模块256将向致动器施加的致动器制动信号的频率 存储为最佳制动频率。
图8是流程图，展示了用于分析来自传感器206的数据以便确定最 佳制动频率的另一种示例方法360。在一个示例中，此操作可由如在图4中所 描述的制动频率检测模块256执行。然而，可以在除了制动频率检测模块256 之外的各种系统中实施所述方法。
在操作362处，模块256将致动器的加速度值与阈值进行比较。加 速度值选自致动器的加速度数据并且包括在制动致动器时的加速度值。在一个 可能实施例中，加速度值被选择为来自加速度数据的在向致动器施加致动器制 动信号的时间之后的最小加速度值。在另一个可能实施例中，加速度值被选择 为当致动器响应于致动器制动信号而减速时的加速度值。在又另一个可能实施 例中，加速度值被选择为在致动器减速时的加速度值。在其他可能实施例中， 加速度值被设置为如在图9中所展示的谷点。阈值可由制造商或用户确定为表 示展示致动器的预定制动特性的加速度值。
在操作364处，模块256判定在制动时的加速度值是否满足阈值。 如果确定在制动时的加速度值满足阈值(在此操作处，“是”)，则方法在操 作368处继续。否则(在此操作处，“否”)，模块256确定已经向致动器施 加的致动器制动信号的频率不是最佳制动频率(操作366)。在一个可能实施 例中，模块256可以判定在制动时的加速度值是否低于阈值。
当确定致动器制动信号的频率不是最佳制动频率(操作366)时， 系统200可以被配置用于在不同应用中执行不同操作。在至少一个示例性实施 例中，如果致动器制动信号的频率被确定为不恰当制动频率，则系统200可以 终止分析过程。在其他实施例中，如果致动器制动信号的频率被确定为不恰当 制动频率，则系统200可以进行操作以便等待并接收用于调整致动器制动信号 的特性中的至少一个特性的用户输入或新致动器制动信号的用户输入，从而使 得经调整的或新致动器制动信号可能具有最佳制动频率。系统可以返回并对经 调整的和新致动器制动信号执行操作362和随后操作。在又其他实施例中，系 统200可以允许用户使用另一个致动器来代替相关联致动器以便进行测试或评 估。
在操作368处，判定是否存在将向致动器施加的以便进行评估的至 少一个驱动信号。若是(在此操作处，“是”)，则方法前进到操作370，其 中，向致动器施加具有不同频率的驱动信号中的随后一个驱动信号，并且从其 中获得加速度数据。这类似于重复如图5中所描述的操作314至320。
如果确定已经向致动器施加了所述驱动信号中的所有驱动信号并 对其进行了评估(在操作368处，“否”)，则方法在操作372处继续，其中， 模块256确定已经生成了在制动时的最小加速度值的驱动信号。
在操作374处，模块256将所确定的驱动信号的频率存储为针对致 动器的最佳制动频率。另外，还可以存储最小加速度值。可以检索所述频率和 最小加速度值并且可以将其用于各种操作。举例来讲，所存储的关于频率和最 小加速度值的信息可以用于在应用中建立或配置致动器，以便确定其他致动器 的最佳制动频率或以便制造致动器。
图9是流程图，展示了用于分析来自传感器206的数据以便确定最 佳制动频率的另一种示例方法380。在一个示例中，此操作可由如在图4中所 描述的制动频率检测模块256执行。然而，可以在除了制动频率检测模块256 之外的各种系统中实施所述方法。参照图14至图19而描述了方法380。
在操作382处，当接收到致动器110的加速度数据时，模块256 从加速度数据中确定加速度包络线。例如，如在图17和图18中所展示的，当 向致动器施加具有特定频率的振荡驱动信号502(图14至图16)时，生成采 用振荡波的形式的致动器加速度和移动。如在图17和图18中所示出的，在致 动器的加速度特征曲线输出600上，模块256确定具有振荡加速度输出信号602 的极值的包络线604。在图19中单独展示了没有其他覆盖信号的加速度包络线 604。
在操作384处，模块256计算加速度包络线上的谷点。谷点可以被 定义为具有最小加速度值的点。在一个可能实施例中，如在图19中所示出的， 模块256可以确定包络线604上的最小加速度值点并将最小加速度值点设置为 谷点606。在其他可能实施例中，具有除了最小加速度值之外的加速度值的点 可以设置为谷点。例如，谷点606可以是最小加速度值点附近的点。
在操作386处，模块256将谷点606与阈值进行比较。像本文中所 描述的那样确定阈值。
在操作388处，如果确定谷点606低于阈值(在此操作处，“是”)， 则方法在操作390处继续。否则(在此操作处，“否”)，方法前进至操作396。
在操作390处，模块256判定当前谷点606是否低于关于向致动器 施加的前一个驱动信号而获得的前一个谷点。如果确定当前值点低于前一个谷 点(在此操作处，“是”)，则方法前进至操作396。否则(在此操作处，“否”)， 方法在操作392处继续。在操作392处，模块256确定已经提供最小谷点的驱 动信号。然后，在操作394处，模块256将所确定的驱动信号的频率存储为针 对致动器的最佳制动频率。
在操作396处，模块256判定是否存在将向致动器施加的以便进行 评估的至少一个驱动信号。若是(在此操作处，“是”)，则方法前进到操作 398，其中，向致动器施加具有不同频率的驱动信号中的随后一个驱动信号， 并且从其中获得加速度数据。这类似于重复如图5中所描述的操作314至320。 当确定不存在将向致动器施加的以便进行评估的任何驱动信号时，可以终止方 法。
如果确定当前值点不低于前一个谷点(在此操作处，“否”)，则 模块256确定已经生成最小谷点的驱动信号(在操作392处)。然后，在操作 394处，模块256将所确定的驱动信号的频率存储为针对致动器的最佳制动频 率。
参照图10至图13，根据本公开的许多可能实施例之一而更详细地 描述了用户界面212。用户界面212允许用户输入可用于评估致动器的参数。 在以上图6中以及在以下图10至图13中描述了这种参数。
图10是用于接收致动器信息403的示例用户界面402。如所描绘 的，用户界面402可以允许用户标识型号404，上传致动器的数据表406，输 入绕组电阻408，选择致动器的类型410，并且选择与致动器连接的通道412。 另外，用户界面402允许用户输入其他多条信息，比如客户信息414和制造商 信息416。
图11是用于接收测试标准421和输出要求423的示例用户界面 420。如所描绘的，用户界面420使用户能够限定各种测试标准421，比如额定 驱动电压422、额定驱动时间424、过驱动电压426、过驱动时间428、制动电 压430和制动时间432。可以从数据表中手动或自动地获得频率434。另外， 用户界面420可以接收其他参数，比如下降时间阈值、测试频率带宽、频率步 长和测试持续时间。
用户界面420被进一步配置用于接收输出要求423，比如待检测的 频率438(例如输入频率、谐振频率或制动频率)。另外，用户可以选择多个 选项，比如是否寻找超越和制动时间440、是否寻找线性化444以及是否执行 闭环性能驱动446。用户还可以限定最大超越时间442并选择性能测试的数量 448。
图12展示了图11的在选择了高级选项450时的用户界面420。当 选择了高级选项450时，用户可以输入附加参数以便进行测试，比如滞后和上 升时间阈值452、下降时间(即，谷点)阈值454以及采样率456。
图13展示了图11的在用户试图输入预定范围之外的值时的用户界 面420。在一些实施例中，测试参数中的一些测试参数(比如驱动信号参数) 可以被配置成不由系统的最终用户完全控制。举例来讲，如在图11中所展示 的，额定驱动时间424可由可选择值的范围限制以便保护连接至系统的致动器。 因此，用户可以仅输入落入范围内的值。当用户试图输入范围(例如，在500ms 与2000ms之间)之外的数字(例如，图13中的400ms)时，用户界面420 拒绝所述数字并下发消息460以便警告用户。
参照图14至图17，出于说明性目的而描述了在具有不同频率的不 同驱动信号下对致动器的评估的结果。
在所展示的实施例中，驱动信号具有正弦波形。然而，在一些实施 例中，驱动信号可以具有其他波形，比如直流信号、方波、阶跃信号、三角波、 锯齿波、其他形式的交流信号、复合波形、具有偏置或DC偏移的信号和脉冲。
图14展示了向致动器施加驱动信号502的示例结果。驱动信号502 具有第一频率(例如，207.5Hz)。响应于驱动信号502，致动器像在加速度 特征曲线504中描绘的那样移动。如所描绘的，驱动信号502具有在制动时间 516施加的致动器制动信号514。加速度特征曲线504展示了，致动器响应于 制动时间516之后不久的制动信号514而减速。在此特征曲线504中，在制动 时的加速度值518可以考虑为是期望的，并且因此，驱动信号502的第一频率 可视为最佳制动频率。
图15展示了向致动器施加驱动信号502的另一个示例结果。驱动 信号502具有第二频率(例如，204.9Hz)。加速度特征曲线504展示了，致 动器响应于制动时间516之后不久的制动信号514而减速。然而，在此特征曲 线504中，在制动时的加速度值518比图14中更不令人期望，并且因此，驱 动信号502的第二频率更不可能被视为最佳制动频率。
图16展示了向致动器施加驱动信号502的又另一个示例结果。驱 动信号502具有第三频率(例如，208.5Hz)。加速度特征曲线504展示了， 致动器响应于制动时间516之后不久的制动信号514而减速。然而，在此特征 曲线504中，在制动时的加速度值518比图14和图15中更不令人期望，并且 因此，驱动信号502的第三频率远更不可能被视为最佳制动频率。
参照图17至图19，展示了在使用最佳制动频率时的示例加速度特 征曲线输出。图17展示了示例加速度输出特征曲线602和覆盖的加速度包络 线604，并且图18是图17的扩展视图。图19仅展示了没有其他覆盖特征曲线 和信号的加速度包络线604。如本文中所描述的，加速度包络线604是具有加 速度输出信号602的极值的绘图，并且用于确定谷点606，所述谷点用于确定 如本文中所描述的最佳制动频率。
本公开的系统可以用于在各种阶段中检测最佳制动频率。在一个可 能实施例中，触觉启用设备的制造商可以使用所述系统来在制造触觉启用设备 期间确定期望制动特性的最佳制动频率。在另一个可能实施例中，在第一次对 触觉启用设备进行操作时(即，在启动或引导时间期间)，可以检测到最佳制 动频率。在又另一个可能实施例中，可以通过在对触觉启用设备的操作期间监 测触觉启用设备中的致动器的制动性能来检测最佳制动频率。通过在触觉启用 设备的运行时间期间对其进行监测，可以检测到最佳制动频率并且可以在致动 器的性能和特性随着时间改变时将其更新。
本公开的系统和方法可以为了改善的触觉效果而用于检测触觉致 动器的其他特性。在一个可能实施例中，本公开的系统可以用于检测驱动信号 的使致动器减小上升时间的最佳谐振频率。在另一个可能实施例中，系统被配 置用于为了期望制动性能而检测最佳振幅。
以上所描述的各种示例和教导仅通过展示的方式提供，而不应当被 解释为限制本公开的范围。本领域的技术人员将很容易意识到，在不遵循本文 中所展示和描述的示例和应用且不背离本公开的真实精神和范围的情况下，可 以作出各种修改和改变。
Claims (26)
1.一种用于提供期望触觉输出的方法，所述方法包括：
向致动器施加第一驱动信号；
向所述致动器施加第一制动信号，所述第一制动信号具有第一频率并且与所述第一驱动信号异相；
响应于所述第一驱动信号和所述第一制动信号，获得所述致动器的第一加速度数据；
从所述第一加速度数据中确定在制动所述致动器时的第一加速度值；
判定所述第一加速度值是否满足阈值，所述阈值表示针对预定制动特性的加速度值；以及
向所述致动器施加具有所述第一频率的制动信号以便根据所述预定制动特性生成所述期望触觉效果。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于确定所述第一加速度值满足所述阈值，将所述第一频率存储为针对所述致动器的最佳制动频率。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一加速度值是来自所述第一加速度数据的在向所述致动器施加所述第一制动信号的时间之后的最小加速度值。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一驱动信号具有所述第一频率。
5.如权利要求1所述的方法，其中，施加第一制动信号包括：通过将所述第一驱动信号移相来生成所述第一制动信号。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一制动信号具有与所述第一驱动信号180度异相的相位。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一制动信号具有与所述第一驱动信号相同的振幅。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一制动信号具有与所述第一驱动信号不同的振幅。
9.如权利要求1所述的方法，其中，确定第一加速度值包括：从所述第一加速度数据中确定当所述致动器响应于所述第一制动信号而减速时的第一加速度值。
10.如权利要求1所述的方法，其中，确定第一加速度值包括：从所述第一加速度数据中确定在所述致动器减速时的第一加速度值。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
重复以下步骤：施加第一驱动信号，施加第一制动信号，获得第一加速度数据，确定第一加速度值，以及判定所述第一加速度值是否满足阈值；
确定满足所述阈值的所述第一加速度值中的最小值；以及
将与所述最小值相对应的频率存储为针对所述致动器的最佳制动频率。
12.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
向所述致动器施加第二驱动信号以便驱动所述致动器；
向所述致动器施加第二制动信号，所述第二制动信号具有与所述第一频率不同的第二频率并且与所述第二驱动信号异相；
响应于所述第二驱动信号和所述第二制动信号，获得所述致动器的第二加速度数据；
从所述第二加速度数据中确定在制动所述致动器时的第二加速度值；
判定所述第二加速度值是否满足所述阈值；
判定所述第二加速度值是否小于所述第一加速度值；以及
响应于确定所述第二加速度值小于所述第一加速度值，将所述第二频率存储为针对所述致动器的最佳制动频率。
13.如权利要求1所述的方法，其中，确定第一加速度值包括：
从所述第一加速度数据中确定加速度包络线；以及
计算所述包络线中的谷点。
14.如权利要求13所述的方法，其中，判定所述第一加速度值是否满足阈值包括：
确定所述谷点小于所述阈值。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括：
响应于确定所述谷点小于所述阈值，将所述第一频率存储为针对所述致动器的致动频率。
16.如权利要求1所述的方法，其中，所述致动器是谐振致动器。
17.如权利要求1所述的方法，其中，所述致动器选自由以下各项组成的组：线性谐振致动器(LRA)、螺线管谐振致动器(SRA)和偏心旋转质量块(ERM)。
18.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
接收致动器信息的输入；以及
接收包括所述第一频率的测试标准的输入。
19.如权利要求1所述的方法，其中，所述致动器信息包括以下各项中的至少一项：物理规格、引线和连接器规格、操作说明、典型性能特性、典型触觉特性和环境特性。
20.如权利要求1所述的方法，其中，所述测试标准包括以下各项中的至少一项：额定驱动电压、额定驱动时间、过驱动电压、过驱动时间、制动电压、制动时间、下降时间阈值、测试频率带宽、频率步长和测试持续时间。
21.一种用于提供期望触觉输出的系统，所述系统包括：
致动器；
传感器，所述传感器与所述致动器相关联并且被配置成测量所述致动器的加速度；
致动器驱动电路，所述致动器驱动电路耦合至所述传感器，所述致动器驱动电路被配置成：
生成第一驱动信号；
向所述致动器传输所述第一驱动信号以便驱动所述致动器；
生成第一制动信号，所述第一制动信号具有第一频率并且与所述第一驱动信号异相；
向所述致动器传输所述第一制动信号；并且
响应于所述第一驱动信号和所述第一制动信号而接收表示所述致动器的加速度的数据信号；以及
处理器，所述处理器耦合至所述致动器驱动电路，所述处理器被配置成：
基于所述数据信号来获得第一加速度数据；
从所述第一加速度数据中确定在制动所述致动器时的第一加速度值；并且
判定所述第一加速度值是否满足阈值，所述阈值表示针对预定制动特性的加速度值
向所述致动器施加具有所述第一频率的制动信号以便根据所述预定制动特性生成所述期望触觉效果。
22.如权利要求21所述的系统，进一步包括：
输入设备，所述输入设备被配置成接收包括所述第一频率的测试标准的用户输入。
23.如权利要求21所述的系统，其中，所述处理器被配置成响应于确定所述第一加速度值满足所述阈值而将所述第一频率存储为针对所述致动器的最佳制动频率。
24.如权利要求21所述的系统，其中，所述第一加速度值是来自所述第一加速度数据的在向所述致动器施加所述第一制动信号的时间之后的最小加速度值。
25.如权利要求21所述的系统，
其中，所述致动器驱动电路被配置成：
生成第二驱动信号；
向所述致动器传输所述第二驱动信号以便驱动所述致动器；
生成第二制动信号，所述第二制动信号具有与所述第一频率不同的第二频率并且与所述第二驱动信号异相；
向所述致动器传输所述第二制动信号；并且
响应于所述第二驱动信号和所述第二制动信号而接收表示所述致动器的加速度的第二数据信号；并且
其中，所述处理器被配置成：
基于所述第二数据信号来获得第二加速度数据；
从所述第二加速度数据中确定在制动所述致动器时的第二加速度值；
判定所述第二加速度值是否满足所述阈值；
判定所述第二加速度值是否小于所述第一加速度值；并且
响应于确定所述第二加速度值小于所述第一加速度值，将所述第二频率存储为针对所述致动器的最佳制动频率。
26.如权利要求21所述的系统，其中，所述致动器是谐振致动器。
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